無懼Nikola造假,氫燃料電池熱潮再現,這次不一樣?
隨著氫燃料動力卡車Nikola被爆出造假,股價隨之崩跌後,又讓人再一次懷疑燃料電池的商業可行性。不過沒有停的是氫能相關類股仍持續走高。氫燃料電池並非是新的熱潮,在1970年代、90年代和2000年都曾經有過氫熱潮,但每次都因為成本高(之前都是高於化石燃料、現在是也高於鋰電池)最後high一波就結束。然而無論Nikola造假與否,各國從政府到企業對氫能的投資真金白銀正在撒下,相關政策也持續推動。歐洲的法規迫使卡車廠要在2030年大幅減少碳排放,日韓中國歐洲的汽車卡車巨頭們都已經動起來。Source: IEA為什麼要使用氫燃料動力,如果大家有學過歷史應該聽過興登堡空難,一顆巨大的氫氣飛船在眾目睽睽下發生大爆炸,從此以後世人對氫能作為載人運輸工具感到恐懼。但是氫燃料電池車的優點零碳排放,零污染只排出水,是全球減排趨勢下取代化石燃料的一大武器。跟鋰電池比起來,加氫速度比充電速度快不會有里程焦慮,同時因為能量密度高較輕,更適合大重量的長程重型卡車運輸。燃料電池主要的缺點則是老問題:成本高催化劑需要用到貴金屬鉑,加氫站嚴重不足,電池循環衰減性能差,製氫來源的污染,跟內燃機比的能效高出2-3倍但跟BEV電池車比則還有能效轉換的問題。事實上,目前超過九成的氫能是來自化石燃料和化工製氫,只有再用風電、太陽能和水力發電來電解水製氫才是真正的零碳排能源,但缺點是消耗的電量大。儲存和運送氫氣則是另一個成本的來源,目前需要用高壓壓縮氣態方式儲存,對安全性和技術的要求高。加氫站在美國建設一座成本要高達200萬美金,沒有政府補助幾乎不可能盈利。Source:華西證券氫能源普及化的關鍵,在於成本降低到不同產業具有競爭力的價格帶時,才會同時出現更大規模的普及優勢。(國際氫能理事會:Path to Hydrogen Competitiveness)氫燃料火車在長距離和低頻的火車上,與柴油動力火車相比更有價格競爭力,這個研究分別在客車、貨車、火車、飛機、船、家用的熱能暖氣對比成本,當氫燃料電池壓低至一定階段時就會具有價格的競爭力。氫燃料用在長程重型卡車的競爭力最強,到2030年跟ICE內燃機比起來也能夠有價格競爭力。跟BEV電池比,因為重型卡車需要更大更重的電池,跟比較輕的氫燃料電池對比對於長程運輸相對不利,加上需要更長時間的充電,經濟效益上未來氫燃料電池會更高,這也是為什麼市場會如此看好沒營收的Nikola未來。但事實上各個國家的卡車巨頭都已經在切入燃料電池重型卡車的市場。能量轉換效率問題ICE是內燃機汽車,BEV是電池電動車,FCEV是燃料電池車,如果從能量產生到流失的,最終轉換輸出到汽車動力的利用效率。氫氣的能源效率需要經過電解、壓縮運輸、再到燃料電池轉換輸出動力,雖然優於汽油內燃機的25%,但其中的能量耗損其實是高過BEV。跟BEV比起來,FCV真正的優勢還是在長距離高重量的商用運輸。製氫需要耗費大量能量,換句話說能源轉換的效率會是個問題。不同的生產方法會決定氫氣成本的競爭力,也端視當地的電力與天然氣能源價格。Source: WSJ,International Council on Clean Transportation目前幾乎所有的氫燃料來源都是化石燃料而來。主要是煉油廠和製氨廠的工業副產品。不過未來會用到更多的天然氣與綠色能源製造的氫。氫能領域的重要國家與公司加拿大 Ballard Power Systems (BLDP)1979年就成立的加拿大Ballard Power Systems是談到氫能繞不開的巨頭,公認的質子交換膜PEM燃料電池動力系統的全球領導者(PEM是目前商業化程度最高的燃料電池)。Source:Ballard1983年就開始開發燃料電池,全球主要車廠的燃料電池技術大都源自Ballard,目前跟世界上主要在能源轉型的廠商都在合作開發應用在不同地方的燃料電池,包含德國西門子的公共運輸、美國的重卡大廠Kenworth,UPS的送貨車,英國的氫燃料動力火車等。中國濰柴動力是Ballard最大股東,佔有17.68%的股權,也在中國有合資公司,目前中國也是最大的市場。第二大股東佔比3.87%是中國的中山大洋電機。今年以來BLDP已經漲了123%。但要注意的是,Ballard的營收其實還沒有看到穩定大幅度的增加,而且虧損還在擴大。BLDP的營收表現BLDP的Operating Income日本氫能日本在福島事件後,能源自給率從19%降到6%,氫燃料產業又再一次被關注提上議程。日本新能源產業技術開發機構NEDO曾制定路線圖,在2001年提出目標在2020年達到500萬台燃料電池車。但很明顯是嚴重落後,2014年Toyota Mirai開始生產銷售後,到2019年只生產了一萬多輛Mirai。雖然Toyota和Honda的性能指標領先,且日本已有超過一百個加氫站,政府還補貼1/4車輛售價,但銷售依然慘淡。Toyota就開始將燃料電池功能應用到商用車和船上。但日本自2005年就開始推廣部署家用的氫燃料電池Ene-Farm,目前已經有29萬個裝置。日本Toyota和重車龍頭Hino日野合作開發燃料電池重型卡車。Toyota 也要在今年底發布新一代的Mirai,不過以目前加氫站建設的速度,相信Mirai依舊是非常實驗性質的小規模產品。雖然大家都知道氫燃料電池的轎車相對Tesla這樣的BEV電池車不夠有競爭力,但Toyota為了推廣燃料電池車依舊沒有放棄。韓國氫能韓國也是由現代主導,韓國政府對氫能的補助更狂,日本對燃料電池車售價補助四分之一,韓國則補助60%,加氫站補貼50%。2019年韓國燃料電池車全球銷售4987輛還超越日本成世界第一。現代在商用燃料電池車上目標將從2019年銷售35台提升到2022年的2000台,2021年公部門將垃圾車與打掃車換成氫能源車。今年7月現代的首個量產燃料電池重型卡車XCIENT Fuel…