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长城布局氢能,河北车迎来新动力

2021-04-08 03:30:41 来源:河北新闻网
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今年,长城汽车不仅将有首款C级氢燃料电池SUV正式亮相,更在日前发布了氢能战略,提出从2021年起,经过三个具体发展阶段,逐步实现“碳中和”。

汽车行业取道新能源的走向似乎已经不再是一个问题,但在新能源内部应该选择什么路径,则各有考量。

比如汽车强国日本,面对纯电大潮时表现出了异乎寻常的谨慎和保守,不过在氢能产品的研发和布局上则非常坚决。

国内车企在纯电和氢能这两条技术路线的选择上也各有侧重。但这一次,河北本土车企长城汽车宣告发力氢能战略,表现出了超前的信心和决断力。

长城氢能技术中心。长城汽车供图

氢能源新车走向普通消费者

“今年,长城汽车将推出全球首款C级氢燃料电池SUV,并在全球率先完成100辆49吨氢能重卡应用项目落地。”

3月29日,长城汽车在保定发布了氢能战略,长城控股未势能源科技有限公司董事长张天羽同时宣布的这一消息,在汽车爱好者中间和整个汽车业界引发强烈关注。

对于消费者而言,在当下汽车市场上燃油、混合动力、纯电和燃料电池等各种新技术、新产品令人眼花缭乱时,一款国产氢能源汽车一旦面世,将直接把这个全新的技术落地为实实在在的产品带到他们面前。

实际上,河北人对氢能源汽车并不陌生。在张家口,2018年当地就率先上线74辆氢燃料公交车。2021年,张家口公交已有304辆氢燃料客车每天都在线路上跑,另外60台氢燃料旅游客车也完成了冬奥测试赛的运输服务。

只是从目前情况看,氢燃料车多用在公共客运、货运和赛会场馆摆渡服务等场景中,家用乘用车产品屈指可数。

据了解,日韩汽车界深耕氢燃料电池领域多年。以丰田汽车为代表,2015年就推出了氢燃料电池汽车产品并上市销售。

现代汽车则在氢燃料电池汽车领域独占鳌头。机构调查数据显示,其在全球氢燃料电池汽车市场上的占有率超过70%。

但从市场上看,目前这几款氢能源汽车产品主要消费市场仍在欧美和日本,国内市场占有率不高。目前,国内自主品牌车企尚没有成熟的氢能源汽车乘用车产品上市。普通消费者尽管对这项新技术十分感兴趣,但在具体产品上还没得更多选择。

张天羽表示,依托于氢能战略,长城汽车将采取“商乘并举”的模式,通过场景探索带动技术及产业发展,加速产品落地。他表示,除今年要推出氢燃料电池SUV外,2022年,长城汽车首支高端乘用车服务车队将出现在冬奥会的舞台上;2023年实现核心动力部件推广数量国内领先;2025年剑指全球氢能市场占有率前三。

这意味着,对技术和产品路线选择一直独辟蹊径的长城汽车,希望这一次在氢能源汽车领域能先拔头筹。

张家口氢能与可再生能源研究院常务副院长王艳艳,此前在接受本报记者采访时曾表示,在车用场景中,氢燃料电池可解决锂电池里程焦虑,因充氢时间短,在重载、长距离场景中优势明显。但成本高、加氢站建设不足等难题,使其发展仍处产业化初期阶段。

上世纪六七十年代,因高热值、无污染等特性,业内曾掀起过一阵氢能热潮,但最终因技术瓶颈难以突破而搁浅。

长城控股未势能源科技有限公司总裁陈雪松表示,截至目前,长城汽车已累计投入20亿元用于氢能领域研发,未来3年内,长城汽车还将继续投入超过30亿元研发费用,以达到万套产能规模。

为了突破技术瓶颈,长城汽车汇聚来自欧美日等多国超十年氢能技术研发经验的专家,打造了规模强大的氢能技术研发团队,构建了“四国五地”全球化研发体系。

据陈雪松介绍,目前长城汽车已经实现“电堆及核心组件、燃料电池发动机及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化,多项技术均突破了“卡脖子”的行业痛点。

作为长城汽车氢能战略的重要一环,长城推出了一套高性价比的车规级氢动力系统解决方案——“氢柠技术”。它涵盖了氢燃料电池系统、车载储氢系统及核心关键部件,是具备高性能、高安全、长续航、全气候和全领域特征的“零碳”交通解决方案。

汽车业内人士表示,这意味着在氢能源汽车核心技术方面,长城汽车的技术研发、突破已经取得了不错的成绩,其成熟的技术体系,在全球氢能源汽车领域内都具有竞争实力,有望能够代表国内自主品牌车企在全球新能源汽车市场上,继纯电汽车大放异彩之后,参与全新技术路线上的国际比拼。

长城汽车燃料电池发动机。长城汽车供图

氢能战略瞄准“碳中和”

作为一个汽车品牌,长城汽车关于氢能产业的技术构想,当然首先需要以具体的产品为依托,但他们的目光显然并没有局限于此。

长城汽车副总裁穆峰在发布会上正式公布了企业氢能布局的战略目标:2021年到2025年,长城汽车将致力于开启氢时代,聚焦氢示范;2025年到2030年,发展氢经济,开放氢生态;2030年到2050年,建成氢社会,赋能“碳中和”。

而来自国家层面的构想则是,我国将在类脑智能、量子信息、基因技术、未来网络、深海空天开发、氢能与储能等前沿科技和产业变革领域,组织实施未来产业孵化与加速计划,谋划布局一批未来产业。

专业人士认为,随着氢能与储能被明确为国家六大未来产业之一,以及“碳中和”目标的加速推进,氢能将在“十四五”期间取得飞速发展。

按照穆峰的介绍,长城汽车的氢能战略愿景,将不仅仅是围绕氢燃料电池技术、车载储氢技术和氢安全技术,提供一套高性价比的车规级氢动力系统解决方案,更高层级的追求,是要建立“制、储、运、加、应用”一体的国际化供应链生态。

“做个类比的话,这就有点类似于开发一款新型号手机和开发一套操作系统的关系。”一位业内人士说,“长城汽车的目标,不仅是要推出氢能源汽车产品,更想推出的是一套氢能产业发展生态。”

目前,长城汽车拥有国内唯一的氢能全产业链核心技术布局:上游制氢,新一代钙钛矿太阳能光伏技术,实现了破世界纪录的20.01%之光电转换效率;中游储氢,通过氢+电储能系统,提供规模化可再生能源存储解决方案;下游核心产品,以长城氢能核心零部件,全面供应公交/大巴+重卡/物流+乘用车三大应用平台。

同济大学教授、国家重点科技计划“新能源汽车”总体组专家余卓平认为,这项氢能战略所构建的国际级一体化供应链生态与应用,将成为我国交通运输领域能源结构转型的“火车头”,助力我国摆脱对传统能源的依赖。

面对日益严峻的气候危机挑战,作为世界上最大的发展中国家,我国推进“碳达峰”“碳中和”,彰显了负责任大国的使命与担当。“十四五”是“碳达峰”“碳中和”的关键期、窗口期。从国家层面到地方政府,都提出了相关安排和目标。

汽车产业为实现这一目标如何发力?长城汽车的氢能战略正是在为此主动找寻路径。

发展车用氢能产业,开展燃料电池汽车示范运行,提高可再生能源制氢比例,是汽车产业实现低碳减排的重要途径。

“如果我国氢燃料电池汽车推广可达成100万辆的目标,一年可减少二氧化碳排放5.1亿吨,这将极大助力‘碳中和’目标实现。”穆峰介绍,早在2016年6月,长城汽车就成立了项目组,开启了长城氢燃料电池核心技术研发,经过五年的发展,长城汽车在这一领域已经取得了诸多先发优势,组建起一支世界级氢能、燃料电池系统及整车技术研发团队,拥有氢能试验基地、燃料电池试制中心等优质硬件资源。

但“一人难成众,孤木不成林”,穆峰在介绍长城汽车氢能战略三个不同发展阶段的目标时表示,到2025-2030年,长城汽车的目标是开放氢生态。

届时,长城汽车希望与能源部门加强合作,以支持全领域能源应用的“脱碳”,利用太阳能、生物质能生产氢能,利用可再生能源对于减少温室气体、污染的作用。同时,在第二阶段,长城汽车可以在交通领域层面,促进、加大燃料电池汽车的推广,进一步共同研究、推广航空、移动机械等更多领域的燃料电池系统。

而在氢能战略的指导下,长城汽车秉持“开放、合作、共赢”的理念,全面开放平台技术,共享产品与服务,与行业上下游优质企业协同互补,在研发、测试,零部件配套,投融资,产能建设等业务开展全方位合作。

储氢系统。长城汽车供图

有望带起河北又一氢能产业高地

近日,省发改委发布《河北省2021年氢能产业重点谋划推进项目清单(第二批)》,确定了85个氢能产业重点谋划推进项目,并提出在项目建设过程中,可以参照张家口市氢能项目审批流程,建立绿色审批通道,确保项目按期建成投产,早日实现氢能商业化和规模化应用。

河北的氢能产业起步在全国范围内看都比较早,张家口更是率先发展起来的氢能产业高地。

自2015年7月被国务院确定为国家级可再生能源示范区以来,张家口可再生能源的建设进展备受瞩目。基于筹办冬奥会的需要以及相关产业的良好前景,氢能开发利用也日益受到该市的重视,产业布局逐渐提上日程。

短短几年时间,张家口已形成以氢燃料电池汽车应用为重点,带动制氢、加氢、氢能产业装备制造和研发的全产业链条。

“目前,海珀尔、建投沽源制氢项目二期等项目正在加速推进,2021年底张家口日制氢能力可达38吨,保障冬奥绿色出行需求,将成为全国最大绿色制氢基地。”张家口市发展改革委副主任孙东峰介绍。

除了氢源本身,张家口还同步推进制储加氢设备制造、氢燃料电池整车制造等上下游产业配套,年产万台氢燃料电池发动机项目投产,16个产业链项目已落地,全产业链发展格局加快形成。

“长城汽车的氢能战略,有望带动保定成为河北又一个氢能产业发展高地。”业内专家表示。

据了解,目前长城汽车已受邀加入全国四大示范试点城市群,在北京、天津、河北先期布局了北京新发地农批物流、雄安新区砂石物料专线重卡运输、天津滨海新区物流运输等标杆燃料电池示范项目,示范车辆规划超数千台,包含重卡、物流、公交、乘用车、船舶、轨道交通等多种应用场景。

除了企业层面,城市也在为氢能发展提供产业布局。

当前,保定在推动先进制造业、新能源和智能电网、生物医药健康和新一代信息技术、新材料、节能环保“3+3”主导产业的同时,正在协同北京产业集群重点发展“医、车、电、数”等产业。

其中,“车”即以氢燃料电池汽车为特色的汽车产业。

记者了解到,今年,保定计划实施“氢燃料电池汽车产业发展三年行动”,推进氢能在公交、物流、重卡等场景示范应用,与北京共建氢能示范应用标杆城市。支持长城汽车加快氢燃料电池攻关,尽快量产上市,年底前在制氢、储氢、运氢、加氢、用氢等方面形成示范效应。 (河北日报记者 袁伟华)

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氢能源汽车“卡脖子”技术有哪些

氢被公认为理想能源,其三倍于汽油的能量密度和唯一排放物为水的特点,使其被汽车产业赋予极高期望。

氢在汽车上有两种应用方式,一种是氢燃料电池,另一种是氢内燃机,后者因为安全性、存在污染等原因早已被淘汰。目前,大部分布局氢能路线的车企都采用的是氢燃料电池技术。

虽然技术路线已经相对明确,但全球汽车行业巨头对氢能源的技术路线一直有争议。毕竟,一批“卡脖子”问题仍需要尽快解决。

比如,氢气无法直接拿来用,需要制取、净化,现在主要有如下几种制氢方式:电解水制氢法,成本高、耗电量大;甲醇裂解制氢法,生产规模有限;焦炉气中取纯氢法,会生成甲烷和一氧化碳,造成污染;天然气制氢法,工艺复杂、原料利用率低。

现阶段,没有一种完美的制氢方式可以同时满足大规模制氢、成本低、无污染的要求,无法满足未来氢燃料电池汽车大规模发展的需求,甚至有可能与环保的理念背道而驰。

放眼国内氢能产业发展较早的地区,佛山制氢产业侧重取纯法,是充分利用工业副产品;张家口主要是利用当地充分的风、光和太阳能等绿电资源采取电解水制氢法。

在制氢、储运方面,长城汽车的技术路线与上述地区略有不同。据介绍,长城汽车已经率先完成制氢、氢+电储能、燃料电池应用等领域的布局。

比如在制氢方面,长城汽车开发的新一代钙钛矿太阳能光伏技术,实现了20.01%的光电转换效率,引领大面积钙钛矿光伏组件转换效率迈入“2.0时代”;在大规模储能应用方面,长城汽车氢+电储能系统与燃料电池联合供电,为规模化可再生能源存储提供方案,为移动和固定式能源综合利用奠定基础。

另一瓶颈是氢燃料电池汽车的制造成本。

如同电动汽车三分之一的成本在电池上一样,氢燃料电池汽车的制造成本被燃料电池堆占据了很大一部分。

谈及重点零部件未来大规模量产面临的挑战,长城控股未势能源科技有限公司总裁陈雪松表示,作为中国燃料电池产业发展的关键因素之一,低成本、高性能、批量供应的国产电堆,是燃料电池汽车成本下降从而与传统汽车竞争的关键。

电堆成本主要包括直材成本和制造成本。直材成本的降低一方面可以通过技术提升减少材料用量,另一个方面就是材料国产化;而制造成本则与规模和标准化相关,长城汽车已经做出了许多探索和实践,未来还需要行业协同努力,共同促进商业化生产应用。

总体来看,国内氢能与氢燃料电池有很多企业投入研发,取得了一定的成果,但在大规模商业化应用方面仍有距离,在一些核心技术领域,如制氢、加氢、储存运输安全等方面仍处于技术攻关、场景落地和降成本的过程中。

不过,以长城汽车为代表的国内企业率先推出氢能战略,为汽车工业转型探索了路径,并在实现“碳达峰”“碳中和”目标中展现了民营企业对中国能源结构调整的担当。

文/河北日报记者 袁伟华

责任编辑:张永猛
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