기사 | Dongli

“다시 보게 될 줄은 몰랐습니다.” Floyd Wyczalek(91세)은 2016년에도 다시 Electrovan 운전석에 앉았습니다.

50년 전 자신이 직접 제작한 세계 최초 연료전지 콘셉트카의 운전대를 잡은 전 제너럴모터스(GM) 엔지니어의 눈빛이 빛났다.

눈 깜짝할 사이에 또 ​​4년이 지났습니다. 2020년 9월 8일, General Motors는 전기 자동차 회사인 Nikola에 20억 달러를 투자한다고 발표했습니다. 연료 전지 기술의 적용은 두 당사자 간의 전략적 협력의 하이라이트 중 하나입니다. "수십억 달러의 가치", 이것은 일반 연료전지 프로젝트에 대한 Nikola 창립자 Trevor Milton의 평가입니다.

수천 마일 떨어진 중국에서는 2020년이 수소에너지 원년이라고 말하는 사람들이 많다.

이익을 추구하는 자본은 거짓말을 할 가능성이 적습니다. 수소 클라우드 체인(Hydrogen Cloud Chain) 데이터에 따르면 2020년 첫 7개월 동안 중국 수소 에너지 산업의 총 명목 투자액은 1300억 위안을 초과해 전년 대비 30% 이상 증가했으며 투자액은 수십 건에 달했습니다. 2019년 같은 기간에는 2개의 프로젝트만 있었습니다.

현재 40개 이상의 지방자치단체가 수소에너지 발전을 지원하기 위한 정책을 내놨다. 불완전한 통계에 따르면 현재 전국 수소연료전지 스택의 계획 생산능력은 3000MW를 넘고, 예상 생산량은 3000MW를 넘는다. 연료전지 자동차가 1만대를 넘었습니다.

SAIC그룹은 지난 9월 13일 세계 최초의 연료전지 MPV인 SAIC MAXUS EUNIQ 7을 공식 출시하며 '수소 전략'도 발표했다.

자본, 정부, 자동차 기업 모두가 나섰다. 점점 추워지는 올 9월, 중국 수소연료전지 시장은 특히 뜨겁다. 수소의 유혹?

연료전지하면 이제 많은 사람들이 습관적으로 앞에 수소, 즉 수소연료전지라는 단어를 붙이면서 이것이 에너지 전력의 혁명임을 암시한다.

모든 인간의 에너지 혁명은 탄소 감소, 수소화, 에너지 밀도를 향상시키는 과정입니다.

수소는 고에너지이며 효율적인 에너지 운반체입니다. 고대에 연료였던 목재의 에너지 밀도는 킬로그램당 0.13메가줄에 불과했습니다. 이제 표준 석탄, 석유, 천연가스 및 수소의 에너지 밀도는 최대 140메가줄에 도달했습니다.

그리고 수소 에너지는 산업 부산물, 석유화학 에너지, 물 등 다양한 방법으로 얻을 수 있는 재생에너지원이다. 인간은 다양한 방법을 통해 수소를 얻을 수 있다.

21세기 인류는 화석연료 시대에서 그린에너지 시대로 옮겨가고 있다. 중국 공정원 학자 간용(Gan Yong)은 전환이 두 가지로 나누어진다고 생각합니다. 하나는 화석 에너지 소비에서 녹색 에너지 재생으로의 전환이고, 다른 하나는 고탄소 연료에서 저탄소 연료로의 전환입니다. . 본질로 돌아가면 여전히 연료의 '수소화 및 탄소 저감'이다.

'제로 탄소' 에너지는 궁극적으로 배출이 없는 청정 에너지원인 수소 에너지를 의미합니다. 수소와 산소의 완전한 반응의 최종 생성물은 물뿐입니다.

수소 에너지는 너무나 매력적이어서 전 세계 정부가 전략을 수립하기 시작했습니다.

일본 등 많은 국가에서는 수소에너지사회를 국가전략으로 지정하고 있다. 뉴 크라운 전염병이 발생한 이후 독일 등 국가에서는 수소 에너지를 경제 활성화를 위한 중요한 수단으로 간주해 왔습니다. 2020년 6월 독일은 수소 에너지 개발을 지원하기 위해 90억 유로를 추가로 투자하겠다고 발표했습니다.

중국도 이와 관련한 계획을 세우기 시작했다. 2016년 5월, 중국 공산당 중앙위원회와 국무원은 '국가 혁신 주도 발전 전략 개요'를 발표하고 '수소 에너지, 연료전지 등 차세대 에너지 기술을 개발'하겠다고 밝혔습니다.

이후 2019년에는 처음으로 '정부사업보고서'에 수소연료전지가 포함됐고, 2020년에는 '에너지법' 초안에 수소에너지가 포함됐다. 최근 일부 언론에서는 여러 부처와 위원회가 참여하는 중국의 전반적인 수소에너지 개발 계획이 수립되고 있으며, 중국 수소에너지의 최상위 설계가 공개될 예정이라고 보도했습니다.

수소에너지 전략의 실행 측면에서 자동차 산업은 중요한 부분을 차지한다.

이산화탄소 등 온실가스의 주요 배출원인 자동차는 수소 연료를 사용하기 위해 연료전지 시스템을 사용해야 합니다.

연료전지는 외부에서 공급되는 연료와 산화제에 포함된 화학에너지를 전기화학반응을 통해 직접 전기에너지, 열에너지, 기타 반응생성물로 변환하는 발전장치이다. 현재 업계에서 가장 많이 연구되고 있는 연료전지는 외부에서 공급되는 연료가 수소이고 산화제가 산소인 양성자 교환막 수소 연료전지이다. 연료전지 차량은 온보드 연료전지 시스템에서 생성된 전기 에너지로 구동되거나 주로 구동되는 차량입니다.

1966년 10월 28일 미국 미시간주에서 제너럴모터스(GM)가 세계 최초의 연료전지 자동차로 평가받는 일렉트로밴(Electrovan)이라는 컨셉카를 시연했지만, 높은 가격으로 인해 홍보가 되지 않았다. 시간.

오늘날 국내외를 막론하고 자동차 전동화 추세는 거침이 없다. 그러나 미래는 밝지만 가는 길은 험난하다. 과거부터 현재까지 배터리 안전성은 여전히 ​​많은 소비자들이 순수 전기차 구매를 망설이게 만드는 중요한 요소이다. 최근 CATL의 '811' 배터리도 안전성 논란에 휩싸였다.

수소 연료전지도 전기화 물결의 일원으로, “연료전지는 리튬이온 배터리보다 안전하다”고 중국공정원 학자 이바오롄(Yi Baolian)은 수소연료전지가 본질적으로 전기화학적 공정을 통해 달성되는 에너지 변환 장치는 원리적으로는 리튬 배터리와 동일하지만 작동 방식은 내연 기관과 더 유사합니다.

내연기관의 휘발유(디젤)는 연료탱크에 저장되고, 연료전지의 수소는 수소저장병에 저장되는 반면, 전자는 에너지 변환을 위한 엔진이 있다. 후자는 연료 전지 스택에 에너지 변환 장소를 가지고 있으며, 전기 스택과 수소 저장병은 분리되어 있습니다.

“저는 평생 연료 전지에 종사해 왔으며 연소 또는 폭발 사고가 발생하지 않았습니다.”Yi Baolian은 연료 전지 스택에 문제가 생기면 에너지가 거의 없다고 말했습니다. , 수소를 넣는 것만으로 공급을 차단함으로써 안전성을 확보할 수 있습니다.

그러나 이러한 고에너지, 효율적, 안전하고 재생 가능한 청정에너지는 이제 막 상용화 기간에 접어들었습니다. 두 번의 우여곡절 끝에 새벽?

현재 민간 수소연료전지차 열풍은 20세기 이후 제3의 물결이다.

제너럴모터스(GM)의 일렉트로밴은 1966년에는 큰 인기를 끌지 못했다. 4차 중동전쟁이 발발한 1973년이 되어서야 최초로 민간용 연료전지의 물결이 일어났다.

당시 국제석유수출국기구(OPEC)는 1973년 10월 1일부터 1974년 1월 1일까지 불과 3개월 만에 이스라엘을 비롯한 여러 나라에 석유 수출 금지 조치를 내렸다. 배럴당 가격이 3.11달러에서 11.65달러로 오르면서 글로벌 석유위기가 촉발됐다.

석유파동으로 인해 민간 연료전지차에 대한 연구개발과 투자가 한동안 뜨거웠지만, 이 파동은 오래가지 못했으며, 위기가 일시적으로 해결되면서 연료전지 열풍도 점차 식어갔다.

두 번째 물결은 2000년경 캐나다의 Ballard와 같은 연료전지 제조업체를 중심으로 나타났습니다. 그러나 당시 기술은 상용화 단계까지 성숙되지 않았기 때문에 자동차 회사는 이를 지원하지 않았고, 소비자도 수요가 없었으며, 결국 수소전기차 시장을 뒷받침할 수 없었다. 발전하지 않았습니다.

그 이후 전 세계적으로 수소연료차 대량생산이 지연되면서 많은 정책이 점차 리튬배터리를 탑재한 순수전기차 쪽으로 기울어졌고, 수소연료차 산업계 전체가 자주 무너졌습니다.

2014년 토요타는 마침내 세계 최초의 양산형 수소연료전지차인 미라이(Mirai)를 출시했고, 수소에너지 자동차 업계는 수년간의 침묵 끝에 회복했다.

이를 기점으로 자동차 분야 수소에너지 제3의 물결의 저류가 본격화되기 시작한다. 세 가지만 있으면 아마도 수소 연료 전지 상용화의 물결이 실제로 도약할 수 있을 것입니다.

다양한 국가의 정책 지원에 힘입어 토요타자동차는 미라이(Mirai)를 출시했고, 혼다의 클래리티, 현대의 넥쏘 등 승용 모델도 양산됐다. SAIC는 수소연료전지 시스템을 탑재한 Roewe 950도 출시했다.

장진화 중국자동차공학회 부회장 겸 사무총장은 2018년 외국 자동차 기업의 양산형 모델의 수명, 출력밀도, 가격 등 주요 성과를 꼽았다. 등은 전통적인 자동차와 비슷한 수준의 경쟁력을 가지고 있습니다.

상용차 분야에서는 토요타가 투자를 늘리고 있고, 제너럴모터스(GM)는 트럭 분야의 연료전지 시스템 도입을 추진하기 위해 전기트럭 기업 니콜라와 협력하기로 결정했다. Great Wall, Foton, SAIC 등 국내 기업들도 노력하고 있습니다.

그러나 현재 중국의 수소연료전지 분야 기술력은 해외와 비교하면 여전히 부족한 면이 있다.

“우리나라의 수소 에너지 및 연료 전지 산업과 외국의 선진 수준 사이에는 여전히 일정한 격차가 있다는 사실을 직시해야합니다. 중국 공학원 학자이자 대학 교수 인 Peng Suping.” 중국 광업대학(베이징)은 수소에너지에 '스턱넥' 기술이 확산됐다고 밝혔다. 업계 여러 측면에서 수소 저장 및 운송 기술의 단점, 관련 핵심장비 수입에 주로 의존하고 있다. "갇힌" 것은 무엇입니까? ?

연료전지 기술은 원래 항공우주, 군사 등 다양한 분야에서 활용됐다. 기술 자체로는 비교적 성숙해 큰 어려움은 없다.

그러나 연료전지는 비용에 관계없이 항공우주, 군사 분야에 사용되기 때문에 실제로 민간 분야로 확장할 경우에는 비용을 어떻게 절감할 것인가가 관건이 된다.

국내외를 막론하고 수소연료전지차 개발을 제한하는 핵심 요인 중 하나는 에너지원인 수소 자체이다.

연료전지차에 대한 이용자와 정부 측의 이해가 매우 부족하고, 안전성에 대한 의구심도 많다. 동시에 규제와 기준이 완벽하지 않고, 일본에서도 도요타가 어려움을 겪고 있다. 수소연료전지차가 지하주차장 등 제한된 공간에 진입할 때 안전 위험이 없음을 입증할 수 있는 권위 있는 제3자가 없는 상황이다.

장진화는 이전에 많은 관료들이 여전히 수소를 안전하지 못한 것과 동일시하고 있으므로 과학을 대중화하는 것이 중요하다고 밝혔습니다.

다행히 정책이 완화되고 있어요. SAIC의 Lan Qingsong 부사장은 올해부터 상하이에서는 수소를 더 이상 위험한 화학물질로 정의하지 않고 연료로 전환할 것이라고 밝혔습니다. "이것은 정책에 있어서 큰 변화입니다. "

하지만 문제는 여기서 끝나지 않습니다. 운송 분야의 에너지원으로서 수소 에너지의 공급 규모와 가격은 대규모 상용화를 뒷받침하기에는 충분하지 않으며, 수소 연료 충전이 어렵고 비용이 많이 듭니다.

수소에너지 산업체인은 수소생산, 수소저장, 수소수송, 수소화로 구분된다.

최종 수소화 스테이션을 예로 들면 내부 장비에는 압축기, 수소화 기계, 시퀀스 제어 캐비닛, 가스 하역 캐비닛 등이 포함됩니다. 상하이수소메이플에너지기술유한회사 회장 팡 페이쥔은 "수소화 스테이션에 있는 장비 중 다수가 외국 브랜드 제품이다. 현재로서는 (비율을) 줄이기가 어렵다"고 말했다.

외국 장비를 구입하는 사람들은 그 비용을 최종 수소화 가격으로 전가하게 될 것입니다. 현재 수소 가격은 여전히 ​​소비자에게 너무 비쌉니다.

SAIC의 한 선임 수소 연료전지 엔지니어는 HD Automotive Business Weekly와의 인터뷰에서 “수소는 공장에서 출고될 때 몇 위안밖에 안 들지만 탈황, 정화, 가압 운송, 주유소 보관 후에는 압력도 높여야 하고, 주유소 비용이 40~50%를 차지할 수도 있다. 종합적인 비용이 매우 비싸다.”

HD Auto Business Weekly는 수소 충전소의 주유소를 관찰했다. 최근 안팅(Anting)에 있는 충전소의 수소 시연 중에 기계 화면에 0.35kg의 수소를 충전하려면 25위안을 지불해야 한다고 표시되었습니다. 이는 킬로그램당 수소 충전 가격이 70위안을 초과한다는 것을 의미합니다.

그러나 관련 소식통에 따르면 수소충전소와 체결한 협약은 1kg당 40위안 미만으로 훨씬 저렴하다.

그러나 업계에서는 일반적으로 수소 가격이 20~25위안에 도달해야 사용자가 좋은 경험을 할 수 있다고 생각한다. 이제 수소화 가격은 킬로그램당 60~70위안 정도인데, 그 수준이다. 보조금 적용 후 40위안에 비해 자동차 수소화 단가는 주유나 충전에 비해 비싸기 때문에 순전히 시장 지향적인 행태로는 단기적으로 추진하기 어렵다.

수소연료전지차의 생산과 제조로 돌아가 보면, 글로벌 관점에서 볼 때 수소연료전지차 산업체인은 거의 성숙되지 않은 상태다.

"도요타, 혼다, 현대는 완전히 폐쇄적인 시스템을 구축하고 스스로 수행하기 위해 대부분 그들 뒤에 있는 컨소시엄에 의존하고 있습니다." 광둥 타이로스 자동차 전력 시스템(Guangdong Tyros Automotive Power System Co., Ltd.)의 총책임자인 장 루이밍(Zhang Ruiming)은 밝혔습니다. HD Auto Business Weekly에 따르면 이제 많은 사람들이 촉매, 양성자막 등 핵심 소재 및 부품을 소수 기업의 손에 맡기고 있으며, 비용도 여전히 높습니다.

Shanghai Jie Hydrogen Technology Co., Ltd.의 총책임자인 Lu Bingbing은 촉매, 양성자 교환막, 카본 페이퍼 등이 '고착'된 핵심 기술 및 구성 요소라고 지적했습니다. 수소연료전지 스택 분야.

양성자 교환막을 예로 들면, 과불소화 양성자 교환막의 대량 생산 조건은 까다롭다. 한편, 불소화학물질은 매우 특수하고 부식성이 강하며 폭발성이 높기 때문에 산업화되고 안정적인 생산 플랫폼이 필요하며 이를 축적하는 데 시간이 필요합니다. 반면, 제조업체는 자동차 회사와 함께 테스트 평가를 수행해야 합니다. "테스트 평가가 없으면 누구도 감히 귀하의 필름을 사용하지 못할 것입니다."

더욱 걱정스러운 점은 과불화 양성자 교환막 연구개발이 아직 비용 소모 단계에 있다는 점이다. Shandong Dongyue Group의 수석 과학자인 Zhang Yongming에 따르면, "이 영화는 매년 수천만 달러의 손실을 입고 있습니다. 대부분의 회사는 이를 하려는 의지가 없으며, 기꺼이 책임을 지는 회사만이 할 수 있습니다."

국가에서도 이러한 이슈를 발견해보세요. 2020년 9월 5일 천진개발구 포럼에서 재무부 경제건설부 1급 조사관 Song Qiuling은 연료전지 자동차에 대한 재정 보조금 변경에 대해 다음과 같이 설명했습니다. "전환 후 시연의 핵심 목표는 정책은 기업이 핵심 핵심 기술의 혁신을 가속화하고 독립적이고 제어 가능한 산업 체인을 만들 수 있도록 지원하는 것입니다."

오늘날 수소에너지의 모든 면이 제대로 연결되지 않았고, 연료전지 핵심 핵심기술도 우리 손에 있지 않다. 이 두 가지가 중국 기업들의 목을 가로막고 있다.

연료전지 시스템과 수소의 가격 갈등 등 둘 사이에는 모순마저도 존재한다. “수소를 만드는 쪽은 스택이 비싸다고 생각하고, 스택을 만드는 쪽은 수소가 비싸다고 생각한다”, 수소연료전지도 있다. 자동차와 수소충전소 사이에는 수량이 모순된다. “자동차는 (수소충전소) 충전소가 없다고 생각하고, 충전소는 자동차가 없다고 생각한다.”

문제의 핵심은 규모입니다. 100만 대?

2020년 8월 현재 우리나라에서는 누적 운행거리가 1억 킬로미터에 가까운 7,200대 이상의 연료전지 자동차를 홍보했고, 수소화 충전소도 72개나 건설됐다. 충분한.

“2035년까지 연료전지 자동차 대수는 100만 대에 도달해야 한다. 그렇지 않으면 위험이 있을 것”이라고 중국과학원 원사이자 칭화대 교수인 어우양 밍가오가 직설적으로 말했다.

서구 국가들은 기업 입장에서 보면 '죽음의 계곡', 즉 기술 개발 성공 후 상용화를 위해서는 투자 규모, 수익률, 리스크 관리 등의 어려움을 극복해야 할 것이다. , 중국은 이제 국가 차원의 기업을 위한 교량을 구축했으므로 이 기회를 잘 활용해야 합니다.

“현재 중국의 연료전지 시장은 호황을 누리고 있는데, 그 정책 방향이 매우 명확해 좋은 점이다.” 수십 년 동안 연료전지 시장에 깊이 관여해 온 한 전문가가 HD Automotive Business Weekly에 말했다. .

안타깝게도 많은 국내 기업들은 기술 향상보다는 당장의 이익에만 집중하고 국고보조를 위해 생산에 돈을 지출하고 있다. 따라서 보조금 정책은 현재 상황을 고려할 뿐만 아니라 독립적인 특허 연구 개발을 장려하고 기술 진보를 촉진해야 합니다. 올해의 "보조금을 보상으로 대체"하는 정책 변경도 이러한 이유와 일치합니다.

결국 정책을 바탕으로 기업의 적극적인 투자가 산업 발전을 촉진하는 힘이다.

퉁지대학교 연료전지자동차기술연구소장 장퉁(Zhang Tong)은 "다양한 요인으로 인해 국내 기업은 아직 투자가 부족해 산업 발전이 어렵다"고 퉁명스럽게 말했다. 반면, Toyota, General Motors 및 기타 자동차 회사는 연료 분야에서 큰 진전을 이루었습니다. 배터리에 수십 년 동안 투자해 왔으며 최근 몇 년간 R&D 비용이 연간 수억 달러에 달했습니다.

그러나 장퉁은 이에 대해 SAIC는 예외라고 말했다. 중국에서 최초로 연료전지 기술 연구개발을 수행한 자동차 회사인 SAIC는 2001년에 Phoenix One 연료전지 자동차 프로젝트를 시작했습니다. 연료전지 사업부는 2006년에 공식적으로 설립되었습니다. 차량 통합 및 시스템 통합부터 현재 스택 기술의 혁신에 이르기까지 회사는 연구 개발에 투자해 왔으며 연료전지 승용차 Roewe 750 및 950과 상용차 Maxus FCV80을 성공적으로 출시했습니다. , EUNIQ?7 및 기타 모델.

이 기간 동안 많은 연료전지 관련 기업들이 문을 닫거나 변신을 했고, SAIC도 확실히 영향을 받았다.

당시 SAIC 미래예측기술연구부 연료전지시스템부 국장인 Chen Xuesong은 HD Automotive Business Weekly와의 인터뷰에서 "밖에서는 모두가 죽었으나 SAIC도 내부적으로도 의문을 제기했습니다. 결국엔 끈질기게 내려왔다.”

이제 점점 더 많은 국내 자동차 업체들이 동참하고 있다. SAIC Maxus EUNIQ 7은 중~고급 출장을 타깃으로 할 예정이다. 개인소비시장 진출, 국산 연료전지 상용화 가속화에 나선다.

SAIC는 MAXUS EUNIQ 7 출시와 동시에 '수소 전략'도 내놨다. 2025년 이전에 최소 10개 연료전지 자동차 제품을 출시하고 SAIC 제트 수소 기술이 1위를 달성한다는 것이다. 시장 가치 수백억 달러, 1,000명 이상의 연료전지 R&D 및 운영팀을 구성하여 10,000대 수준의 연료전지 자동차 생산 및 판매 규모를 형성하고 시장점유율 10% 이상을 달성했습니다.

“연료전지 승용차는 인프라 제약이 더 크다. 현재 상용차 분야에서 사용하고 수소화 충전소 주변에서 운행하며 대중교통, 물류 및 운송 분야에 사용하는 것이 더 적합하다. 도시 여행과 기타 분야에서 선두를 차지하게 될 것입니다”라고 Lan Qingsong은 말했습니다.

올해 TEDA 포럼에서 Song Qiuling은 "이번 시연은 대형 트럭에 중점을 두고 중형 및 대형 상용차 분야에서 연료 전지 차량의 산업적 적용을 촉진하는 데 중점을 두고 있습니다."라고 말했습니다.

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실제로 승용차에 비해 버스와 트럭은 연료전지에 대한 기술 요구 사항이 낮습니다. 상용차의 규모는 에너지 공급, 부품, 심지어 재료 공급업체를 많이 육성하고 중국의 독립적인 산업 체인을 구축할 수 있으며, 점차적으로 기술 수준을 향상시켜 승용차 분야로 확대해 나가겠습니다.

SAIC의 부사장이자 수석 엔지니어인 Zu Shijie는 연료전지가 상용차 분야에 먼저 대규모로 적용되어야 하며 규모가 업계의 선순환을 주도할 것이라고 말했습니다.

앞으로도 하이브리드화와 결합해 승용차는 순수 전기 노선을 계속 고수할 것이며, 버스, 트럭 등 상용차 분야에서는 연료전지 기술의 비중이 높아질 것이다. '더블진화'가 새로운 에너지원이 될 것 자동차 ​​발전 트렌드

아직 더 많은 문제가 발생하지 않았습니다. 상용화 이후 기업은 '연료전지 문제의 용인', 즉 애프터서비스 제공 방법도 고려해야 한다. 중국에너지공정공사(China Energy Engineering Corporation) 수석과학자 판친보(Fan Qinbo)는 이것이 과거 많은 미국 연료전지 기업의 실패를 초래한 주요 문제였으며, 앞으로도 중국 기업이 직면해야 할 어려움이 될 것이라고 지적했다.

“깨어 있습니까?”라고 Fan Qinbai는 모든 수련생이 스스로에게 묻기를 바랍니다.

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본 글은 오토홈 체자하오 작성자의 글이며, 오토홈의 견해나 입장을 대변하지 않습니다.