BEV(純電動(dòng)汽車(chē))和FCV(燃料電池汽車(chē))是汽車(chē)業(yè)實(shí)現(xiàn)減排、降碳的兩個(gè)拳頭產(chǎn)品,BEV的核心是動(dòng)力電池,F(xiàn)CV的核心則是氫能。然而,目前這兩大核心都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)閉環(huán),嚴(yán)重地制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。氫能是產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有閉環(huán),電池是生態(tài)鏈沒(méi)有閉環(huán)。沒(méi)能實(shí)現(xiàn)閉環(huán)嚴(yán)重地制約了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,未來(lái),兩大核心誰(shuí)會(huì)先實(shí)現(xiàn)行閉環(huán)?
01 氫能產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)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(tái),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(méi)有讓氫能產(chǎn)業(yè)閉環(huán)。中集集團(tuán)總裁戰(zhàn)略顧問(wèn)鄭賢玲告訴記者,目前,燃料電池運(yùn)用氫能比較多,但燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈還未實(shí)現(xiàn)沒(méi)有閉環(huán)。
東吳證券的分析報(bào)告認(rèn)為,生產(chǎn)-儲(chǔ)運(yùn)-加注-應(yīng)用構(gòu)成整個(gè)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?fàn)t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(guó)氫能的生產(chǎn)利用已較為廣泛,制成的氫氣主要應(yīng)用在工業(yè)原料或生產(chǎn)供熱中。此外,生物質(zhì)制氫、太陽(yáng)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(chǔ)存與運(yùn)輸才是“攔路虎”。記者在采訪(fǎng)中了解到,氣體運(yùn)輸在氫氣的運(yùn)輸中是主要是氣體形態(tài),為了保證安全,我國(guó)對(duì)氫氣運(yùn)輸過(guò)程的氣壓限定在20MPa之內(nèi),一輛40噸的重型卡車(chē)運(yùn)輸?shù)臍錃庵亓考s為300公斤,這導(dǎo)致氫氣的運(yùn)輸效率極低,運(yùn)輸成本很高。
氣體運(yùn)輸不經(jīng)濟(jì),把氫氣液化之后運(yùn)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(cè)算,液化氫氣也非常不經(jīng)濟(jì)。
以上運(yùn)輸都滿(mǎn)足不了經(jīng)濟(jì)性,人們想到了管道運(yùn)輸,液化天然氣所可以管道運(yùn)輸,氫氣為何不能呢?管道運(yùn)輸能耗及成本低,但建造管道一次性投資較大。我國(guó)西氣東輸一線(xiàn)工程投資總額為1200億元,西氣東輸二線(xiàn)工程投資約為1420億元。
儲(chǔ)存氫氣儲(chǔ)存的問(wèn)題與運(yùn)輸有共性,目前主要有氣態(tài)儲(chǔ)氫、液態(tài)儲(chǔ)氫和固態(tài)儲(chǔ)氫。高壓氣態(tài)儲(chǔ)存技術(shù)最為成熟,已廣泛應(yīng)用,;低溫液態(tài)儲(chǔ)氫在航天領(lǐng)域有所應(yīng)用,;有機(jī)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(shí)現(xiàn)示范應(yīng)用。
加氫站建設(shè)也是氫能產(chǎn)業(yè)一塊短板,據(jù)中國(guó)氫能聯(lián)盟數(shù)據(jù),我國(guó)建設(shè)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(wàn)元(不含土地費(fèi)用),約為傳統(tǒng)加油站的3倍??紤]設(shè)備維護(hù)、運(yùn)營(yíng)、人工、稅收等費(fèi)用,折合加注成本約13-18元/公斤。
這些困難橫在終端用戶(hù)前面,盡管終端有宇通客車(chē),、重塑科技、佛山氫能示范區(qū)等一大批熱心的用戶(hù),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(dòng)力電池生態(tài)不閉環(huán)
動(dòng)力電池不存在困擾行業(yè)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)鏈短板問(wèn)題,但鄭賢玲告訴記者,動(dòng)力電池的問(wèn)題是生態(tài)鏈沒(méi)有閉環(huán)。
生產(chǎn)動(dòng)力電池離不開(kāi)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(dāng),也會(huì)帶來(lái)環(huán)境災(zāi)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(lái)伴隨,技術(shù)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(shù)有所進(jìn)步,但仍然難以避免污染問(wèn)題。
鹽湖鋰在提取的時(shí)候因?yàn)楣に嚨牟町悤?huì)產(chǎn)生不同的污染物,比如,煅燒浸出法在噴霧干燥過(guò)程中就會(huì)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(jiǎn)單、試劑耗量低、清潔無(wú)污染,但膜成本較高,膜中毒以及使用壽命短的問(wèn)題也有待解決,而且這個(gè)方法需要大量的水,無(wú)疑也造成大量的水污染。前段時(shí)間,中央工作組密集赴江西宜春調(diào)研、督導(dǎo)當(dāng)?shù)劁嚨V開(kāi)采,環(huán)境污染是一個(gè)重要原因。
電動(dòng)汽車(chē)需要充電,我國(guó)電力來(lái)源目前在多數(shù)不是綠電,雖然電動(dòng)汽車(chē)本身不產(chǎn)生污染,但電動(dòng)汽車(chē)對(duì)電力的需求在大幅度增加,無(wú)疑也增加了電力源頭的污染物排放。在2022世界動(dòng)力電池大會(huì)上,吉利集團(tuán)董事長(zhǎng)李書(shū)福就公開(kāi)指出,“現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)用的電,實(shí)際上(百分之)七八十還是煤炭發(fā)出來(lái)的,是不是清潔能源大家有不同的看法。”。
動(dòng)力電池回收也是一個(gè)大問(wèn)題,盡管回收的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立,但實(shí)際運(yùn)行效果并不理想。據(jù)高工鋰電數(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(dòng)力電池回收的集散地之一東莞進(jìn)行調(diào)查,大量小作坊在從事電池回收工作,拍賣(mài)是動(dòng)力電池回收亂象的根源,為此,記者撰寫(xiě)了《拍賣(mài)助推下的動(dòng)力電池非法回收狂歡》。
動(dòng)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(guò)這串代碼,很容易識(shí)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(chē)國(guó)家大數(shù)據(jù)聯(lián)盟的平臺(tái)就是根據(jù)這串代碼管理市場(chǎng)上正在運(yùn)行的電動(dòng)汽車(chē)。
但是,這套管理流程僅限于此,車(chē)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(mài)留出了充足的暗箱操作空間,致使大量的動(dòng)力電池流入小作坊。動(dòng)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(shuí)會(huì)先閉環(huán)?
無(wú)論是氫能或者還是電池產(chǎn)業(yè),長(zhǎng)期不閉環(huán)運(yùn)行下去, 該產(chǎn)業(yè)不可能健康發(fā)展,誰(shuí)先閉環(huán)呢?
記者就此采訪(fǎng)了多位業(yè)內(nèi)人士,他們普遍認(rèn)為,氫能的存儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)不突破,很難實(shí)現(xiàn)閉環(huán),目前,不少人把希望放在固態(tài)儲(chǔ)氫上。國(guó)家稀土功能材料創(chuàng)新中心儲(chǔ)氫項(xiàng)目負(fù)責(zé)人、內(nèi)蒙古科技大學(xué)博士趙鑫曾在接受媒體采訪(fǎng)時(shí)說(shuō),“與氣態(tài)儲(chǔ)存相比,固態(tài)儲(chǔ)氫系統(tǒng)示范裝置的存儲(chǔ)能力提升了3倍,可以實(shí)現(xiàn)氫氣的較大規(guī)模安全存儲(chǔ),同時(shí)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(dòng)力電池的生態(tài)鏈閉環(huán)分布為多頭,上游開(kāi)采端、中間充電端及后期的回收端。目前,還沒(méi)有高效的技術(shù)徹底解決開(kāi)采端的環(huán)保問(wèn)題,中間充電端的問(wèn)題可以通過(guò)加大風(fēng)電、光伏充電比例加以緩解。
據(jù)國(guó)家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示,截至今年4月底,我國(guó)風(fēng)電裝機(jī)3.8億千瓦,光伏發(fā)電裝機(jī)4.4億千瓦,風(fēng)電光伏發(fā)電總裝機(jī)突破8億千瓦,達(dá)到8.2億千瓦,占全國(guó)發(fā)電裝機(jī)的30.9%,其中風(fēng)電占14.3%,光伏發(fā)電占16.6%。
今年1~4月,全國(guó)風(fēng)電光伏新增裝機(jī)6251萬(wàn)千瓦,占全國(guó)新增裝機(jī)的74%,同比增長(zhǎng)11.5個(gè)百分點(diǎn)。其中,風(fēng)電新增1420萬(wàn)千瓦、光伏發(fā)電新增4831萬(wàn)千瓦,分別占全國(guó)新增裝機(jī)的16.8%和57.2%。今年1~4月,全國(guó)風(fēng)電光伏發(fā)電量達(dá)到4828億千瓦時(shí),同比增長(zhǎng)26.8%,占全社會(huì)用電量的17.2%,較去年同期增長(zhǎng)3個(gè)百分點(diǎn)。從數(shù)據(jù)不難看出,風(fēng)電光伏發(fā)電增長(zhǎng)速度較快,動(dòng)力電池充電不環(huán)保的問(wèn)題也在緩解。
后期回收端的問(wèn)題解決起來(lái)并不難,一位業(yè)內(nèi)人士告訴記者,“白名單”企業(yè)回收不到電池,都是“錢(qián)”鬧的,足夠的暗箱操作空間讓問(wèn)題遲遲得不到解決,隨著政策法規(guī)越來(lái)越完善,后期電池回收問(wèn)題也會(huì)迎刃而解。
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