產業觀察：氫能與鋰電池誰會先實現閉環？

中國汽車報網 2023-06-29 10:58:43

BEV（純電動汽車）和FCV（燃料電池汽車）是汽車業實現減排、降碳的兩個拳頭產品，BEV的核心是動力電池，FCV的核心則是氫能。然而，目前這兩大核心都沒有實現閉環，嚴重地制約了產業的發展。氫能是產業鏈沒有閉環，電池是生態鏈沒有閉環。沒能實現閉環嚴重地制約了產業的發展，未來，兩大核心誰會先實現行閉環？

　　01 氫能產業鏈沒有閉環

　　最近，氫能行業好消息不斷，各種利好政策不斷出臺，給氫能了產業極大的鼓舞。然而，這么大力度的鼓舞政策，并沒有讓氫能產業閉環。中集集團總裁戰略顧問鄭賢玲告訴記者，目前，燃料電池運用氫能比較多，但燃料電池產業鏈還未實現沒有閉環。

　　東吳證券的分析報告認為，生產-儲運-加注-應用構成整個氫能產業鏈。氫氣目前主要有由三種主流制取路徑：以煤炭、天然氣為代表的化石能源重整制氫；以焦爐煤氣、氯堿尾氣、丙烷脫氫為代表的工業副產氣制氫；電解水制氫。我國氫能的生產利用已較為廣泛，制成的氫氣主要應用在工業原料或生產供熱中。此外，生物質制氫、太陽能光催化分解水制氫、核能制氫等方式也在探索之中。

　　目前，氫氣制備不是主要困難，儲存與運輸才是“攔路虎”。記者在采訪中了解到，氣體運輸在氫氣的運輸中是主要是氣體形態，為了保證安全，我國對氫氣運輸過程的氣壓限定在20MPa之內，一輛40噸的重型卡車運輸的氫氣重量約為300公斤，這導致氫氣的運輸效率極低，運輸成本很高。

　　氣體運輸不經濟，把氫氣液化之后運輸如何？氫氣的液化臨界溫度較低，約為零下253攝氏度，液化1公斤氫氣需要11～15度電，即便按照民用電0.49元/度測算，液化氫氣也非常不經濟。

　　以上運輸都滿足不了經濟性，人們想到了管道運輸，液化天然氣可以管道運輸，氫氣為何不能呢？管道運輸能耗及成本低，但建造管道一次性投資較大。我國西氣東輸一線工程投資總額為1200億元，西氣東輸二線工程投資約為1420億元。

　　儲存氫氣儲存的問題與運輸有共性，目前主要有氣態儲氫、液態儲氫和固態儲氫。高壓氣態儲存技術最為成熟，已廣泛應用；低溫液態儲氫在航天領域有所應用；有機液態及固體材料僅在部分燃料電池及分布式發電中實現示范應用。

　　加氫站建設也是氫能產業一塊短板，據中國氫能聯盟數據，我國建設一座日加氫能力500公斤、加注壓力為35MPa的加氫站投資成本約1200萬元（不含土地費用），約為傳統加油站的3倍?？紤]設備維護、運營、人工、稅收等費用，折合加注成本約13-18元/公斤。

　　這些困難橫在終端用戶前面，盡管終端有宇通客車、重塑科技、佛山氫能示范區等一大批熱心的用戶，但困難終究是困難，還需要產業鏈閉環才能克服。

　　02 動力電池生態不閉環

　　動力電池不存在困擾行業發展的產業鏈短板問題，但鄭賢玲告訴記者，動力電池的問題是生態鏈沒有閉環。

　　生產動力電池離不開鋰元素，它在全球的分布不均勻，在地殼中約含0.0065%。提煉鋰元素，需要用到大量水資源，容易造成環境污染，而且尾礦的處理不妥當，也會帶來環境災難。

　　早期提鋰方法主要有石灰石煅燒法、硫酸法、氯化焙燒法、壓煮法，后來伴隨技術發展，研發出了離子交換法、煅燒浸取法、納濾膜分離法、溶劑萃取法等。雖然技術有所進步，但仍然難以避免污染問題。

　　鹽湖鋰在提取的時候因為工藝的差異會產生不同的污染物，比如，煅燒浸出法在噴霧干燥過程中就會產生大量酸霧和含氟氣體，造成環境污染。

　　膜分離法步驟簡單、試劑耗量低、清潔無污染，但膜成本較高，膜中毒以及使用壽命短的問題也有待解決，而且這個方法需要大量的水，無疑也造成大量的水污染。前段時間，中央工作組密集赴江西宜春調研、督導當地鋰礦開采，環境污染是一個重要原因。

　　電動汽車需要充電，我國電力來源目前多數不是綠電，雖然電動汽車本身不產生污染，但電動汽車對電力的需求在大幅度增加，無疑也增加了電力源頭的污染物排放。在2022世界動力電池大會上，吉利集團董事長李書福就公開指出，“現在電動車用的電，實際上（百分之）七八十還是煤炭發出來的，是不是清潔能源大家有不同的看法?！?。

　　動力電池回收也是一個大問題，盡管回收的產業鏈已經建立，但實際運行效果并不理想。據相關數據，2018年~2020年，符合“白名單”規定的企業僅回收到了不到20%的退役電池，還有80%的電池都去哪了？記者曾為此前往動力電池回收的集散地之一東莞進行調查，大量小作坊在從事電池回收工作，拍賣是動力電池回收亂象的根源，為此，記者撰寫了《拍賣助推下的動力電池非法回收狂歡》。

　　動力電池在生產階段就有唯一的“身份證”，每一節電池走出工廠都有代碼，通過這串代碼，很容易識別生產信息，包括生產日期、生產企業等信息。新能源汽車國家大數據聯盟的平臺就是根據這串代碼管理市場上正在運行的電動汽車。

　　但是，這套管理流程僅限于此，車輛退役后，這串代碼就不再發揮監督管理作用，給后期的拍賣留出了充足的暗箱操作空間，致使大量的動力電池流入小作坊。動力電池代碼管理都不能閉環，生態鏈怎么可能閉環？

　　03 誰會先閉環？

　　無論是氫能或者還是電池產業，長期不閉環運行下去，該產業不可能健康發展，誰先閉環呢？

　　記者就此采訪了多位業內人士，他們普遍認為，氫能的存儲運技術不突破，很難實現閉環，目前，不少人把希望放在固態儲氫上。國家稀土功能材料創新中心儲氫項目負責人、內蒙古科技大學博士趙鑫曾在接受媒體采訪時說，“與氣態儲存相比，固態儲氫系統示范裝置的存儲能力提升了3倍，可以實現氫氣的較大規模安全存儲，同時它的氫氣回收功能能夠大大降低企業的用氫成本?！?/span>

　　與氫能的閉環不同，動力電池的生態鏈閉環分布為多頭，上游開采端、中間充電端及后期的回收端。目前，還沒有高效的技術徹底解決開采端的環保問題，中間充電端的問題可以通過加大風電、光伏充電比例加以緩解。

　　據國家能源局公布的數據顯示，截至今年4月底，我國風電裝機3.8億千瓦，光伏發電裝機4.4億千瓦，風電光伏發電總裝機突破8億千瓦，達到8.2億千瓦，占全國發電裝機的30.9%，其中風電占14.3%，光伏發電占16.6%。

　　今年1～4月，全國風電光伏新增裝機6251萬千瓦，占全國新增裝機的74%，同比增長11.5個百分點。其中，風電新增1420萬千瓦、光伏發電新增4831萬千瓦，分別占全國新增裝機的16.8%和57.2%。今年1～4月，全國風電光伏發電量達到4828億千瓦時，同比增長26.8%，占全社會用電量的17.2%，較去年同期增長3個百分點。從數據不難看出，風電光伏發電增長速度較快，動力電池充電不環保的問題也在緩解。

　　后期回收端的問題解決起來并不難，一位業內人士告訴記者，“白名單”企業回收不到電池，都是“錢”鬧的，足夠的暗箱操作空間讓問題遲遲得不到解決，隨著政策法規越來越完善，后期電池回收問題也會迎刃而解。