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长城汽车累计投资50亿元赌氢能

越来越接近世界碳中和的愿景,所有汽车公司都在走新能源转型之路。但目前大部分都是以电池能源为主,氢能车只在日韩生产,整体落地情况很少。但是,独立汽车公司在氢能汽车的研发和制造方面并没有闲着。3月29日,长城汽车公布了已经运营的氢能技术中心,并宣布了氢能汽车战略计划,成为中国第一家公布氢能战略的汽车企业。

河北保定,距北京100多公里,位于长城汽车氢能技术中心。该中心占地面积近2万平方米,覆盖氢能制造的整个产业链,包括主综合测试中心、氢供加氢中心和供能中心。隔壁是哈佛技术中心,也是这次会议的会场。

目前,电动汽车的发展正如火如荼,氢动力汽车开辟了新的道路,并致力于在碳中和的目标上留下印记。氢气作为一种更环保的能源,与氧气反应生成水,本质上是负排放。长城汽车从2016年开始在这里部署。此次发布的氢能战略涵盖了“研究-生产-储存-运输-添加-应用”的集成化供应链生态。同时,围绕氢燃料电池技术、车载储氢技术和氢安全技术,为车辆规范水平的氢动力系统提供了一套性价比高的解决方案。

据悉,长城汽车将于2021年推出全球首款C级氢燃料电池SUV,并完成全球首款100车、49吨燃料电池重卡落地服务雄安新区,后续还将推出更多车型。2022年,第一支高端客车服务车队也将出现在冬奥会上。2023年要推广的核心动力部件数量国内领先,2025年达到全球氢能市场份额前三。

投资50亿有望在三年内达到1万套产能

长城汽车在过去的六年里投资了20亿元的氢能,最终目标是从2021年到2025年启动氢能时代,增加自主研发和资金投入。自2016年长城汽车设立XEV项目,2018年建成运营氢能技术中心,再到2019年没有实现能源的独立市场化运营,长城打造氢能汽车的战略逐渐成型。预计未来三年,长城将再投资30亿元,达到1万套产能。未来定位以技术为主,不会大量投资基础设施。

目前,乌市能源是长城汽车氢能汽车板块的主要运营公司。公司拥有400多名R&D团队和1000多名规划人员,包括53名专家,其中许多是来自欧、美、日、韩、印、加的外国专家,在氢能领域拥有超过十年的技术经验。在沪、保、加、日、德建立了五个R&D中心,形成了“四国五地”的全球R&D体系。

伍氏能源董事长张天宇透露了长城客车量产计划:目前已经开发了三代车型,即将推出第三代技术,没有更多细节,整车专用品牌集团将制定更详细的计划并逐步披露。

此外,长城氢能定位于商用车和乘用车、燃料电池和动力系统以及新零件供应商。它还与液化空气公司、林德公司、戈尔公司、博世公司、上海交通大学和同济大学等世界顶级机构保持合作。

解决“卡脖子”痛点,催生氢柠檬技术

氢动力汽车的R&D和制造,上游产氢,中游储氢和加氢,下游的核心产品,如燃料电池堆和氢气供应系统,都是

氢电平台技术涵盖商用车发动机(石墨板堆)和乘用车发动机(金属板堆)的技术和产品,包括提高发电效率和产品寿命的模型预测控制(AI)、深度学习(DL)和在线升级(FOTA)技术;适应高海拔、高温、寒冷环境下的多变量解耦

环控制技术;基于数据云特征提取和无模型识别算法(non-model based method),多维度电堆实时健康诊断技术(NODS)零下30゚C基于NODS系统的电堆无损快速冷启动控制技术等。其系统效率大约是60%,对比国内其他企业是55%、国外企业为65%。

电堆平台涵盖石墨板电堆和金属板电堆以及核心零部件技术和产品,模块化产品系列可以满足从百千瓦级到兆瓦级功率范围的需求。电堆平台的功率与密度均为国际领先的水平。其中,150kW 电堆年产1000套生产线,拥有52项专利。

张天羽在之前的媒体沟通会中提到,“电堆实际上是整个发动机的核心,其他我们叫BOP,就是为电堆提供服务的这些附件。电堆里面的技术,即双极板和膜电极。双极板是精密加工的工艺,由长城自己设计开发和制造的,拥有自主产权;发电部件膜电极,由膜、催化剂、碳纸质,这三个材料决定膜电极性能。我们从原材料开始来选催化剂,来选膜,来选碳质操作,这些方面都是长城汽车自己技术。”

另外,张天羽认为,行业普遍观点是燃料电池成本下降和过去十年动力电池相近,也就是十年下降80%。但长城认为5~8年我们就有可能达到这个水平。现在第二代、第三代技术也在反向验证这种可能性,会比国家规划和行业观点下降的更为迅速。

储氢平台涵盖高压气氢和低温液氢技术和产品在长城汽车乘用车平台车型上实现应用,填补国内Ⅳ型储氢瓶、70MPa高压阀门、减压阀等多项技术空白。其中,70MPa IV型车载储氢瓶,储氢密度5.7%wt,是自主研发的干法缠绕工艺、塑料内胆成型及金属阀座连接技术。多功能集成氢瓶瓶口阀过流保护和过压防护技术,由-60度的超低温密封材料组成,并具有多功能阀体结构,使零部件减少20%。

守住全球氢能市场占有率前三 加氢站是关键

如果给氢能汽车一个节点,那一定是2025年。长城汽车目标到2025年,全球氢能市场占有率在前三位。张天羽补充道,2025年是一个短期目标,我们希望氢能发展是一个持续的进程。长城汽车在2025年前,会重点围绕公交大巴、重卡物流车以及乘用车三大应用平台展开推广运营,推动中国燃料电池汽车产业和氢能产业商业化。

长城汽车已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。此外,还在广东、河南城市群推广氢能车辆。

在问及当前产能进度时,张天羽回应到,现在产能是千台级,产能的建设要匹配整个生态,包括加氢站建设速度、如何把氢能汽车产能搭成接近商业化运行的状态。“实际上我们今年收到的订单就已经上千台了,但是我们不希望现在推出这么多的车。未来三年我们有几千台规划,我们希望的发展是持续向上的。”

事实上,在新能源为主流趋势的当下,长城汽车集团在动力电池和燃料电池两条技术路线上都有布局,预计2035年氢社会步伐越来越快。国内普遍认为燃料电池重点是商用车,但国外如丰田、现代等会选择先突破乘用车技术,再拓展到商用车应用上面。从企业方来看,两条技术路线最终要看市场的选择。

在燃料电池应用方面,氢能汽车产业链面对最大的问题是加氢站。张天羽介绍道,从2018年开始,长城和德国最大的加氢站一直保持很好的关系。该站运营了德国100多个加氢站,2016到2018年会有一些故障,随着这几年建设和运营,故障率很好控制在10%以内。接下来会进一步下降到很可观的程度。

据了解,长城汽车的液氢加氢站在2019年已经到位,没有快速运营起来的原因是液氢的获取。液氢在军用、航空领域使用频繁,在民用领域尚没有国家标准出台,相关规定还不完善。接下来,长城汽车会在氢安全、生态打造、技术标准三个方面来投入液氢工厂,保证液氢的获取。

未势能源总裁陈雪松从技术角度分析道,“在氢能重卡商业化的将来,液氢不管是储运分配还是使用,都是一个非常好的技术选项。因为从比量密度上来说,液氢最高的。尤其是氢能大卡车,液氢可以快速加注,车载储氢系统也小,现在的氢能重卡车上高压氢气储氢系统有很多氢瓶,如果把液氢放上去就跟现在的油箱差不多,甚至比柴油箱更小,因为液氢的能量密度高于柴油。所以,我们认为车载液氢系统从重卡这个角度是一个很好的应用技术。”

车云小结

“脱碳”是全球的紧急课题,氢能在亚洲交通领域的使用情况也比较突出。韩国现代汽车在2013年开始生产氢电动汽车,并于2018年推出力素燃料电池汽车。2018平昌冬季奥运会上展示了氢动力巴士。韩国今年宣布到2025年提供20万辆氢动力汽车和450座充电设施。

日本在燃料电池方面是有优势的,中国科学院院士欧阳明高在此前的媒体采访中表示,目前日本的丰田的燃料电池部门已经跟中国企业合资,在中国生产燃料电池的系统。其中电堆主体还是丰田从日本引进,但是系统的关键零部件,比如说空压机等等,是在中国采购的。

目前在产氢过程中,国内的制造工艺仍与国外有着一定差距。但是,长城汽车国际级一体化供应链生态与氢柠技术给国内氢能产业发展带来一定程度的推动和影响,让这场能源变革多了些底气。正如金融研究院院长、首席经济学家管清友所言,“或许是一次冒险,但十分值得。”

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