对汽车业来说,随着“脱碳”成为全球性课题,发展氢能源以及燃料电池汽车便成为减排的最优路线,而长城汽车在“氢”能源领域的努力,也为中国新能源汽车产业的发展提供了有益借鉴。

长城汽车“氢”装上阵

在默默耕耘数年之后,长城汽车首次向外界展示了自己在氢能领域的研发成果,并进一步表明了发展氢能汽车的决心。

3月29日,长城汽车在河北保定总部正式发布了自己的“氢动力系统”全场景解决方案——氢柠技术。

在长城汽车内部,氢柠技术被总结为“1+3+5”,即一整套车规级研发体系,三大技术平台和五大性能优势。其中,包含100多项企业标准、500多项硬件需求、5000多项软件需求以及数千项检测和数万次试验的一整套车规级研发体系是氢柠技术的根本,它可以根据整车需求,从上至下快速定义、分解、仿真和设计燃料电池发动机系统、零部件和材料,并通过试制试验从而确保产品的高性能、高质量和低成本;由氢电平台(HE)、电堆平台(HS)、储氢平台(HP)组成的三大技术平台,则是氢柠技术的核心;而全面推动燃料电池系统走向高功率(>200kW)、高效率(>60%)、高温度(>100℃)、高耐久(>20000小时)和高互联,将会是未来五年长城汽车的重点。

与此同时,长城汽车还规划了三步走的氢能战略:第一阶段(2021至2025年),开启氢时代,聚焦氢示范;第二阶段(2025至2035年),发展氢经济,开放氢生态;第三阶段(2035至2050年),建成氢社会,贡献碳中和。

为实现这一目标,长城汽车称,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。

长城未势能源董事长张天羽表示:“今年,长城汽车将推出首款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的落地;2022年,首支高端乘用车服务车队会出现在冬奥会的舞台上;2023年,长城汽车要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。”

据了解,未势能源是长城汽车旗下负责氢能汽车的主要运营公司,研发团队来自世界各地。在过去6年里,长城汽车已针对氢燃料电池技术投入了20亿元,并计划在未来三年再投入30亿元,构建起“制-储-运-加-应用”一体化供应链生态,以打破核心技术壁垒并联通上下游产业链,加速氢能商业化推广。

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,尤其是在产业链上、下游,以及规模化可再生能源存储等方面取得了一定成绩。

产业加速信号明显

随着“脱碳”成为全球性课题,作为战略性新兴产业之一的氢能,便站在了产业风口。不过,相比纯电动汽车,氢能汽车目前还是小众产品,要想最终实现商业化,依然面临不少痛点。

同济大学教授、国家重点科技计划“新能源汽车”总体组专家余卓平表示,“我国是世界上第一产氢大国,大概一年能生产将近4000万吨的氢气,但这些氢气目前主要用在工业领域,没有用在交通领域”。

与此同时,由于我国燃料电池汽车核心技术和关键零部件技术尚未突破,产业基础设施不足,标准法规缺失,氢气作为能源管理的体系尚未建立等诸多原因,使得燃料电池汽车一直未能实现规模化发展。

如是金融研究院院长、首席经济学家管清友认为,“发展氢能有两个核心问题:一是技术,二是商业化。如果没有技术上的重大的革命性的突破,实现碳中和目标几乎是不可能的”。

对此,长城汽车董事长魏建军坦言:“目前,在乘用车使用氢方面,业界还存有争议。不过,氢能汽车的境况和十年前电动车的局面十分类似,未来的发展速度会像电动车的推广一样快。”他认为,氢能汽车的商业价值除了需要培养,也要看产业发展的速度,而中国的响应速度向来很快。

据了解,自2020年以来,国家就开始密集出台政策指导,产业加速信号明显。目前,已有上海、天津、广州、佛山、济南、武汉、如皋、苏州、成都等多个城市出台了支持氢能产业发展的政策,加速了我国氢燃料电池产业链条的布局。

而在技术上,经过多年努力,长城汽车已在氢能汽车方面完成了产业布局及研发体系、能力建设、技术攻关和产品验证,并掌握了双极板、MEA、电堆、供气系统以及发动机等核心产品的核心技术。

或许是因为在发展过程中曾遇到被别人“卡脖子”的问题,长城汽车对产品核心技术的主导权格外重视。

早在2014年底,长城汽车就已开始对氢能汽车的探索。一年多后,长城汽车于2016年成立了XEV(指代不同类型的新能源)项目组,正式开启了氢燃料电池汽车研发之路。2018年3月,长城汽车成为首家加入国际氢能委员会(Hydrogen Council)的中国车企。

魏建军说,即便有些技术投入最终可能没有回报,甚至会“赔钱”,长城汽车也要去啃这些“硬骨头”。“在没有确定一个最终的技术方向时,我们必须要布局得全面,然后再根据市场需求,筛选出合适的技术路线。”

力推氢能汽车商业化进程

长城汽车大力布局氢能源车的背后,是氢能产业渐成下一个风口的全球发展形势。

据了解,氢燃料动力电池是目前技术条件下电动车发展的最终趋势与状态。原因有两个:第一,氢燃料电池动力并不会改变汽车社会运行了100多年的规则,用户可以通过加注实物化的氢燃料实现续航里程的补充,而不是虚拟化的电;第二,氢燃料电池的能量密度会比三元锂离子电池组更高,且接近甚至会超过现在化石燃料的水平——而这也意味着,在相同的整备质量下,氢燃料电池组可以获得更高的续航里程。

魏建军认为:“未来,受排放问题影响,对发动机的要求会越来越高,成本就会上涨,而随着电池技术的发展越来越快,产业链就能越来越成熟。从极限推演来看,到2025年,两者的价格就能持平,届时氢燃料乘用车将比大型电动车更具竞争优势。”

事实上,氢燃料电池因为其环保、安全等特性,早已成为各国汽车领域重要的发展方向之一。目前,国外已经有丰田、本田以及现代等车企实现了氢燃料电池乘用车的量产,其车型分别为丰田Mirai、本田Clarity以及现代NEXO等。

当下,我国已经制定了明确的“脱碳”计划,氢能源以及燃料电池汽车作为减排的最优路线,当仁不让地成为实现“碳达峰”和“碳中和”的重要技术手段。因此,在我国的政策设计中,坚持发展氢燃料电池汽车,便被早早赋予抢占新能源技术制高点的战略意义。

有业界人士认为,全球已正式迈入“碳经济时代”。对汽车业来说,“碳经济”不是简单地把燃油车换成电动车,也不是一味计算碳中和与碳积分交易那么简单,它更像是一场“伤筋动骨”的技术与商业革命。

在以燃油为基础的汽车发展历程中,中国汽车工业由于起步晚、基础差,致使在很多方面曾受制于人,以至于直到今天,中国汽车企业在传统车领域仍与外资品牌有较大差距。但“新四化”为汽车业的变革提供了一次绝佳机会,尤其是当全球生态改变的共性问题之下,能源变革给中国汽车产业的发展提供了一次千载难逢的机遇。

更重要的是,中国市场的多样性和消费者乐于“尝鲜”的健康心态,使得新能源车在技术上呈现出百花齐放、百家争鸣的局面,而长城汽车的探索,将加快氢能产业的商业化进程,无疑为中国新能源汽车产业的未来发展及提升全球化竞争力和影响力提供了有益借鉴。记者 傅勇