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氫燃料電池未來可期 跨國零部件巨頭爭相布局

2020-02-27 12:49  來源:蓋世汽車網(wǎng)  瀏覽:  

憑借零排放、續(xù)航里程長、加氫時(shí)間短、能量轉(zhuǎn)換效率高等特性,氫燃料電池汽車正逐漸進(jìn)入小規(guī)模商用階段。以國內(nèi)市場為例,2019年國內(nèi)燃料電池汽車銷量就達(dá)到了2.737輛,相較于2018年的1.527輛,大增79.2%。按最新規(guī)劃,今年國內(nèi)燃料電池汽車銷量爭取實(shí)現(xiàn)5.000到1萬輛的規(guī)模,2025年實(shí)現(xiàn)5萬到10萬輛的規(guī)模,到2030年?duì)幦?shí)現(xiàn)百萬輛規(guī)模。

氫燃料電池汽車如此廣闊的發(fā)展空間,在近兩年吸引了眾多車企和零部件企業(yè)紛紛布局。例如本田、豐田、現(xiàn)代等整車廠,目前均已推出了可量產(chǎn)的氫燃料電池汽車,另外諸如大眾、奧迪、寶馬、雷諾、吉利、長城等也在進(jìn)行相關(guān)的技術(shù)探索。而在零部件領(lǐng)域,博世、蓋瑞特、佛吉亞、現(xiàn)代摩比斯等巨頭亦在積極響應(yīng)市場需求,加大對氫燃料電池汽車相關(guān)技術(shù)的投入。

氫燃料電池未來可期跨國零部件巨頭爭相布局

近日,佛吉亞宣布其已獲得現(xiàn)代汽車重要訂單——為現(xiàn)代汽車提供完整的儲氫系統(tǒng),包括10.000臺儲氫罐。據(jù)悉,這些產(chǎn)品均將在佛吉亞位于法國巴旺、專注儲氫罐技術(shù)研發(fā)的全球技術(shù)中心內(nèi)進(jìn)行生產(chǎn),預(yù)計(jì)2021年初開始交付。2019年7月,佛吉亞投資了約2.500萬歐元在其位于法國巴旺的佛吉亞研發(fā)中心內(nèi)成立全球技術(shù)中心,用于研發(fā)儲氫系統(tǒng),該中心計(jì)劃于2020年第二季度起投入運(yùn)營。

此次佛吉亞成功獲得現(xiàn)代汽車訂單,可以說是對其過去幾年在氫燃料電池領(lǐng)域所做的努力給予的肯定。為推動氫燃料電池在汽車行業(yè)的發(fā)展,過去幾年佛吉亞投入了大量資源,來探索這項(xiàng)技術(shù)的可能性。例如2017年5月,佛吉亞通過與STELIA航天復(fù)合材料公司合作,獲得了為燃料電池汽車設(shè)計(jì)碳纖維復(fù)合材料高壓儲氫罐,并將其工業(yè)化以及商業(yè)化的能力;2017年9月,佛吉亞與法國CEA簽訂五年合作協(xié)議,就燃料電池堆技術(shù)的研發(fā)項(xiàng)目展開了合作。2019年11月,佛吉亞與米其林正式建立氫能源出行合資公司SYMBIO,用于研發(fā)、生產(chǎn)和銷售針對輕型車、商用車和卡車以及其他應(yīng)用領(lǐng)域的氫燃料電池系統(tǒng),新公司欲在歐洲、亞洲和美國建立三個(gè)生產(chǎn)基地,以滿足全球主要汽車市場客戶的需求。

在佛吉亞集團(tuán)首席執(zhí)行官柯瑞達(dá)看來,燃料電池電動車技術(shù)將在未來十到十五年內(nèi)成為動力總成系統(tǒng)的重要組成部分,尤其針對商用車領(lǐng)域。為此,在2019年上海車展期間佛吉亞曾宣布每年將在燃料電池技術(shù)研發(fā)上投入約1.500萬歐元的經(jīng)費(fèi),到2030年,佛吉亞意欲通過SYMBIO在燃料電池領(lǐng)域獲取25%的市場份額,并實(shí)現(xiàn)約15億歐元的營業(yè)額。

博世在氫燃料電池領(lǐng)域的布局也是由來已久。2017年9月,博世與氫卡車初創(chuàng)公司尼古拉汽車公司達(dá)成合作,共同研發(fā)氫燃料電池電動卡車。同年11月,博世與濰柴動力建立合作,共同開發(fā)生產(chǎn)氫燃料電池及相關(guān)部件。之后,博世又陸續(xù)與Powercell、慶鈴汽車等在氫燃料電池領(lǐng)域達(dá)成一致。

基于這一系列的布局,2019上海車展上博世首次展出了包括電動空氣壓縮機(jī)、氫氣噴射器、氫循環(huán)泵等在內(nèi)的燃料電池關(guān)鍵零部件。與此同時(shí),為更好地研發(fā)、試制氫燃料電池動力總成相關(guān)產(chǎn)品,博世還在中國建立了氫燃料電池中心。2019年12月,該氫燃料電池中心在無錫奠基,按照規(guī)劃將于2020年底建成,2021年實(shí)現(xiàn)小批量生產(chǎn)。博世認(rèn)為”最晚到2030年,燃料電池將在動力總成系統(tǒng)中發(fā)揮重要作用。”

為推動氫燃料電池技術(shù)的發(fā)展,2019年大陸集團(tuán)亦成立一個(gè)專門的燃料電池實(shí)驗(yàn)室,用于開展相關(guān)的研究。該實(shí)驗(yàn)室由大陸集團(tuán)與德國開姆尼茨工業(yè)大學(xué)聯(lián)合設(shè)立,核心是一款高性能測試臺,該測試臺可模擬環(huán)境變化,這對氫燃料電池性能的評估非常重要。比如大陸集團(tuán)可憑借該測試臺,在不同溫度、壓力、濕度乃至不同載荷的仿真環(huán)境下對燃料電池系統(tǒng)進(jìn)行測試。

而蓋瑞特更是早在2016年就為本田氫燃料豪華轎車Clarity提供了兩級電動壓縮機(jī),其首創(chuàng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了在駕駛艙內(nèi)布置氫燃料電池堆,釋放后排空間,完全滿足5人乘坐需求。2019年上海車展,該產(chǎn)品在蓋瑞特展臺進(jìn)行了展出,彼時(shí)蓋瑞特的這款氫燃料電池電動壓縮機(jī)已經(jīng)規(guī)劃到了第三代,計(jì)劃在2025年實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。

蓋瑞特認(rèn)為,現(xiàn)階段氫燃料汽車發(fā)展存在的最大阻力還是成本問題,而要實(shí)現(xiàn)降本,關(guān)鍵路徑有三個(gè):需求的規(guī)?;㈥P(guān)鍵技術(shù)的革新,以及大規(guī)模生產(chǎn)制造經(jīng)驗(yàn)和和生產(chǎn)的一致性。目前,蓋瑞特正致力于與氫燃料汽車產(chǎn)業(yè)鏈各環(huán)節(jié)進(jìn)行協(xié)同,共同降低成本,解決行業(yè)發(fā)展的成本痛點(diǎn)。

除以上這幾家比較具有代表性的零部件巨頭,另外諸如現(xiàn)代摩比斯、電裝、馬勒、舍弗勒、麥格納、愛爾鈴克鈴爾等,在過去兩年也圍繞氫燃料電池開展了一系列相關(guān)的研發(fā)。例如現(xiàn)代摩比斯,去年被曝投資了3億美元在蔚山市附近建造燃料電池汽車配件廠,用于幫助現(xiàn)代汽車達(dá)成2022年生產(chǎn)4萬輛氫燃料電池汽車的目標(biāo),并在2030年將產(chǎn)能提升到每年50萬輛。舍弗勒充分利用公司在材料技術(shù)、成型技術(shù)和表面處理等方面的傳統(tǒng)核心技術(shù),開發(fā)了燃料電池的關(guān)鍵部件 -- 金屬雙極板。而愛爾鈴克鈴爾繼投資3000萬元人民幣在其蘇州工廠旁建立了一間占地面積約1000平方米的燃料電池實(shí)驗(yàn)室后,又計(jì)劃于今年年底前在蘇州二期項(xiàng)目中投資建設(shè)燃料電池全自動組裝生產(chǎn)線。

伴隨著這些企業(yè)的爭相涌入,目前氫燃料電池儼然成了新能源汽車市場一股不可忽略的新技術(shù)力量。

“氫車”雖好 商業(yè)化之路任重道遠(yuǎn)

2015年,10輛;2016年,629輛;2017年,1275輛;2018年,1.527輛;2019年,2.737輛。

回看過去五年國內(nèi)氫燃料電池汽車的銷量,可以發(fā)現(xiàn)盡管總銷量并不高,但氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展形勢卻在逐步向好。接下來如何實(shí)現(xiàn)這項(xiàng)技術(shù)更大規(guī)模的商用,是行業(yè)亟待解決的問題。

對此,現(xiàn)代自動車株式會社副社長李仁哲就曾建議可從加大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、推出市場友好政策、政府發(fā)揮示范效應(yīng)等多個(gè)方面著手。特別是擴(kuò)大加氫站的建設(shè),對于提升用戶關(guān)于氫燃料電池汽車的使用體驗(yàn)具有重要意義。

據(jù)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2019年全球新增了83個(gè)加氫站,總數(shù)達(dá)到了432個(gè),另外還有226個(gè)加氫站正處于計(jì)劃建設(shè)的階段,這其中僅330個(gè)加氫站可以向公眾開放。而國內(nèi)由于起步相對較晚,再加上加氫設(shè)備產(chǎn)業(yè)化能力不足、成本偏高,目前正在運(yùn)營的加氫站不過50來個(gè),且?guī)缀醪粚ν忾_放,只供特定的公交車隊(duì)或運(yùn)輸車隊(duì)使用。要想實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車的快速普及,僅僅依靠目前的配套數(shù)量明顯不夠。為此,在由中國汽車工程學(xué)會牽頭編制的《節(jié)能與新能源汽車路線》中,就明確提出到2020年,中國將建成100座加氫站;到2030年,這一數(shù)字將增至1000座。

而在政府示范效應(yīng)方面,現(xiàn)代汽車作為全球較早涉足氫燃料電池汽車的車企之一,通過和韓國政府的合作,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了很多的示范運(yùn)營,例如在城市清潔用車、警車等方面,現(xiàn)代汽車已經(jīng)開展了很多的改造項(xiàng)目,積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。發(fā)展到現(xiàn)在,現(xiàn)代在氫燃料電池汽車領(lǐng)域的發(fā)展勢頭已有超過“老大哥”豐田的趨勢。

2019年,全球氫燃料電池乘用車銷量創(chuàng)下歷史新高,超過7.500輛,同比增長約90%。據(jù)悉,這些氫燃料電池乘用車主要來自現(xiàn)代的NEXO和豐田的Mirai,其中NEXO氫燃料電池汽車去年的總銷量為4.818輛,豐田Mirai的總銷量為2.407輛。為在2025年之前成為全球三大電池和燃料電池電動汽車制造商之一,去年底現(xiàn)代汽車發(fā)布了“戰(zhàn)略2025”路線圖補(bǔ)充稱,到2025年現(xiàn)代汽車目標(biāo)是每年銷售67萬輛電動汽車,包括56萬輛純電動車和11萬輛燃料電池電動汽車,其“野心”可見一斑。另據(jù)最新消息報(bào)道,去年底一輛現(xiàn)代Nexo 打破了氫動力汽車單箱氫氣最遠(yuǎn)行駛距離的世界紀(jì)錄,在法國境內(nèi)行駛了約484英里(約778公里),突破了該車的預(yù)計(jì)行駛里程。

殼牌亞太區(qū)氫能業(yè)務(wù)開發(fā)總經(jīng)理陳肇楠亦認(rèn)為,加氫站建設(shè)是實(shí)現(xiàn)燃料電池車發(fā)展的必要條件,在這之外透明、持續(xù)、穩(wěn)定的政策支持,是加氫站規(guī)?;ㄔO(shè)和運(yùn)營的重要支撐。此外陳肇楠指出,如果想實(shí)現(xiàn)氫燃料電池汽車的快速普及,還需要政府、汽車制造商和能源公司的緊密合作,共同完善氫產(chǎn)業(yè)鏈,保障氫的供應(yīng)。比如政府應(yīng)鼓勵(lì)跨行業(yè)、跨地域的廣泛合作,并將氫能作為能源管理,納入國家能源戰(zhàn)略體系,進(jìn)一步明確氫能產(chǎn)業(yè)的國家主管部門。另外氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范也應(yīng)盡快建立,并與國際標(biāo)準(zhǔn)協(xié)調(diào)完善,以盡早釋放我國氫能發(fā)展?jié)摿Α?/p>

值得一提的是,目前在氫燃料電池汽車的發(fā)展方面,國家和地方政府已經(jīng)在扮演重要的推手作用。此前國家出臺的《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》等重要文件中,明確提及要大力發(fā)展氫燃料汽車。地方層面,據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),為搶占?xì)淠墚a(chǎn)業(yè)制高點(diǎn),過去兩年國內(nèi)先后有二十多個(gè)省市相繼發(fā)布了氫能和燃料電池的發(fā)展計(jì)劃,并已初步形成了以上海、如皋為主要示范點(diǎn)的長三角,以佛山為代表的珠三角,和以北京、天津、張家口為代表的京津冀等多個(gè)主要的氫能產(chǎn)業(yè)集群。

其中在長三角地區(qū),以上海為中心,目前已先后打造了如皋“氫經(jīng)濟(jì)示范城市”、臺州“氫能小鎮(zhèn)”等多個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目。圍繞這些項(xiàng)目,預(yù)計(jì)到2021年長三角地區(qū)將建成超過40座加氫站基礎(chǔ)設(shè)施,到2025年建成超過200座,2030年超過500座。保有量方面,到2021年長三角燃料電池車計(jì)劃將超過5.000輛,到2025年將達(dá)到5萬輛,2030年達(dá)到20萬輛。

京津冀地區(qū),圍繞2022年冬奧會,目前也在大力推廣氫燃料電池汽車。早在2018年,張家口市氫燃料電池公交車就開始投入運(yùn)營,首批上線49輛,2019年10月22日,張家口市公交集團(tuán)公司再次投入100輛氫燃料電池公交車,到現(xiàn)在該市累計(jì)投入的氫燃料電池公交車已達(dá)到174輛,僅次于佛山。與此同時(shí),張家口市也在大力推進(jìn)制氫廠和加氫站建設(shè)。按照規(guī)劃,到2022年張家口全市將完成19個(gè)縣區(qū)加氫網(wǎng)絡(luò)全覆蓋。

此外,氫燃料電池汽車關(guān)鍵技術(shù)有待突破也是很重要的一方面,尤其是制氫、儲氫、運(yùn)氫、加氫技術(shù)等的不夠成熟,催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙、空壓機(jī)、氫循環(huán)泵等關(guān)鍵材料嚴(yán)重依賴進(jìn)口,制氫技術(shù)和成本還無法平衡,均在很大程度上制約了氫燃料電池汽車的發(fā)展。以氫氣的儲存和運(yùn)輸為例,眾所周知作為一種熱值極高的燃料,氫氣需要在低溫或者高壓條件下儲存、運(yùn)輸,然而這樣不但成本高,還存在安全隱患,一旦出現(xiàn)事故,后果特別嚴(yán)重。

正是基于這些挑戰(zhàn),雖然氫燃料電池汽車具有高效、續(xù)航里程長等優(yōu)點(diǎn),但目前主要應(yīng)用在商用車領(lǐng)域,如公交車、客車、物流車、卡車等,其要想真正實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,還有很長一段要走,至少在可以預(yù)見的未來,實(shí)現(xiàn)純電動汽車和氫燃料電池汽車的協(xié)調(diào)發(fā)展才是新能源汽車的發(fā)展之道。

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