寫稿
投稿
隨著首批燃料電池汽車示范城市名單的最終確定，我國氫能源和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入四年快速增長期，商業(yè)活動較往年呈現(xiàn)質(zhì)的飛躍。
在此期間，該政策不僅將惠及中國企業(yè)，產(chǎn)業(yè)擴(kuò)張也將吸引大量海外技術(shù)和參與者進(jìn)入中國市場。AP、法液空、豐田、現(xiàn)代等相繼在中國打出章法，后發(fā)者在中國該如何布局，機(jī)會在哪里？試圖從氫氣制備、儲運(yùn)、應(yīng)用三個(gè)層面探索一些商業(yè)線索。
一、制氫
由于燃料電池對氫氣中雜質(zhì)的限制，燃料電池加氫站使用的氫氣將逐步從化工尾氣（氯堿/PDH）和甲醇/天然氣中提純制氫，向可再生能源從電解水向制氫轉(zhuǎn)變。
普通高純氫氣中的氫氣濃度雖然滿足電堆的要求，但氫氣中的S、CO、CO2、CH4和H2O會在一定程度上影響陽極催化劑，因此傳統(tǒng)PSA的凈化要求仍不能滿足燃料電池中使用的氫要求，必須使用進(jìn)一步純化才能達(dá)到要求。必然會引起對氣體凈化的需求，包括催化劑和凈化設(shè)備。
例如，瑞士科萊恩早年收購了老牌的德國催化劑公司Sud-Chemie，因此開展了包括SOFC（固體氧化物燃料電池）在內(nèi)的各種燃料電池氣體提純凈化催化劑的研發(fā)，并擁有開發(fā)出脫硫、脫氧、重整、凈化等系列產(chǎn)品，提供給Bloom Energy、斗山、愛信、松下。近年來與國內(nèi)相關(guān)的小型甲醇制氫和SOFC公司建立了合作關(guān)系。
其他類似的公司包括德國的巴斯夫和美國的Sulfatrap。但由于燃料電池應(yīng)用在其主營業(yè)務(wù)中占比較小，新產(chǎn)品的研發(fā)和投入不及市場需求，仍有提升空間。此外，電子行業(yè)傳統(tǒng)制造凈化器的外資企業(yè)也逐漸關(guān)注氫氣凈化的市場需求。
在水電解方面，除了常見的堿性水電解法外，PEM（質(zhì)子交換膜）水電解越來越受到關(guān)注。目前，大連化學(xué)物理研究所在國內(nèi)掌握該技術(shù)較好，但還缺乏大功率應(yīng)用性能和成熟的運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)。
＊2021年5月，康明斯在中國的首個(gè)氫能工程中心在武漢投入運(yùn)營，以康明斯為例，通過2019年對水吉能的戰(zhàn)略收購，掌握了PEM燃料電池、PEM水電解技術(shù)及相關(guān)成熟的產(chǎn)品體系，通過上游與中石化的合作，逐步滲透制氫市場，下游利用其重卡和系統(tǒng)集成能力，通過與液化空氣等燃?xì)夤镜暮献?，推動其燃料電池商用車的銷售和推廣。
未來，預(yù)計(jì)康明斯將借助在中國運(yùn)營的供應(yīng)鏈基礎(chǔ)和相對完善的技術(shù)體系，逐步在中國建立完整的供應(yīng)鏈體系，以盡快降低生產(chǎn)制造成本。
二、氫儲運(yùn)
說到氣體運(yùn)輸，就不得不提各大燃?xì)夤镜拿?，基本上每個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國家都有一個(gè)或兩個(gè)以上的知名天然氣公司：法國法液空、德國林德、美國AP（空氣產(chǎn)品公司）、日本日產(chǎn)（大陽日酸），以及當(dāng)年的英國BOC等。
目前，國外天然氣企業(yè)的氫源主要來源于傳統(tǒng)制氫燃料，包括天然氣、甲醇重整、尾氣凈化等。由于電價(jià)的原因，水電解的實(shí)際應(yīng)用在過去幾年受到限制，它只在對氣體雜質(zhì)和可再生能源發(fā)電要求高的領(lǐng)域有一定的應(yīng)用。
國內(nèi)炒作比較熱的液氫概念，對于幾大燃?xì)夤緛碚f并不難，他們之所以沒有深入研究，是出于安全和成本的考慮。
液氦廣泛應(yīng)用于醫(yī)療系統(tǒng)的MIR設(shè)備，幾家大型氣體公司都有豐富的操作經(jīng)驗(yàn)，可以移植到液氫中，近年來，AP、法液空和林德依托國內(nèi)完整的供應(yīng)鏈體系，或多或少參與了加氫站和氫儲運(yùn)方面的合作。以前在這方面做了專門介紹，這里不再贅述。
從三家公司的投資策略激進(jìn)程度來看，AP>Linde>Air Liquide。這三家公司都希望利用氫能來增加氣體銷量，因此，他們的合作伙伴的選擇標(biāo)準(zhǔn)之一通常是他們的主要終端顧客。
例如，AP使用阿聯(lián)酋可再生能源生產(chǎn)的無碳?xì)渖a(chǎn)合成氨，然后進(jìn)口到中國作為制氫原料。事實(shí)上，它并沒有太多的技術(shù)含量和競爭力，但卻成功地贏得了業(yè)界的關(guān)注。
林德的優(yōu)勢在于設(shè)備制造，尤其是PSA和壓縮機(jī)。因此，其在氫衍生品方面更側(cè)重于加氫站及其傳統(tǒng)的尾氣凈化業(yè)務(wù)，重點(diǎn)是設(shè)備的銷售，實(shí)際推廣卻積極性不強(qiáng)。此外，近年來一直忙于并購，造成人員流失嚴(yán)重。
相反，低調(diào)的法液空正在與另外兩家法國著名公司探索全產(chǎn)業(yè)鏈的閉環(huán)應(yīng)用，以及通過中國合資企業(yè)進(jìn)行早期市場探索。此外，日本千代田也在積極擴(kuò)大國內(nèi)合作，利用其成功示范的LOHC（液態(tài)有機(jī)儲氫）技術(shù)，將210噸氫氣從文萊運(yùn)往川崎。國內(nèi)合作一旦取得進(jìn)展，將進(jìn)一步為綠水電解制氫向東部地區(qū)長途運(yùn)輸做出貢獻(xiàn)。
三、氫氣應(yīng)用
之所以現(xiàn)階段將氫的應(yīng)用再次帶到國家層面，一方面是出于能源安全和環(huán)境保護(hù)的考慮。另一方面，近年來燃料電池的重新出現(xiàn)和利用，帶來了一個(gè)充滿想象的市場。例如，氫和光伏在儲能方面，氫和鋰電池在增程方面，純氫（或甲醇）用于燃料電池汽車和各種類型的電源。
鑒于國情不同，我國燃料電池近幾年僅停留在理論研究和小規(guī)模示范應(yīng)用層面，發(fā)展速度緩慢。尤其是材料和工藝的核心技術(shù)與日本等發(fā)達(dá)國家還有差距。
燃料電池不同于傳統(tǒng)電池的一個(gè)顯著特點(diǎn)是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的方式。因此，對研發(fā)和制造的要求遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)行業(yè)，也是一個(gè)國家先進(jìn)制造能力的體現(xiàn)。整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的關(guān)鍵組成部分需要從理論研究到生產(chǎn)實(shí)踐的深入理解和實(shí)踐。
以主流質(zhì)子交換膜燃料電池為例，低鉑負(fù)載合金催化劑合成與負(fù)載技術(shù)、質(zhì)子交換膜規(guī)?；€(wěn)定生產(chǎn)技術(shù)、氣體擴(kuò)散層制備與改性技術(shù)、金屬雙極板微通道設(shè)計(jì)與成型技術(shù)、氫氣安全檢測和壓力檢測技術(shù)都是市場需求巨大的方向。
此外，配套的燃料電池控制系統(tǒng)也對軟件設(shè)計(jì)提出了更高的要求，必須充分考慮負(fù)載變化、反極性、水分管理等一系列問題。
正是因?yàn)檫@些問題的存在，為一些優(yōu)秀的國外研發(fā)制造企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展機(jī)遇，如巴拉德、田中貴金屬、戈?duì)?、莊信萬豐、東麗、AvCarb、Graebener、豐田和其他在各個(gè)領(lǐng)域都表現(xiàn)出色的公司。
* 億華通燃料電池汽車發(fā)動機(jī)搭載豐田電堆，這些企業(yè)通過貿(mào)易、技術(shù)轉(zhuǎn)讓、股權(quán)轉(zhuǎn)讓、在國內(nèi)設(shè)立獨(dú)立/合資企業(yè)等方式，不同程度地滲透到燃料電池價(jià)值鏈體系中。而摩根大通、摩根士丹利、豐田通商等資本正在逐步滲透國內(nèi)龍頭企業(yè)。
四、總結(jié)
近年來氫能和燃料電池汽車市場的快速崛起，就像前幾年的光伏和鋰電池一樣，也夾雜著危機(jī)和希望。除了一些有多年本土化運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)的外資企業(yè)，計(jì)劃進(jìn)入中國市場的企業(yè)首先要找專業(yè)的咨詢公司，做好充分的前期市場分析和研究，確定合作伙伴和客戶，避免走彎路。
同時(shí)，還要積極采取靈活的合作方式，學(xué)習(xí)中國成功企業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。在保護(hù)核心知識產(chǎn)權(quán)的同時(shí)，也與中國企業(yè)合作，逐步通過技術(shù)換取利潤和市場，積累更成熟的運(yùn)營經(jīng)驗(yàn)。
外資企業(yè)還必須加強(qiáng)與地方各級政府的溝通合作，以獲得更多的稅收、土地甚至資金等政策層面的優(yōu)惠支持。
盡管在華企業(yè)也面臨著勞動力成本逐年上漲的利潤沖擊，但在疫情期間，在華投資的企業(yè)也充分感受到了從穩(wěn)定中受益的安全感。相信在充滿不確定性的后疫情時(shí)期，中國政府堅(jiān)持開放合作的態(tài)度和對疫情的有力控制，將有助于不斷創(chuàng)造穩(wěn)定的投資和營商環(huán)境。
往期精選回顧：
