產(chǎn)業(yè)觀察：氫能與鋰電池誰會先實現(xiàn)閉環(huán)？

中國汽車報網(wǎng) 2023-06-29 10:58:43

BEV（純電動汽車）和FCV（燃料電池汽車）是汽車業(yè)實現(xiàn)減排、降碳的兩個拳頭產(chǎn)品，BEV的核心是動力電池，F(xiàn)CV的核心則是氫能。然而，目前這兩大核心都沒有實現(xiàn)閉環(huán)，嚴重地制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。氫能是產(chǎn)業(yè)鏈沒有閉環(huán)，電池是生態(tài)鏈沒有閉環(huán)。沒能實現(xiàn)閉環(huán)嚴重地制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，未來，兩大核心誰會先實現(xiàn)行閉環(huán)？

　　01 氫能產(chǎn)業(yè)鏈沒有閉環(huán)

　　最近，氫能行業(yè)好消息不斷，各種利好政策不斷出臺，給氫能了產(chǎn)業(yè)極大的鼓舞。然而，這么大力度的鼓舞政策，并沒有讓氫能產(chǎn)業(yè)閉環(huán)。中集集團總裁戰(zhàn)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(chǎn)業(yè)鏈還未實現(xiàn)沒有閉環(huán)。

　　東吳證券的分析報告認為，生產(chǎn)-儲運-加注-應用構成整個氫能產(chǎn)業(yè)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(yè)副產(chǎn)氣制氫；電解水制氫。我國氫能的生產(chǎn)利用已較為廣泛，制成的氫氣主要應用在工業(yè)原料或生產(chǎn)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(tài)，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?shù)臍錃庵亓考s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(jīng)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(jīng)濟。

　　以上運輸都滿足不了經(jīng)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(tài)儲氫、液態(tài)儲氫和固態(tài)儲氫。高壓氣態(tài)儲存技術最為成熟，已廣泛應用；低溫液態(tài)儲氫在航天領域有所應用；有機液態(tài)及固體材料僅在部分燃料電池及分布式發(fā)電中實現(xiàn)示范應用。

　　加氫站建設也是氫能產(chǎn)業(yè)一塊短板，據(jù)中國氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù)，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(tǒng)加油站的3倍。考慮設備維護、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(qū)等一大批熱心的用戶，但困難終究是困難，還需要產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)才能克服。

　　02 動力電池生態(tài)不閉環(huán)

　　動力電池不存在困擾行業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈短板問題，但鄭賢玲告訴記者，動力電池的問題是生態(tài)鏈沒有閉環(huán)。

　　生產(chǎn)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(huán)境污染，而且尾礦的處理不妥當，也會帶來環(huán)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(fā)展，研發(fā)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(chǎn)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(chǎn)生大量酸霧和含氟氣體，造成環(huán)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?shù)劁嚨V開采，環(huán)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(shù)不是綠電，雖然電動汽車本身不產(chǎn)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(xiàn)在電動車用的電，實際上（百分之）七八十還是煤炭發(fā)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(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立，但實際運行效果并不理想。據(jù)相關數(shù)據(jù)，2018年~2020年，符合“白名單”規(guī)定的企業(yè)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(chǎn)階段就有唯一的“身份證”，每一節(jié)電池走出工廠都有代碼，通過這串代碼，很容易識別生產(chǎn)信息，包括生產(chǎn)日期、生產(chǎn)企業(yè)等信息。新能源汽車國家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟的平臺就是根據(jù)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(fā)揮監(jiān)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(huán)，生態(tài)鏈怎么可能閉環(huán)？

　　03 誰會先閉環(huán)？

　　無論是氫能或者還是電池產(chǎn)業(yè)，長期不閉環(huán)運行下去，該產(chǎn)業(yè)不可能健康發(fā)展，誰先閉環(huán)呢？

　　記者就此采訪了多位業(yè)內人士，他們普遍認為，氫能的存儲運技術不突破，很難實現(xiàn)閉環(huán)，目前，不少人把希望放在固態(tài)儲氫上。國家稀土功能材料創(chuàng)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(tài)儲存相比，固態(tài)儲氫系統(tǒng)示范裝置的存儲能力提升了3倍，可以實現(xiàn)氫氣的較大規(guī)模安全存儲，同時它的氫氣回收功能能夠大大降低企業(yè)的用氫成本。”

　　與氫能的閉環(huán)不同，動力電池的生態(tài)鏈閉環(huán)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(huán)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(jù)國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示，截至今年4月底，我國風電裝機3.8億千瓦，光伏發(fā)電裝機4.4億千瓦，風電光伏發(fā)電總裝機突破8億千瓦，達到8.2億千瓦，占全國發(fā)電裝機的30.9%，其中風電占14.3%，光伏發(fā)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(fā)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(fā)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(shù)據(jù)不難看出，風電光伏發(fā)電增長速度較快，動力電池充電不環(huán)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(yè)內人士告訴記者，“白名單”企業(yè)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(guī)越來越完善，后期電池回收問題也會迎刃而解。