歐/美/日/韓對(duì)氫燃料電池的戰(zhàn)略布局

筆者個(gè)人認(rèn)為當(dāng)前我國將鋰電純電動(dòng)車定為國家戰(zhàn)略，更多是從中國能源安全和環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，同時(shí)也考慮到了我國鋰電產(chǎn)業(yè)有一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。

歐美日在氫能和燃料電池方面的戰(zhàn)略布局

目前，全球氫燃料電池電動(dòng)車的研發(fā)以日系車企為軸心形成三大陣營。Toyota與BMW合作開發(fā)燃料電池汽車，而 Daimler-Benz、Ford則是跟Nissan結(jié)成合作伙伴， GM的合作伙伴是Honda和Hyundai。全球幾家主要汽車公司已經(jīng)或者即將推向市場(chǎng)的FC-EV的主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示：

從上表我們可以看到，Toyota 去年底量產(chǎn)的Mirai FC-EV性能最為先進(jìn)。Mirai使用的輔助動(dòng)力系統(tǒng)采用的是1.6 KWh的鎳氫電池，未來將會(huì)替換成鋰離子電池。

有讀者可能會(huì)說，這些傳統(tǒng)汽車公司根本不愿意看到電動(dòng)汽車的到來，因?yàn)檫@樣會(huì)影響普通汽車的銷售。筆者個(gè)人認(rèn)為，這種觀點(diǎn)無疑是非常偏頗的。對(duì)于電動(dòng)汽車發(fā)展過程中面臨的技術(shù)和市場(chǎng)推廣上的困難和挑戰(zhàn)，沒有誰比這幾家主流汽車廠家更有發(fā)言權(quán)。不過話又說回來，這幾家國際主流車企肯定有它們的算盤。在筆者看來，絕大多數(shù)國際主流汽車廠家之所以沒有對(duì)鋰離子電池純電動(dòng)汽車（LIB-EV）投入太多精力，是有其深層次原因的。

一方面，鋰離子電池生產(chǎn)的核心技術(shù)掌握在日韓少數(shù)幾家鋰電公司手里，除了Toyota和Nissan這兩家日本車企，全球其它汽車公司都沒有在二次電池技術(shù)方面有太深的造詣和技術(shù)積累，這就使得國際主流汽車廠家無法在鋰電純電動(dòng)汽車方形成太高的技術(shù)壁壘。

說得直白點(diǎn)，電池純電動(dòng)車的核心還是電池技術(shù)，而這一領(lǐng)域又不是整車廠家所精通的，即便是特斯拉以電池管理系統(tǒng)（BMS）為壁壘的作用也極其有限。至于快速充電技術(shù)，則是連特斯拉都無法很好解決的問題。而最關(guān)鍵的因素，則是這些汽車大廠都明白，鋰電的能量密度太低在續(xù)航里程上毫無勝算。

而另一方面，與目前國內(nèi)鋰電純電動(dòng)汽車發(fā)展模式不一樣的是，燃料電池電動(dòng)汽車的發(fā)展從一開始就是在這些主流車企的主導(dǎo)下進(jìn)行的，并且這幾家主流汽車廠家在燃料電池都擁有相當(dāng)強(qiáng)的研發(fā)實(shí)力和技術(shù)積累。而且相對(duì)于鋰電而言，燃料電池本身就有很高的技術(shù)難度，研發(fā)成本極其高昂，研發(fā)周期更是以5-10年為單位。燃料電池在資金和技術(shù)上的壁壘，可以直接將絕大多數(shù)中小車企阻擋在外。

這兩個(gè)方面的因素，是LIB-EV在歐美市場(chǎng)一直不溫不火的根本原因。就目前鋰電的技術(shù)水平而言，為了在續(xù)航里程和制造成本之間取得平衡，國際車企針對(duì)普通消費(fèi)群體銷售的純電動(dòng)車的趨勢(shì)是小型化，如已經(jīng)商業(yè)化的Nissan Leaf、Mitsubishi MiEV和GM Bolt都是微/小型電動(dòng)車，Tesla Model 3 實(shí)際上也屬于中小型車范疇。

雖然價(jià)格得以控制，但這些小型車的實(shí)用性、舒適性、駕駛樂趣均無法與中級(jí)轎車相提并論。純電動(dòng)汽車為了獲得超過300英里的續(xù)航里程，必然要求增加動(dòng)力電池的數(shù)量而達(dá)到存儲(chǔ)更多電能的目的，這樣就不可避免地帶來成本的大幅攀升，因此這一策略僅僅可以在高售價(jià)的轎跑上實(shí)現(xiàn)。Model S和歐美其它幾款長續(xù)航力EV都選擇高端轎跑車型，這是有其必然原因的。

Tesla的火爆，在筆者看來更多的是互聯(lián)網(wǎng)思維在市場(chǎng)運(yùn)作和營銷模式上的成功，它并不能掩蓋鋰離子電池純電動(dòng)汽車在全球發(fā)展所面臨的尷尬現(xiàn)狀。而Tesla Model 3 這款即將量產(chǎn)的“平民級(jí)”純電動(dòng)車， 320公里的理論續(xù)航里程（實(shí)際工況續(xù)航里程可能只有250公里）直接將中小型級(jí)別LIB-EV打回了原形。

筆者個(gè)人認(rèn)為，對(duì)于鋰電和燃料電池純電動(dòng)汽車技術(shù)路線的爭議，還可以從另外一個(gè)角度進(jìn)行思考。燃料電池使用的燃料是氫氣，目前的來源主要還是石化產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物，而電解水制氫效費(fèi)比較低，光解水目前還處在實(shí)驗(yàn)室階段離產(chǎn)業(yè)化還很遙遠(yuǎn)，也就是說燃料電池實(shí)際上還是與石油產(chǎn)業(yè)緊密關(guān)聯(lián)的，F(xiàn)C-EV并沒有打破目前汽車工業(yè)和石油產(chǎn)業(yè)這種緊密聯(lián)系的戰(zhàn)略格局。

而鋰電純電動(dòng)汽車情況則大不一樣，電動(dòng)汽車充電的電能來源具有多樣性并不僅僅局限于電網(wǎng)體系，而電網(wǎng)體系也就是大能源產(chǎn)業(yè)跟石化產(chǎn)業(yè)的依賴程度各國的情況并不一致，比如中國目前以煤電為主法國以核電為主而美國則是以油氣為主但能源結(jié)構(gòu)多元化，但總體而言電網(wǎng)對(duì)石化產(chǎn)業(yè)的依賴程度并沒有汽車產(chǎn)業(yè)那么緊密。也就是說，鋰電純電動(dòng)汽車的商業(yè)模式，有可能從根本上改變石油產(chǎn)業(yè)的命運(yùn)！

有興趣的讀者可以看看“Who Killed the Electric Car?”這部紀(jì)錄片，就會(huì)對(duì)美國十多年前純電動(dòng)汽車發(fā)展的困境有所了解?？紤]到美國汽車界跟石油行業(yè)的緊密關(guān)系，也就不難理解為什么美國三大汽車公司對(duì)純電動(dòng)汽車一直提不起興趣的根本原因了。Ford和GM這兩個(gè)沒落貴族迫于形勢(shì)現(xiàn)在也不得不搞點(diǎn)PHEV裝點(diǎn)下門面，不然就當(dāng)真被看作是美國汽車工業(yè)衰敗和腐朽的代名詞了。

筆者個(gè)人認(rèn)為當(dāng)前我國將鋰電純電動(dòng)車定為國家戰(zhàn)略，更多是從中國能源安全和環(huán)境保護(hù)的角度出發(fā)，同時(shí)也考慮到了我國鋰電產(chǎn)業(yè)有一定的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)。至于燃料電池，則跟西方發(fā)達(dá)國家差距實(shí)在太大，目前根本不具備產(chǎn)業(yè)發(fā)展的可能性，就這個(gè)問題筆者在后面還會(huì)具體分析。

國內(nèi)的主流觀點(diǎn)認(rèn)為，我們內(nèi)燃機(jī)技術(shù)已經(jīng)落后國外太多，但在鋰電純電動(dòng)汽車方面則與西方發(fā)達(dá)國家?guī)缀跬瑫r(shí)起步，這為我國汽車工業(yè)實(shí)現(xiàn) “彎道超車”提供了絕好機(jī)會(huì)。這個(gè)觀點(diǎn)是否科學(xué)，那就是見仁見智了。Toyota Mirai燃料電池電動(dòng)汽車在2015年年底投產(chǎn)，之后請(qǐng)來安倍晉三為Mirai宣傳造勢(shì)，更是激起國內(nèi)民眾的普遍反感。一時(shí)間，國內(nèi)電動(dòng)車界對(duì)日本發(fā)展燃料電池電動(dòng)汽車充斥著“路線錯(cuò)誤論”和“陰謀論”的論調(diào)。如果拋開民族情感，當(dāng)我們了解到這些國際主流汽車廠商在電動(dòng)汽車發(fā)展上的“歷史問題”，就會(huì)對(duì)中國電動(dòng)車界的這些觀點(diǎn)有自己的思考。

其實(shí)，不僅僅是全球主流車企在HEV、PHEV，LIB-EV以及FC-EV上的多重布局，國際頂級(jí)電極材料供應(yīng)商也是如此：

比利時(shí)Umicore目前是全球最大的鋰電正極材料生產(chǎn)商，它也曾經(jīng)是全球最大的堿錳電池?zé)o汞鋅粉供應(yīng)商和全球第二大鎳氫電池球鎳生產(chǎn)商（相關(guān)業(yè)務(wù)已出售）。Umicore在2011年率先建成了全球第一條商業(yè)化運(yùn)營的鋰離子電池回收生產(chǎn)線?？梢哉f，Umicore在整個(gè)二次電池材料產(chǎn)業(yè)鏈上的布局之完整和嚴(yán)密，是全球任何其他企業(yè)都無法與之匹敵的。同時(shí)Umicore也是全球三大貴金屬催化劑公司之一，它在燃料電池催化劑方面也有很大投入，而且擁有自己的燃料電池公司Solvicore。

美國3M無疑是在PEMFC和鋰電關(guān)鍵材料方面最具研發(fā)實(shí)力的公司。3M擁有三元材料方面的核心專利，對(duì)層狀正極材料的理解全球無人能及。同時(shí)，3M在特種電解液添加劑，合金負(fù)極方面也是可圈可點(diǎn)。另一方面，3M在PEMFC電催化劑和MEA制備方面也擁有強(qiáng)大研發(fā)實(shí)力，申請(qǐng)了眾多專利。事實(shí)上，3M在有序Pt納米催化劑有序列陣和MEA方面的研究工作，一直是幾年前DOE在PEMFC領(lǐng)域少數(shù)幾個(gè)拿得出手的大項(xiàng)目。

德國BASF通過收購美國PEMEAS和Engelhard，從而獲取了高溫PEMF(HT-PEMFC, H3PO4摻雜PBI體系)的核心技術(shù)，在2006年成立了燃料電池分公司，成為HT-PEMFC電極和電堆方面唯一供應(yīng)商。而到了2012年年初，BASF在完成并購美國Ovonic（鎳氫電池），Merck和Novolyte的電解液業(yè)務(wù)以及Becker Underwood的鋰電業(yè)務(wù)，并整合了BASF自己的鋰電正極材料的研發(fā)/中試部門，正式成立了BASF電池材料部。我們可以清楚你看到，BASF在燃料電池和鋰電兩方面的雙重布局。

英國Johnson Matthey是全球最大的有色金屬和貴金屬巨頭，也是全球三大貴金屬催化劑公司之一（另外兩家是Umicore和BASF）。JM最早實(shí)現(xiàn)了Pt/C催化劑的商業(yè)化生產(chǎn)，目前也是最大的燃料電池催化劑生產(chǎn)商，同時(shí)JM也有擁有自己的燃料電池公司。2014年7月份和10月份，JM分別收購了萬向A123在常州的LFP材料廠和瑞士Clariant的能源存儲(chǔ)事業(yè)部（原Phostech公司），之后整合已有的鋰電系統(tǒng)公司成立了電池技術(shù)部。

美國杜邦（DuPont）是全球最大的質(zhì)子交換膜生產(chǎn)商，Nafion膜堪稱高分子化工領(lǐng)域世紀(jì)經(jīng)典產(chǎn)品之一。杜邦在PEMFC電極和MEA方面也有很大的研發(fā)投入。最近幾年，杜邦也開始進(jìn)軍鋰電領(lǐng)域，在含氟特種電解液，LTO負(fù)極以及三元材料正極方面都有已經(jīng)有產(chǎn)品問世。

美國陶氏化學(xué)（DOW）同樣也是質(zhì)子交換膜生產(chǎn)商巨頭，數(shù)年前也開始在鋰電方面發(fā)力，通過收購瑞士HPL，陶氏已經(jīng)在三元材料和磷酸鹽正極材料以及電解液添加劑方面有產(chǎn)品問世。

以上只是部分列舉了一些國際化工巨頭在鋰電和燃料電池方面的戰(zhàn)略布局，我們就可以看到這些跨國公司對(duì)鋰電和燃料電池的重視程度。鋰電是現(xiàn)在時(shí)，而燃料電池則是將來時(shí)，鋰電和燃料電池各自的應(yīng)用領(lǐng)域并不完全重合，它們兩不是誰壓倒誰的零合游戲，跨國公司雙面下注已經(jīng)給出了最佳答案。