鉅大LARGE | 點擊量：632次 | 2021年11月13日
歐/美/日/韓對氫燃料動力電池的戰略布局
上世紀末，西方國家展開了第一輪新能源汽車的研究和產業化浪潮。當時，歐美日這三大汽車生產集團對新能源汽車的發展方向有較大的分歧，比如美國主推“氫經濟”（氫能和燃料動力鋰電池），日本則是把產業化重點放在自然吸氣技術和HEV，將燃料動力鋰電池汽車作為戰略研究方向。而以德國為代表的歐洲車企則強調傳統內燃機的優化和技術革新（例如高效柴油引擎和機械渦輪增壓技術），但同時也投入相當的資源進行燃料動力鋰電池汽車的研發。
實事求是而言，西方主流汽車生產商當時都不認為鋰電純電動汽車具有可行性。在小布什總統當政的8年時間里，氫能和燃料動力鋰電池的基礎研究和產業化在西方尤其是美國達到了巔峰狀態。
歐美之所以一開始就選擇燃料動力鋰電池而不是鋰離子電池，在筆者看來，重要是基于三個方面的原因。第一個原因也是最重要的原因，燃料動力鋰電池在能量密度和功率密度上相有關二次電池具有絕對優勢，就工況特性而言燃料動力鋰電池比二次電池更加適合用作汽車主動力源。而當時鋰離子電池動力鋰離子電池的研究才剛剛開始而已，性能并不理想而遠未達到實際裝車條件。另一方面，歐美發達國家一直占據全球產業鏈的頂端而謀取高額利潤，它們認為二次電池產業是一個低附加值行業是亞洲人的事情，歐美本質上是不屑于發展這種利潤率較低的實體經濟的。
長期不重視，造成了歐洲和北美缺乏規模化的鋰電公司，鋰電產業鏈也一直沒能建立起來，而歐美在燃料動力鋰電池領域擁有絕對優勢地位。另外，從整個產業鏈的角度而言，氫能和燃料動力鋰電池對相關工業整體水平的帶動和提升的確要比鋰離子電池產業高一個檔次。那么，歐美當初選擇發展氫能和燃料動力鋰電池而不是鋰離子電池，也是合乎邏輯的。
歐美的燃料動力鋰電池汽車研究和產業化都是在各大汽車公司的主導下進行的，在全球第一輪燃料動力鋰電池汽車開發熱潮中，各大汽車公司的情況并不相同。
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通用汽車（GM）是全球第一輪“氫經濟”浪潮的領頭羊，GM很早就有電動汽車研發相關相關經驗，全球首輛燃料動力鋰電池汽車ChevroletElectrovan（AFC-EV）就是GM在1966年首先制造出來的。跟國際上其它主流車企不相同的是，GM在燃料動力鋰電池汽車領域一直是堅持自主研發，當時并沒有選擇與其它車企或者燃料動力鋰電池公司合作開發。GM在燃料動力鋰電池催化劑、MEA以及電堆系統的基礎研究方面都有相當的積累，在FC-EV整車方面的實力則與Toyota不相上下。
Daimler-Benz、Ford、Toyota、VW和Honda則是基于加拿大Ballard公司燃料動力鋰電池電堆（Mark900）開發了自己的第一代FC-EV，通過各種燃料動力鋰電池汽車示范項目驗證了第一代技術。其中Daimler-Benz和Ford還參股Ballard18%和20%的股份。
韓國現代（Hyundai）則是選擇與美國UTC公司合作，采用UTC燃料動力鋰電池技術開發出自己的第一代FC-EV。
第一代FC-EV技術，重要特點是燃料動力鋰電池功率密度可以滿足汽車動力要求，壽命在2000~3000小時范圍，但同時成本也非常高。實事求是而言，當時EU和DOE的規劃輕視了諸多技術、產品和市場轉化過程中的關鍵問題，對技術進展、基礎設施、市場培育過程等問題估計比較樂觀，當這些問題遇到障礙時，客觀上影響到政府及產業界對燃料動力鋰電池汽車產業化的預期。于是2008年奧巴馬當選美國總統以后，美國政府在新能源和電動汽車的戰略方向就從氫能和燃料動力鋰電池轉向了鋰離子電池，這也就是當前的第二輪電動汽車產業化熱潮，只不過動力系統的技術路線從燃料動力鋰電池轉換到了鋰離子電池。
伴隨著2008年鋰離子電動汽車的興起，燃料動力鋰電池汽車技術進入到第二個發展階段，政府資金投入與第一階段相比明顯減小。比如DOE這幾年就削減了燃料動力鋰電池技術在汽車領域的研發項目資助，僅保留了燃料動力鋰電池在固定式發電領域及商用叉車項目資助。在FC-EV的第二個發展階段，歐美汽車公司雖然仍然保留燃料動力鋰電池汽車的研發項目，但大多削減了研發預算。
只有日本車企一直在堅持，最終日本燃料動力鋰電池汽車技術跟HEV電動汽車相同，再次引領國際技術前沿?？偟膩碚f，近兩年全球各大汽車公司紛紛開發出自己的燃料動力鋰電池電堆技術，并且大幅提高了功率密度，使用壽命也都達到5000小時的產業化基本要求，并且燃料動力鋰電池汽車成本大幅下降，燃料動力鋰電池電動汽車的商業化進展在西方已經回暖并呈現出加速發展的態勢。
假如我們了解過去15年歐美在電動汽車技術路線上的轉變，就會對當今全球電動汽車的發展現狀和趨勢有更加深刻的認識。過去歐美主流汽車廠家一直把電動汽車的重心放在FC-EV上，而鋰電產業鏈在歐洲和北美一直沒有發展起來，歐美汽車公司自然也不可能在鋰電技術上有多少認識和積累。而日本的情況則決然不同，由于在二次電池和燃料動力鋰電池兩大產業鏈上同時居于全球領先地位，使得日本一直是全球電動汽車的領頭羊。于是，我們就看到當前的全球EV的基本戰略格局：
美國：當前國際上只有Tesla在大張旗鼓地搞LIB-EV（其實Tesla只是個startup，跟這些國際汽車大佬就不是一個重量級），Tesla在鋰離子電池和燃料動力鋰電池方面都沒有任何技術積累（它的創新點在BMS），它完全是迫于技術和成本的現實問題而不得不選擇鋰離子電池，而且是一條劍走偏鋒的18650技術路線。Tesla之后通過跟松下的合作獲取了相當的鋰電生產技術，而決定建立Gigafactory解決電池供應的問題。
GM過去一直非常重視FC-EV，在PEMFC催化劑、MEA和電堆方面都上有很強的技術積累。GM在1996-1999年還生產過北美第一款量產型純電動汽車EV1（鉛酸電池車），不過后來以失敗告終。2008年以后，由于DOE的政策引導，GM也同時在Volt混合電動汽車和Bolt純電動汽車兩個方向發力，但GM在電動汽車方面的“半吊子”水平并沒有對日系電動汽車構成多少威脅。不過GM并沒有放棄FC-EV，新一代Hydrogen4據稱將于今年年底上市。至于美國另外兩大車企Ford和克萊斯勒，在新能源汽車領域似乎早已經被大家所遺忘。
歐洲：德國是歐洲汽車工業的領頭羊，歐洲諸多車企也只有VW、BMW和Daimler-Benz三家能夠獨立在電動汽車方面展開研發和生產，而這三家車企早期走的都是燃料動力鋰電池路線，而這與德國強大的燃料動力鋰電池產業基礎是直接相關的。
VW(大眾)作為全球第二大汽車生產商，迫于“尾氣排放門”事件的影響，VW現階段的戰略重點是PHEV，已經有數款PHEV車型問市。VW在燃料動力鋰電池方面重要是與加拿大Ballard公司合作，去年VW在洛杉磯車展上展示了燃料動力鋰電池版的AudiA7、Golf以及Passat，這三款車型均采用VW與Ballard合作開發的第四代100KW級PEMFC電池組，VW目前正在發展第五代燃料動力鋰電池系統，定位是高端車系。在純電動汽車方面，到目前為止VW僅僅有e-up（微型車）和e-Golf（小型車）兩款鋰電純電動汽車小批量試生產，定位明顯在低端車型。鑒于我國市場的壓力，VW近年來加大了鋰電純電動汽車的投入，但是從整體上看VW仍然是燃料動力鋰電池和鋰電純電動汽車雙面下注。
BMW在過去20年里對各種新能源技術都有廣泛的試驗。氫能方面重要是燃料動力鋰電池和氫氣內燃機。在純電動汽車方面，BMW裝車試驗了鉛酸、Na-S、ZEBRA、鎳氫和鋰離子幾乎所有類型的二次電池，積累了豐富的測試相關相關經驗。但BMW對二次電池和燃料動力鋰電池都沒有很深入的認識和技術儲備，所以我們看到BMW目前在i系列電動汽車上是三駕馬車，i3是鋰電純電動汽車而i5和i8都是PHEV。之前BMW曾經將一輛245HP的寶馬5系車改造成FC-EV（燃料動力鋰電池是與Toyota合作開發），后來證實BMW已經暫緩其FC-EV商業化進程。BMW是雙面下注的典型代表，潛臺詞則是因為在鋰電和FC方面都不掌握關鍵技術心里完全沒底。
Daimler-Benz之前一直走的是FC-EV路線，還收購了Ballard的燃料動力鋰電池汽車業務，使其成為PEMFC零件開發公司。數年前Daimler-Benz也開始專注于PHEV，最近還“宣稱”要推出一款跟TeslaModelS相抗衡的純電動跑車。為了獲得鋰電相關技術，Daimler-Benz數年前聯合Evonic成立了Li-Tec公司生產鋰離子動力鋰離子電池（后來控股），不過由于缺乏關鍵技術以及成本高昂等原因，Li-Tec一直沒有市場而導致經營難以為繼已經宣布破產。之后，2016年Daimler-Benz宣布將建立一家鋰電Pack廠（經證實之前傳聞建立電池廠是由于記者不專業翻譯所致），用以保障未來車用鋰離子電池組的供應。Daimler-Benz目前實際上也是燃料動力鋰電池和鋰電純電動汽車雙面下注。
日韓：由于日本同時在二次電池和燃料動力鋰電池兩大產業鏈上同時居于全球領先地位，使得日本一直都是全球電動汽車的領頭羊，這是我們不得不承認的現實。不過日本幾大車企的情況并不完全一致。
Nissan在PEMFC和二次電池上都有相當的技術儲備，但不及Toyota強。Nissan和NEC合資成立的AutomotiveEnergySupply（AESC，Nissan控股51%）生產鋰離子動力鋰離子電池。Leaf純電動汽車自2010年投產以來，截至2015年年底在全球已經累積銷售超過18萬輛。Leaf純電動汽車只是小型車，并非嚴格意義上的中級轎車。即便是2016年量產的新版Leaf，按照美國EPA標準續航里程不到300Km。Nissan在FC-EV上同樣可圈可點，其新一代燃料動力鋰電池汽車已確定在2015年年底上市。
目前Nissan在電動汽車領域的發展戰略似乎是以鋰電純電動汽車為主，燃料動力鋰電池電動汽車為輔，但是未來仍然充滿變數。根據最新的消息，Nissan計劃將出售其所持有的AESC全部股份，Nissan出售AESC股份的原因目前尚不清楚，但筆者個人猜測可能是與AESC電池成本過高有關。假如考慮到當前國際動力鋰離子電池市場競爭充分（中日韓三國），汽車公司完全可以在市場上購買到更高性價比的動力鋰離子電池產品。另一方面，Leaf的銷售與贏利狀況并不是很理想，所以也不能排除Nissan在經過重新評估之后在純電動汽車方面改變發展戰略的可能。Nissan的后續動作，讓我們拭目以待。
Toyota作為全球最大的汽車生產商，同時也是當之無愧的電動汽車領頭羊，在HEV領域無人能及，截止到2016年年底豐田混合動力汽車全球銷售量已經超過九百萬輛。Prius是全球第一種大規模量產的HEV車型，在電動汽車發展歷史上具有里程碑的意義。此外，豐田旗下豪華品牌雷克薩斯也以混動見長。而反觀其它歐美主流車企在新能源汽車方面拿不出任何一款車型可與之匹敵，豐田在HEV領域的霸主地位可見一斑。Toyota是全球主流汽車廠商中唯一對二次電池（鋰電和鎳氫）和燃料動力鋰電池都有非常深入研究的公司。
Toyota與Panasonic合資的鎳氫電池廠PrimearthEnergy，Toyota控股80.5%。Toyota自身完全有技術能力生產鋰離子電池，但Toyota并沒有與其它日本鋰電公司建立合資公司。豐田深知二次電池（鎳氫電池和鋰離子電池）的優勢是什么、燃料動力鋰電池的長處在哪里，而不是玩一些虛無縹緲概念。于是，我就看到Toyota在HEV和FC-EV兩方面的戰略布局，在LIB-EV方面一直緩慢。最近，Toyota表達了了對鋰電純電動汽車的興趣，在國內引起很大反響，被認為則是Toyota轉變風向標的標志。
但是，包括筆者在內的很多業內人士都傾向于認為，Toyota的這個轉變更多是基于應對我國政府現階段電動汽車政策的考量，并不代表Toyota改變了其全球電動汽車戰略布局。而事實上，單純從技術角度而言，生產LIB-EV要比FC-EV簡單很多，Toyota在生產技術上根本不存在任何困難與障礙，Toyota更重視的是電動汽車的商業盈利的問題。
而本田（Honda）在電動汽車方面的發展戰略與Toyota非常相似，也是著眼于HEV和FC-EV兩方面，這重要是得益于Honda在鋰電和燃料動力鋰電池兩方面都有相當的技術積累。Honda與湯淺合資成立的BlueEnergy（Honda控股49%）生產鋰離子動力鋰離子電池，而燃料動力鋰電池技術則是與GM合作研發的，本田的新一代FC-EVFCVClarity已經確定將在2016年量產。
韓國現代（Hyundai）在電動汽車發展方面也是跟Toyota比較相似，現代2007以后與GM共同研發燃料動力鋰電池汽車，加上之前與美國UTC的合作，現代汽車在燃料動力鋰電池核心技術研發方面頗有進展。去年在洛杉磯車展上正式推出了ix35FC-EV,已經基本上掌握了燃料動力鋰電池汽車技術。現代在混動領域也沒閑著，HEV版伊蘭特已經上市。
其實，這些國際主流汽車廠商在電動汽車方面的戰略布局，還可以從他們跟電池汽車的關聯上管中窺豹。從HEV到PHEV再發展到EV，動力鋰離子電池系統的成本比重越來越大，特斯拉ModelS的動力鋰離子電池系統成本就已經接近整車成本的60%。毫無疑問，動力鋰離子電池系統是純電動汽車最為核心的部件，有關任何有志于在鋰電純電動汽車汽車上有所作為的國際主流車企，他們無論如何是不會讓這個最為關鍵的核心部件被外人掌控的。那么，國際主流汽車公司跟電池公司的關聯，就是破解這些主流汽車廠家在純電動汽車方面戰略布局的一把鑰匙。
從2016年全球汽車廠商與電池公司的關聯圖上，我們可以清楚地看到汽車廠與電池公司的關聯分為三大類：
第一類是汽車廠自己擁有動力鋰離子電池生產部門，以BYD和Tesla為代表。BYD本來就是電池公司，它是從電池切入到新能源汽車的，其戰略意圖非常清晰。而美國Tesla則是由于2013年十月底在跟松下的第二份電池供貨合同中被松下大宰一筆之后，Musk痛定思痛終于下定決心在內華達州建立Gigafactory，徹底擺脫松下的桎梏。
第二類是汽車廠則是跟電池廠建立合資公司保證自己的動力鋰離子電池供應，重要以日本公司為代表，比如Panasonic和Toyota合資的鎳氫電池廠PrimearthEnergy，Mitsubishi和GYYuasa合資公司LithiumEnergyJapan；GSYuasa和Honda合資成立的BlueEnergy；NEC和Nissan合資成立的AutomotiveEnergySupply（AESC，2017年已出售）。我們再次看到了日本車企在動力鋰離子電池領域的強大實力。
第三類這是選擇外購動力鋰離子電池或者Pack，自己僅僅涉及Pack/BMS這塊業務。這種方式是目前歐美主流車企普遍采用的模式，比如Daimler-Benz、VW、BMW和GM目前都正在建立自己的Pack廠（通常被不專業的記者們翻譯成“電池廠“）。
從這些歐美車廠跟電池公司的關聯圖上我們可以清晰地看到，這些歐美主流車企并沒有在鋰電純電動汽車上進行戰略性布局！有些車企比如Daimler-Benz也曾經試圖介入動力鋰離子電池的生產，但由于相關任何技術積累而鎩羽而歸（Li-Tec現已破產倒閉）。從此，歐美主流車企徹底放棄了在鋰離子動力鋰離子電池生產方面的念想，他們非常清楚自己在鋰電方面“半吊子”技術水平根本不是日本同行的對手，實際上歐美國家鋰電產業的現狀也不允許他們在鋰電純電動汽車上有多大作為。事實上，當前國際動力鋰離子電池市場競爭充分（中日韓三國），歐美主流汽車公司完全可以在市場上購買到高性價比的動力鋰離子電池產品?，F階段歐美車企自己單獨或者合資建立電芯廠，在經濟性上顯然不具備競爭力。
筆者在跟這幾家歐美主流車企進行技術交流過程中，明顯地感覺到歐美車企對Pack和BMS系統的認識和重視程度。他們甚至認為動力鋰離子電池系統的決定性因素更多地是在于BMS而非動力鋰離子電池本身，仍然寄希望于通過對電池管理系統的優化來取得競爭優勢。筆者這里要說的是，有關制造產業而言，凡是能通過軟件解決的問題，那還成其為難題嗎？這就好比電影里黑社會大佬常說的“凡事能夠用錢擺平的那還是問題嗎”？
筆者不得不說，歐美主流車企在動力鋰離子電池方面的技術積累和認識程度跟日本同行存在相當的差距。當然了，目前全球在電動汽車市場還很小，動力鋰離子電池的供應還沒有成為一個問題。但是，一旦電動汽車發展加速產量達到一定程度以后，動力鋰離子電池的供應必將成為歐美主流車一個性命攸關的困局！有關這個顯而易見的問題，筆者的理解是也許這些歐美車企本來就沒有把鋰電純電動汽車作為自己的重要戰略方向，歐美主流車企當前的發展重點是PHEV，而FC-EV則是其長期戰略目標。
