谋定而后动:长城的氢能大计正式启动

现在的汽车行业,正在以天为单位发生改变。前脚,电动化才刚刚成为行业潮流,后脚,就来到了一个新的岔路口:未来汽车的能源载体究竟是电还是氢?

目前来看,业内已经划做两派:以特斯拉、大众等为代表的纯电派和以两田(丰田、本田)等为代表的氢能派。

现在,长城汽车也正式表态:氢能派。

就在昨天(3月29日),长城汽车举行了声势浩大的氢能战略全球发布会,介绍自己在氢能源领域的布局和规划。活动现场,长城汽车的多位领导,与来自政府机构以及能源、环保、经济、金融、汽车等各领域的近百位领导、专家、学者共同出席发布会,虽然董事长魏建军并没有上台讲演,但是也在台下亲自坐镇,重视程度可见一斑。

三步走战略

去年7月,长城汽车正式发布“柠檬、坦克、咖啡智能”三大技术品牌。

彼时,长城对柠檬平台的介绍是这样的:「具有很好的延展性和动力适配能力。可以适配高效燃油动力(ICE)、多种混合动力(混联DHT、P2、P2+P4)、纯电动(BEV)和氢燃料电池(FCEV)四种动力方案。」

长城的氢能源产品规划也第一次公之于众:2021年推出第一代FCEV,2023年推出第二代FCEV。现在,这个规划更加清晰了:

2021年推出首款C级氢燃料电池SUV;

2021年完成100辆49吨氢能重卡应用项目落地(服务于雄安新区的砂石物料运输);

2022年,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。

顺着这个五年规划我们接着往下说。长城将自己的氢能源战略分为了三段式发展进程:

第一阶段,2021年-2025年开启氢时代,聚焦氢示范。

第二阶段,2025年-2035年,发展氢经济,开放氢生态;

第三阶段,2035-2050年,建成氢社会。

嗯,愿景着实不小。

氢柠技术首秀

而支撑长城这一目标实现的基础是其车规级“氢动力系统”全场景应用解决方案——氢柠技术。

氢柠技术和柠檬混动DHT一样,同为长城柠檬平台最核心的技术路线之一,也是长城氢燃料电池汽车发展的基石。

长城汽车建立了一套车规级研发体系。在乘用车开发流程上,建立了实现从燃料电池整车、动力总成、系统、零部件及材料五个方面、500个以上硬件需求及5000项以上软件需求,详细定义了设计规格、设计目标、设计功能。

同时长城研发了三大技术平台:氢电平台(HE)、电堆平台(HS)、储氢平台(HP)。

氢电平台(HE):围绕燃料电池发动机进行自主研发。其中,自主研发的110kW商用车发动机和95kW的乘用车发动机已经完成公告认证和上车。

除了可以用在乘用车和商用车。平台产品也可以通过模块组合,扩展到轨道交通、船舶、航空以及为大规模发电提供解决方案。

与此同时,长城在氢燃料电池发动机上形成了多项核心技术。直接看图:

电堆平台(HS):已开发完成第一代单堆额定功率150kW,峰值功率160kW燃料电池金属板电堆,功率密度达到4.2kW/L以上。据长城透露,第二代单堆功率密度可以达到7kW/L,峰值功率突破200kW,实现乘用车、卡车和客车的全场景的应用。

根据长城未势能源加拿大分公司CTO Peter Bach的介绍:「(公司)计划两年之内为客户提供氢能重卡用200-300kW、寿命25000小时的石墨板电堆。」

电堆中另外一个核心零部件就是膜电极。长城采用高活性纳米催化剂和高稳定性碳载体,通过对电极微观结构的优化设计,实现催化剂低载量小于0.4毫克每平方厘米,发电效率超过1.3瓦每平方厘米。此外,两步法制浆工艺、直涂转印、卷对卷涂布工艺、弹性稳定工艺、高耐久性边框和碳纸封装工艺,全面提升了膜电极的可靠性。

长城透露,第一代膜电极已经完成了开发测试,并已经用在自主开发的电堆中,计划在今年上半年实现量产。

储氢平台(HP):主要用于开发核心零部件。包括储氢瓶、70MPa瓶口阀和减压阀以及储氢系统的集成和控制。

长城未势能源总裁陈雪松表示,长城目前已经掌握了储氢瓶干法缠绕工艺、循环疲劳耐久测试等核心技术。

未势能源开发的瓶阀技术采用高度集成的多功能阀体和内置电磁阀设计,比国外同类产品的零部件数量减少了20%以上,并且可靠性高,功耗低,响应时间快,采用独特玻璃感温泡结构设计,可以在0.1秒的时间切断or打开阀门,循环寿命超过15400次,此外还具有过温保护功能,保障车辆及人身安全。

陈雪松表示:「未来五年,长城汽车将重点围绕燃料电池系统全面走向『五高』,即:高功率(>200kW),高效率(>60%),高温度(>100℃),高耐久(>20000小时)和高互联(新能源+智能网联)。」

长城的谋定而后动

其实,长城在氢燃料电池领域有很久的布局。早在2016年,长城就对燃料电池汽车立项,并在保定成立氢能技术中心。

2018年全资控股了中国氢能产业的起点公司上海燃料电池汽车动力系统有限公司,这家公司拥有二十余年的燃料电池动力系统核心零部件的开发经验,现在这些经验均被长城吸收。2019年长城出资4.5亿元成立未势能源科技有限公司。

目前,长城已经拥有430余人的国际研发团队,并形成「四国五地」的全球化研发体系。

长城未势能源董事长张天羽透露,在过去5年,长城已经累计投入20亿亿研发资金。接下来,长城将再投30亿元用于氢能领域研发,以达到万套产能规模。同时,长城汽车广纳贤才,汇聚来自欧美日等多国超十年氢能技术研发经验的外籍专家,打造国内最大的氢能技术研发团队。

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。

在产业链上游,长城汽车新一代钙钛矿太阳能光伏技术,拥有打破世界纪录的20.01%光电转换效率。大规模储能应用方面,业内领先的氢+电储能系统,为规模化可再生能源存储提供解决方案,为移动和固定式能源综合利用奠定基础。

在产业链下游,长城汽车已加入京津冀、长三角、河南、河北四大示范试点城市群,示范车辆规划超过千台,涉及乘用车、重卡、物流、公交,船舶、轨道交通等多种应用场景。

在发布会上,长城副总裁穆峰直言:长城汽车将成为氢能生产、储存和综合利用的生态运营商。

当然,长城也清楚的认识到,「一人难成众,孤木不成林。」想要实现最终氢能社会的愿景,光靠长城并不能做到。

在活动现场,长城与中国质量认证中心共同进行“碳中和认证评测”,并与同济大学共同建立氢能与燃料电池技术服务联合研究院。

此外,长城也在全面开放平台技术,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。

道阻且长

不得不说,对于长城来说,这是一个非常庞大的氢能大计。愿景虽然美好,但是现实可能还是很骨感。

就目前而言,氢能源发展依然有很多挑战。比如:产业链自主化程度与技术水平仍不过高。电解绿氢技术、氢储运技术、氢安全技术还需要改进提升,氢燃料的成本总体偏高。

在中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高看来,相比于锂离子电池,燃料电池发展滞后10年。所以,行业下一步的重点就是要让燃料电池系统成本十年内下降80%以上,即从2020年的5000元/千瓦下降到2030年的600元/千瓦。此外,在核心关键技术、制造工艺以及集成控制方面,我国仍有很大的提升空间。

所以,从目前来看,氢能行业依然处于一个相对初期的阶段,依然道阻且长。

对于长城汽车来说,目前油车、混动、纯电以及氢燃料四线并行,精力以及资源能够兼顾得过来?这是一个疑问点。不过就像如是金融研究院院长、首席经济学家管清友说的那样:「从资本的角度,我们唯一无法考量的是企业家精神,长城汽车在未来能源的选择上虽是一次冒险,但十分值得。」

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