撰稿人 | Elber
繼長安在去年底的工信部目錄中,率先亮相了一款氫動力版的CS75之后。另一家自主品牌——長城汽車,也向氫能源邁出了實質(zhì)性的一大步。
3月29日,長城汽車召開氫能戰(zhàn)略全球發(fā)布會,長城汽車副總裁副總裁穆峰稱,目前氫能源技術(shù)研發(fā)已經(jīng)處于向市場化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化的重要階段。
長城控股的未勢能源董事長張?zhí)煊饎t表示:長城將在2021年推出全球首款C級氫能源電池SUV,落地全球首個100輛49噸氫能重卡;2022年并行氫燃料電池多種清潔應(yīng)用項目群;2023年實現(xiàn)主要系統(tǒng)集成商推廣數(shù)量國內(nèi)領(lǐng)先;2025年實現(xiàn)全球氫能市場占有率前三。
被視為代表未來清潔能源的終極解決方案——氫能源,是否意味著進入了大規(guī)模的量產(chǎn)期?對普通消費者而言,買到一輛氫能源車,是否已經(jīng)不再是遙不可及?
長城的氫能源之路
可能很多人不知道的是,魏建軍早在五年前就開始布局氫能源。2016年6月,XE項目組(現(xiàn)“未勢能源”的前身)就正式成立,開啟長城FCEV核心技術(shù)的研發(fā)。
2018年6月,長城建成并運行國內(nèi)首座氫能技術(shù)中心。
2018年7月,長城全資控股上海燃料電池汽車動力系統(tǒng)有限公司(簡稱“上燃動力”)。
2019年4月,成立未勢能源科技有限公司(簡稱“未勢能源”),將氫能源技術(shù)板塊整合進這家公司,開啟獨立市場化運營。上燃動力也成為未勢能源旗下的主要板塊。
就像比亞迪把電池、半導(dǎo)體等板塊分拆成弗迪系五家子公司,每個公司均獨立市場化運營一樣。長城也把各個技術(shù)板塊分拆成若干公司,進行獨立運營。例如蜂巢易創(chuàng)(燃油、混動和變速箱技術(shù))、蜂巢能源(動力電池板塊)、以及本文所提到的未勢能源(氫能源)。
未勢能源定位于一家專注氫能及燃料電池技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)的高科技企業(yè),公司總部位于上海,研發(fā)產(chǎn)品涵蓋燃料電池發(fā)動機、燃料電池堆、35MPa/70MPa高壓儲氫系統(tǒng)、車載供氫系統(tǒng)、低成本加氫站集成化解決方案。此前紅旗H5曾推出一款氫動力版本,核心動力就是未勢能源配套的。
在此次發(fā)布會上,長城發(fā)布了車規(guī)級氫動力系統(tǒng)解決方案——氫檸技術(shù)。該技術(shù)涵蓋了氫燃料電池系統(tǒng)、車載儲氫系統(tǒng)及核心關(guān)鍵部件。
簡單理解,氫動力車的運行其實和增程式電動車差不多。區(qū)別在于增程式電動車的能量來自燃油機給電池充電,再由電池提供動力。而氫動力來自氫燃燒產(chǎn)生的能量,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能儲存在電池中,再由電池驅(qū)動車輛。由于氫燃燒變成水,污染為零,所以說,氫燃料被視為清潔能源的終極解決方案。
但氫動力要解決的問題很多,譬如,氫儲存在哪里?這就需要給車上裝一個容量夠大、且足夠安全的儲氫罐。長城目前已經(jīng)研發(fā)出了國內(nèi)最先進的70MPa IV型車載儲氫瓶。
此外,如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,電能怎么儲存?長城目前發(fā)布的氫檸技術(shù),還包括一套輸出功率為90kW的前置氫燃料電池發(fā)動機、120kW的燃料電池電堆。整體上,這套系統(tǒng)可以在3分鐘內(nèi)完成燃料加注,加氫完成后車輛可行駛900km以上,同時能實現(xiàn)-30℃也能正常啟動。
▲燃料電池電堆
與此同時,長城汽車還完成了功率110kW的商用車燃料電池發(fā)動機、功率95kW的乘用車燃料電池發(fā)動機的公告認(rèn)證;以及150kW燃料電池電堆的實車驗證。
目前,長城宣稱“氫檸技術(shù)”已經(jīng)實現(xiàn)從燃料電池整車、動力總成、系統(tǒng)、零部件及材料五個方面的500個以上硬件需求及5000項以上軟件需求,詳細定義了設(shè)計規(guī)格、設(shè)計目標(biāo)、設(shè)計功能,建立了嚴(yán)格完善的燃料電池零部件研發(fā)體系。
換句話說,長城在氫燃料領(lǐng)域的研發(fā)基礎(chǔ)工作已經(jīng)完成,到了批量出成果的階段。
氫能源和燃油動力、電動、混動一樣,被視為長城檸檬平臺的動力技術(shù)路線之一。不過,相比更為成熟的燃油、電動和混動技術(shù),氫能源技術(shù)要想獲得突破,更加的不容易。
長城押寶氫能源,有多少勝算?
其實中國在氫燃料電池車投入研發(fā)不是新鮮事。早在2008年北京奧運會前(當(dāng)時的口號之一是要辦“綠色奧運”),中通客車就研發(fā)了一批氫燃料電池的大巴作為奧運村接送運動員的專用車輛(也建了加氫站)。
只不過,當(dāng)時搞一臺氫燃料電池的大巴需要1000多萬,成本非常高。中通沒有堅持搞下去。到2018年,距離08年北京奧運會已經(jīng)過去了接近10年的時間,造一臺8米5的氫燃料電池大巴,成本降到了100萬左右;一臺12米長的大巴,成本降到了200-300萬的水平。但即便如此,其研發(fā)成本依然很高。因此主要應(yīng)用在以中大型客車為代表的商用車上,而在乘用車領(lǐng)域還很少投入應(yīng)用。
那么氫燃料電池汽車的成本為什么這么高呢?一方面是氫燃料電池汽車本身的應(yīng)用范圍還很窄、用于補充燃料的加氫站建設(shè)成本高、覆蓋范圍少,導(dǎo)致氫燃料電池車的產(chǎn)銷規(guī)模目前還無法達到規(guī)模效應(yīng)。即便是在氫燃料電池領(lǐng)域投入很早、技術(shù)領(lǐng)先的豐田,其旗下的氫燃料電池轎車Mirai,在得到日本政府的補貼后,起售價仍然高達710-805萬日元(約合人民幣44.5萬-50.5萬元)。幾乎是一臺豪華C級轎車的價格,不是一般人能消費得起。
韓國現(xiàn)代的氫燃料電池車NEXO,從2018年上市以來到2020年10月,才在韓國本土突破了一萬輛大關(guān)。在歐洲上市的NEXO,也主要是用于租賃市場。私人購買的比例很少。
而另一個導(dǎo)致氫燃料電池汽車成本高昂的原因是:國內(nèi)燃料電池單體基本所有的核心零部件都依賴于進口。我國的燃料電池的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)鏈仍然薄弱,到目前進展也不大,競爭力不強。目前只能做電堆集成,但燃料電池核心單體里面的催化劑、Nafion(全氟磺酸膜)、質(zhì)子交換膜、碳紙等等,現(xiàn)在沒有哪項能真正實現(xiàn)大規(guī)模國產(chǎn)。
不解決燃料電池單電池里面MEA核心技術(shù)的自我掌控,燃料電池?zé)o法降價,還有隨時被老外斷供的危險。以前一小瓶的Nafion價格高達十萬,目前被英國的莊信萬豐獨家把控,世界上沒有第二家有這個技術(shù)。此外燃料電池所需的金屬催化劑鉑也很貴,而質(zhì)子交換膜和碳紙技術(shù)基本都被日本人壟斷,而我國的科研進展一直都不理想。
在國內(nèi)氫燃料電池領(lǐng)域的高校和科研院所中,清華大學(xué)、同濟大學(xué)和大連化物所的研發(fā)投入是比較深入和領(lǐng)先的。根據(jù)筆者了解的情況,由于2022年北京要舉辦冬奧會,其中張家口、秦皇島等地區(qū)是分賽場,交通部會同北京奧組委對幾個分賽區(qū)加氫站的選址進行考察,準(zhǔn)備利用2022年冬奧會的契機再力推一把氫燃料電池車。
由于目前氫燃料電池技術(shù)還主要應(yīng)用于商用車領(lǐng)域,筆者就以目前北汽福田歐輝、宇通等客車企業(yè)的情況來舉例:這些企業(yè)的新能源客車都是多條技術(shù)路線并行:續(xù)航里程在200km以下的產(chǎn)品以純電動為主,300km以上的產(chǎn)品以氫燃料電池為主。這些企業(yè)的專家普遍認(rèn)為:如果氫氣成本降到12-13塊/公斤(目前北京地區(qū)的氫氣使用成本是60元/公斤,預(yù)計到2022年北京冬奧會時,可以降到30~40元/公斤)、氫燃料電池系統(tǒng)的價格降到50萬(發(fā)動機30萬),整車成本可以控制在100萬以內(nèi),氫燃料電池車大規(guī)模量產(chǎn)、實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化就有可能。如果到2022年北京冬奧會舉行時,氫燃料電池大巴在中國能降到這個水平,年銷量能做到1000臺以上,成本就能大幅下降。
整體而言,雖然很多核心技術(shù)還沒有實現(xiàn)國產(chǎn),但氫燃料在國內(nèi)推廣,目前最大的瓶頸其實還不是核心技術(shù)受制于人,而是成本降不下來。以及相應(yīng)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、研發(fā)體系,還有待建立與日漸完善和成熟。
所以長城此次率先在氫燃料領(lǐng)域“吃螃蟹”,其實更大的意義不在于它在核心技術(shù)上有了多少突破,而是它代表自主車企,率先構(gòu)建了 “制-儲-運-加-應(yīng)用”一體化供應(yīng)鏈生態(tài),率先搭建起了一套完整成熟的氫能源研發(fā)體系,建立了自己的設(shè)計、研發(fā)、試驗、試制、檢測全套標(biāo)準(zhǔn)和流程。朝著商業(yè)化、批量化的目標(biāo),打好了堅實的基礎(chǔ)。
▲長城建立的“制-儲-運-加-應(yīng)用”一體化供應(yīng)鏈生態(tài)
而且,氫能源的技術(shù)發(fā)展不僅是僅針對乘用車,而是一個可以覆蓋上下游產(chǎn)業(yè)鏈的大蛋糕,具有巨大的想象空間——上到電解水制氫,可以向汽車、甚至是航天器提供高純度氫氣,下到加氫站的建設(shè),或者是公共巴士、專用車、摩托的氫燃料普及。這些都已經(jīng)超越了一家車企的概念,而更像一家科技公司的范疇了。
寫在最后
在此次發(fā)布會上,長城與中國質(zhì)量認(rèn)證中心、同濟大學(xué)達成了戰(zhàn)略合作協(xié)議,與同濟大學(xué)共建氫能與燃料電池技術(shù)服務(wù)聯(lián)合研究院。通過產(chǎn)學(xué)研融合進行聯(lián)合研發(fā),對其降低成本、推廣氫燃料電池技術(shù)的應(yīng)用都有重要意義,對我國的氫燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈將是一個很大的推動。
從目前來看,受制于高昂的成本,氫燃料電池技術(shù)應(yīng)用于乘用車領(lǐng)域,還面臨著諸多困難和阻力。長城在氫燃料汽車技術(shù)上做如此巨大的投入,不啻為一場豪賭。
但要想種一棵樹,最好的時機是十年前,其次是現(xiàn)在。我們希望長城在未來,能夠在目前阻礙氫燃料電池的各項核心技術(shù)上有所突破,構(gòu)筑起自己的技術(shù)護城河,向市場交出一份滿意的答卷。
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