锂电池新能源汽车已初具规模,市值万亿元的上市公司未来还有更大

撰文 | 维小尼;编辑 | 郭郭

→这是《环球零碳》第578篇原创文章

锂电池新能源汽车已初具规模,市值万亿元的上市公司未来还有更大

去年12月,全国政协常委、中国科学院院士、新能源动力系统专家欧阳明高在一个行业论坛上提出了一个观点,认为实现“碳中和”目标必须推进新能源革命。一旦革命与工业革命和经济转型相结合,未来20年或30年将发展4个10万亿元的大型产业。

这四个10万亿的行业是由新能源汽车、储能、绿色氢能、汽车网络互联网和智能电网组成的智能物联网。

锂电池新能源汽车已初具规模,市值万亿元的上市公司未来还有更大的空间。储能也在爆发前夕。绿色氢能和智能物联网还处于起步阶段。如何发展未来,选择什么样的技术路线和战略发展方向,非常重要。

新能源革命不再依赖于自然禀赋的资源。技术创新和路线选择是非常关键的。一旦技术路线选择错误,无论是国家还是企业都将失去未来的竞争力。

日本丰田汽车就是一个很好的例子。20多年前,氢燃料被选为乘用车的发展方向。虽然它留下了大量的氢燃料汽车专利,但它错过了电动汽车发展的黄金时期,被许多新兴的汽车制造力量抛在了后面。

目前,一些企业在氢能10万亿轨道上也面临着战略选择的问题。在我看来,至少有两个危险的方向:一是押注氢燃料汽车,特别是氢燃料乘用车,将面临与电动汽车竞争失败的风险;二是基于化石原料的“蓝氢”生产,有锁定和延长应逐步淘汰的高碳基础设施的风险。

01 氢燃料乘用车没有竞争力

氢能通常被认为是未来实现碳中和目标的重要能源载体。许多国家将氢能发展列为国家战略目标。

当然,中国也不例外。在去年3月发布的《氢能产业发展中长期规划(2021-2035年)》中,明确了氢能的能源属性,并将氢能列为未来国家能源体系的重要组成部分。

这一定位非常重要。此前,氢能行业一直按照危险化学品行业进行管理。氢能一旦定位为能源属性,将迎来广阔的发展空间。

除能源定位外,规划还指出,氢能是能源终端绿色低碳转型的重要载体;是战略性新兴产业和未来产业的关键发展方向。

规划对氢能行业的这三个定位是我国氢能顶层设计的重要价值。事实上,它也指出了氢能未来的发展方向。

然而,目前,许多企业对氢能的理解显然太狭隘了。他们只是把氢能作为燃料用在汽车上,资本蜂拥而至。他们在氢燃料汽车上投入了大量资金,这使得已经不宽的轨道更加拥挤。

作为新能源汽车的两条不同技术路线,实践证明,在乘用车市场上,电动汽车比氢燃料汽车更具竞争力,燃料电池乘用车只占6%。经过十多年的发展,电动乘用车形成了完善的产业链,具有经济性和配套设施优势。作为国家战略,这不应该有任何颠覆性的变化。

从能源效率转换的角度来看,用电比用氢转换高得多。仅从汽车领域来看,乘用车氢燃料是最困难的。如果用可再生能源制氢,能源利用效率只有25%,但用电量达到75%,差别很大。因此,最好不要使用氢燃料,因为纯电池可以做任何事情。

氢燃料汽车的发展只能作为电动汽车的补充。氢燃料电池可以在一些重载、高能耗和长途运输场景中发挥作用,如拖拉机、公共汽车、特种汽车、卡车、自卸车等商用车。

事实上,即使在重型卡车等市场,氢燃料重型卡车也逐渐被电动重型卡车所取代。2022年,中国电动重型卡车销量为2.5万辆,氢燃料重型卡车只有2000多辆,不到10%。因此,即使是重型卡车市场的电动汽车也是主体。

此外,电动重型卡车开发了电力更换模式,更换电池只需要三到五分钟,作为运营商,电池和卡车也可以分开,只卖汽车不卖电池,可以降低投资成本,其运营成本和柴油车相似,非常有竞争力,未来电动重型卡车数量将迅速上升。

还有很多城市的物流配送车,也在采用换电模式。

氢燃料电池汽车的推广在电动汽车技术不断提高和应用场景不断扩大的背景下非常缓慢。

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2022年,许多省市明确规划到2025年推广数千辆甚至数万辆氢燃料电池汽车,但2022年,全国只推出了5009辆氢燃料电池汽车。在剩下的两年里,如何实现这个目标?此外,目前,许多氢燃料汽车都依靠补贴生存。一旦地方财政紧张,补贴就跟不上,促销热情就会降低。

当然,提出这些警告并不意味着氢燃料汽车没有未来,但氢燃料汽车不太可能复制电动汽车的荣耀,也不太可能与电动汽车竞争乘用车市场。它只能作为电动汽车的补充。电池可以使用的地方没有氢燃料。

然而,氢能作为一种清洁能源和工业原料,应该有更广泛的用途。

例如,氢作为燃料氢,除重型道路交通外,氢还可用于船舶、航空、发电等领域;氢作为原料:主要场景包括钢铁、化工等领域,可用于各种化学反应,也是众多化合物的基本要素之一。氢可以代替焦炭和天然气作为还原剂,消除炼铁和炼钢过程中的大部分碳排放。同时,氢作为一种非常重要的化学原料,可用于合成氨、甲醇、炼油、煤制油气等生产工艺,产生绿色甲醇和绿色氨,可用作绿色能源或农业化肥;氢也可用作储能氢:主要场景包括电力储能领域。

这些场景使氢能非常有用。

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02 蓝氢的排放量高于天然气

以氢为燃料发展乘用车是第一个战略选择错误,因此大力发展蓝氢是氢能领域的第二个战略错误。

许多人认为,如果电动汽车使用煤电,它不能达到减碳的目的吗?只有氢作为燃料,才是最终的清洁能源。

这实际上是一种误解。无论是电还是氢,只是能源载体,还是来源,清洁是否取决于以前的能源。一次性能源是可再生能源,即“绿色电”或“绿色氢”;如果是煤发电,煤制氢不是“绿电”,也不是“绿氢”。

但相对而言,以电为动力,一是转换效率高,二是促进绿色电力的发展,为未来交通脱碳奠定基础,铺路。

说到绿氢,我们必须提到另外两种氢能类别,即“灰氢”和“蓝氢”。

目前,氢的生产来源和技术路线主要有三条:一是以煤炭和天然气为代表的化石能生产氢;二是以焦炉煤气、氯碱尾气、炼油厂干气、丙烷脱氢为代表的工业副产气;三是电解水氢。

化石燃料氢气的生产伴随着大量的二氧化碳,因此,根据碳是否被捕获、使用和密封(CCS/CCUS),它也可以分为“灰氢”和“蓝氢”。工业副产氢是对排放物的回收,也被称为“蓝氢”。可再生能源电解水产生的氢被称为“绿氢”。

无论是CCS生产的“蓝氢”,还是工业副产氢生产的“蓝氢”,在宣传中都被贴上了“低排放”的标签,但研究发现,蓝氢的主要温室气体包括二氧化碳和未燃烧的甲烷。即使捕获的二氧化碳可以永久储存,蓝氢生产的温室气体仍然很高,因为有大量的逃逸甲烷释放。

2021年8月,康奈尔大学和斯坦福大学的研究人员在《能源科学与工程》上发表的一项新研究表明,蓝氢全生命周期温室气体排放强度比燃烧天然气加热高20%。即使将天然气甲烷的逃逸率降低到1.54%,蓝氢的温室气体排放量仍然高于单纯燃烧天然气,仅比灰氢低18%-25%。

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工业副产氢比较特殊,相与化石燃料制氢相比,它不仅可以提高资源利用效率和经济效益,还可以在一定程度上减少空气污染,因此受到许多人的青睐。特别是在中国,工业副产氢丰富,占氢总产量的18%。

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短期来看,支持工业副产氢地区氢能就近高效利用是不错的选择。但如果是长期政策和投资方向,就会陷入陷阱。

工业副产氢的前提是基于钢铁、化工等工业领域化石燃料的长期使用。然而,在这些领域,生产能力正在下降,化石燃料的使用必须下降,其副产气将大大降低,未来工业副产气氢将遇到生产能力瓶颈。

河北省遇到了这个问题。随着碳达峰和碳中和工作的推进,“十四五”期间河北焦炭企业数量将减少到40家左右,未来可净化的工业副产氢资源总量将从94万吨/年减少到45万吨/年左右。

因此,依靠煤化工的工业副产氢在短期内可能是一个机会,但过度依赖工业副产氢是危险的。如果企业将工业副产气制氢视为减碳手段,将延长应加快淘汰的高碳排放基础设施的使用寿命。一旦投资错误,基础设施将导致“碳锁定”效应。

03 绿氢是未来的发展方向

对于许多化工企业和石油巨头来说,利用CCS技术开发蓝氢是权宜之计。然而,从全球碳中和目标的角度来看,这些短期措施无法实现净零排放,二氧化碳的储存也存在风险,存在很大问题。此外,“蓝氢”战略锁定了高碳基础设施和就业机会,可能阻碍绿氢的发展。它现在受到了许多组织和行业的质疑。

当企业投入大量资金建设基础设施时,他们通常希望在他们愿意更换或淘汰之前,他们可以运营几十年甚至更长时间。如果现在押注“蓝氢”,很可能会导致国际趋势下投资成本沉没的风险。

绿氢的发展是可再生能源的未来方向。随着可再生能源技术的发展,绿色电力成本迅速下降,绿色电力制造绿色氢的成本也在下降。在非洲中东的一些地区,绿氢的成本甚至低于灰氢。

此外,在欧洲,碳边境调节机制(CBAM,碳关税)还将氢和氨纳入关税征收产品。如果不是绿氢,产品也可能面临关税征收。

作为一个企业,我们必须认识到这些趋势,并制定长期计划。

(参考文献见微信官方账号环球零碳)

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