文/鄧宇

　　來源：遠川科技評論（ID:kechuangych）

　　2020 年最火的公司莫過于特斯拉，疫情之下，也僅用半年多時間，股價就上漲了 2 倍多，市值直逼三千億美元，坐穩了全球最大車企的位置。

　　然而，剛坐上“前浪”寶座，“后浪”就殺了過來。

　　今年 6 月，氫電車企尼古拉（Nikola）登陸納斯達克。上市才 5 天，市值就漲到 340 億美元，甚至超越福特，僅排在特斯拉和通用之后，榮升美國車企探花。

　　尼古拉和特斯拉，名字聯合起來正好是交流電發明者 Nikola Tesla。所以也有人戲稱，nikola 是在碰瓷。而從經營上來看，也確實有“嫌疑”：一輛車都沒真正賣出去，仍處于沒有營收的“畫餅”階段，2019 年虧損高達 8870 萬美元。

　　市場給予高市值，是因為尼古拉宣稱已拿下超過 14000 輛氫燃料重卡的訂單，總價達 102 億美元。氫燃料電池，一直被認為是“終極能源”，每一輪能源革命都是投資人的最愛。

　　而對氫燃料電池的喜愛，不僅僅在海外。國內氫燃料電池產業，也在頂層設計和產學研結合的共振中逐漸成長起來，成為新能源熱點領域。而在 7 月 14-15 日，由高工產業研究院主辦的“2020 氫電產業峰會”也在上海舉辦。

　　我們作為新興產業觀察者，也受邀參加了會議，一覽氫燃料電池的發展前景。一個感受就是，很有潛力，值得關注。

　　01. 行業概覽：產業鏈和主要玩家

　　特斯拉、蔚來、比亞迪、寧德時代這些新能源汽車的弄潮兒，均在“純電”的賽道上一路狂飆。

　　鋰電是純電動汽車的主流方案，誕生于上世紀中后期。1976 年開始，英國、美國和日本的三位科學家推動了鋰離子電池的誕生和應用，并在 2019 年被共同授予諾貝爾化學獎。1997 年，日產推出了第一臺鋰離子電池汽車：Prairie Joy EV，正式宣告純電動汽車步入鋰電時代。

　　之后，馬斯克的特斯拉徹底引爆了純電動汽車市場，傳統車企也踴躍入局。不過，新能源汽車可不止鋰電一條道，更理想化，更面向未來的氫燃料電池，也在近些年逐漸火了起來。

　　氫電汽車產業鏈相比純電動汽車更長，但具體格局也不算復雜，可以分為上中下游三部分：上游氫氣環節，中游燃料電池，以及下游的各大整車廠。

　　不同于特斯拉從車庫里拉根線出來就能充電，氫燃料電池汽車需要加注氫氣作為燃料。因此，氫電汽車必須以上游氫氣環節為支撐，具體包括化工產業，氫氣儲運網絡，以及末端的加氫站。

　　首先，上游是制約氫電汽車發展的最大因素之一，用一句話概括就是“規劃大，方案多，落地慢”。盡管頂層設計已經到位，但大家還在糾結到底是電解水制氫氣，還是使用化石燃料，而儲運網絡和加氫站覆蓋也還有很大提升空間。

　　中國現在有多少加氫站呢？運營中 59 座，建設中 53 座，規劃中 20 座。推動慢，還有個傳聞，就是大家擔心會爆炸。而在會議中，產業專家也多次強調，安全保障沒問題。

　　其次，產業中游主要是燃料電池系統。氫燃料電池，從某種意義上而言，其實不能叫作電池。因為它并不儲存能量，而是對能量進行轉化、利用。

　　以氫氣為“燃料”，并不是指直接燒氫氣，更不是河南南陽那玄乎的“水氫發動機”。而是利用氫氣和特殊催化劑，釋放電子；又和氧氣結合完成電子流動，從而產生電能。

　　電池系統里，電堆是發生電化學反應的核心部分，“電堆”的含義，即是多個堆疊組合的單體電池。目前主流采用質子交換膜技術，原理可以在“高中化學必修二”中找尋。理科生應該還有些模糊的印象：氧化還原反應、正負電極、電子得失、2H?+O?=2H?O。

　　而燃料電池目前還是國外企業說了算，國產差距較大。龍頭企業主要分為兩類：一類是既做整車，又做電池系統，所謂“我全都要”的車企豐田、現代等，另一類則專攻電池系統，例如加拿大巴拉德、美國戈爾、英國莊信萬豐等公司。

　　最后，整車廠位于產業鏈下游。日本車企領跑，豐田、本田、現代各有一款氫電乘用車面世，盡管行業規模不大，但也搶占了大部分市場份額；而商用車領域，現代的 XCIENT 重卡已批量出口瑞士，還有開頭提到的市場焦點尼古拉；此外，氫電公交車、物流車和叉車也早已在多地投入運營。

　　值得一提的是，2018 年，總理考察了豐田汽車北海道廠區，參觀了 MIRAI 燃料電池轎車，并詢問有關續航里程的問題。

　　正如當年總設計師乘坐新干線時的感嘆，總理的關注和好奇，也帶動了氫燃料電池產業鏈的熱度。不過，風口之上，也需要冷靜的思考：日本、美國跑在前頭，核心技術的國產化進度究竟如何？

　　02. 燃料電池：電堆和膜電極的國產練級之路

　　日本跑得快是因為布局早，早在上世紀末本世紀初就進入氫燃料電池領域。僅豐田一家企業，相關技術的專利就超過 16000 件。

　　中國則在近些年才開始發力，目前整個行業的專利數量尚不達五千件，差距巨大。同濟大學教授張存滿表示，國產技術落后國外達五至十年。

　　關鍵技術不如人，行業發展勢頭隨之落后。2019 年，現代一款 Nexo 轎車就賣出了近五千輛，而中國整個行業有六千家企業，整車總銷量才 2737 輛，大部分還只是試點的公交車和物流車。

　　不過，在下游先行帶動下，國產關鍵技術在近幾年也有了較大突破，我們下面來簡單捋一捋。

　　以電池系統的關鍵部分電堆為例，國產電堆已經大批量應用在整車之上。按裝機功率計算，國內電堆使用自主技術的比例已從 2018 年的4% 上升到 2019 年的 42%。

　　自主突破主要體現在“性價比”上，分為兩條主線：性能提升和成本降低。目前，國產電堆不斷向高功率發展，部分企業單個電堆的額定功率已經突破 100kW，正在縮小和國際一流水平的差距。同時，價格也在以每年 20%-30% 的速度降低。

　　這個領域目前連續三年國內市占率第一（據高工數據）的企業是國鴻氫能。這家公司位于廣東云浮市，據說當年作為扶貧互助項目引進云浮。當地政府沒有選擇大熱的鋰電池，而是選擇新興技術，也是一種遠見。

　　2016 年，國鴻氫能出資引入了巴拉德的關鍵技術，之后建起全球最大的電堆生產線，年產量達到 2 萬臺。依靠著佛山地區的政策鼓勵、以及整車商用驗證的促進下，國鴻的市占率和技術都在改善，這也促進公司的客戶群更加多樣化。

　　國鴻氫能的燕博士也出席了會議，他介紹了國鴻的一款自主化產品“模壓石墨鴻芯電堆”，壽命、可靠性、成本都有了大幅提升。

　　但是，和半導體設備、高端機床等被“卡脖子”的領域一樣，目前國產電堆的主要問題還是商用驗證期短，生產規模化程度仍較低，許多關鍵零部件仍然暫時依賴進口。比如被比作“燃料電池芯片”的最核心零部件：膜電極。

　　膜電極領域目前被巴拉德、莊信萬豐、戈爾等外企掌控，不過幸運的是，國產企業也已涌現出來。

　　位于廣東的鴻基創能則請來了前巴拉德首席科學家、加拿大工程院院士葉思宇博士，以及幾個技術大牛。目前，公司自主研發的膜電極產品已打入多家外國車企。值得一提的是，這家公司和國鴻氫能背后有幾個共同股東（佛汽集團和美錦能源），產業協同有助于雙方發展。

　　而武漢理工、蘇州擎動等公司也已實現了膜電極量產供貨。與此同時，像電堆企業新源動力、系統公司上海重塑等，也在嘗試自產膜電極。越來越多的企業加入，必然會加速國產化的進程。

　　高工產研數據顯示，2019 年中國膜電極市場規模約為 2.28 億元，國產化占有率僅為 30%，而在 2025 年，市場規模有望達到 23 億元。

　　巴拉德是氫燃料界的鼻祖，但目前正被大家可著勁兒“薅”：國鴻氫能技術引進，鴻基創能人才挖掘，而濰柴動力更是直接花 11.12 億元人民幣收購了 19.9% 的股份，同時參股的還有大洋電機等公司。

　　這是個略顯尷尬的現象，不過 “師夷長技以制夷”，也不失為國產廠商加速追趕的有效招術。而最根本的，還是要真正實現自主化的突破。

　　氫燃料電池的國產大幕在“政策引導，技術突破，外企加成”的促進下，徐徐拉開。大浪淘沙之后，很有希望誕生幾家氫電時代的寧德時代和比亞迪，而下游應用端又將怎樣發展呢？

　　03. 整車展望：重卡先行，互補而非競爭

　　盡管總理參觀的豐田 MIRAI 是一款乘用車，但乘用車可能并不是氫燃料電池未來的應用主體。行業目前的共識是：氫電商用車將率先發力，并占據市場主體。而且，并不是替代鋰電，而是去實現鋰電不能實現的場景。

　　鋰電技術目前有兩個尚未攻克的弊端：一是續航里程不足，二是充電時間過長。也許乘用車車主尚且能將就一下，在市區代步、盡量少跑長途。但對于需要長距離運行，且對成本更加敏感的商用車而言，氫燃料電池才是性價比更高的選擇。

　　以傳統汽車為參照系，載重量越小，行駛里程越短，純電動汽車越占優；反之，氫燃料電池汽車更占優。氫能在客車、公交車、卡車、物流車、工程車輛等商用車上的應用是一大行業趨勢，而重型卡車尤其是 35 噸以上，則前景尤其廣闊，發展潛力巨大。

　　濰柴動力控股巴拉德的布局，正是出于氫燃料電池替代柴油機的前景。董事長譚旭光更是直接表示：氫能不太可能用于乘用車，燃料電池將成為零排放商用車的主要技術路線。

　　具體分析，氫燃料電池重卡有三大優勢和潛力：

　　首先，和純電動重卡相比，性價比優勢明顯。

　　大多數純電動重卡續航里程僅在 300 公里左右，充電時間超過一小時，極大限制了運營里程，若要增加里程，就要犧牲載貨量。而氫電重卡目前已能實現 500 公里以上續航里程，未來預期將達到 800-1200 公里，加氫時間卻只要 10-15 分鐘。

　　兩份指標放在“時間就是生命”的大貨司機面前，高下之分非常明顯。

　　其次，和傳統柴油重卡相比，環保零污染。

　　柴油重卡是空氣污染大戶，其保有量僅占車輛總量的3%，卻貢獻了 53% 的氮氧化物污染和 60% 的顆粒物排放。氫燃料電池以氫氣和空氣為原料，生成物僅有水，理論上完全零排放。

　　因此，以規模相對較小的重卡為切入點，可以撬動杠桿，極大改善環境狀況。

　　最后，和氫電其它應用場景相比，趨利避害。

　　加氫站看齊加油站、加氣站還是有希望的。重卡行駛路線相對固定，有條件集中布置大型加氫站，還能和港口、鋼鐵廠、化工廠等環節合作，一次性打通從氫氣原料到物流運輸的全產業鏈。

　　不過，這些優勢均是理想中的預計。目前，氫燃料電池重卡使用成本仍高于純電和柴油重卡，僅車輛價格就達到柴油重卡的兩倍，氫氣價格也較高，燃料成本甚至占到總成本的 74%。

　　據業內專家估測，需要將車輛價格控制到 20 萬美元以下，氫氣價格要低于 3 美元/千克（即 20 元人民幣左右），此時氫電重卡使用成本為 0.95 美元/英里，低于柴油車 0.97 美元/英里，這樣才能在無補貼的情況下勝出，而尼古拉的高估值也才能真正兌現。

　　尼古拉的努力方向之一是和上下游產業積極合作，建設領先的氫燃料生態系統。根據其規劃，會先配置 1200 座氫站以滿足固定路線的需求，同時推出卡車租賃和捆綁定價等新商業模式，降低客戶的購買壓力和使用成本。

　　另外，尼古拉的內飾也是一大亮點：不像是“傻大粗”的重卡，倒像充滿科幻感的飛船。

　　基礎設施配套+新商業模式+科技范，尼古拉確實參考了特斯拉的成功之道，也為國產廠商提供了樣本。

　　歸根結底，要想真正大規模落地，“便宜靠譜加好用”才是硬道理，否則再多能“拯救地球拯救人類”之類的口號，也是白搭。前途很光明，道路也曲折，根本還是靠真干。

　　結語

　　其實，早在上世紀六七十年代，美國阿波羅飛船上就使用了氫燃料電池；但因為成本瓶頸，隨后陷入長期停滯。直到 90 年代，日本和韓國接過研發大旗。而經過二十余年的發展，此時的氫燃料電池，似乎站在了 2010 年鋰電池的位置。

　　而在這次峰會上，各大企業高管也對氫電產業的未來表示樂觀：氫燃料電池即將復現當年的鋰電池產業趨勢，在近兩年迎來爆發。當然，這種發展并不是將取代鋰電，而是相互配合，形成互補格局。

　　正如大會的主題“春寒已逝萬里晴，秋實迎來滿城氫”，氫電產業經歷迷茫與蟄伏，渡過疫情至暗時刻，即將迎來春天。下一家飆漲八倍的寧德時代，或許就會出現在參會的企業之中。

　　而且，氫燃料政策方面也很有亮點。鋰電池時代，補貼政策可謂是大水漫灌，產生了不少騙補的現象。而對于氫燃料行業，目前政策則是“以獎代補”，即誰先完成指定目標，誰就來領走獎勵。這會大幅加速行業的優勝劣汰，實現“政策呵護和自有競爭”的良性結合。

　　曾任奧迪高管、同濟大學教授，之后成為科技部部長的“中國電動汽車之父”萬鋼，在擔任 863 新能源汽車項目首席科學家時，承擔的就是燃料電池轎車部分。雖然之后與馬斯克的那次握手，先把特斯拉帶來了中國，但他對氫電技術仍是充滿期待。

　　去年在接受彭博采訪時，萬鋼表示，世界最大的汽車市場，將以接納電動汽車的方式，接納氫燃料電池汽車。

　　“現在該輪到氫了。”

總結

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