“氢”未来“氢”出行,长城破解“氢”课题

原创 文/侯江涛 时间:2021-04-01 14:38

氢能源被称为终极能源,全世界都在为了早日用上氢能源而不懈努力,长城汽车旗下未势能源用“氢柠”技术解答未来出行。

为什么是氢?因为氢能的制取来源广泛,不仅可以通过煤炭、石油、天然气等化石能源重整、生物质热裂解或微生物发酵等途径制取,还可以通过焦化、氯诚、钢铁、冶金等工业副产气制取,也可以利用电解水制取,不仅实现全生命周期绿色清洁,更拓展了可再生能源的利用方式,水制氢,氢又可发电,电解水制氢,能源循环利用价值可以达到最大化。因此氢是未来能源,是终极能源。如何开发和利用氢能成为了各个国家和各大企业的首要任务,长城汽车作为中国车企的典型代表,以引领之势开始破局。

“氢”未来

根据国际能源署(1EA)发布的能报告分析,预计到2030 年,用可再生电力生产氢气的成本可能会下降30%。由于可再生能源成本下降和氢气产量的增加,氢燃料电池、加氢设备都可以从大规模制造中受益,氢能拥有巨大的潜力,世界不应该错过这个使氢能成为我们清洁和安全的能源未来重要组成部分的独特机会。

同时氢能可节约能源,实现油气替代,提升能源安全水平。氢在常见燃料中热值最高,约是石油的3倍、酒精的3.9倍、煤炭的4.5倍,发电效率与综合能效远高于传统化石能源。目前随着成本的逐步降低,和氢能利用技术的逐渐提高和完善,氢能的优势正在被慢慢突显出来。

氢能的优势是如此明显,但劣势也是一样突出。首先氢气的存在虽然普遍,但需要二次提取,比如媒制氢,天燃气制氢,电解氢等,也就是说它不是自然获得,是需要提炼和加工才行,这是首道关卡。二是它的运输,需要专用设备和机械,常温常压下氢气运输效率极低,但成本却极高,因此运输难度也是一大痛点,三就是氢能的利用了,可以说目前以氢作为“燃料”的机械和工具还非常少,氢能的普及还需要更多的行业参与才能达到一个新的需求平台。因此目前氢能的利用大多还是各大企业的科技研发为主,但他们也在积极与市场接轨并寻求着更多的利用氢能的机会和条件。长城控股的未势能源就是这一项目的领头兵,以破局之势开拓氢能新格局,创造氢能新形态。

在此次的长城汽车氢能发布会上,未势能源用“氢柠”技术向我们展示了长城汽车在氢能技术上的积累,和对于氢能未来的信心。首先“氢柠”技术所涵盖的层面不仅仅是汽车,在这一点就可以看出长城汽车的高瞻远瞩。未来汽车只是氢能利用其中一个载体,氢能利用的层面还未被完全开发,目前的应用场景只是未来氢能利用率的冰山一角。

“氢柠”所涵盖的层面意义深远,首先它是一套国际领先的车规级“氢动力系统”全场景应用解决方案,其次也是最终它将打造的是“制-储-运-加-应用”一体化的供应链生态,而非单一的产品平台,从这一点可以看出长城在下一盘大棋,决不仅限于汽车行业那么简单,长城织开的是一张“氢”网,汽车行业只是这张网的一个结点。不过首先投入使用场景的自然还是汽车,发布会上长城未势能源董事长张天羽表示:“今年,长城汽车将推出全球首款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落地;汽车目前还是氢能的第一载体。

那么氢能汽车与当下非常火热的纯电汽车有什么不同呢?首先氢燃料电池汽车与纯电动汽车不是相互排斥的,在不同应用场景二者可互为补充。相对于远程公交、双班出租、城市物流、长途运输等交通方式,氢燃料电池汽车具有清洁零排放、续航里程长、加注时间短等特点,更能适应市场的需求。

并且,氢燃料电池汽车能满足极寒天气地区的使用需求,这一点也恰恰是当下纯电动汽车的致命痛点。例如在太原败走的的比亚迪E6出租车在深圳却风生水起就是这个原因。一到冬天纯电动车的续航都被“冰封”了,但氢能源却不存在这种问题,因此与纯电互补,氢能的场景将会更加广泛。

从跟随到引领

在传统燃油车领域,国外的很多企业在百年历史的背景下铸就了坚强的品牌护城河,因此只有一个新领域的诞生才能拉近这种差距,才能让中国汽车品牌实现从跟跑到领跑的改变,长城汽车的“氢柠”就是这样一种思考。

氢能源的利用当下来看受制于技术的制约较大,但此次发布会让我们看到了长城汽车在这方面的积累和投入。整套车规级研发体系是氢柠技术的根本,它包含100多项企业标准,500多项硬件需求,5000多项软件需求,数千项检测和数万次试验。并可根据氢能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。

氢电平台(HE)、电堆平台(HS)、储氢平台(HP)3大技术平台是氢柠技术的核心。其中氢电平台(HE)具有可靠性、耐久性,安全性,环境适应性、大功率,高功率密度的特点。电堆平台(HS)已开发完成第一代单堆额定功率150kW,峰值功率160kW燃料电池金属板电堆,功率密度达到4.2kW/L以上。储氢平台(HP)包括70MPa IV型储氢瓶、70MPa瓶口阀和减压阀,以及储氢系统的集成和控制。这一系列的数据已经完全达到了国际领先水平,可能话语的份量并不能表达数据的魅力,举个例子可能比较好,那就是在燃油车方面我们与世界品牌的差距用了近三十年还未能追上,但是在氢能领域长城汽车从出发就是领跑,可见这些数据背后的意义有多么重大,是“氢柠”创造给了一个领跑的机会,是长城汽车创造了一个相对平等的竞争舞台。

氢能是打开未来世界的一个窗口,但这个破窗难度一点也小,还有许多的因素需要打通。比如政策因素,一个产业的诞生或是想长足的发展没有政策的支持将会事倍而功半,所以政策的支持是氢能不可或缺的因素。与当下政策对于锂电池产业的帮助相比,氢能还需要更多的扶持力度。

同时从长城的角度出发,与其单打独斗不如抱团取暖,因为在氢能利用方面商用车领域反而是氢能源开发较早较快的部门,与他们合作推进氢能商业化是不是可以事半而功倍,或许是减少更多的阻力。同时在许多的非汽车领域,比如大行移动电源方面,他们或许对氢能这种便捷高效灵活的能源获取方式更感兴趣,与之联合是不是可以开拓许多新的研发路径。

未来的能源路径有许多,但有一条是一直不变得,那就是脱炭加氢,我们从化学分子式上就可以看出这种变化,如古人用来烧水,加热的木柴是C10,H1,后来的煤炭是C2,H1,现在我们用的石油是C1,H2以及天燃气的C1,H4,一路走来碳越来越少,氢却越来越多,这即是发展的趋势也是发展的必然,因为我们需要绿色的环境,需要清新的空气,需要循环的发展路径,这一切是都是氢能可以达到得,因此对于长城来说“加氢”就对了。

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