在氫燃料電池汽車板塊中一直充當“配角”的乘用車,最近大有“翻身”之勢。
不久前,豐田汽車公司與寶馬集團宣布,將共同研發(fā)第三代燃料電池系統(tǒng),寶馬將于2028年推出首款量產(chǎn)燃料電池車型,一下成為全行業(yè)熱點。
無獨有偶,10月31日,就在重慶舉行的國際氫能燃料電池乘用車技術(shù)論壇上,眾多行業(yè)專家和企業(yè)代表也紛紛呼吁:加大對氫燃料乘用車的政策支持力度,推動形成“氫電互補”,真正實現(xiàn)“零碳”交通。
還有更多新的動向。比如歐盟提出到2030年將部署超過370萬輛燃料電池乘用車。韓國計劃到2040年前生產(chǎn)620萬輛燃料電池汽車,并主導全球氫燃料電池汽車發(fā)展。
“除了豐田、寶馬、現(xiàn)代,上汽、廣汽和位于重慶的長安等多家車企,都正在加大氫燃料電池乘用車研發(fā)力度。”國際氫能燃料電池協(xié)會秘書長王菊表示,種種跡象表明,氫燃料電池乘用車正成為牽動行業(yè)未來發(fā)展的重要一環(huán)。
這一變化是如何發(fā)生的?重慶在其中又是否能發(fā)現(xiàn)一些新的產(chǎn)業(yè)機遇?
多個瓶頸實現(xiàn)突破
國內(nèi)過去主要發(fā)展氫燃料電池商用車。中國汽車戰(zhàn)略與政策研究中心發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示,國內(nèi)燃料電池示范城市群推廣的燃料電池汽車目前為1.5萬輛,但絕大部分是商用車,乘用車還不到1000輛。
上述狀況的主要原因是,技術(shù)所限導致車輛的制造成本高昂,安全以及加氫便利性不足等。
由于乘用車在經(jīng)濟性和管理復雜性上比商用車要求更高,更難開展規(guī);痉哆\營。
而時至目前,情況已經(jīng)發(fā)生了變化。
11月6日,深藍汽車動力開發(fā)部,記者看到了該公司的一款量產(chǎn)氫燃料電池乘用車——SL03氫電版車型。外觀上,它與SL03電動車差不多,但內(nèi)部結(jié)構(gòu)卻有很大區(qū)別,除了安裝有儲氫罐,還有深藍汽車自研的燃料電池系統(tǒng)。依托全變量解耦高精度控制技術(shù),該款燃料電池系統(tǒng)的氫電轉(zhuǎn)換效率大于62%,整車百公里氫能耗只需0.65kg,達行業(yè)領(lǐng)先水平。并且,在氫轉(zhuǎn)電的過程中,系統(tǒng)還可以高效回收余熱進行整車采暖,因此該車冬季行駛時也不會因氣溫低而導致續(xù)航縮水。
▲深藍氫能。受訪者供圖
“這套系統(tǒng)最初研發(fā)的時候,成本還較高,搭載到深藍SL03上,直接抬高了整車成本,因此該車上市時,一輛SL03氫電版要賣69.9萬元。”深藍汽車動力開發(fā)部副總經(jīng)理杜長虹介紹,隨著行業(yè)及技術(shù)的發(fā)展,目前深藍汽車正在自研的第二代燃料電池系統(tǒng),其價格至少能降低一半,未來深藍推出的燃料電池車型,其售價可能降到30萬元以下,補貼后價格將更低,這樣開展示范應(yīng)用就容易多了。
這一切都得益于技術(shù)和供應(yīng)鏈體系的整體進步。
“早期氫燃料電池的性能只有200瓦/升,而如今已經(jīng)達到了5000瓦/升。”上海捷氫科技股份有限公司副總經(jīng)理侯中軍介紹,此外通過整個行業(yè)10多年的努力,儲氫設(shè)備的成本也大幅下降,電堆、關(guān)鍵材料、車載系統(tǒng)等國內(nèi)產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)初步成型,可以支撐氫燃料乘用車的小規(guī)模示范應(yīng)用。
長期困擾氫燃料電池乘用車發(fā)展的安全問題,近年來也逐步得到解決。
去年末,中國汽研聯(lián)合深藍汽車等單位,成功完成國內(nèi)首次氫燃料電池整車極限火燒試驗。中國汽研總經(jīng)理劉安民介紹,該公司依托氫能國家級平臺,牽頭了3項國家重點研發(fā)計劃、2項國資委專項,并聯(lián)合電子科大、同濟大學團隊自主開發(fā)氫能產(chǎn)品安全測試裝備,包含燃料電池子系統(tǒng)、電堆、發(fā)動機測試臺、電解槽測試臺等,有力支撐氫能產(chǎn)品安全開發(fā)及驗證。
除了技術(shù)進步,一些基礎(chǔ)配套設(shè)施的投用也在創(chuàng)造有利條件。
以川渝地區(qū)為例,自2021年11月“成渝氫走廊”正式貫通以來,兩地已建成加氫站26座,如今每天都有數(shù)百輛氫能商用車來往于成都、重慶以及周邊城市。最新數(shù)據(jù)顯示,目前我國已建成加氫站超過500座,位居全球首位,這無疑也能為氫燃料電池乘用車發(fā)展提供支撐。
對手鋪就的“陽關(guān)道”
行業(yè)看好氫燃料電池乘用車,這其中還少不了“對手的神助攻”。
長期以來,氫燃料電池與現(xiàn)有的新能源汽車體系,是不折不扣的競爭和替代關(guān)系。令很多人多沒有想到的是,新能源汽車,如今竟然為氫燃料電池乘用車鋪就了“陽關(guān)道”。
2021年,國內(nèi)新能源汽車開啟爆發(fā)式增長,而據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù),2021年—2023年,國內(nèi)增程車型銷量增長率分別為206%、116%及173%。同期,純電車型為157.4%、67.5%及24.4%。增程車型增長率遠高于純電車型。
增程汽車是利用燃油發(fā)動機發(fā)電注入到電池,再帶動電動機驅(qū)動車輪。在同濟大學教授、國際氫能燃料電池協(xié)會常務(wù)理事余卓平看來,增程系統(tǒng)本質(zhì)上屬于一種復合電源。同樣的,氫燃料電池也是復合電源,在能量傳遞、電氣化架構(gòu)等方面,兩者非常相似。可以說,氫燃料電池本身就是一個增程器,燃油增程就是未來氫電增程的“前置技能”。
杜長虹認為,市場對燃油增程構(gòu)型的新能源汽車高度認可,為氫燃料電池乘用車采用增程式技術(shù)路線提供了重要思路。“有了傳統(tǒng)增程技術(shù)支撐之后,我們在這個基礎(chǔ)上來做氫燃料電池,是比較容易平滑過渡的。未來從燃油增程市場將逐漸向氫電增程進行發(fā)展,這也有助于我國雙碳目標的早日達成。同時增程式燃料電池乘用車本身具有耐久性高、續(xù)駛里程長及低溫續(xù)航不打折等優(yōu)勢,是極具市場競爭力的產(chǎn)品。”
寶馬中國研發(fā)整車部副總裁丁政平說,從上述技術(shù)變化可以看出,目前的電動車和燃料電池技術(shù)不應(yīng)該彼此對立,而是可以形成優(yōu)勢互補。他透露,寶馬2028年量產(chǎn)的氫能驅(qū)動系統(tǒng)產(chǎn)品,就將利用現(xiàn)有的純電平臺進行高效開發(fā),并設(shè)計緊湊扁平的儲氣系統(tǒng),以符合車身剛性、結(jié)構(gòu)完整性的要求。
“目前行業(yè)已經(jīng)對未來技術(shù)路徑達成了共識,就是解決儲氫系統(tǒng)和電動車電池互換性的問題。”東風汽車研發(fā)總院副院長史建鵬認為,在這樣的技術(shù)下,汽車的體積儲氫密度能夠提升10%以上,泄漏風險點減少20%以上,同時也節(jié)省了數(shù)以十億元計的新平臺開發(fā)成本。
加強示范推動“氫電互補”
氫燃料電池乘用車已經(jīng)有了起勢的苗頭,但面臨的困難也有很多。
國氫科技技術(shù)總監(jiān)陳平表示,功率密度低、動態(tài)性能弱、低溫啟動難、使用壽命短是阻礙上述板塊發(fā)展的技術(shù)難題。商用車同樣也面臨這些挑戰(zhàn),但是乘用車對此要求會更高。
“產(chǎn)業(yè)的一些關(guān)鍵材料、部件還依賴于進口,核心材料產(chǎn)能缺口也較大。”陳平說,此外未來如果做網(wǎng)約車商業(yè)化運營,需要運營牌照的支持。更重要的是氫氣,現(xiàn)在氫氣價格高、供應(yīng)穩(wěn)定性不好,如果氫氣能達到25元/公斤以下,就能跟商用充電的價格基本持平。
豐田智能電動汽車研發(fā)中心(中國)有限公司主查西部志朗表示,目前70兆帕的加氫站許可并沒有完全放開,而如果使用35兆帕加氫,汽車的續(xù)航會減半,大大影響用戶使用便利性。此外,很多城市加氫站布局不太合理,商用車、乘用車等大小車輛都集中到比較少數(shù)的加氫站,導致了氫氣不足、等待時間過長等問題。
劉安民表示,在安全方面,目前國內(nèi)還缺少能夠在大尺寸范圍下開展氫安全研究和測試的專用實驗場所,也缺乏覆蓋實際應(yīng)用場景的氫安全技術(shù)和測評體系,這些都需要進一步加強。
針對上述問題,王菊建議,要進一步加大推進70兆帕高壓加氫站的力度,完善相關(guān)標準法規(guī),在上海、四川、重慶等省市規(guī)劃和建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通的氫走廊,為燃料電池乘用車推廣提供更加便捷的氫能供給網(wǎng)絡(luò)。另外,可結(jié)合目前國內(nèi)氫燃料電池示范城市的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢,組織實施中國綠氫規(guī);痉秶H合作項目,探索可行的應(yīng)用場景,與電動汽車形成氫電互補發(fā)展格局。
杜長虹表示,未來國內(nèi)新增的示范城市群中,應(yīng)試點至少一個以燃料電池乘用車為主的城市群,政府支持能源企業(yè)、整車企業(yè)和運營企業(yè)打造適合燃料電池乘用車示范運行的平臺場景,供全國各地乘用車企業(yè)來展示和探索。
加快氫燃料電池汽車推廣應(yīng)用,重慶在行動。不久前,市經(jīng)信委才與市公安局、市財政局聯(lián)合印發(fā)本年度氫燃料電池汽車推廣應(yīng)用政策措施,出臺了一批百萬級補貼獎勵。
此外,我市還依托現(xiàn)有氫燃料電池整車企業(yè)及核心配套項目,在兩江新區(qū)和九龍坡區(qū)建設(shè)一批加氫站,并重點在成渝高速、渝萬高速等沿線布局加氫站,通過與成都已建成的加氫站相互銜接,優(yōu)化完善“成渝氫走廊”。
業(yè)內(nèi)人士表示,重慶目前已聚集德國博世、國鴻氫能、明天氫能等一批國內(nèi)外氫燃料電池系統(tǒng)及核心部件企業(yè),形成了較強的本地配套能力,正推動形成氫能“制、儲、運、加、用”全產(chǎn)業(yè)鏈,未來通過深度整合川渝兩地氫能產(chǎn)業(yè)資源優(yōu)勢,將有利于打造氫燃料電池乘用車產(chǎn)業(yè)發(fā)展高地。
(責任編輯:子蕊)
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