在聊“氫能和國(guó)運(yùn)”之前,我們先來(lái)回顧幾場(chǎng)“能源領(lǐng)域”鬧劇——
中華大地上流傳一條玄學(xué)規(guī)律:任何流量扎堆的領(lǐng)域,必會(huì)出現(xiàn)一群高舉科學(xué)旗幟的“民科”。其中最具代表性的兩位“民科大神”分別出現(xiàn)在第二、第三次石油危機(jī)之后:
八十年代來(lái)自哈爾濱的公交車司機(jī)——“點(diǎn)水成油”王洪成;以及本世紀(jì)初,祖籍廣東、生于馬來(lái),留學(xué)美國(guó)的“宇宙永動(dòng)”梁星人。
圖片來(lái)源:電視劇《我愛(ài)我家》
氫能源時(shí)代,民科又來(lái)了——
2021年1月,青年汽車進(jìn)入破產(chǎn)清算,一場(chǎng)“民科造車”的鬧劇就此劃上句號(hào)。
這家公司在2019年推出“水氫動(dòng)力車”,號(hào)稱“加水就能跑”。整個(gè)騙局嚴(yán)格遵守“民科三板斧”——先表演、再要錢、快投產(chǎn)時(shí)便開(kāi)溜。
騙局很粗糙,但南陽(yáng)市政府還是上當(dāng)了。南陽(yáng)高新區(qū)官網(wǎng)曾顯示:“該水氫動(dòng)力車項(xiàng)目首期投資81.63億元,其中南陽(yáng)市政府平臺(tái)出資40億元?!?/span>
騙局得逞的原因可能有二:
1 正值中國(guó)開(kāi)放氫能產(chǎn)業(yè)基地的風(fēng)口,自上而下都對(duì)“氫”青睞有加。
2 氫氣的制取、儲(chǔ)運(yùn)、應(yīng)用,每個(gè)環(huán)節(jié)都需要高技術(shù)附加。
青年汽車號(hào)稱能一次解決這三大難題,搞出加水就能跑的水氫動(dòng)力車,正好搔到南陽(yáng)市政府的癢處。
看到這里相信有讀者會(huì)奇怪:中國(guó)鋰電車好不容易走出泡沫,正在欣欣向榮地發(fā)展,國(guó)家又開(kāi)始花大力氣搞氫能車是為啥?
其實(shí)無(wú)論鋰電車或氫能車,都是新能源產(chǎn)業(yè)鏈的下游應(yīng)用方式,是“遙遠(yuǎn)”生產(chǎn)端和儲(chǔ)運(yùn)端在日常生活中的綜合體現(xiàn)。
如果說(shuō)鋰電車是中國(guó)光伏、風(fēng)能、鋰電池以及特高壓在應(yīng)用端的整合,那么扶持氫能車就是中國(guó)開(kāi)始收攏氫能產(chǎn)業(yè)鏈的信號(hào)。
中國(guó)一直在布局氫能。毫不夸張地說(shuō):已經(jīng)收入囊中的“風(fēng)光鋰”,未來(lái)只是氫能的“打工仔”。
被稱為人類終極化學(xué)能源的氫,正關(guān)乎中國(guó)“新國(guó)運(yùn)”。
中國(guó)光伏電站 圖片來(lái)源:騰訊新聞
中國(guó)重倉(cāng)氫能,是全球“碳本位時(shí)代”的必然。
隨著世界各國(guó)相繼宣布“碳排放”和“碳中和”計(jì)劃,環(huán)?!@個(gè)全新的意識(shí)形態(tài),演化為關(guān)于碳排放權(quán)的政策和實(shí)踐——以“碳”為本位的新貨幣體系即將到來(lái)。
2020年,中國(guó)提出“3060目標(biāo)”:在2030年前碳達(dá)峰,2060年前碳中和。
中國(guó)的“風(fēng)光水”可再生能源發(fā)電體系,不可避免會(huì)受到氣象制約,供電不穩(wěn)定。
而穩(wěn)定的化石能源體系,中國(guó)一方面長(zhǎng)期存在“貧油、少氣、相對(duì)富煤”的隱患,三種資源上均是世界第一進(jìn)口大國(guó)。另一方面,化石能源產(chǎn)生的超高碳排與“雙碳”目標(biāo)相悖。
資料來(lái)源:公開(kāi)信息 制圖:立方知造局
“氫”作為零碳排、高熱值的可再生能源,中國(guó)無(wú)論從保障國(guó)家能源安全、降低化石能源依賴的角度,還是從繼續(xù)保持國(guó)際話語(yǔ)權(quán)、進(jìn)而在碳本位體系下獲得話事權(quán)的角度,催熟氫氣的制取、儲(chǔ)運(yùn)和應(yīng)用技術(shù)都已刻不容緩。
面對(duì)高技術(shù)附加的氫能,中國(guó)能否復(fù)制“風(fēng)光鋰”的成功?
世界各大國(guó)傾力下注,中國(guó)的籌碼是否足夠?
在氫能的發(fā)展上,我們的優(yōu)勢(shì)和不足又有哪些?
這些問(wèn)題,立方知造局會(huì)在本文以下三個(gè)部分中一一回答:
1 牙買加體系到“碳賣家體系”,氣候協(xié)定下的軍備競(jìng)賽
2 從美、日、德氫能發(fā)展,看中國(guó)氫能的三個(gè)難關(guān)
3 “城市群”與鋼鐵轉(zhuǎn)型——拒絕泡沫的氫能新政
問(wèn):特斯拉靠什么盈利?
答:碳積分。
2020年特斯拉首次實(shí)現(xiàn)年度盈利,GAAP凈利潤(rùn)7.2億美元,而碳積分的“銷售額”,達(dá)到15.8億美元。
2021年一季度,特斯拉又在碳積分上賺到5.18億美元。一時(shí)間,媒體紛紛深扒特斯拉的賣碳主業(yè)。埃隆·馬斯克的形象,從“科技達(dá)人鋼鐵俠”瞬間變成“悶聲發(fā)財(cái)賣碳翁”。
雖然2021年5月后,特斯拉碳積分的最大客戶Stellantis引入電動(dòng)車業(yè)務(wù),可能導(dǎo)致賣碳收入銳減。但依靠碳排放優(yōu)勢(shì)賺取巨額利潤(rùn)的方式,已給人留下深刻印象。
碳積分的買賣不是新鮮事。2008年,依照《京都議定書》規(guī)定的“碳排交易在歐盟25個(gè)成員國(guó)、1.2萬(wàn)家企業(yè)間開(kāi)展”。以“碳”為本位的新貨幣體系初現(xiàn)雛形。
2009年,決定《議定書》第二階段走向的哥本哈根會(huì)議在一地雞毛中結(jié)束。
發(fā)達(dá)國(guó)家與發(fā)展中國(guó)家的矛盾在會(huì)議中被徹底激化,“控制碳排放”被認(rèn)為、也一度成為先發(fā)國(guó)家阻擋后發(fā)國(guó)家的壁壘。
2021年,丁仲禮院士在節(jié)目里談到哥本哈根會(huì)議
圖片來(lái)源:央視網(wǎng)
中國(guó)是少數(shù)幾個(gè)在哥本哈根會(huì)議上做出承諾的國(guó)家之一。
一方面是作為大國(guó),在道義上承擔(dān)控制全球變暖的義務(wù);
另一方面,中國(guó)制造業(yè)的飛速發(fā)展,推動(dòng)著“產(chǎn)業(yè)升級(jí)”和“污染治理”成為基本國(guó)策,碳排放逐漸和各項(xiàng)政策、目標(biāo)掛鉤。
按照《議定書》對(duì)發(fā)展中國(guó)家的要求,中國(guó)到2012年開(kāi)始承擔(dān)減排義務(wù)。但相關(guān)的部署早已開(kāi)始:2008年成為中國(guó)“新能源車元年”,油改氣、電動(dòng)車逐漸從商用輻射至乘用。
2008年北京奧運(yùn)會(huì)應(yīng)用氫燃料電池車
圖片來(lái)源:愛(ài)卡汽車網(wǎng)
氫氣分為灰氫、藍(lán)氫和綠氫。其中綠氫使用可再生能源電力進(jìn)行電解水制取,社會(huì)接受度最高,也是氫能的終極目標(biāo)。
因此,發(fā)展面向未來(lái)的氫能,首先得打好光伏和風(fēng)電的基礎(chǔ)。
利用后發(fā)優(yōu)勢(shì),憑借強(qiáng)大的資源配置力和本土制造力,中國(guó)“風(fēng)光水”裝機(jī)規(guī)模已成世界第一。其中光伏產(chǎn)能占全球70%,在中國(guó)的8成地區(qū),光伏上網(wǎng)電價(jià)低于煤電。特高壓電網(wǎng)基建,將棄電率降至個(gè)位數(shù)。
但是,和減碳大潮相伴相生的氫能源技術(shù),不容后發(fā)優(yōu)勢(shì)的存在。中、美、日、歐幾乎齊頭并進(jìn),互有優(yōu)劣,正面對(duì)沖不可避免。
一場(chǎng)全新的軍備競(jìng)賽已經(jīng)開(kāi)始。
知己知彼,百戰(zhàn)不殆。而在氫能技術(shù)領(lǐng)域,各國(guó)之間不止有“競(jìng)爭(zhēng)”,還有“競(jìng)合”。
在探討中國(guó)氫能可能面臨的難關(guān)之前,立方知造局有必要先梳理美國(guó)、日本、德國(guó)——如何應(yīng)對(duì)減碳、發(fā)展氫能。
????美國(guó)
美國(guó)減碳和氫能發(fā)展,整體上呈現(xiàn)出“一朝天子一朝臣”的特色——唯一不變的就是善變。
世紀(jì)之交的小布什政府在簽署《京都議定書》后第三年,以“影響美國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展”和“發(fā)展中國(guó)家應(yīng)該共同擔(dān)責(zé)”為借口退出締約國(guó)。
但氫能源的發(fā)展卻一點(diǎn)沒(méi)落下。2004年美國(guó)政府投資燃料電池10億美元,兩年后福特推出世界第一輛氫燃料電池汽車,氫內(nèi)燃機(jī)也開(kāi)始投產(chǎn),形勢(shì)一片大好。
直到2009年,奧巴馬當(dāng)選總統(tǒng)后,美國(guó)氫能源產(chǎn)業(yè)進(jìn)入冷凍期。當(dāng)時(shí)的美國(guó)能源部部長(zhǎng)朱棣文,圍繞“制備、儲(chǔ)運(yùn)、成本、基建”提出發(fā)展氫能源需要解決“四個(gè)奇跡”,削減研發(fā)經(jīng)費(fèi),福特、通用、克萊斯勒相繼終止氫能車研發(fā)。
奧巴馬執(zhí)政后期,他又提出將“環(huán)境保護(hù)”作為政治遺產(chǎn),開(kāi)始和中國(guó)展開(kāi)氣候合作,同時(shí)積極推動(dòng)巴黎氣候協(xié)定,并給美國(guó)定下絕對(duì)量的減排計(jì)劃。
已離任的朱棣文也站出來(lái)發(fā)聲:氫能產(chǎn)業(yè)搞定四個(gè)奇跡后,還是有搞頭的。
但美國(guó)的燃料電池技術(shù)畢竟落后太多,只能將豐田氫燃料電池車Mirai引入加州市場(chǎng)。
加州的加氫站基建全美第一,但氫能沉寂的數(shù)年里,特斯拉已在當(dāng)?shù)卦irai的對(duì)手前有Model S,后有同期進(jìn)入的Model X,銷售空間已被擠占殆盡,直到今天只賣出6600輛,Model X是其6倍。而加州氫能車總數(shù)也不過(guò)7000多輛。
到特朗普時(shí)代,情形叒為之一變。“懂王”先宣布美國(guó)退出巴黎協(xié)定,再削減可再生能源部門資金,最后發(fā)布新規(guī)振興油、氣、煤。
特朗普整個(gè)任期內(nèi),美國(guó)清潔能源產(chǎn)業(yè)都在原地踏步。
拜登一上臺(tái),政策再次發(fā)生變化。為了和特朗普“劃清界限”,拜登選擇“與氫相隨”。
接任總統(tǒng)第一天,拜登便火速提交巴黎協(xié)定“入群申請(qǐng)”,承諾在2050年實(shí)現(xiàn)“碳中和”。同時(shí)宣布一項(xiàng)2萬(wàn)億美元的綠色復(fù)蘇計(jì)劃,促進(jìn)綠氫產(chǎn)業(yè)化,以及“使用聯(lián)邦政府的采購(gòu)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)百分百能源清潔和車輛零排放”。
兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn),美國(guó)氫能的“春天”可能要來(lái)了——只是頻繁經(jīng)歷“換季”的能源產(chǎn)業(yè)還能為氫能發(fā)展注入多少活力,仍是一個(gè)未知數(shù)。
????日本
2022年1月1日,中日韓和部分東盟國(guó)家簽訂的RCEP(區(qū)域全面經(jīng)濟(jì)關(guān)系伙伴協(xié)定)正式生效。根據(jù)日經(jīng)網(wǎng)預(yù)測(cè),日本將迎來(lái)5%的出口增長(zhǎng)率,也許是15方成員國(guó)中的最大贏家。
日本“技術(shù)不弱、內(nèi)需弱”的氫能產(chǎn)業(yè),也將從RCEP減免關(guān)稅的條款中獲益。
如果說(shuō)美國(guó)氫能發(fā)展磕磕絆絆,那日本就是在氫能上死磕到底。
日本列島狹長(zhǎng)多山,無(wú)法形成大面積集中的風(fēng)、光發(fā)電;填海造陸成本高污染大,同樣難以實(shí)現(xiàn)。
在鋰電領(lǐng)域,日企統(tǒng)治長(zhǎng)達(dá)二十年后已被中國(guó)企業(yè)打得一蹶不振,海外的鋰礦鈷礦開(kāi)采權(quán)也被瓜分完畢。
日本真正可以發(fā)展的新能源,只有氫。
日本氫能協(xié)會(huì)成立于第一次石油危機(jī)期間,并啟動(dòng)第一個(gè)國(guó)家級(jí)氫能項(xiàng)目“陽(yáng)光工程”(sunshine)。第三次石油危機(jī)后,日本于1993年提出“新陽(yáng)光工程”(new sunshine)和世界能源網(wǎng)絡(luò)(we-net),開(kāi)始向國(guó)外尋求氫能合作。
21世紀(jì)初期,日本四大燃料電池技術(shù)均有突破:PAFC(磷酸燃料電池)和MCFC(熔融碳酸鹽燃料電池)技術(shù)已經(jīng)成熟,豐田基于PEMFC(質(zhì)子交換膜燃料電池)研發(fā)的大型通勤巴士進(jìn)入實(shí)用,SOFC(固體氧化物燃料電池)相對(duì)滯后,但也于2009年向家用推廣。
2011年“311地震”造成的福島核事故,讓日本能源自給率一度跌至6%~7%,一次能源94%依賴海外進(jìn)口。三年后,日本政府發(fā)布第四個(gè)基本能源計(jì)劃,著重強(qiáng)調(diào)氫能利用。
2017年,《氫能基本戰(zhàn)略》確立,日本成為首個(gè)發(fā)布?xì)淠軕?zhàn)略的國(guó)家,“平價(jià)氫能和氫能社會(huì)”成為戰(zhàn)略的主要目標(biāo)。
同年,在NEDO(日本新能源和工業(yè)技術(shù)發(fā)展組織)技術(shù)指導(dǎo)下,三菱商事、千代田化工等企業(yè)組成的氫能鏈技術(shù)研究合作組,利用有機(jī)液態(tài)儲(chǔ)氫(氫油)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)洋運(yùn)輸。
2020年,世界規(guī)模最大的光伏制氫工廠FH2R項(xiàng)目在福島投運(yùn),氫氣生產(chǎn)能力每小時(shí)2000m3。總產(chǎn)能可滿足1萬(wàn)輛燃料電池車一整年的氫需求。
日本氫源由此形成兩條主線:海外澳煤、沙特藍(lán)氫、文萊遠(yuǎn)洋運(yùn)氫;國(guó)內(nèi)FH2R光伏制氫。整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)到應(yīng)用的完整供應(yīng)鏈。
日本領(lǐng)先的氫能技術(shù)面臨“技術(shù)不弱、內(nèi)需弱”的尷尬現(xiàn)狀,因此過(guò)剩的產(chǎn)能不可避免會(huì)對(duì)中國(guó)氫能企業(yè)造成沖擊。
2018年至2020年,日本企業(yè)與中國(guó)的氫能合作超過(guò)16次——同期的德國(guó)林德、美國(guó)空氣化工、法國(guó)液化空氣三家集團(tuán)與中國(guó)的合作加起來(lái)也不過(guò)20次。
在燃料電池車領(lǐng)域,日本作為中國(guó)最大的汽車零部件進(jìn)口來(lái)源地,RCEP生效后,日企的氫能、燃料電池車技術(shù)在中國(guó)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力會(huì)進(jìn)一步提高。
預(yù)計(jì)在2022年,豐田Mirai將進(jìn)入中國(guó)。雖然緩沖時(shí)間已足夠長(zhǎng),但考慮到消費(fèi)者對(duì)日企品牌的認(rèn)可度,中國(guó)燃料電池車企即將迎來(lái)強(qiáng)大的競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手。
????德國(guó)
德國(guó)與中國(guó)的發(fā)展路徑極為相似:都是工業(yè)化國(guó)家,都先行布局光伏、風(fēng)能等可再生能源。德國(guó)氫能發(fā)展稍晚卻后發(fā)先至,因此非常具有啟發(fā)意義。
德國(guó)從2021年1月實(shí)施新二氧化碳稅,與歐盟碳排放交易構(gòu)成新體系,覆蓋德國(guó)國(guó)內(nèi)918家企業(yè)。其中化石燃料進(jìn)口批發(fā)商、精煉廠必須購(gòu)買證書,而附加費(fèi)將轉(zhuǎn)嫁給普通用戶。
在此之前一年半,德國(guó)工業(yè)企業(yè)為歐盟排放體系支付的額外成本近20億歐元,新稅令實(shí)施后可能達(dá)到30億。
德國(guó)將在2022年關(guān)停所有核電站,目前僅有6座在運(yùn)。從電力出口國(guó)變成電力進(jìn)口國(guó)。
“自廢武功”的原因在于對(duì)碳排放的極致追求:核能雖然是清潔能源,但運(yùn)作過(guò)程中仍然會(huì)排放二氧化碳,而且不屬于可再生能源。
德國(guó)卡爾利希核電站正在被拆除 圖片來(lái)源:網(wǎng)絡(luò)
雙重倒逼下,企業(yè)和普通用戶都必須轉(zhuǎn)向可再生能源。通過(guò)90億歐元的氫能投資,德國(guó)氫能技術(shù)的確有一日千里之勢(shì),成為第一個(gè)天然氣混輸20%氫氣投入發(fā)電的國(guó)家。
相對(duì)氫能技術(shù),德國(guó)碳排政策更值得關(guān)注:
1 鋼鐵工業(yè)和化工行業(yè)作為德國(guó)支柱,向環(huán)境友好型技術(shù)轉(zhuǎn)型時(shí)將獲得投資成本補(bǔ)貼和技術(shù)支持;
2 新工藝產(chǎn)生的碳排放,會(huì)由政府承擔(dān)和歐盟碳排交易之間的回避成本;
3 中小企業(yè)在達(dá)到一定限額前,無(wú)需支付碳相關(guān)費(fèi)用。
2020上半年,德國(guó)可再生能源電力占比過(guò)半。通過(guò)財(cái)政補(bǔ)貼,電價(jià)中的可再生能源附加費(fèi)不增反降,2021年從6.756歐分/kwh降至6.5歐分/kwh。
德國(guó)在重視環(huán)保的同時(shí),也率先嘗到“碳本位”貨幣體系的甜頭:
首先,碳排征稅將為德國(guó)財(cái)政部增加250億歐元收入,除去投資氫能90億,補(bǔ)貼附加費(fèi)110億,仍有50億的冗余。
其次,嚴(yán)苛的碳稅加速能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型,讓德國(guó)有更多碳排放配額拍賣給其他歐盟國(guó)家:2021上半年,歐盟碳價(jià)翻番,德國(guó)賣碳收入24億歐元,接近2020全年拍賣額。
牙買加體系變“碳賣家”體系的黑色幽默在于,貨幣體系從強(qiáng)權(quán)把持的玩物,與關(guān)乎人類生死存亡的大趨勢(shì)同化。
高聳的壁壘正在快速迫近:
碳本位也好,碳?xì)浔疚灰擦T,真正的籌碼其實(shí)是“技術(shù)本位”。時(shí)辰一到,仍在碳排、氫能技術(shù)上落后的國(guó)家將跌落深淵。
中國(guó)的時(shí)辰,在“3060”。
氫能技術(shù)的強(qiáng)弱將直接決定中國(guó)在未來(lái)碳?xì)浔疚回泿朋w系中的話事權(quán)。
換句話說(shuō),氫能關(guān)乎中國(guó)“新國(guó)運(yùn)”——能否在完成大勢(shì)所趨的雙碳目標(biāo)后,不被鎖住經(jīng)濟(jì)持續(xù)的發(fā)展和人民更高質(zhì)量的生活。
如果說(shuō)中國(guó)盾構(gòu)機(jī)結(jié)合了“美日德”三家之長(zhǎng),讓“發(fā)達(dá)國(guó)家粉碎機(jī)”的美譽(yù)沉寂數(shù)年后重新被提起;那么中國(guó)氫能的大環(huán)境則相反,恰恰集合“美日德”三家之短——
美國(guó)之短:鋰電車擠占?xì)淠苘囦N售空間;
日本之短:氫能發(fā)展依賴遠(yuǎn)距離儲(chǔ)運(yùn)技術(shù);
德國(guó)之短:工業(yè)化程度重,尤其鋼鐵企業(yè)轉(zhuǎn)型困難。
中國(guó)一直以來(lái)的投資原則,以及利用后發(fā)優(yōu)勢(shì)降低成本、打破壟斷的秘訣就是:即使承擔(dān)全部風(fēng)險(xiǎn),也必須確保對(duì)供應(yīng)鏈的直接控制。
成就“新國(guó)運(yùn)”的氫能源,中國(guó)必須擁有“制取-儲(chǔ)運(yùn)-應(yīng)用”的全環(huán)節(jié)技術(shù),才能維護(hù)國(guó)家能源安全,坐上新體系的牌桌。
短板一:氫鋰之爭(zhēng)
中國(guó)新能源車的“氫鋰之爭(zhēng)”比美國(guó)猶有過(guò)之。
截至2021上半年,中國(guó)新能源汽車保有603萬(wàn)輛,燃料電池車僅占千分之二左右,被擠占態(tài)勢(shì)明顯。
即使未來(lái)引入成熟的豐田Mirai,也有可能重蹈加州覆轍——特斯拉已在中國(guó)開(kāi)設(shè)全資工廠,更多中國(guó)鋰電車廠商也在加快占領(lǐng)市場(chǎng)份額的腳步。
雖然氫車、鋰車本質(zhì)上是互補(bǔ)關(guān)系,但考慮到已經(jīng)深入人心的鋰電車消費(fèi)習(xí)慣,氫能車想要突圍,也許要有比當(dāng)年鋰電車更強(qiáng)的扶持力度才能實(shí)現(xiàn)。
2020年9月,中國(guó)財(cái)政部出臺(tái)燃料電池補(bǔ)貼政策。出乎意料的是,并沒(méi)有以鋰電政策為藍(lán)本,通過(guò)全方位補(bǔ)貼終端產(chǎn)品快速做大市場(chǎng),而是另起爐灶:
以“城市群”為單位,對(duì)有產(chǎn)業(yè)化攻關(guān)和示范應(yīng)用的區(qū)域“以獎(jiǎng)代補(bǔ)”;
示范“城市群”在規(guī)劃完成后,還要經(jīng)歷一輪“選秀”,入圍選手只有完成目標(biāo),才能獲得獎(jiǎng)金。
十二年前布局鋰電的“看得見(jiàn)的手”,不再滿足于發(fā)放補(bǔ)貼、打開(kāi)風(fēng)口,任由產(chǎn)業(yè)發(fā)展,直到“過(guò)冷”或“過(guò)熱”時(shí)才拉一把、打一下。而是更深地參與進(jìn)政策、推進(jìn)、落實(shí)的每一個(gè)環(huán)節(jié)。
落子燃料電池時(shí),無(wú)用且內(nèi)耗的泡沫從開(kāi)局就被打散,每一手都只有一個(gè)目的——爭(zhēng)先:核心技術(shù)的突破,關(guān)鍵部件的產(chǎn)業(yè)化和迭代。
中國(guó)已沒(méi)有時(shí)間等待市場(chǎng)的自然選擇。
燃料電池是復(fù)雜的系統(tǒng)工程,無(wú)法像鋰電池在突破核心技術(shù)后,就依托現(xiàn)有基建迅速商用。
首先,燃料電池有四個(gè)不同的電池技術(shù)方向,僅PEMFC一種就需要解決貴金屬催化劑替代、電解質(zhì)膜材料、燃料氫氣檢測(cè)等技術(shù)難題。
其次,加氫站等配套基建也得同步進(jìn)行。更重要的是燃料氫氣制取能否產(chǎn)業(yè)化,降低日常使用成本。
圖片來(lái)源:Alternative Fuels Data Center
中國(guó)各個(gè)區(qū)域氫能發(fā)展條件和步調(diào)并不統(tǒng)一,而“城市群”可以統(tǒng)籌區(qū)域內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展情況:規(guī)劃燃料電池車投放、加氫站、氫能高速等目標(biāo)的具體數(shù)量,最后由中央部門審核完成進(jìn)度。
在保持競(jìng)爭(zhēng)力的前提下,避免氫能企業(yè)在中低端擴(kuò)張數(shù)量,同質(zhì)化泛濫。
“手”境界的提升還體現(xiàn)在提前布局上。“城市群”的種子早已播撒——2017年中國(guó)首個(gè)氫能小鎮(zhèn)落戶臺(tái)州。風(fēng)口打開(kāi)后,各地都開(kāi)始興建氫能產(chǎn)業(yè)基地,曾引起短暫泡沫。
不同于鋰電池“隨便搞搞”也能弄個(gè)產(chǎn)品出來(lái),氫能技術(shù)準(zhǔn)入門檻高、資金投入大并且需要不斷迭代,讓著眼于土地和補(bǔ)貼的空殼公司望而卻步。
重賞之下必有民科。前文提到的青年汽車,就曾上門南陽(yáng)高新區(qū),計(jì)劃投資40億元建設(shè)氫能汽車產(chǎn)業(yè)園,投產(chǎn)“永動(dòng)水氫車”。不到一年后青年汽車原型畢露,產(chǎn)業(yè)園項(xiàng)目告吹。
但幾乎同期的張家口基地、仙湖氫谷等多個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)園在泡沫結(jié)束后浮上水面,現(xiàn)已成為京津冀、珠三角等區(qū)域“城市群”建設(shè)的核心動(dòng)力。
短板二:儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)
中國(guó)非常依賴氫能儲(chǔ)運(yùn)技術(shù),這一點(diǎn)和日本相似性很高。
中國(guó)目前雖然是世界第一大產(chǎn)氫國(guó),但各地氫能資源配置并不相同:能穩(wěn)定制取綠氫的風(fēng)、光電在三北地區(qū),水電在西南地區(qū);工業(yè)副產(chǎn)制氫零散遍布;而氫能產(chǎn)業(yè)基地集中在中東南地區(qū)。
中國(guó)目前的氫能周轉(zhuǎn)以高壓儲(chǔ)運(yùn)為主,經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸半徑100~200公里;
液氫運(yùn)輸半徑約1000公里,但主要用于航空航天;
適合長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)臍溆图夹g(shù)、天然氣摻氫技術(shù),商用還待驗(yàn)證。
資料來(lái)源:公開(kāi)信息 制圖:立方知造局
“城市群”更深層次的考量,正是為了應(yīng)對(duì)中國(guó)氫能分布差異,降低對(duì)儲(chǔ)運(yùn)的依賴。
因此在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi),中國(guó)氫能利用都會(huì)存在區(qū)域化差異,長(zhǎng)期、大容量氫儲(chǔ)能并不會(huì)立即出現(xiàn),氫氣制取后經(jīng)過(guò)短暫中轉(zhuǎn)就會(huì)分流給下游應(yīng)用。
“城市群”能讓人口密集、用氫量大的區(qū)域,免于“劃地建儲(chǔ)”的困擾,根據(jù)規(guī)劃建立自給自足的閉環(huán)。
每個(gè)“城市群”中培植的企業(yè)也可以暫時(shí)規(guī)避激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),將更多資金投入研發(fā),這也和氫能技術(shù)的特點(diǎn)相一致。
但是隨著“城市群”不斷向周邊輻射,儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)迭代升級(jí),閉環(huán)終將被打破。鋰電混戰(zhàn)時(shí)代眾多一戳就倒的假把式已經(jīng)消散,每個(gè)氫能選手將要參與真刀真槍的技術(shù)對(duì)決。
“城市群”的推進(jìn),能夠有效消除氫能制取端分布不平衡,給制取、儲(chǔ)運(yùn)端的技術(shù)突破留出更長(zhǎng)時(shí)間;而應(yīng)用端燃料電池車市場(chǎng)狹小、競(jìng)爭(zhēng)激烈的問(wèn)題,也能在緩沖下得到解決。
但中國(guó)推廣氫能、降低碳排的“新國(guó)運(yùn)”運(yùn)動(dòng),還必須翻越一座“鋼鐵高峰”。
中國(guó)氫能第三個(gè)短板與德國(guó)相似:氫能和減碳,能否在本國(guó)龐大鋼鐵產(chǎn)業(yè)中有所建樹(shù)。
德國(guó)的任務(wù)更像是去阿爾卑斯山滑雪度假,中國(guó)則是登頂珠峰的極限運(yùn)動(dòng)——2020年,中國(guó)鋼鐵產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的56%,是德國(guó)產(chǎn)量的30倍。
數(shù)據(jù)來(lái)源:公開(kāi)信息 制圖:立方知造局
當(dāng)前,世界煉鋼主流還是以傳統(tǒng)的碳冶金為主,每生產(chǎn)1噸鋼就產(chǎn)生1.8噸二氧化碳。
中國(guó)鋼鐵行業(yè)的碳排放量占全國(guó)總量的15%,排名第二;而排第一的電力中,又有9%的發(fā)電量用于鋼鐵行業(yè)。
中國(guó)要想和德國(guó)一樣施行碳稅迫使鋼鐵業(yè)轉(zhuǎn)型,卻是困難重重。
碳稅制度是碳本位體系在國(guó)家內(nèi)部的體現(xiàn)。2021年5月,環(huán)保部將碳稅寫入環(huán)境稅的稅目中。根據(jù)相關(guān)報(bào)道,具體征收方案已在全國(guó)人大討論,稅率將超過(guò)10元一噸。
德國(guó)碳稅覆蓋918家化工、能源企業(yè),其中鋼鐵企業(yè)數(shù)量不到100家。
中國(guó)鋼鐵相關(guān)企業(yè)有4.5萬(wàn)家,并且仍在以每年2%的增速持續(xù)增漲。更麻煩的是,前十企業(yè)的總產(chǎn)量只占全國(guó)比重的1/3。
如果采用“一刀切”的碳稅政策,無(wú)法顧及頭尾;只對(duì)頭部企業(yè)技術(shù)改革進(jìn)行補(bǔ)貼,也不能根治碳排。
2016年寶鋼、武鋼合并成寶武集團(tuán),陸續(xù)收購(gòu)16家地方鋼鐵集團(tuán)。同時(shí),鋼鐵業(yè)里的“僵尸企業(yè)”開(kāi)始整改。頭部企業(yè)產(chǎn)量占比正在逐漸提升。
氫氣的高熱值特性可以替代焦煤、焦炭冶煉鋼鐵。這也是未來(lái)除了交通運(yùn)輸外,氫能應(yīng)用最多的場(chǎng)景。
2021年5月,河鋼集團(tuán)60萬(wàn)噸富氫還原項(xiàng)目投建,同時(shí)規(guī)劃在宣化、唐山、邯鄲等地建立氫冶金項(xiàng)目。9月,寶武在湛江鋼鐵啟動(dòng)百萬(wàn)噸級(jí)氫基豎爐示范工程。此外,首鋼、酒鋼等企業(yè)相繼規(guī)劃低碳冶金項(xiàng)目。中國(guó)氫冶金“城市群”已初具雛形。
產(chǎn)學(xué)研力量、全球化合作,也正在向中國(guó)鋼鐵業(yè)聚集。
河鋼集團(tuán)與北京科技大學(xué)發(fā)起“世界鋼鐵發(fā)展研究院”;寶武集團(tuán)與十五個(gè)國(guó)家的鋼鐵集團(tuán)、科研院校設(shè)立“全球低碳冶金創(chuàng)新聯(lián)盟”。
中國(guó)鋼鐵業(yè)通過(guò)復(fù)刻國(guó)產(chǎn)大飛機(jī)的成功路線,在自研為主的前提下深化國(guó)際合作,面向世界建立低碳轉(zhuǎn)型的“主制造商+供應(yīng)商”模式:
將低/零碳冶金技術(shù)的高投入、長(zhǎng)周期通過(guò)行業(yè)合作的方式,與世界共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)、共享成果。
光伏、鋰電、氫能…中國(guó)每次在新能源上推進(jìn)項(xiàng)目與政策時(shí),總會(huì)招致左右兩端的反對(duì)聲音:
一方認(rèn)為政府對(duì)市場(chǎng)干預(yù)過(guò)深,不利于技術(shù)的自主發(fā)展;
另一方認(rèn)為政策催熟操之過(guò)急,容易引起泡沫。
國(guó)家出手干預(yù)事關(guān)“國(guó)運(yùn)”的能源行業(yè)并不少見(jiàn),但縱觀世界各國(guó),無(wú)法催生技術(shù)的政策是紙上談兵;而缺乏政策扶持的技術(shù)只能成為科技史上的驚鴻一瞥。
以美、日、德三個(gè)國(guó)家各自在左右兩端上的抉擇為例:
日本是“保守派”代表。政府早早選擇氫能作為主攻路線,卻徐圖緩進(jìn)。推進(jìn)政策的原動(dòng)力,是一次次被動(dòng)接受的能源危機(jī)和天災(zāi)人禍。
雖然技術(shù)積累深厚,卻無(wú)法轉(zhuǎn)化成巨大的產(chǎn)業(yè)。
德國(guó)是“激進(jìn)派”代表。拋棄有技術(shù)優(yōu)勢(shì)的核電時(shí),可再生能源發(fā)電還未穩(wěn)定,造成電力供應(yīng)不足,不得不高價(jià)從法國(guó)進(jìn)口電力。過(guò)快“自廢武功”,讓煤電成為新的能源支柱,在碳排上得不償失。
美國(guó)是“反復(fù)橫跳派”代表。一朝天子一朝臣的特色下,在國(guó)際上:反復(fù)“退群”氣候協(xié)定。在其國(guó)內(nèi):利好新能源的政策和利好化石能源的政策頻繁“兩極反轉(zhuǎn)”,地區(qū)和企業(yè)之間互相拉幫結(jié)派,整個(gè)能源產(chǎn)業(yè)難以協(xié)同作戰(zhàn)。
或激進(jìn)、或誘人的各種貨幣體系下,人們往往更加重視代表先進(jìn)生產(chǎn)力的“技術(shù)本位”,而忽視了在角逐中不和碳、氫、黃金以及任何物質(zhì)掛鉤的“國(guó)家意志”籌碼。
中國(guó)的光伏反卡國(guó)外脖子,鋰電池技術(shù)超越美、日。這其中,固然與后發(fā)優(yōu)勢(shì)、本土制造、龐大市場(chǎng)等客觀因素密不可分。但本著“只搞發(fā)展不搞偏袒”的務(wù)實(shí)精神,反復(fù)切換胡蘿卜和大棒的“看得見(jiàn)的手”,才是整合配置優(yōu)勢(shì)資源,進(jìn)而成功收獲“新國(guó)運(yùn)”的關(guān)鍵力量。
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