全球车企竞相逐“氢”:不惧前路漫漫,但求未来可期
氢能作为一种能够有效实现零排放的技术路径,不仅仅涉及汽车、船舶、航空、轨道交通等大交通运输领域,更关乎整个电力系统转型和国家能源安全,被称为 “战略性新兴产业”。
2021-10-14 | 出处: 中国汽车HRD | 责编: 谷博文
氢能作为一种能够有效实现零排放的技术路径,不仅仅涉及汽车、船舶、航空、轨道交通等大交通运输领域,更关乎整个电力系统转型和国家能源安全,被称为 “战略性新兴产业”。
放眼全球,氢能逐渐成为国际议程的新焦点。目前,已有30多国制定了国家氢能战略。根据全球氢能权威组织国际氢能委员会(Hydrogen Council)预测,到2050年,氢能将占全球能源需求的18%,市场规模将达到2.5万亿美元。氢能的普及将助力每年减少60亿吨以上的二氧化碳排放,并同时创造超过3000万个就业岗位。
聚焦国内,氢能作为重要的新能源技术方向隐有勃发之势。在中国“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的国家环保目标指引下,中国氢能产业已经迎来快速发展的起步阶段。而细化到汽车行业来看,进入“十四五”发展阶段后,“脱碳”成为下一步汽车产业发展的关键词,燃料电池汽车的发展将在未来备受关注。资料显示,截至到2020年底,全球燃料电池汽车保有量突破3万辆,我国7352辆,占据全球第三,具有明显优势。
虽然氢能在汽车上应用开展由来已久,但是就短期发展而言,也依然有着“成本居高不下”“安全性受质疑”“配套设施不完善”“核心技术受制于海外”等不足。对于国内车企来说,燃料电池汽车的研发代表着巨大的人力、物力、财力的投入,制定出适合自己的技术发展路线成为了重中之重。
借势“双碳”的东风,中汽人盘点了当前部分国内外车企在燃料电池汽车的研发布局及战略规划的最新情况。在这场孤独的长跑中,谁将得以“大鹏一日同 ‘氢’起”?
国内车企,兵分四路
潮头派
代表企业——潍柴动力/宇通客车/北汽福田 等
基于当前氢能源技术的局限性和使用场景的条件,商用车板块成为了技术最终落地的“主战场”,也占据了当前氢燃料电池汽车保有量的九成以上,是当之无愧的“潮头”,所以,各大商用车企在这方面的投入也成为了一件理所当然的事。
以潍柴动力为例,作为柴油车时代商用车动力系统龙头企业,在氢能源动力系统领域的布局比较全面前瞻,2018年战略收购全球领先的氢能源动力系统公司加拿大巴拉德19.9%股份成为第一大股东,同时双方成立合资公司进行国产化落地,公司布局领域涉及燃料电池电堆、电机、电控、空压机、双极板等关键核心技术部件以及动力系统总成。此外,公司的氢燃料电池系统已经批量配套公交车等领域,目前正在推广适用于物流、园区、港口等领域的燃料电池重卡。
而另一边的宇通客车主要将力量投入在氢能源整车的集成开发技术,目前已经经过四代技术迭代,具备丰富的氢能源整车量产能力,截止2020年,近三年销量已累计销售320余辆氢燃料电池客车。
北汽福田则是更注重产学研合作,以牵头人的角色联合产业链优势资源进行突破。以智蓝欧曼液氢重卡为例,其储氢系统由中国航天六院101所研发,轮毂电机由清华大学提供,氢燃料电池发动机由亿华通生产。三年多来,在液氢重卡的技术研发之路上,这种目标一致、分工攻关的良好协作模式大大缩短了其车辆研发及生产周期。2020年9月,福田汽车更是与北汽产投及京津冀氢燃料电池产业伙伴联合打造行业氢能联合体“北清智创”,力求实现氢能制、储、运、加、用的商业化落地。
深耕派
代表企业——上汽集团/长安汽车/一汽集团 等
虽然燃料电池汽车的新闻在近两年才频繁地出现在人们的视野当中,但其实国内的部分车企在十多年前便已开展燃料电池汽车的研发,更青睐于长线持续投入的模式。
上汽集团于2001年就启动了“凤凰一号”燃料电池汽车项目,以培养自主研发的能力。而2018年上汽成立的捷氢科技脱胎于上汽前瞻技术研究部,独立后即直面市场竞争,这也让上汽的燃料电池汽车产业化步伐全面提速,目前已掌握了完整的自主知识产权。2020年9月13日,上汽集团发布“氢战略”,计划在未来五年内力争实现“十、百、千、万”四大目标:推出至少十款燃料电池整车产品,捷氢科技达到百亿级市值,建立起千人以上燃料电池研发运营团队,形成万辆级燃料电池整车产销规模,市场占有率在10%以上。
上汽集团燃料电池汽车产品应用(图源:网络)
长安汽车的记忆则始于2009年。当年长安开始涉足氢燃料电池汽车研究,在第210批《道路机动车辆生产企业及产品公告》上榜了长安牌SC7003EV型燃料电池轿车。2010年上海世博会期间,5辆长安志翔燃料电池车就参与了为期半年的示范运行,共行驶15000公里。时至2019年11月18日,长安新能源汽车科技有限公司英国氢燃料电池技术创新中心在英国伯明翰正式成立。该中心聚焦氢燃料电池汽车动力系统集成与控制技术,正向构建燃料电池动力系统平台,并将与英国顶级燃料电池企业Intelligent Energy携手共同开展研发。
一汽集团在氢能舞台的的亮相也同样在2009年。彼时,基于一汽奔腾B70研发的燃料电池汽车在世博会上进行了示范运行。随后的几年中,一汽在完成关键技术梳理的基础上,完成了30kW燃料电池的开发,由一汽牵头科技部的重大专项《高比功率燃料电池发动机研发》总计投入2.16亿。2018年,一汽首台自主燃料电池发动机成功点火,这是国内首款用于搭载乘用车的50kW级别燃料电池发动机,红旗H5-FCEV也在今年6月的FCVC展上惊艳亮相。
革新派
代表企业——长城汽车/一汽解放 等
氢能从长远发展角度的确利好,在短期发展下依然风险重重。而一部分车企也不仅仅满足于初步的尝试,而是在确定方向后奋勇向前,集中资源将人力、物力、财力发挥到极致,不断增强氢能技术研发在企业战略规划中的比重,也更为注重研发投入和自身团队的培养。
2015年,长城汽车以"XEV项目组"为名,低调展开对FCEV的核心技术攻关;2018年长城建立国内首座氢能技术中心,并在2019年将氢能产业进行市场化独立运营,未势能源科技有限公司由此成立。而在这几年里,长城在氢能领域的累计投资已高达20亿元。经过5年多深耕,长城汽车打造出了国内最大的氢能技术研发团队,分别在上海、保定、加拿大、日本、德国等地建立研发中心,“四国五地”的全球化研发布局已经成型。在今年3月29日,长城汽车公布了氢能产业布局及未来规划:长城汽车将于2021年推出全球首款C级氢燃料电池SUV,落地全球首个100辆49吨氢能重卡项目,力争在2025年实现全球氢能市场占有率前三的目标。
长城汽车氢能战略(图源:网络)
而在今年8月,一汽解放也在互动平台表示,公司将燃料电池领域规划纳入公司整体战略规划中,并根据实际情况推进。而根据中国一汽2019年7月发布的新能源技术战略“旗羿登峰计划”可以看出,一汽解放早有将氢燃料电池开发作为商用车新能源发展的战略方向的准备。2020年10月,一汽解放南方新能源汽车位于佛山市高明区的基地项目正式开工,预计到2022年一季度将投产。据资料显示,截至目前,一汽解放在燃料电池领域拥有核心研发团队100余人,拥有投资4亿建成的氢动力试验室,拥有设备仪器90余套,具体包括催化剂开发试验室、双极板开发实验室、膜电极开发实验室、涉氢评价实验室、性能评价实验室。
乘风派
代表企业——广汽集团/海马汽车/东风汽车 等
无论是从行业发展因素还是政策因素出发,在氢燃料电池在研发与商业化方面都将迎来关键发展机遇。近年来,也有一些车企看到了所在地方政府在促进产业发展中所作出的努力,围绕政策进行深化布局,一方面成为了政策红利的受益对象,一方面也成为地方建设的参与者,相得益彰。
2020年7月30日,广州市人民政府新闻办公室召开《广州市氢能产业发展规划(2019-2030)》发布会,正式提出打造“一核、一枢纽、三基地”的产业布局,瞄准建设大湾区氢能产业中心、网络枢纽和氢能交易中心的战略定位。而就在同月,广汽集团也发布了试制成功的首款氢燃料电池乘用车——Aion LX Fuel Cell,标志着广汽氢能乘用车布局获得实质性进展。广汽集团表示,将利用自身在造车、氢燃料电池汽车与纯电动汽车研发的经验优势,为推动广州氢能产业发展与终端能源消费结构改善发挥引领作用。
2020款 AION LX FUEL CELL(图源:网络)
无独有偶,海南省政府办公厅今年八月印发的《海南省高新技术产业“十四五”发展规划》提出,将重点发展电动汽车、氢燃料电池汽车以及智能汽车整车组装制造,加强与世界一流车企的合作,开发高端清洁能源汽车。8月16日,海马汽车即在互动平台表示,公司战略部署将深耕氢能汽车,目前公司已完成首款氢燃料电池汽车样车开发,第三代氢燃料电池汽车正在研发中,争取在2025年前投入约2000台氢能源汽车进行示范运营。同时公司参与共建的海南首座水制氢及高压加氢一体化站计划于今年投入使用。
而东风汽车则多在具体项目上达成合作。2018年,东风汽车牵头开展国家重点研发计划 “全功率燃料电池乘用车动力系统平台及整车开发”项目,该旨在打造国内首款高效率、高安全性全功率燃料电池乘用车,培育国际先进的燃料电池汽车研发梯队。2019年7月,东风公司宣布与襄阳市人民政府、国家电投集团科学技术研究院有限公司、武汉理工大学在襄阳就各方在氢领域装备研发与制造、氢能交通应用示范与推广等方面的合作签署了《战略合作协议》。经过三年不懈努力和潜心研发,东风完成全功率燃料电池乘用车2款,其中1款获得国家公告。
国外车企,各有千秋
氢能在车企的大热,也代表着激烈的竞争与变幻的局势。面对不断更新换代的技术,有车企选择了昂首奋进,扩张版图,也有很多车企选择了放慢脚步,以合作代独行,但无论如何,它们都是为了能够更好地促进企业在未来的发展。中汽人也整合了部分国外车企在氢能上的布局和动态,以作为对比参考——
现代汽车
自1998年开始研发氢燃料电池车(FCEV)以来,现代汽车集团持续在为氢能的发展做准备:2013年即发布了全球首款量产氢燃料电池车现代汽车ix35 FCEV;2018年,新一代氢燃料电池SUV车型 NEXO问世;2020年,全球首款氢燃料电池重卡XCIENT Fuel Cell正式推出。
今年3月,现代汽车集团在中国广州成立了集团首个海外氢燃料电池生产与销售基地,同时这也是中国首家大型氢燃料电池系统生产专用工厂,命名为“HTWO 广州”。未来,现代汽车集团还计划将NEXO尽快引入中国。今年9月,现代汽车集团也宣布将从二氧化碳排放量较大的商用车领域开始着手,通过氢能解决方案来积极应对气候变化,向全球市场推出氢燃料电池和纯电动的客车和重卡等全种类新型商用车,在2028年率先成为全球首个旗下所有商用车型均搭载氢燃料电池系统的汽车制造厂商。
现代汽车商用车版图(图源:网络)
丰田汽车
1992年,丰田开始了氢燃料电池汽车的研发。4年之后,丰田第一款燃料电池汽车fchv-1面世。这是一款改装自RAV4的燃料电池概念车,续航里程达到250公里。之后19年,历经数次设计思路更改,目前Mirai已经推出了两代车型。
现如今,丰田也开始调整氢燃料电池的产业化之路,将产品线瞄准商用车,并同时将产业化的市场从日本移到中国。2020年6月,丰田决定与一汽、东风、广汽、北汽等汽车集团成立“联合燃料电池系统研发(北京)有限公司”,正式踏入商用车氢燃料电池系统领域,而该公司是丰田在海外首家氢燃料电池系统研发公司,被定位为开放式技术合作与研发平台。
本田汽车
本田的燃料电池车研究始于上世纪80年代,Clarity燃料电池车于2016年推出。但在今年6月15日,本田在日本宣布,将关闭日本狭山工厂,年内将停产氢燃料电池车CLARITY FUEL CELL。同时,本田将更加关注电动汽车,并计划到2040年把全球销售的新车改为纯电动汽车等“零排放汽车”。不过,本田并未放弃氢能源汽车,表示会在恰当的时机推出合适的新车型。据了解,本田将会继续与通用汽车合作,一起研发燃料电池车。
宝马汽车
截至目前,德国已在氢能产业投入数十亿美元,用以实现排放达标。其中,宝马无疑是氢能的最大“拥趸”,不仅为自身规划了明确的燃料电池发展路线,而且还期望影响中国和欧洲等市场的氢能政策。宝马目前已经取得了一些进展,如其已在X5的基础上开发了一款氢动力原型车。负责宝马氢燃料电池汽车项目的Jürgen Guldner表示,宝马将在2022年建立起一支拥有约100辆燃料电池汽车的测试车队。
奥迪汽车
奥迪目前也已组建起一支拥有100多名机械师和工程师的技术团队,该团队是整个大众集团在燃料电池研发领域的“冲锋队”;同时,奥迪也制造出了一些燃料电池原型车。但值得注意的是,大众集团内部对于燃料电池的利用还存在分歧,大众集团CEO赫伯特·迪斯近来就在一条推文中表示,“氢动力汽车已被证明不是改变气候的解决方案。”
奔驰
经过30多年燃料电池汽车研发之后,戴姆勒(奔驰母公司)在2020年4月宣布,正式终止氢燃料电池驱动乘用车计划,这就意味着与福特和日产合作开发的奔驰GLC F-Cell即将停产。至于停止燃料电池汽车计划的原因,戴姆勒解释道,主要是制造氢动汽车的成本太高,其费用大约是同等电池电动汽车费用的两倍。不过从就在半个月前,有消息称奔驰和沃尔沃正在联手研发氢燃料电池,但何时产业化还不确定。此外,戴姆勒、沃尔沃、大众传拓卡车已宣布组建合资公司,共同布局商用车充电补能网。所以,戴姆勒并没有完全放弃氢动力研发,只是把重心转移到重型车辆的燃料电池系统而已。
全球车企的逐“氢”之争,正愈演愈烈。
恰如长城汽车董事长魏建军所言,“这背后的逻辑是能源的革命,面对这样一个大竞争、大融合、大变革的时代,如果我们还看不到颠覆性的变化,被颠覆的就是我们”。
在下周即将召开的全球华人汽车精英联合年会暨“中国拥抱世界”汽车产业创新论坛上,也将会有多位中外专家就氢能相关的话题进行分享,敬请各位关注——