尋找氫能產(chǎn)業(yè)的“寧德時代”

在新能源產(chǎn)業(yè)中，雖然最受人關(guān)注的是“蔚小李”等新能源車企，但最受投資人追捧的，還是“創(chuàng)業(yè)板一哥”寧德時代(300750)。

究其原因，當(dāng)下的動力電池成本已占據(jù)整車成本的40%-60%，而且還在不斷增加，電池成為整個新能源產(chǎn)業(yè)里的兵家必爭之地。

這里的新能源，可不止鋰電。在未來的氫能市場，電池也會以同樣的關(guān)鍵位置存在。

當(dāng)下，無論是資本還是企業(yè)，都在尋找或者試圖成為氫能產(chǎn)業(yè)鏈中的“寧德時代”。

專攻能源化工行業(yè)多年的一位資深央企投行保薦代表人向光錐智能表示，“在整個復(fù)雜的氫能產(chǎn)業(yè)鏈中，燃料電池電堆就像是‘蛇的七寸’，既承接了上游制氫、儲氫、加氫，及各部件供應(yīng)商，又連接了下游的整車制造和應(yīng)用場景，是當(dāng)下氫能產(chǎn)業(yè)鏈最關(guān)鍵的一環(huán)。”

據(jù)企查查數(shù)據(jù)顯示，目前國內(nèi)共有34家氫燃料電池電堆的技術(shù)公司，其中，擁有技術(shù)專利和成熟產(chǎn)品應(yīng)用的，不超過10家。在這樣一個未來萬億的市場里，這10家公司或許已經(jīng)拿到了船票。

但在黎明到來之前，往往是漫長的黑暗。

2010年，氫能處在一個幾乎沒有政策支持、沒有市場認(rèn)知、沒有應(yīng)用場景的真空環(huán)境。氫璞創(chuàng)能科技有限公司董事長歐陽洵對光錐智能回憶：“那時候幾乎在夾縫中求生存，想盡辦法找到可用場景，哪怕賠錢也要做項目。”

環(huán)境的艱難，讓氫璞創(chuàng)能前些年一直都在生死線上徘徊。據(jù)歐陽洵回憶，“我們幾乎每一年都在考慮資金問題，大概見了200多家投資機(jī)構(gòu)，其中有四分之一接待了我們，有十分之一投了我們，才讓氫璞能夠堅持到現(xiàn)在。”

今年3月，氫能在中國有了明確的政策支持，政府部門調(diào)高補(bǔ)貼力度，一輛氫能車最高補(bǔ)貼65萬元，是一年前的1.5倍。據(jù)統(tǒng)計，國家已經(jīng)發(fā)布?xì)淠苷?8項，九大省相繼出臺了氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃。

一個確定的氫能時代，正在到來。

從默默無聞到萬眾矚目，產(chǎn)業(yè)鏈充滿機(jī)會的同時也遍布挑戰(zhàn)。

上周五，光錐智能探訪了氫璞創(chuàng)能北京總部，與氫璞創(chuàng)能的核心管理層進(jìn)行了深度對談，當(dāng)歐陽洵不疾不徐地講著氫璞一路的發(fā)展歷程和對未來發(fā)展的見解，外面陰雨不停，屋內(nèi)卻有一團(tuán)氫能之火，正在熊熊燃燒。

技術(shù)突破是降本的源動力

回顧新能源的發(fā)展路徑，當(dāng)鋰電池從高昂的三元鐵鋰電池進(jìn)化到兼具經(jīng)濟(jì)性和性能的磷酸鐵鋰電池，當(dāng)使用單晶硅后光電轉(zhuǎn)化效率大幅提升，將光伏發(fā)電的成本從一度電8塊錢降至1毛錢時，大規(guī)模的應(yīng)用產(chǎn)生了。

當(dāng)下，氫能發(fā)展的路徑也必須攻克“降本”的難關(guān)。

降本分為兩個部分，一部分是原材料的降本。灰氫價格便宜，但每造一立方米氫氣，也會排放同等的二氧化碳，這就不是清潔能源。綠氫能夠做到完全零碳，但電解水需要的催化劑是鉑金、銥等貴金屬，據(jù)天風(fēng)證券(601162)計算，質(zhì)子交換膜方式產(chǎn)生1立方米氫氣，需要3.56元。

這也是上游氫氣價格居高不下的主要原因之一。歐陽洵認(rèn)為，氫氣價格高于30元/kg都沒有競爭優(yōu)勢，而能做到低于這個價格的地方大部分都不在五大氫能示范區(qū)。

不過中國擁有大量的工業(yè)副產(chǎn)氫，雖然集中內(nèi)蒙古西部、陜西、河南等煤焦鋼廠聚集的地區(qū)，但這些地區(qū)也是能源轉(zhuǎn)型的第一梯隊，可階段性的滿足氫源需求。

另一部分更難，就是用氫的成本。歐陽洵認(rèn)為，當(dāng)下的降本目標(biāo)分為四個階段：

第一階段是材料的國產(chǎn)替代。在2015-2016年，幾乎所有的材料都需要進(jìn)口，不僅價格高昂，未來一旦基于國外供應(yīng)鏈建立起的氫能體系，也會同樣面臨著“卡脖子”的風(fēng)險。

考慮到這些因素，歐陽洵認(rèn)為，電堆中的核心材料必須要國產(chǎn)化。在過去的十年間，氫璞已經(jīng)完成了全部的材料國產(chǎn)化替代，包括氫璞重點制造的4大核心零部件：膜電極、雙極板、催化劑、電堆等。

以復(fù)合雙極板為例，目前氫璞的第2代雙極板性能指標(biāo)符合美國DOE極板性能要求，同時穩(wěn)定性和密封合格率達(dá)到99%，保證電堆可穩(wěn)定運行。

國產(chǎn)化材料不僅成本更低，在技術(shù)層面自主性也更高，目前，氫璞通過技術(shù)將成本，做到了降低鉑載量、提高單位面積功率密度、降低零部件數(shù)量，以及鉑與雙極板的循環(huán)利用，進(jìn)一步提高使用效率。

第二階段是工藝自動化和規(guī)模化。電堆的制作工藝十分復(fù)雜，在接觸前期，氫璞就在找尋如何盡可能的簡化工作，提高效率。比如氫璞自主研發(fā)的單電池，便是將膜電極跟極板有機(jī)的結(jié)合在一起，簡化疊堆工藝，讓單電池生產(chǎn)和電堆生產(chǎn)可以同步進(jìn)行，不受資源限制。

當(dāng)膜電極出現(xiàn)問題時，可以將單電池作為零部件從電堆中拆開維修，不需要拆解其他位置，加快電堆維修周期。

工藝創(chuàng)新的同時，在生產(chǎn)上自動化，包括自動化生產(chǎn)線設(shè)計能力、自動化測試設(shè)備能力、自動化工裝設(shè)計能力等。當(dāng)下氫璞已經(jīng)在新鄉(xiāng)、德州、天津等多地打造了自動化生產(chǎn)工廠。

第三階段是氫燃料電池的回收。現(xiàn)在整個市場的保有量大概是萬臺氫能整車，到了2024年即將達(dá)到10萬臺，隨著國家的大力扶持和技術(shù)進(jìn)入高速發(fā)展期，很快就會有產(chǎn)品退役下來，這是一個迫在眉睫的工作。只有將零部件的生命周期拉長，比如貴重金屬、密封材料等，才能把使用成本進(jìn)一步降低。

當(dāng)下氫璞的技術(shù)路線，重點圍繞著上述的三個大的方向在做演進(jìn)。而電堆在整個氫燃料電池中，成本占比在50%-60%，將電堆的生產(chǎn)成本持續(xù)降低，本質(zhì)上也就是降低了核心的使用成本。

不過，歐陽洵也坦然，上述的三種方式只能在一定程度上降低現(xiàn)在的使用成本，如果電堆想要實現(xiàn)從“8塊錢到1毛”質(zhì)的飛躍，核心還是在于金屬板/石墨板的改性，這樣的階躍性、顛覆性創(chuàng)新，這也是氫璞正在邁入的“無人區(qū)”。

邁向“無人區(qū)”

我們依舊參考鋰電池的發(fā)展路徑，寧德時代之所以被稱之為“寧王”，除了入局早、市場份額高之外，根本原因在于其對鋰電池材料的技術(shù)投入和不斷試錯。從高價的三元鋰電池，到對磷酸鐵鋰電池的性能突破研究，2022年，寧德時代還在持續(xù)研究鈉離子電池、M3P電池、NP電池以及凝聚態(tài)電池。

技術(shù)創(chuàng)新是第一生產(chǎn)力，這句話在氫能電池中也同樣適用。

當(dāng)下的氫燃料電池電堆，雙極板主要有兩種材料：一種是石墨板，另一種是金屬板。

石墨板電堆雙極板厚度在1.2-1.6mm，壽命能夠達(dá)到2w-4w小時。密度高、壽命長，但同時也意味著質(zhì)量高、體積大，對使用場景有限制。在輪渡、輪船、貨車和大巴車等商用車場景，對于石墨板有更大的空間，對壽命也有更長的要求，這是石墨板的優(yōu)勢。

而金屬板電堆的雙極板厚度在0.51-0.9mm，壽命約為5000小時，其最大的優(yōu)勢在于制備工藝，可以更大范圍實現(xiàn)超快的生產(chǎn)效率，適用于輕量化有著極致要求的乘用車場景。

長壽命和高功率密度之間不可兼得，所以需要對兩種材料進(jìn)行改性，進(jìn)行壽命和輕量化之間的平衡。

上海重塑研發(fā)執(zhí)行總監(jiān)孫北曾公開表示：不管是石墨還是金屬，如果壽命做不到一萬小時是絕對滿足不了商用車應(yīng)用場景的硬性要求，壽命是最關(guān)鍵的要素。另外取決于成本和性價比，金屬板在成本、可制造性上有比較突出的優(yōu)點，如果燃料電池系統(tǒng)需求在20萬套以上，金屬板才有可能發(fā)揮出一定的優(yōu)勢。

目前，市面上主流做電堆的企業(yè)，如氫晨、愛德曼等企業(yè)，都在押注金屬板電堆，以提升金屬板電堆的壽命為核心技術(shù)路線。

而氫璞創(chuàng)能不同。氫璞創(chuàng)能是國內(nèi)唯一一家同時堅持石墨板電堆和金屬板電堆技術(shù)路線的企業(yè)。

“我們碳板走了12年，金屬板也走了6年了，至今開發(fā)了一共6代產(chǎn)品。對于這兩個方向，我都看好。這很像光伏的材料，從單晶硅、多晶硅到鈣鈦礦，我認(rèn)為在一個產(chǎn)業(yè)從0到1的時候，不能在任何一個層面削弱它的可能性和多元性。當(dāng)下，石墨板和金屬板在不同應(yīng)用場景中各有優(yōu)劣，未來也都有可能因為材料突破而成為最終選擇。氫能現(xiàn)在還在早期，我們必須齊頭并進(jìn)。”歐陽洵講道。

目前，在氫璞內(nèi)部的技術(shù)部門，有人腳踏實地，有人仰望星空。

現(xiàn)階段，氫能車仍以重卡、叉車、船舶等商用車場景為主，帶動市場認(rèn)知的普及、基礎(chǔ)設(shè)施的建立和實際的使用數(shù)據(jù)積累。所以，氫璞創(chuàng)能內(nèi)部的研發(fā)投入更多在金屬板電堆的改性和研發(fā)，但在產(chǎn)品開發(fā)和自動化工藝投入的資源80%在石墨板電堆，兩條腿走路，小步快跑。

一個在實驗室里生長，一個從實戰(zhàn)中磨礪。未來5-10年，究竟誰將率先突破，現(xiàn)在無人知曉，但我們知道的是，氫璞不會錯過它。

氫能仗需要打“團(tuán)戰(zhàn)”

自從“3060碳中和戰(zhàn)略”“以獎代補(bǔ)”等國家政策推行開始，歐陽洵體會到了一些切膚的變化。

“以前是我們找客戶，現(xiàn)在是客戶找我們。”歐陽洵笑道。

光錐智能曾與多位氫能產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)的專業(yè)人士進(jìn)行深度溝通，各方一致認(rèn)為，當(dāng)下的氫能產(chǎn)業(yè)，需要算明白一筆經(jīng)濟(jì)賬，最終是誰在算賬？誰在買單？就是客戶。

為什么客戶主動找上門，本質(zhì)上也是因為，原來的模式下，經(jīng)濟(jì)賬算不過來了。

氫能“賬本”中分幾個部分：

第一是燃料賬。如同上文所說，在煉焦廠，有大量工業(yè)副產(chǎn)氫，氫氣成本低，這些產(chǎn)生的氫氣，如果不使用，就會被直接燃燒處理。這些低價氫氣可以應(yīng)用在煤礦、鋼鐵運輸行業(yè)，降低燃料成本。

第二是減碳壓力。歐陽洵講到，煤焦鋼碳排放大戶，每年有固定的排放指標(biāo)，如果排放超標(biāo)，就將面臨限產(chǎn)風(fēng)險。山西的一家煤礦客戶，第四季度被迫停產(chǎn)。氫能重卡很貴，比燃油重卡貴3倍左右，但在限產(chǎn)面臨的巨大損失面前，也只是很小的一部分。

第三是產(chǎn)業(yè)升級需求。為什么客戶變被動為主動？這不只是態(tài)度轉(zhuǎn)好，更是客戶的戰(zhàn)略方向正在升級，提前做產(chǎn)業(yè)布局、產(chǎn)業(yè)升級才能先人一步。

“現(xiàn)在客戶不僅在跟我們聊氫能重卡、整車的場景，也在共同探索氫氣作為新型能源的更多場景，比如氫冶金、氫儲能等等，從源頭解決排放問題。”

光錐智能了解到，這正是氫璞創(chuàng)能的市場思路：圍繞著煤焦鋼等低價氫氣場景進(jìn)行布局，目前覆蓋了叉車、4-9噸物流車、環(huán)衛(wèi)車、自卸車、重卡牽引車等車型，在商用車場景里產(chǎn)生增益。

2021年6月，河北唐山首批15輛氫燃料電池重卡投入實際運營，是行業(yè)內(nèi)首批進(jìn)入實際運營的案例，該款重卡采用氫璞150kW電堆模塊，發(fā)動機(jī)額定功率110kW，燃料電池發(fā)動機(jī)凈輸出功率110kW，已納入唐山示范獎勵范圍。2022年1月，在北京大興，采用氫璞創(chuàng)能電堆的30輛燃料電池重卡正式投入運營，幫助北京及周邊地區(qū)的大宗貨物進(jìn)行運輸。

類似的案例在天津、深圳、廣州、鄂爾多斯(600295)等多地發(fā)生，一旦有車開始上路，跑了起來，實戰(zhàn)經(jīng)驗往往高于一些實驗數(shù)據(jù)。

“之前踩過很多坑”，歐陽洵舉了個例子，“在我們的電池中，會將氫燃料電池和鋰電池進(jìn)行匹配，一開始配備的是磷酸鐵鋰電池這樣能量型的電池，不是功率型電池，但是它和氫燃料電池的匹配度和場景適應(yīng)性比較差，很容易發(fā)燙，影響氫燃料的反應(yīng)，客戶反饋非常差。后來我們改用了錳酸鋰電池，這個問題就被解決了，和氫燃料電池的適配性很高。”

從發(fā)現(xiàn)問題、找到問題到解決問題，氫璞只用了兩個月的時間。一款產(chǎn)品剛剛推向市場之時，由于對應(yīng)用的不理解、實驗室的測試和實際場景的差異，總會踩坑，真正的挑戰(zhàn)是，能不能快速地從坑里出來。

歐陽洵認(rèn)為，面對未來強(qiáng)勁的挑戰(zhàn)，氫能產(chǎn)業(yè)需要團(tuán)隊作戰(zhàn)。

氫璞一直在聯(lián)合產(chǎn)業(yè)鏈的上下游共同突破市場，進(jìn)行跨行業(yè)、跨區(qū)域的合作、整合和創(chuàng)新，“合縱連橫”對推動有著重要的意義。

合縱在于氫璞一直在以一己之力，扶持上游原材料、技術(shù)等小型公司。歐陽洵講道：“一開始什么都自己做，后面發(fā)現(xiàn)做不過來。我們就把技術(shù)原理開放給上游，因為氫璞而活下來的企業(yè)至少有四五家，他們80%的客戶訂單可能都是氫璞，但我們沒有任何股權(quán)關(guān)系，但會免費為他們做指導(dǎo)和咨詢，只為了能夠（讓整個產(chǎn)業(yè)鏈）做的更好。”

連橫在于，氫璞與另一個電堆的核心部分：氫燃料電池動力系統(tǒng)廠商、整車廠、加氫站等各關(guān)鍵角色一起共同探索，與能源、化工類具備豐富氫源及應(yīng)用場景的企業(yè)進(jìn)行深度合作，一起構(gòu)建氫能和燃料電池發(fā)展生態(tài)圈。

結(jié)語

近兩年，關(guān)于氫能的討論不絕于耳，很多投資人認(rèn)為在國家政策的支持下氫能十分有潛力，并以此對標(biāo)10-15年前的鋰電產(chǎn)業(yè)。

當(dāng)然也不乏唱衰的聲音。有人認(rèn)為，當(dāng)下的氫能車在乘用車領(lǐng)域根本打不過鋰電，只能在商用車的部分場景，找到鋰電的缺口。比如長途運輸、低溫運輸?shù)葓鼍?，在夾縫中求生存。

這些觀點不談對錯，但沒有抓住本質(zhì)問題。

上述央企投行保薦代表人認(rèn)為：“氫能和鋰電的本質(zhì)不同，鋰電沒有能源使命，只需要滿足階段性的用電需求，當(dāng)下的氫能和鋰電只是在使用場景上存在交叉競爭，未來氫能有很長線的能源使命。”

寧德時代董事長曾毓群面對車廠對電池價格的抱怨時，曾公開回應(yīng)：“其實我們也沒有賺到錢，鋰礦的價格、動力電池原材料大漲，上游才是賺的盆滿缽滿”。發(fā)展不過20年，鋰電已經(jīng)脫離了陡坡曲線，發(fā)展速度受到原材料漲價的限制開始放緩。

而在此情況之下，氫能則展現(xiàn)出了更多可能性，比如氫冶金、大規(guī)模氫儲能，這些不是在用電場景上與鋰電互補(bǔ)，而是氫能作為終極清潔能源的想象力開始慢慢體現(xiàn)。