世界今头条!漳州开发区:重卡“氢”装出海
核心提示
重量轻、储量丰富、燃烧性能好……氢能是一种公认的清洁能源。交通,是其最重要的应用场景之一。
国家发展改革委、国家能源局联合印发的《氢能产业发展中长期规划(2021—2035年)》明确提出,要“有序推进氢能在交通领域的示范应用”,并提出到2025年,“燃料电池车辆保有量约5万辆,部署建设一批加氢站”的发展目标。
(资料图片仅供参考)
在漳州开发区,政企双方都看好氢能源产业,联手把握这一产业发展的主动权。在这里,氢燃料汽车从业者聚焦核心技术,用理性务实的态度一点一滴研发探索;在这里,有全省唯一的氢燃料重型卡车正向研发基地,中国第一辆正向研发的氢燃料牵引车正出自于此,已形成氢燃料重型卡车的科技、研发、制造、营销、服务等全产业链解决方案。
应用之路存在难点
日前,全球首辆打入澳大利亚市场的氢燃料重卡下线交付仪式举行,漂洋过海发往澳大利亚。它的“出生地”是漳州开发区。
“它是澳大利亚市场的第一辆氢能源汽车,也是国内第一辆正向研发的氢燃料牵引车,售价约为400万元人民币。”威驰腾(福建)汽车有限公司副总裁陈文介绍,“逆向研发”就是将其他品牌的车型买回来拆解,在其基础上进行修改,并且避开原车型的一些专利。“逆向研发”的优点是可以在短时间内拿出成果,减少研发成本。而与之相反,“正向研发”是指根据氢燃料汽车的使用需求,从车辆的外观、内饰到车辆的动力系统,都根据氢燃料系统进行匹配、设计和研发。正向研发需要大量人力财力,也需要很长的周期,其优点是能避免同级别车辆的通病,性能更好。
一眼看过去,这辆车与日常车辆并无差异。它没有油箱,但驾驶室后方有3个Ⅳ级氢瓶,储氢压力达到70兆帕。该车的续航里程可达600公里以上。试车员郭艺斌的驾车体验是:爬坡匀速且稳,特有劲。
“氢能源车的技术核心之一在于氢燃料电池。”陈文介绍,氢能源车的工作原理,是将氢气通入车内的燃料电池,让氢气和氧气在燃料电池里发生反应并发出电,再用电驱动车前进。
氢能源汽车的优点非常明显。首先,它的储能密度非常高。相同体积的氢气和电动车的电池相比,氢气存储的能量更多。其次,3分钟就能快速充氢。氢能源汽车在续航和补能效率上与燃油车相当。
它最大特点就是环保。氢能分成三种,灰氢、蓝氢和绿氢。灰氢是指通过石油、煤炭、天然气燃烧产生的氢气,碳排放量最高。蓝氢是通过特定技术,把天然气重整做成氢,实现了低碳生产。绿氢是通过太阳能、风能、核能制造氢气,生产过程中完全没有碳排放。而中国的发展重点是绿氢,也就是“零碳氢气”。
“普通燃油车排出的尾气会发黑或发蓝,但氢燃料汽车排出的是水。有人甚至将氢能源车称为‘移动的空气净化器’。这是因为燃料电池非常敏感,为了保证进入电池的空气的纯净,氢能源车需要设置物理吸附、化学吸附等多道过滤装置。”陈文介绍,过滤后的空气进入电池与氢气发生反应后,再排放出去的物质,只有水和更清新的空气。
不过,氢能源汽车也有三大痛点。首先就是储存和运输氢气的成本较高。管道和储罐都必须使用特殊的钢材料,防止氢气的侵蚀和渗透。
中国是世界上最大的制氢国,年制氢产量约3300万吨。不过,太阳能、风能等制备出的绿氢,主要来自西部地区,但对氢能需求旺盛的则是东部地区。要解决供需错配问题,需要加强氢气的运输能力。
痛点二是安全性。空气中只要混进4%的氢气,一旦遇火就容易爆炸。氢能源汽车如果停在类似地下车库的封闭空间内,有一定风险。
痛点三是建加氢站的费用十分高昂,一座加氢站要投资1200万到1500万元。数据显示,中国已累计建成加氢站超过270座,约占全球总数的40%,位居世界第一。倘若想达到加油站那么高的密度,还需要很长时间。短时间内,个人乘用车的便捷加氢还实现不了。
“氢燃料汽车发展中,存在先有鸡抑或是先有蛋的问题。加氢站密度太低,就不能带动氢能源车的大批量生产。倘若没有产量和销售,加氢站运营商也就没有发展的动力。这就成了一个互相制约的循环。”闽南师范大学教授黄旭光表示。
尽早布局抢占先机
尽管氢燃料汽车发展存在些许困难,但长期看,氢能源足够清洁,效能高,是理想能源。政企双方都在抓紧布局。
“漳州开发区处于厦门和漳州之间。目前,厦漳地区客车产业基础十分扎实。厦门拥有新能源汽车整车生产企业两家,其中金龙汽车集团出口规模位居国内第一。漳州龙海已引进金龙新能源车及零部件配套生产基地项目,规划产能14万辆客车。”漳州开发区投资促进局局长助理朱淑云表示,发展氢能源汽车,漳州开发区既有港口码头优势,也有产业地缘优势。去年8月,漳州开发区新能源汽车配套产业园正式签约落地。目前,除了龙头企业威驰腾,开发区也布局了云涛CKD汽车零部件项目、一佳特种车项目等零部件企业。
“道阻且长。但我们有自己的独门‘秘籍’,先从商用车,尤其是卡车入手,可以解决三大痛点。”陈文分析,从社会价值上来看,商用车的排放高。有数据显示,全国商用车占汽车总数之比虽只有12.7%,但能耗高,它消耗了全国51%的车用汽柴油。另外,由于商用车大多载货量大、行驶距离远且使用频率高,纯电动车很难满足其使用需求。
此外,商用车多行驶在固定路线上,比如公交车、物流配送车、环卫车、专线卡车等等。在这些固定路线上提高加氢站密度,就能解决加氢站密度不够的问题。
从安全性来看,大部分的商用车是停放在露天环境,万一氢气泄漏了,立即会被稀释,能极大降低爆炸风险。
基于此,陈文和他的团队将研发重点定为大功率氢燃料发动机的客车和卡车,并根据使用场景中的加氢站数量等情况“量身定制”。
“氢燃料电池方面,我们与拥有全球领先的PEM技术的巴拉德公司合作。此外,漳州工厂重点研究氢能源汽车的‘最强大脑’——氢燃料电池控制系统,为商用车客户批量‘私人定制’,以此压缩使用成本。”陈文举例说,对于燃料电池系统,硬件好像人的身体,控制软件好像人的大脑。健壮的身体和聪明的大脑是一个人高效工作的两大要素。
为了达到最佳“降本”效果,正向研发需要从不同商用车的加氢需求以及运输距离出发,分析如何进行整车配置,如长管气氢拖车适合短距离运输,液氢运输适合长距离运输。
以出口澳大利亚49吨氢燃料重卡为例。一般情况下,氢能源卡车功率80千瓦。为了满足长途高速行驶的需求,陈文及其团队设计氢燃料发动机系统功率为300~400千瓦。“提升功率是一项系统性工程,难免‘按下葫芦浮起瓢’。”陈文表示,提升功率后,车速上来了,车主体验感却变差了,不仅低速时车辆会抖动,高速时还会产生噪声。经过反复验证、多次优化设计,最终软件达到了抑抖降噪的目标,驾驶体验更良好。
又如旅游大巴的踏步高,乘员乘坐的位置比较高,底下有行李舱,不能像公交车一样把气瓶放在车顶上,得考虑在车底下进行布置。氢气放到乘客舱下面之后,还得考量如何保证安全性问题。
“我们在气瓶口安装了三个氢浓度的传感器,按照法规要求是在一个区域内持续3秒,浓度超过4%报警。我们把它设置成浓度超过1.5%就报警。一旦报警,我们就要不停地查找原因、技术漏洞,并完善它。”陈文介绍,产品的竞争力在于每一次的极致努力,哪怕细微的提升,其付出的努力也是值得的。试车过程中,他们找到经验丰富的司机,不断记录爬坡过弯道的测试记录数据,一点点完善性能。
登上国际竞争舞台
目前,福建、山东、广东、江苏、上海等省市都已开展氢能产业布局。其中,《福建省新能源汽车产业发展规划(2022—2025年)》明确指出要培育和壮大三个生产基地,即“福宁岩莆”新能源乘用车、“厦漳”新能源客车、“岩明”新能源货车和专用车生产基地。
各地也纷纷出台氢能源车的补贴政策,涉及氢燃料电池汽车、氢能生产和加氢设施等。商用车是氢能发展的重点补贴对象。各项补贴之后,一公斤氢气的售价约40元。以18T氢能源重型卡车为例,百公里用氢量约10公斤,即400元。同吨位的普通燃油卡车百公里油耗约40L,即280元。氢能源车乃至整个氢能源技术仍因价格昂贵而十分尴尬。
“40元,氢的成本只占10元,其余都是运输和储存成本。”陈文和团队的生存策略是:从海外高端市场入手,以定制化生产降低使用成本,为造车企业赢得生存空间,再用消费端拉动生产端。
威驰腾汽车营销管理中心副总经理陈承拿着厚厚一摞材料,梳理近年来的“出海”成绩单:一批氢燃料电池双层巴士销售到欧美、日本、澳大利亚、中国香港等地。其中,香港因其地域狭小,所需加氢站不多,特别适合发展氢能源汽车市场。另外,去年11月,威驰腾汽车与澳大利亚氢启公司和纯氢公司达成协议,将在5年内制造、分销、销售和采购1.2万辆氢燃料电池汽车。“对方企业有制氢工艺,我们有造车技能,强强联手,共同研发氢燃料重卡,以‘买氢送车’的形式售车,这也是一种降本、可行的方案。”陈承介绍,企业今年还将和韩国、法国以及中东区域国家进行更加深度的合作。
然而,不同国家的政策、法规以及驾驶场景和操作习惯不尽相同。站上全球舞台,不能打无准备之仗。“我们有针对性地对标各国标准,攻克认证难关,优化升级整车系统。”陈文举例,不少欧洲国家对汽车电子方面的安全性要求较高,要顺利挺进欧洲市场,达到国际标准是必须跨过的门槛。例如,德国高速公路不限速,汽车长时间高功率运行,对续航能力提出更高挑战。企业尽量从运用场景出发,帮用户做到“降本”,从产品走出去、服务走出去到技术走出去,不断开拓国内外市场。
“先有市场,后有工厂。解决好应用端,才能慢慢推动产业的发展。未来的氢能源汽车是一块很大的蛋糕,我们能切到多少,还取决于我们现在关注什么。我们关注的应是明天的技术,而不仅仅是今天的产品。”朱淑云表示,目前,当地政府正通过工业产业布局,结合新能源汽车产业的相关特点,招引新能源零部件车企。
目前,CKD汽车配件项目已落户,年产1000辆客车CKD铝车身及零部件,100%出口到菲律宾、泰国、肯尼亚、孟加拉等国家。其所生产的全铝车身因其轻量化、耐腐蚀性强的特点与威驰腾不谋而合,成为氢能源汽车的供应商选择之一。
主营新能源轮式装载机的企业——漳州厦装有限公司也来了,预计今年下半年投产。“生产线将采用全新智能化设备,优化生产流程,促进生产和成本管理标准化、精细化,努力提高生产效益。目前总装生产线还在安装、调试和试装阶段,零部件的加工生产设备也在陆续入场安装中。”漳州厦装总经理傅豪表示。
“氢燃料汽车产业链是一个涉及多个领域的综合产业链,从氢气生产到氢燃料电池汽车的销售,需要涉及氢能源生产、氢气制备、氢气存储、氢气运输等多个环节。”朱淑云认为,虽然漳州开发区在氢能源汽车的技术创新、应用推广等方面不断努力,但现阶段仍以组装生产为主,依然存在产业链上下游延伸不够、关联企业配套率低等问题。
目前,漳州开发区正在加快强链、补链,引进加氢、储氢、氢燃料电池等氢能产业链上下游企业集聚开发区,构建氢能源商用车生产制造基地。
记者手记
保留“火种” 仰望星空
氢,并不是一个新鲜的话题。早在1920年,氢经济的概念就被提出。上世纪90年代初,丰田等车企开始投资氢燃料电池等相关技术领域。
根据全球氢能权威组织国际氢能委员会的预测,到2050年,氢能将占全球能源需求的18%,市场规模将达到2.5万亿美元。氢能的普及将助力每年减少60亿吨以上的二氧化碳排放,并同时创造超过3000万个就业岗位。
然而,这些年来氢能源的发展比较缓慢,氢能距离真正的商业化还有些距离。关键卡点,还是在氢的制备、运输、储存等环节。目前,氢能源的产业链很长,而且每个环节都有很多种技术方案,产业难以形成合力。但好处是,探索的广度依然足够大。
得益于全球减碳行动和中国“双碳”战略实施,新能源行业高速发展,发展空间巨大,商用车新能源化浪潮汹涌而来。一大批新技术、新模式、新业态正在蓬勃兴起,能源领域科技创新正在实现从“跟跑、并跑”向“创新、主导”加速转变。
不管是风电、光伏,抑或是氢能、潮汐能、生物质新能源,都有探索发展的必要性。留一小部分空间给那些现在看来不太“强壮”的新能源路径,也就保留了一些“火种”,待到那条路径豁然开朗的时候,就能切换过去。
对于地方政府而言,氢能源汽车是个不错的赛道。传统燃油车时代,汽车产业的格局基本以六大国有汽车厂商为核心,格局很难改变。但是,氢能源汽车来了,这就给地方重新入局的机会。于是,各地铆足干劲加入“造车大军”。毕竟培育出一个新能源汽车品牌,不但能带动经济增长,又符合制造业转型、绿色发展战略。
近些年,各地密集出台氢能产业规划,形成氢燃料电池汽车示范城市群。随着氢燃料技术不断突破,储藏运输的成本逐渐降低,加之规模化投运带来的降本增效,氢能源汽车将能够很快发展至技术与市场驱动阶段,形成扩张内驱力。
产品的竞争力在于每一次的极致努力,哪怕细微的提升,其付出的努力都是值得的。今天努力探索氢能源汽车产业的企业,勇气可嘉,尽管冒着一定风险,但它们也一样拥有更高收益的可能性——一旦那条路径上的创新和应用大幅降低成本,它们就拥有了氢燃料能源市场的先发优势。
这,是一种可贵的尝试。(记者 苏益纯)