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产业观察：氢能与锂电池谁会先实现闭环？

中国汽车报网 2023-06-29 10:58:43

BEV（纯电动汽车）和FCV（燃料电池汽车）是汽车业实现减排、降碳的两个拳头产品，BEV的核心是动力电池，FCV的核心则是氢能。然而，目前这两大核心都没有实现闭环，严重地制约了产业的发展。氢能是产业链没有闭环，电池是生态链没有闭环。没能实现闭环严重地制约了产业的发展，未来，两大核心谁会先实现行闭环？

　　01 氢能产业链没有闭环

　　最近，氢能行业好消息不断，各种利好政策不断出台，给氢能了产业极大的鼓舞。然而，这么大力度的鼓舞政策，并没有让氢能产业闭环。中集集团总裁战略顾问郑贤玲告诉记者，目前，燃料电池运用氢能比较多，但燃料电池产业链还未实现没有闭环。

　　东吴证券的分析报告认为，生产-储运-加注-应用构成整个氢能产业链。氢气目前主要有由三种主流制取路径：以煤炭、天然气为代表的化石能源重整制氢；以焦炉煤气、氯碱尾气、丙烷脱氢为代表的工业副产气制氢；电解水制氢。我国氢能的生产利用已较为广泛，制成的氢气主要应用在工业原料或生产供热中。此外，生物质制氢、太阳能光催化分解水制氢、核能制氢等方式也在探索之中。

　　目前，氢气制备不是主要困难，储存与运输才是“拦路虎”。记者在采访中了解到，气体运输在氢气的运输中是主要是气体形态，为了保证安全，我国对氢气运输过程的气压限定在20MPa之内，一辆40吨的重型卡车运输的氢气重量约为300公斤，这导致氢气的运输效率极低，运输成本很高。

　　气体运输不经济，把氢气液化之后运输如何？氢气的液化临界温度较低，约为零下253摄氏度，液化1公斤氢气需要11～15度电，即便按照民用电0.49元/度测算，液化氢气也非常不经济。

　　以上运输都满足不了经济性，人们想到了管道运输，液化天然气可以管道运输，氢气为何不能呢？管道运输能耗及成本低，但建造管道一次性投资较大。我国西气东输一线工程投资总额为1200亿元，西气东输二线工程投资约为1420亿元。

　　储存氢气储存的问题与运输有共性，目前主要有气态储氢、液态储氢和固态储氢。高压气态储存技术最为成熟，已广泛应用；低温液态储氢在航天领域有所应用；有机液态及固体材料仅在部分燃料电池及分布式发电中实现示范应用。

　　加氢站建设也是氢能产业一块短板，据中国氢能联盟数据，我国建设一座日加氢能力500公斤、加注压力为35MPa的加氢站投资成本约1200万元（不含土地费用），约为传统加油站的3倍。考虑设备维护、运营、人工、税收等费用，折合加注成本约13-18元/公斤。

　　这些困难横在终端用户前面，尽管终端有宇通客车、重塑科技、佛山氢能示范区等一大批热心的用户，但困难终究是困难，还需要产业链闭环才能克服。

　　02 动力电池生态不闭环

　　动力电池不存在困扰行业发展的产业链短板问题，但郑贤玲告诉记者，动力电池的问题是生态链没有闭环。

　　生产动力电池离不开锂元素，它在全球的分布不均匀，在地壳中约含0.0065%。提炼锂元素，需要用到大量水资源，容易造成环境污染，而且尾矿的处理不妥当，也会带来环境灾难。

　　早期提锂方法主要有石灰石煅烧法、硫酸法、氯化焙烧法、压煮法，后来伴随技术发展，研发出了离子交换法、煅烧浸取法、纳滤膜分离法、溶剂萃取法等。虽然技术有所进步，但仍然难以避免污染问题。

　　盐湖锂在提取的时候因为工艺的差异会产生不同的污染物，比如，煅烧浸出法在喷雾干燥过程中就会产生大量酸雾和含氟气体，造成环境污染。

　　膜分离法步骤简单、试剂耗量低、清洁无污染，但膜成本较高，膜中毒以及使用寿命短的问题也有待解决，而且这个方法需要大量的水，无疑也造成大量的水污染。前段时间，中央工作组密集赴江西宜春调研、督导当地锂矿开采，环境污染是一个重要原因。

　　电动汽车需要充电，我国电力来源目前多数不是绿电，虽然电动汽车本身不产生污染，但电动汽车对电力的需求在大幅度增加，无疑也增加了电力源头的污染物排放。在2022世界动力电池大会上，吉利集团董事长李书福就公开指出，“现在电动车用的电，实际上（百分之）七八十还是煤炭发出来的，是不是清洁能源大家有不同的看法。”。

　　动力电池回收也是一个大问题，尽管回收的产业链已经建立，但实际运行效果并不理想。据相关数据，2018年~2020年，符合“白名单”规定的企业仅回收到了不到20%的退役电池，还有80%的电池都去哪了？记者曾为此前往动力电池回收的集散地之一东莞进行调查，大量小作坊在从事电池回收工作，拍卖是动力电池回收乱象的根源，为此，记者撰写了《拍卖助推下的动力电池非法回收狂欢》。

　　动力电池在生产阶段就有唯一的“身份证”，每一节电池走出工厂都有代码，通过这串代码，很容易识别生产信息，包括生产日期、生产企业等信息。新能源汽车国家大数据联盟的平台就是根据这串代码管理市场上正在运行的电动汽车。

　　但是，这套管理流程仅限于此，车辆退役后，这串代码就不再发挥监督管理作用，给后期的拍卖留出了充足的暗箱操作空间，致使大量的动力电池流入小作坊。动力电池代码管理都不能闭环，生态链怎么可能闭环？

　　03 谁会先闭环？

　　无论是氢能或者还是电池产业，长期不闭环运行下去，该产业不可能健康发展，谁先闭环呢？

　　记者就此采访了多位业内人士，他们普遍认为，氢能的存储运技术不突破，很难实现闭环，目前，不少人把希望放在固态储氢上。国家稀土功能材料创新中心储氢项目负责人、内蒙古科技大学博士赵鑫曾在接受媒体采访时说，“与气态储存相比，固态储氢系统示范装置的存储能力提升了3倍，可以实现氢气的较大规模安全存储，同时它的氢气回收功能能够大大降低企业的用氢成本。”

　　与氢能的闭环不同，动力电池的生态链闭环分布为多头，上游开采端、中间充电端及后期的回收端。目前，还没有高效的技术彻底解决开采端的环保问题，中间充电端的问题可以通过加大风电、光伏充电比例加以缓解。

　　据国家能源局公布的数据显示，截至今年4月底，我国风电装机3.8亿千瓦，光伏发电装机4.4亿千瓦，风电光伏发电总装机突破8亿千瓦，达到8.2亿千瓦，占全国发电装机的30.9%，其中风电占14.3%，光伏发电占16.6%。

　　今年1～4月，全国风电光伏新增装机6251万千瓦，占全国新增装机的74%，同比增长11.5个百分点。其中，风电新增1420万千瓦、光伏发电新增4831万千瓦，分别占全国新增装机的16.8%和57.2%。今年1～4月，全国风电光伏发电量达到4828亿千瓦时，同比增长26.8%，占全社会用电量的17.2%，较去年同期增长3个百分点。从数据不难看出，风电光伏发电增长速度较快，动力电池充电不环保的问题也在缓解。

　　后期回收端的问题解决起来并不难，一位业内人士告诉记者，“白名单”企业回收不到电池，都是“钱”闹的，足够的暗箱操作空间让问题迟迟得不到解决，随着政策法规越来越完善，后期电池回收问题也会迎刃而解。