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燃料电池风起2021:一个超越锂电的新能源“高维战场”

发布时间:2021-08-23 发布时间:
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电影《伊莎拉贝》中,有一句经典的粤语台词:“无只「劳」,D人唔喺睇唔起你,喺睇你唔到。”(出来不戴劳力士,别人不是看不起你,是根本看不见你)

图1:电影《伊莎拉贝》剧照,来源网络


新能源车圈子里的鄙视链也是同样道理:


作为一般车企,根本就谈不上是不是被埃隆·马斯克(Elon Musk)看不起,大多时候是完全看不到而已。

图2:大众和特斯拉高管会面,来源网络


相反,凡是被马斯克开了群嘲,被马斯克瞧不起的公司,都至少从某个层面证明了自己有独特价值:


比如,被马斯克嘲笑产品“不行”的比亚迪(SZ:002594),市值已经站上5000亿,磷酸铁锂刀片电池搞得如火如荼。甚至被钢铁侠暗讽抄袭的小鹏汽车(NYSE:XPEV),市值一度也超过了4000亿人民币。

图3:马斯克推上怼小鹏,来源网络


对投资者来说必须要意识到一个问题:能够进入马斯克的叙事话语体系,预示着未来可能的更大价值,你需要先从被马斯克“看不见”,到被马斯克“看不起”,接下来才有机会被马斯克“看不懂”和被马斯克“追不上”。


在所有被马斯克开了群嘲名单的新能源对手中,丰田Mirai及其代表的燃料电池路线,是被钢铁侠喷的最狠的:

图4:漂亮的Mirai,来源网络


丰田已经推出了首款氢燃料电池Mirai,该车续航里程达到650公里,远远超过当前纯电动车市场续航里程最长的ModelS,在美国售价也仅为40万人民币,与ModelS入门版价格几乎平起平坐,这让马斯克坐不住了。


在2015年的一次访谈中,马斯克对氢燃料电池提出2点挑战:马斯克担忧氢气缺乏基础设施,以及氢产生于不可再生的化石燃料制造。


在2019年特斯拉的股东大会上,马斯克为了喷燃料电池,更是玩起了谐音梗:


Fuel Cell(燃料电池)实际指的是Fool Cell(蠢货电池),是“一大堆垃圾”;然后马斯克说说,燃料电池汽车的想法是“令人震惊的愚蠢”,“根本不可能成功”。


在马斯克的叙事体系里,中国造车新势力大多属于抄货;而丰田燃料电池则是完全另一个星球的怪物,要彻底打爆批臭。


超越锂电池的新能源“高维战场”


钢铁侠对中日新能源路线的嘲讽等级高下立判,反映了对中日对手的两种截然不同的态度。


对马斯克来说,那些依托中国市场,像素级模仿特斯拉的对手,虽然来势汹汹,但短期内还不会构成威胁。

图5:小鹏汽车,来源网络


而且,马斯克有理由认为,如果中国车企只是复刻EV路线,那你最多做个老二,还不一定能坐稳,而且也从另一个角度成功地帮助特斯拉把市场不断做大,未来只等特斯来前来收割。


而独辟蹊径的丰田开辟燃料电池高维战场,却从另一个层面形成了令马斯克坐立不安的威胁。


从创立开始,特斯拉(NASDAQ:TSLA)一路横扫全无敌,除了马斯克是个天才这个显而易见的原因之外,更重要的是,电动车这个赛道,符合时代对于低碳环保低排放的要求。


尽管时至今日,从总的经济账来看,电动车还很难说的上比汽油车好多少:电动车市场仍然需要大量资本开支来建设充电站和电池工厂,同时也花费了难以想象的天量补贴来培育消费者市场;


但是从各国政府和社会态度看,投资低碳环保电动车企业,已成天然的正确,凡是投身新能源车的企业,自带了融资优势,规模可以迅速扩大。


特斯拉就是凭借政府环保补贴,美国资本市场低成本融资优势,以及无穷无尽的看好特斯拉的环保资本来帮助打造基础设施,加上马斯克的天赋和运气,才成功打造了史上市值最大的新能源车巨头。


在这场成功中,马斯克的天赋和运气占了三分,电动车赛道自带的环保IP光环占了七分,两者缺一不可。


而Mirai所在的燃料电池赛道恰恰拥有这一切:


燃料电池加氢站,可以凭借东亚基因的超强基建效率,无限复制;而燃料电池车制造端则可以依赖丰田低成本大规模制造能力。而从社会影响看,燃料电池排放效率和环保程度甚至要比电动车还高,更容易受到社会追捧。


也就是说,如果同样拿到惊人的补贴和基础设施的投资,燃料电池很有可能会复刻特斯拉的成功道路。


不难想象,如果一旦凭借环保IP起势,丰田Mirai所在的赛道所很有可能会是特斯拉最大的对手。


这里容笔者以小人之心度君子之腹:马斯克疯狂群嘲的主要目的是为了带舆论,不让资本方轻易聚焦燃料电池这个领域。


优势:简单而优美的工作原理


与马斯克铁嘴独断,把燃料电池打倒在地再踏上一只脚的看法不同,在2017年全球1000名汽车行业的高管问卷调查中,众多见过大场面的高管们的结论是:


尽管目前氢燃料电池成本还很高,但氢燃料电池技术将从经济上最终超越电池驱动技术。


燃料电池之所以会获得众多汽车高管的赞同,主要是因为燃料电池的工作原理,简单优美到难以想象。


氢分子进入燃料电池的阳极,与覆盖在阳极上的催化剂反应,释放电子形成带正电荷的H+,穿过电解液达到阴极,电子流入电路,形成电流,产生电能;阴极催化剂使H+与空气中的氧气,结合成水。全程只有电和水作为排放。

图6:来源网络


这种简单而优美的工作原理,导致燃料电池从环境影响结果看一枝独秀:


1、 排放清洁:


液态氢和氧气通过燃料电池产生能量,驱动汽车前进,只生成水,既不会有汽油不完全燃烧产生的废气,也没有气候变暖元凶的二氧化碳排放,也不像锂电池那样从生产到回收都有污染。


2、车体更轻:


比起汽油,氢消耗的燃料总重量要小很多,因此氢燃料电池车只需要装备很小重量的燃料电池就已经足够了,而电动车的重量问题一直都在困扰汽车工程界。


3、补能耗时更短:


比起电动车充电时间动辄9小时,氢燃料充电时间堪比汽油车型,只需要3分钟就可获得500公里以上的综合里程。


4、能耗更低:


在美国环保局循环之下,2016款丰田Mirai在满箱情况下,巡航里程为502公里,等效能耗为3.6L每百公里,是目前的汽油动力汽车效率三倍以上,对比纯电动车,这样的消耗水平也毫不逊色。


拥有以上诸多优势,燃料电池汽车显然会被诸多造车巨头高管寄予厚望:说白了,只要钱到位,燃料电池车与汽油车、电动车三分天下亦可徐徐图之。


槽点:高成本和看不见的污染


当然,一切看上去非常美好,但是没有实现量产的技术路径,从底层逻辑看都有跳不开的大坑,燃料电池也不例外。


历史上看,氢气作为汽车燃料已经有了200多年的历史,但由于氢气安全性和能量密度较低,氢气作为内燃机燃料并没有表现出太强优越性。


而燃料电池本身也并不是一个新产物,1839年威尔士科学家威廉格罗夫发明出了燃料电池的原型,在20世纪70年代,石油危机推动了氢燃料电池在汽车上的应用。多年研发之后,丰田2014年推出了全球第一辆燃料电池车,但到2019年全球燃料电池车也只卖了10490辆。


可以想象,尽管燃料电池技术路径早已成熟,样板车也出现多年,但始终没有推广成功,主要是经济挑战。


首先,燃料电池车需要像汽油车一样加氢。这里就面临前文中马斯克提到的第一个问题:缺乏足够基础设施。

图7:来源网络


第一,比电动车现在充电排队情况更夸张的是,燃料电池的加氢站基础设施更不完善。


根据 H2stations.org 发布的全球加氢站年度评估报告,截至2019年底,全球加氢站保有量接近450座。其中,日本加氢站116座,处于全球领先地位,德国紧随其后,拥有加氢站81座;美国目前运行的加氢站为63座;值得注意的是,中国加氢站数量迅速增加, 截至2020年1月已建成61座;此外,韩国加氢站保有量30座。


这个数量级与充电桩比起来就相形见绌了。据统计,截至2020年6月底,仅中国全国各类充电桩保有量达132.2万个,其中公共充电桩55.8万个,数量位居全球首位。


因此,有限数量的加氢站限制了燃料电池的适用范围:虽然理论上讲,燃料电池可以广泛应用于各种交通工具,但火车,无人机,电动自行车等工具,目前仍然处于早期开发阶段,只有不太依赖加氢站密度的商用车就成了氢动力应用主战场。


其次,基础设施的缺乏恰恰是由于氢气制备成本居高不下。加氢的成本还远远高于加油,目前还离不开政府补贴。

图8:加氢站建设成本组成


如上图,一个加氢站成本接近1200万人民币,而一个加油站成本只有200万人民币左右。依据补贴政策,在每个加氢站上的补贴成本就要高达400万人民币。想要降低加氢成本,必须要有巨大体量摊低成本。


而且除此之外,每台燃料电池货车补贴金额也居高不下,一辆轻型货车在2019补贴金额上限30万每车。这个政策引导同样是要前期补贴,后期随着规模扩大逐渐把成本降下来。

图9:补贴金额


现阶段氢能源车产量大约为每年1000辆,这一产量之下,电池成本大约为每千瓦180美元,制造一个100千瓦电堆成本12.6万元,再加上储氢罐,动力电池等成本,一套氢能源车动力总成价格接近20万。


而燃料电池系统成本占燃料电池车总成本接近64%,很简单,如果产量进



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