氢热之下 淘金中国

SMM网讯:“看过《流浪地球》的人知道,为何我们要如此紧迫地推广零排放汽车。我们需要让氢燃料汽车在全球普及,包括在中国落地生根。”

4月21日,丰田汽车社长丰田章男来到清华大学,在面对清华学子的演讲中他如此说道。他此行的重要任务是与清华大学签约成立清华大学-丰田联合研究院。

这是丰田在全球与高校开展的最高级别合作,丰田章男与清华大学校长邱勇将出任联合研究院管委会共同主席。该研究院下辖四个中心,其中之一是清华-氢能与燃料电池研究中心,无疑将承担推广丰田氢燃料电池技术的重任。

22日,丰田还宣布与北汽福田、亿华通就氢燃料电池客车达成合作意向,福田生产及销售的FC大巴上将搭载采用丰田FC电堆等零部件的亿华通FC系统。

这是丰田首次与中国车企进行氢燃料电池技术的合作。此时距离4月3日丰田宣布免费放开电动化技术的专利使用权(燃料电池相关的大约有8060项)仅仅过去了不到20天。

丰田还表示,今后,针对福田以外的商用车厂商的合作也将逐步推进。它的目标是到2022年北京举办冬季奥运会时,大力推动其在中国的燃料电池技术的使用。

随着燃料电池车在中国市场的升温,全世界的目光又一次聚拢而来。像丰田一样,很多拥有燃料电池相关技术的公司也早已闻风而动,准备在这片燃料电池新的热土上大展身手。

“中国是接受度最高的”

“从世界各国对燃料电池的接受度而言,中国是接受度最高的。我们和中国整车厂接触的过程中,发现中国的整车厂对燃料电池正在开发一些非常有前途的项目。”

4月17日,上海车展期间,爱尔铃克铃尔集团首席执行官Dr.Stefan Wolf接受汽车商业评论等媒体采访时这样说道。

爱尔铃克铃尔集团(ElringKlinger AG)于1879年创建于德国斯图加特,是一家有着140年发展历史的汽车零部件供应商。

早在20年前,爱尔铃克铃尔就开始了燃料电池的研发工作。2004年开始为APU应用生产固体氧化物燃料电池堆;2008年启动汽车燃料电池驱动汽车组件量产,最初采用双极板和垫片解决方案;三年后,又开发了适于小汽车和商用车辆的高分子电解质膜燃料电池堆;2014年收购燃料电池New Enerday有限公司大部分股权。

目前,爱尔铃克铃尔有超过100名人员从事燃料电池电堆和部件的研发、测试和验证工作,位于德国总部的自动化生产线拥有年产15000-20000套的生产能力,可以提供完整的电池堆、模组和系统。

爱尔铃克铃尔自1993年进入中国市场,在长春、苏州、青岛和重庆四地设有自己的工厂和办公点。其在中国的燃料电池项目最早在2017年就启动了,目前已经与多家中国车企展开合作,在谈项目有20多个。

这次参加2019上海车展,它带来了自己的燃料电池产品——基于金属双极板的质子交换膜燃料电池堆。其NM12低温燃料电池堆由300片电池组成,输出功率达100千瓦,采用氢 气-空气运行,液体冷却,适用于乘用车和商用车。

“我们将借助全新的NM12平台来扩大质子交换膜燃料电池堆的应用范围,使其适用于需要更高功率密度的场合。”Dr.Stefan Wolf表示,NM12体现了爱尔铃克铃尔过去20年在燃料电池领域所积累的专业知识和经验。

NM12在搭配450片单电池时功率最高可达150千瓦,功率密度达到4.8千瓦/升。可以拿来对比的是,当下丰田氢燃料电池车MIRAI搭载的燃料电池堆功率密度为3.1千瓦/升,未来升级款MIRAI燃料电池堆功率将提升到4千瓦/升。功率密度大,也就意味着可以进一步缩小燃料电池堆所需要的安装空间。

此外,NM12使用寿命1万小时,几乎能达到与整车同样的寿命。

另一个展品NM5是一款由50片电池组成的质子交换膜燃料电池组,输出功率达10千瓦,可作为燃料电池/电池混合动力系统或增程器集成至整车系统。

爱尔铃克铃尔在中国苏州工厂的燃料电池测试实验室将于2019年下半年投入运行。4月3日,汽车商业评论在苏州参观了这间实验室。实验室占地约1000平方米,一期投资金额3000万元,包含氢 气站和实验室主体建筑两个部分。

氢 气站主要用于鱼 雷车的摆放,目前规划出了4台鱼 雷车的位置,将可以24小时不间断为实验室供气。实验室部分主要用于测试台架的布置,初期规划从国外引进4组测试台架。

爱尔铃克铃尔亚太区燃料电池应用中心经理孟健告诉汽车商业评论,在爱尔铃克铃尔德国总部这样的实验室已经建成好多年了,苏州实验室的设备从德国原装进口,管理方式、测试标准等都遵照德国总部。

唯一的不同是,苏州实验室没有像德国总部那样建设加氢站,而是采取了租赁鱼 雷车的方式,预计每月每台车的租赁费用为两三万元。孟健表示,没有建加氢站也是因为,从氢的用量上来看,鱼 雷车已经能满足现阶段要求。

苏州燃料电池测试实验室将可进行电池堆的密封性、绝缘性、性能测试以及电池一致性测试。测试范围将涵盖30千瓦、80千瓦以及150千瓦的燃料电池电堆,主要用来测试爱尔铃克铃尔为中国客户研发的燃料电池。

项目得到了苏州高新区政府的大力支持,爱尔铃克铃尔汽车部件(中国)有限公司总经理陈虎表示,“如果如果没有当地政府的大力支持,我相信今天我们在这里看到的还是一片土地。”

当地政府的支持也很好理解,因为即将启动的氢燃料电池车“十城千辆”计划,将要划定10个定点城市,而苏州是其中呼声很高的城市之一。按照规划,苏州在接下来两年时间内最少会建5个加氢站,目前已经确定下来要在常熟、张家港以及苏州市区各建一个。

实验室是第一步,生产是第二步。爱尔铃克铃尔还计划于2020年底之前继续投资苏州工厂的2期项目,建立燃料电池全自动组装生产线。生产线与燃料电池测试实验室组合,将实现生产制造与测试验证一站式解决。

在爱尔铃克铃尔的业务规划中,燃料电池占有重要位置。2020年,燃料电池的预期收入将占其集团新能源业务的20%,2022年这一比例有望增长至30%。当然,这种业务的增长很大程度上要寄希望于中国,爱尔铃克铃尔把中国视为未来最重要的市场。

“我们未来将在中国增加投入和扩大经营规模,因为这里仍然有很大的增长潜力。”Dr.Stefan Wolf表示,“最重要的是, 电动汽车行业也在蓬勃发展之中,政府在推动新能源汽车的未来出行方面无论是政策还是资金引导,都投入巨大。相信爱尔铃克铃尔可以凭借新能源汽车技术专长获益。”

“中国人对于氢燃料非常乐观”

2019年上海车展,不但有多款氢燃料电池车参展,而且除了爱尔铃克铃尔,还有盖瑞特、博世、佛吉亚等多家零部件供应商,均带来了氢燃料电池相关产品。

对于氢燃料电池车而言,高效的空气增压技术是车载动力系统的关键性技术之一,它直接影响到燃料电池的能量效率。

“在传统的内燃机上面,目前的涡轮增压就是提高性能的核心件。对于燃料电池来讲,电动的空气压气机比内燃机上面的涡轮增压机贡献的价值还要大。”盖瑞特总裁兼首席执行官芮博廉(Olivier Rabiller)接受汽车商业评论采访时表示。

盖瑞特在本届车展上展示的两级电动压缩机于2016年量产,已应用在本田Clarity轿车上,并将面向商用车场景做下一代开发。

盖瑞特的空气压缩解决方案,采用了空气轴承等技术设计,400千帕压力,125克/秒增压气流量,电机可达10万转/分钟。紧凑型布置可以帮助电池堆体积缩小33%,实现发动机罩内搭载燃料电池动力系统。

“随着我们的技术进步,电机可以不断缩小体积。比如现在一代产品是25千瓦、10万转的电机,下一代就考虑通过更高的转速降低电机的功率,然后尺寸变得更小。电机小了用的铜以及贵金属等材料都会大大减少。”

芮博廉表示,这样下去,从第一代到第二代到第三代,成本会下降比较快,第三代产品的价格会是第一代的十分之一,当然前提是产能扩大到10万台规模。

目前,在全球范围内,盖瑞特正在推进十多个氢燃料电池相关项目,并积极推进中国车企对其技术的应用。在中国市场,他们非常看好燃料电池在长里程重载重的商用车上的应用。

“我们很有信心,其实看了很多车展,发现中国人对于氢燃料非常乐观,觉得2025年跟明天一样会非常快地到来!”芮博廉表示。

当汽车商业评论问及,现在是否已经到了氢燃料车应该全面推广的时候,他肯定地回答:“是的,我们认为现在是爆发的前夜!”

在燃料电池技术上已有十几年研究开发经历的博世,在此次上海车展也首次展出了电动空气压缩机、氢 气喷射器、氢循环泵等氢燃料电池关键零部件。

博世动力总成解决方案事业部中国区总裁王伟良表示,博世一是提供包括喷射系统、控制系统、电堆、空气系统等核心零部件,二是帮助整车厂把燃料电池1700多个零部件集成在一起,提供系统的标定服务及整车集成服务。

车展上庆铃汽车展出了一款氢燃料电池车,就是与博世合作推出的产品。双方在燃料电池领域的合作始于2018年。此外,江铃、陕汽、吉利也与博世在燃料电池上展开了合作。

今年博世将在无锡开工建设燃料电池研发中心,并建立从关键零部件到电堆以及整个燃料电池系统的测试能力。

本届上海车展,佛吉亚也展示了其运用燃料电池系统的零排放出行解决方案,涵盖从电池堆、储氢罐到泵类、阀门的全套氢燃料电池系统集成方案。

佛吉亚刚刚与米其林签署合作谅解备忘录,将建立全新的合资公司,整合双方的燃料电池业务。佛吉亚全球CEO柯瑞达(Patrick Koller)告诉汽车商业评论,通过与米其林的合作,佛吉亚将可以提供全方位的氢能源系统解决方案。在中国市场,佛吉亚已经着手准备相关布局,和多家车企及相关行业企业签署研发的关联协议。

与正加紧在中国市场布局燃料电池业务的这些企业相比,已经有不少企业捷足先登了。比如全球最早将氢燃料电池技术商业化同时也是燃料电池领域与中国关系最密切的世界燃料电池巨头——加拿大巴拉德动力系统公司(Ballard Power Systems)。

2016年,巴拉德和国鸿氢能成立合资公司广东国鸿巴拉德氢能动力有限公司,面向中国市场生产燃料电池发动机。同年,它向大洋电机出售9.9%股权,并进行技术转让,在中国组装和销售燃料电池发动机模块。

2018年,巴拉德向潍柴动力出售19.9%股份,成立合资公司,并进行技术授权。此外,还与南通泽合碧空氢能等多家中国公司敲定了产品技术转让授权合作。

经过一系列合资合作,目前巴拉德前两大股东分别是潍柴动力和大洋电机,与巴拉德进行技术合作的中国上市公司也超过了7家。

据不完全统计,从2003年至2018年底,巴拉德在中国市场的收入,根据公 开 信息可以确认为4.418亿美元,其中仅技术转让授权收入为1.68亿美元。在中国这片氢燃料电池热土,这个早期进入者已经赚得盆满钵满。


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