燃料電池博弈“氫社會”

說起主打環(huán)保牌的新型燃料，氫燃料并非唯一理想選擇。在彭博行業(yè)研究化工行業(yè)高級分析師Jason Miner看來，頁巖氣已經(jīng)開始重塑全球的能源版圖，新型煤化工技術(shù)也值得注意

要讓世界變得“輕盈”起來，氫燃料或許是一個理想選擇，但并非唯一。伴隨政府扶持、風(fēng)投介入及人們相關(guān)意識的提高等因素的崛起，一批理想的新能源科技也開始涌現(xiàn)。在彭博行業(yè)研究化工行業(yè)高級分析師Jason Miner看來，頁巖氣已經(jīng)開始重塑全球的能源版圖，而新型煤化工技術(shù)也值得注意。

他近日在接受記者專訪時表示，頁巖氣加強了原材料的供應(yīng)能力。用頁巖氣進行生產(chǎn)的成本要低得多，并且消耗更少資金。

他稱，如果中國可以增加頁巖氣產(chǎn)量，對全球化工行業(yè)而言意義重大。對于中國而言，不存在很大的技術(shù)限制，所以中國可以和歐洲等地區(qū)一樣，成功利用相同技術(shù)進行頁巖氣開發(fā)。更大的限制來自于政府的監(jiān)管，因為政府擁有土地和開發(fā)權(quán)利，這將限制頁巖氣的發(fā)展速度。不過，Miner說，中國沒有理由不能做這個，問題是有多快。

海外媒體報道稱，多家國際石油企業(yè)都已經(jīng)簽訂了在中國勘探頁巖資源的相關(guān)協(xié)議，其中包括美國的埃克森美孚、雪佛龍和康菲石油等巨頭，也包括歐洲的皇家荷蘭殼牌和道達(dá)爾等。報道指出，在美國眼里，中國發(fā)展頁巖產(chǎn)業(yè)將帶來絕佳的機會。如果中國能夠發(fā)起自己的頁巖革命，中國制造商的能源成本將下滑，中國油氣行業(yè)可能會成為全球市場上的一支生力軍。

Miner認(rèn)為，跨國化工企業(yè)在美國頁巖氣業(yè)的投資對中國化工業(yè)而言十分有利。事實上，大部分在美國的投資來自海外企業(yè)，這為中國和其他海外企業(yè)帶來穩(wěn)定的原材料供應(yīng)，并得以進行更多先進的制造。

大部分供應(yīng)商預(yù)計，目前北美地區(qū)是生產(chǎn)基礎(chǔ)石化品成本第二低的地區(qū)，中東依然是成本最低的地區(qū)，這兩大地區(qū)占據(jù)全球40%的產(chǎn)能。相較于那些使用原油作為原料進行生產(chǎn)的地區(qū)，這些地區(qū)的生產(chǎn)成本比還不到一半。目前，亞洲和歐洲大部分使用原油作為基礎(chǔ)化工品的生產(chǎn)原料，但是頁巖氣可以帶來更低的成本。

除了頁巖氣，Miner還注意到了煤化工，他稱其非常有前途，盡管價格可能偏貴，但用煤進行化工生產(chǎn)比用煤發(fā)電更為清潔。他稱，可能出現(xiàn)的局面是，煤化工產(chǎn)業(yè)將對全球石油化工業(yè)產(chǎn)生重大影響。此外，他還預(yù)計全球石油化工業(yè)的產(chǎn)能在未來十年或增加四成，但這要求有3%的全球經(jīng)濟增速與之配套，而來自中國的需求非常重要。

■數(shù)說科技

■氫燃料電池可以安靜并且在接近零碳排放的狀態(tài)下發(fā)電。燃料電池車的尾氣管僅排放少量水蒸氣，美國能源部稱，燃料電池車排放的溫室氣體比汽油車低三到五成

■美國加州政府制定了一項嚴(yán)格計劃：到2025年，主要汽車廠商新售汽車的22%必須為零排放汽車或插電混合動力汽車。加州空氣資源委員會預(yù)計，到2018年，該地區(qū)將有5萬輛電動車或是氫燃料車

■只需要10分鐘時間，一輛燃料電池巴士就可以加滿能量，而行駛距離則可以高達(dá)320至390公里。這種理想的行駛方式在美國舊金山近郊成為現(xiàn)實。到2016年，這種巴士的數(shù)量有望從目前的12輛增加到40輛。

■研究機構(gòu)Navigant近期預(yù)測，除了石油以外的非常規(guī)應(yīng)用及化工行業(yè)的氫耗量將從2013年的約1.68億公斤加碼到2030年的接近35億公斤;日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所發(fā)布的報告顯示，全球氫基礎(chǔ)設(shè)施的市場規(guī)模到2050年將達(dá)到約160萬億日元，而2015年還只有7萬億日元左右

■燃料汽車目前仍然面臨著諸多挑戰(zhàn)。其中一項是缺乏基礎(chǔ)設(shè)施。美國政府曾提出要建設(shè)“氫高速公路”，然而目前美國的公用氫燃料加氣站還不到15處。此外，成本和安全性的問題也有待考量。氫與汽油相比在成本上被認(rèn)為達(dá)到兩倍以上

■日本最大石油批發(fā)商JX控股公司計劃開發(fā)新型氫運輸技術(shù)，并在2020年之前開始建設(shè)采用新技術(shù)的供應(yīng)網(wǎng)，使供給成本降低30%左右，使氫的價格降至汽油的水平

博弈“氫社會”

氫——用這一宇宙中儲量最豐富的元素來做燃料，讓地球變得“輕”起來，這主意聽上去不錯。

現(xiàn)在，數(shù)十億美元資金正密集涌向該領(lǐng)域，演繹出一波接一波的資本好戲——大漲24.67%、暴跌41.51%、反彈13.7%——僅在本周，美國氫燃料電池巨頭Plug能源的跌宕走勢就令投資者瞠目結(jié)舌。

這背后，其實是各國對氫燃料關(guān)注度的不斷升溫。權(quán)威機構(gòu)預(yù)計，2015年全球氫基礎(chǔ)設(shè)施的市場規(guī)模在7萬億日元左右，而到2050年，這一數(shù)字將飆升至160萬億日元。

我們對氫社會的探索，剛剛開了個頭。

上世紀(jì)九十年代，通用制造了第一款燃料電池汽車，為新型燃料的出現(xiàn)打開想像空間。此后幾十年間，數(shù)十億美元的資金密集涌向這一領(lǐng)域，資本游戲不斷涌現(xiàn)。

大漲24.67%、暴跌41.51%、反彈13.7%，美國氫燃料電池巨頭Plug能源本周前三天跌宕的走勢讓人們跌破眼鏡。做空機構(gòu)香櫞的一紙研究報告，更讓投資者分裂成兩大陣營。

美股市場上，燃料電池另外兩大巨頭巴拉德動力系統(tǒng)和燃料電池能源的股價，也都出現(xiàn)了類似情形。資本炒作的背后，是人們對氫燃料關(guān)注度的不斷升溫。

如今，對氫的利用正在多個國家掀起熱潮。歐洲利用可再生能源的剩余電力生成氫，而美國則為降低能源對海外的依賴，開始構(gòu)筑氫基礎(chǔ)設(shè)施。

伴隨氫社會美妙圖景的展望不斷出現(xiàn)，問題也無從避免：氫只是一種能量載體，運輸非常困難，且還需要克服高成本及安全性等方面的問題。關(guān)于“氫社會”的博弈，才剛剛開場。

構(gòu)建環(huán)保氫社會 各國爭相入伙

在自然界中，基本沒有單獨存在的氫元素，它主要以碳化氫及水等化合物的形式存在。因此，找到向這些化合物施加能量以轉(zhuǎn)換出氫的方法成為關(guān)鍵。

在歐洲，利用剩余電力電解水生成氫的做法成為主流。丹麥羅蘭島便嘗試?yán)�用風(fēng)力發(fā)電和太陽能發(fā)電的剩余電力電解水制造氫，然后將氫儲藏在氫氣罐中。當(dāng)電力供應(yīng)不足時，這些被儲藏起來的氫便有了用武之地——讓燃料電池發(fā)電。

利用太陽能發(fā)電的電力制造氫的嘗試在法國同樣盛行。據(jù)海外媒體披露，法國科西嘉島的“MYRET平臺項目”正在開展實驗，利用太陽能發(fā)電系統(tǒng)的剩余電力對水進行電解來制造氫，在電力需求達(dá)到高峰時，利用燃料電池進行發(fā)電。

德國Greenpeace等能源公司則將目光轉(zhuǎn)向風(fēng)力發(fā)電的剩余電力電解水生成氫，然后提供給現(xiàn)有的燃?xì)夤艿谰W(wǎng)絡(luò)，從而削減氮氧化物等有害物質(zhì)的排放。把利用風(fēng)力發(fā)電剩余電力生成的氫用于熱電聯(lián)產(chǎn)的項目也已經(jīng)啟動。位于德國勃蘭登堡州普倫茨勞的風(fēng)力發(fā)電公司Enertrag從2011年10月開始把風(fēng)力發(fā)電的電力并入電網(wǎng)。

除了上述這些來自大自然的能源，日本藍(lán)色能源公司自主開發(fā)出了高效生物質(zhì)氣化設(shè)備。該設(shè)備可以使木質(zhì)片材高效實現(xiàn)氣化，利用產(chǎn)生的一氧化碳和甲烷氣等混合氣體，制造高純度氫。

托馬斯.摩爾則注意到了樹葉。他和他在美國亞利桑那州立大學(xué)的科學(xué)家團隊制造除了一種仿真樹葉，通過模仿植物的光合作用，這種葉子可以利用陽光將水分解成氫和氧。一開始，他們造出的葉子并不理想，但隨后他們注意到反應(yīng)流程中的一個反應(yīng)步驟拖慢了整個流程，于是科學(xué)家們決定仿照自然界里的中間反應(yīng)，朝著制造出可循環(huán)的燃料更進一步。

無論是政府層面還是企業(yè)層面，這種變化都在發(fā)生。倫敦氫網(wǎng)絡(luò)擴張(LHNE)項目便獲得了來自英國政府的部分資金由英國技術(shù)戰(zhàn)略委員會贊助，這一項目旨在把新的氫燃料站提供給公眾。

而包括沃爾瑪在內(nèi)的許多期望降低成本和碳排放量的世界500強公司，已經(jīng)購買了Plug公司的燃料電池產(chǎn)品GenDrive，以替換現(xiàn)有的液壓搬運車，并在他們的倉庫和配送中心使用。

博弈碳減排 汽車業(yè)成主戰(zhàn)場

環(huán)保是氫燃料的優(yōu)點之一。通過分離氫氣中的電子，產(chǎn)生電流，氫燃料電池可以安靜并且在接近零碳排放的狀態(tài)下發(fā)電。這對于碳排放“大戶”——汽車業(yè)而言，是一大福音。燃料電池車的尾氣管僅排放少量水蒸汽，美國能源部曾指出，燃料電池車排放的溫室氣體比汽油車低三到五成。

在美國加州，氫燃料汽車正迅速聚集，在“監(jiān)管”壓力之下，多家汽車廠商都準(zhǔn)備推出采用氫燃料電池而非汽油發(fā)動機的零排放汽車。韓國的現(xiàn)代汽車、日本的豐田汽車公司和本田汽車公司都躍躍欲試。

加州政府制定了一項嚴(yán)格的計劃：到2025年，主要汽車廠商新售汽車的22%必須為零排放汽車或插電混合動力汽車。其法規(guī)要求汽車生產(chǎn)商通過出售電動汽車或燃料電池汽車來滿足這個要求。加州空氣資源委員會預(yù)計，到2018年，該地區(qū)將有5萬輛電動車或是氫燃料車。

只需要10分鐘的時間，一輛燃料電池巴士就可以加滿能量，而行駛距離則可以高達(dá)320至390公里。這種理想的行駛方式在美國舊金山近郊成為現(xiàn)實。據(jù)外媒披露，到2016年，這種巴士的數(shù)量有望從目前的12輛增加到40輛。

燃料電池車自身所具備的優(yōu)勢也成為各大車企爭相搶奪這一市場的動力。這種車輛依靠促使氧和氫發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的電力來驅(qū)動馬達(dá)。相比純電動汽車，燃料電池車的燃料補給時間更短，但行駛距離更長。

韓國現(xiàn)代汽車計劃在2016年推出首款以電池為動力的電動車，為了應(yīng)對美國等市場日趨嚴(yán)格的排放規(guī)則，該公司傾向于把氫燃料電池汽車作為下一代汽車的選擇。豐田曾推出HyGrid的構(gòu)想，具體方法是使用剩余電力，對水進行電解制造氫，然后將這些氫液化，存儲在氫罐中。這將幫助大幅拉低成本。

日產(chǎn).雷諾聯(lián)盟、德國戴姆勒以及美國福特則宣布聯(lián)手開發(fā)燃料電池車，計劃最早于2017年推出量產(chǎn)車。日本、歐洲及美國三大經(jīng)濟體的汽車巨頭聯(lián)姻，令車企在這一市場的爭奪戰(zhàn)白熱化。三者希望通過共同開發(fā)來削減成本并掌握燃料電池車價格方面的話語權(quán)，此外也計劃在加氫設(shè)施建設(shè)以及氫氣充填規(guī)格等基礎(chǔ)設(shè)施層面攜手合作。

去年7月，本田也宣布和通用公司合作，共同開發(fā)新一代燃料電池系統(tǒng)，并開發(fā)小型、輕量、高性能、低成本的儲氫系統(tǒng)，他們同樣希望進一步拉低成本。

提速商業(yè)化 諸多難題仍待解

從歷史上看，氫能源市場一直集中在煉油廠和化學(xué)制造業(yè)。但自2011年以來，氫能源存儲市場以及電池領(lǐng)域氫燃料的使用率大大增加。

研究機構(gòu)Navigant近期發(fā)布報告預(yù)測，在未來16年，這一領(lǐng)域?qū)⒖焖僭鲩L。除了石油以外的非常規(guī)應(yīng)用及化工行業(yè)的氫耗量將從2013年的約1.68億公斤加碼到2030年的接近35億公斤。

“氫在歷史上常常被看作是一個有價值的商品氣體，但如今越來越多的人將它視作是一種重要的燃料和一種未來的能源儲備�！盢avigant的研究主管克里-安.亞當(dāng)森說，“越來越多的能源需求、對可再生能源提出的需求、清潔能源備用電力市場的增長以及越來越多燃料汽車的部署將助推整體需求。”

日經(jīng)BP清潔技術(shù)研究所發(fā)布報告顯示，全球氫基礎(chǔ)設(shè)施的市場規(guī)模到2050年將達(dá)到約160萬億日元，而2015年還只有7萬億日元左右。其中規(guī)模最大的，將是液化氫基地和管道等周邊基礎(chǔ)設(shè)施市場。報告稱，隨著燃料電池車和固定式燃料電池等的普及，全球氫消費量今后將快速增長。在2015年至2050年的35年間，按照體積計算的消費量將增加約60倍。

但是，燃料汽車目前仍然面臨諸多挑戰(zhàn)。其中一項是缺乏基礎(chǔ)設(shè)施。美國政府曾提出要建設(shè)“氫高速公路”，然而目前美國的公用氫燃料加氣站還不到15處。

此外，成本和安全性的問題也有待考量。氫燃料的生產(chǎn)目前是在利用石油生產(chǎn)化學(xué)品的過程中提取，因此成本很高。據(jù)海外媒體測算，如果換算為相同行駛距離的價格，氫與汽油相比在成本上被認(rèn)為達(dá)到2倍以上，這在普及過程中將是頭號難題。

此外，氫具有可燃性，還有爆炸的風(fēng)險。在現(xiàn)有的燃?xì)廨啓C發(fā)電站，氫氣被作為燃料使用，但由于氫氣體積增大易于引發(fā)火災(zāi)。非營利性調(diào)查網(wǎng)站ProPublica的統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，近年來美國有37起涉及氫燃料車或是燃料站的事故。

這也給儲藏和運輸增加了難度。一些針對此方面的課題就此展開。日本最大石油批發(fā)商JX控股公司計劃開發(fā)新型氫運輸技術(shù)，并在2020年之前開始建設(shè)采用新技術(shù)的供應(yīng)網(wǎng)，使供給成本降低30%左右，使氫的價格降至汽油的水平。

利用宇宙中儲量最豐富的元素做燃料，這個主意聽起來很不錯，但在此之前技術(shù)壁壘也難免形成阻礙。拿汽車行業(yè)預(yù)測師杰夫.舒斯特的話說，現(xiàn)在還只是實驗�！翱傄�到10年后才能見分曉。”