技術文章
TECHNICAL ARTICLES“在"十三五"末期及"十四五"期間,科技部將聚焦兩大領域,是車載氫燃料技術的研發,強化動力電池技術的提升;第二,聚焦自動駕駛、智能交通等領域的體系能力建設。”本月于天津舉行的2018中國汽車產業發展(泰達)論壇上,科技部相關負責人首度披露了氫燃料技術路線圖。
作為新能源汽車主要技術路徑之一,氫燃料電池汽車在《國家創新驅動發展戰略綱要》《汽車產業中長期發展規劃》等重要戰略綱要中,均被確認要大力發展。
面對新興的產業風口,廣東也發文明確提出推進氫燃料電池汽車產業化。而在佛山,以長江汽車、廣順、廣東國鴻、廣東重塑、愛德曼、泰羅斯等為代表的“廣東軍團”很有可能為廣東創造一次成為氫燃料電池汽車產業的機會。
位于佛山南海的廣東泰羅斯汽車動力系統有限公司(下簡稱“泰羅斯”)成立于2016年11月,自主進行車用燃料電池動力系統的產業化正向開發。燃料電池的動力系統好比燃油機的發動機,泰羅斯從一開始就瞄準了向核心技術挺進。
產業路徑
從關鍵配套向整車制造延伸
一年前,一條新聞成為本地的“熱搜”事件:去年9月,首期投資約120億元的長江氫動力(佛山)研發中心及整車項目落戶南海,一度成為佛山當年投資額大的制造業項目。
兵馬未動糧草先行,在這個項目落地前,長江氫動力已提前進行了一番布局。2016年底,歸國回來的張銳明博士團隊,在長江氫動力等的支持下組建成立泰羅斯,致力于發展成為國內的大型燃料電池動力系統公司,研發重點是提高車用燃料電池動力系統的可靠性、耐久性、降低生產成本,解決新能源汽車續航里程短這一難題。
“當時,佛山在這塊領域還是一片空白。”張銳明回憶創業之初,佛山只有少數幾家企業如廣順集團,借助燃料電池動力系統,逐步成為國內較大影響的氫能汽車核心零部件企業。
這幾乎也成為南海發展氫能源產業的路徑:在廣東新能源汽車核心部件基地的基礎上,聚集了廣順新能源等氫燃料電池汽車核心部件,逐步形成了涵蓋從富氫材料及制氫設備研制、制氫、加氫,到氫燃料電池、核心部件、動力總成、氫燃料電池汽車生產等氫能產業鏈,再向氫能源汽車整車生產邁進。
而就在近,佛山在氫能源領域的一大布局再次引發業內關注:8月29日,佛山8座加氫站項目聯合動工,快將于年底投產運營。加上已經建成的2座,屆時,佛山將成為國內擁有加氫站數量多的城市。
逐漸鋪開加氫站建設的背后,是一場世界范圍內的能源革命,以及國內產業動能的轉型升級。按照《中國氫能產業基礎設施發展藍皮shu(2016)》的規劃,我國到2020年實現氫能汽車及加氫站的規模化推廣應用,達到保有1萬輛燃料電池運輸車輛;到2030年,燃料電池車輛保有量力爭達到200萬輛。屆時,我國氫能汽車產業產值有望突破萬億元大關。
突破方向
國產氫燃料電池壽命趕上水平
核心技術部分不再依賴于國外,不斷實現國產化,這也是*燃料電池車開發的華裔科學家張銳明回國創業的期望,此前,他長期在海外從事氫能源及燃料電池的設計與研發工作。
成立時間不長,但泰羅斯的研發成果已經開始顯現。國外生產主流的氫電池使用壽命約10000小時,我國科技部的標準也是到2020年達到10000小時,但我國自主研發生產的只有2000-3000小時。經過一年多反復試驗,泰羅斯將國產氫燃料電池壽命提高到7000-8000小時,但成本仍要比國外高30%-40%。
張銳明分析,延緩電池的性能衰退是性難題,通常的解決方法是催化劑。然而,氫燃料電池使用鉑金作為催化劑成本非常高,所以泰羅斯研發出一種在線自活化系統,讓氫燃料電池能夠持續活化和恢復,以增加電池的壽命。三至五年之后,泰羅斯要讓國產氫燃料電池的壽命趕上主流的平均水平,并向20000小時沖擊。
今年5月,泰羅斯自主研發的TLSPU300A型車用燃料電池動力系統,獲得了《國家機動車質量監督檢驗中心(上海)》頒發的產品強制性檢驗認證,這意味著,該型具有*自主知識產權的系統,符合了進入燃料電池整車生產的要求。張銳明說,一般純電動客車的續航里程為200-250公里,而泰羅斯自主研發的燃料電池電堆模塊,能使其續航里程增加到400-600公里,加氫時間進一步縮短。
以長江電動公交客車作為開發平臺,將燃料電池動力系統與整車進行集成技術與工程化開發,泰羅斯成功開發出兩個車型(10.5與12米)共四輛工程樣車、并進行了充分的測試,基本完成了技術驗證與設計優化。
艱難等待
期待資本助力解決成本和量產難題
盡管廣東氫能產業在國內處于前列,但核心關鍵零部件與差距仍不小。張銳明說,同樣的碳材料,但因為工藝流程、制造設備都與國外有差距,導致催化劑技術性經常不穩定,此外,在雙極板、質子交換膜、集成化技術、能量管理技術等方面,也都存在不小的差距。
除了技術,泰羅斯還要承擔培育供應鏈的任務,張銳明說,由于國內沒有成熟的配套產業鏈,要與潛在的供應商不斷整合優化,促使大家朝著同一個方向去努力,這都需要與供應商進行反復探討和嘗試。
這還不是讓張銳明感到焦慮的。由于氫能源產業面臨著更長的盈利周期,達到10000臺(套)級的生產能力才能談得上量產,但這至少需要三五年時間,從研發投入到真正量產有很長一段路要走,資金能否滿足科研和建設生產線的需求?
在泰羅斯的產業路線規劃圖中,今年,泰羅斯已經通過國家強制性測試,獲取國家氫能車公告目錄并進行小批量生產;明年,將建設年產100-500臺(套)批量生產能力;2020年建設年產1000臺(套)以上的生產能力;在2021-2022年建成年產10000臺(套)級的生產能力,并成為國內主要的車用氫能燃料電池動力系統供應商。
“這也是我焦慮的問題。”張銳明坦言,公司目前還以投入為主,成立至今用于研發已投入了數千萬元,還只是小批量生產階段,談不上有收入,現在公司也在積極尋找融資熬過這段時間,“這也是目前氫能源產業鏈中普遍面臨的難題,在氫能源產業真正大規模爆發前,一批企業熬不下去的可能性非常高,氫能源產業不只是解決造車的問題,還關乎能源結構的調整,也希望政府在產業基金等方式上提供支持”。
只有氫能源車大規模投入商業化運營,才能讓企業舒一口氣,而隨著廣州、深圳等地加大了對氫能源汽車的補貼力度,張銳明也希望,佛山的氫能源汽車也能進入到這些城市。
記者觀察
燃料電池車量產,亟待傳統車企助力
今年6月,廣東省發布《關于加快新能源汽車產業創新發展的意見》,意見明確提出加快新能源汽車(包括純電動汽車、氫燃料電池汽車和插電式混合動力汽車等)產業創新發展的意見。這表明,廣東新能源汽車產業正完整地呈現出氫燃料電池、混合動力、純電動三駕“馬車”共同驅動的態勢。
不可否認,氫能源車目前仍然嚴重依賴政策的扶持和補貼,要走出“政策市”的依賴,就必須回歸市場,從當下產業探索路徑來看,一是從商用車切入,彌補技術差距;二是關鍵核心零部件,實現國產化,從而達到終的“彎道超車”。但無論從哪條路徑出發,廣東氫能源汽車產業都面臨著量產的難題。
氫能源產業與自動駕駛行業類似,新技術與量產之間,本來就存在天然的矛盾。這是一個先有雞還是先有蛋的故事:如果給你量產,你的技術是否足夠好?如果不給你量產,你能撐多久?
當下的氫能源汽車生產成本較高,造成終產品價格高昂,國產氫能源汽車的售價與傳統燃料汽車依然存在著較大差距,而推動氫能源汽車價格下降的重要手段就是順利投入量產。要實現量產,就需要傳統車企的一臂之力,一方面,氫能源領域的初創公司擁有技術優勢,另一方面,傳統車企擁有制造和渠道等優勢。目前傳統車企在氫能源領域布局較為的車企包括豐田、上汽、北汽等,這與車企本身對氫能源車在未來發展中的地位認識有密切相關。
先從氫能配套、產業鏈逐步再向氫能源汽車整車生產縱深邁進,廣東氫能源產業走出了一條新興行業風險小的路徑,但同時也意味著,由于缺乏強有力的整車企業尤其是乘用車企業的參與,產業發展仍然比較緩慢,而產業風口期必然時不待我。
廣東在《關于加快新能源汽車產業創新發展的意見》中也明確提及:支持廣汽集團、比亞迪等骨干企業加快制訂新能源汽車、智能網聯汽車關鍵零部件生產和應用標準;開展氫燃料電池汽車標準體系研究,制訂標準體系規劃和路線圖,建設氫能國家技術標準創新基地。
在未來新能源發展過程中,三大技術主流:插電混動汽車、純電動汽車、燃料電池汽車仍將長期并行,廣東能否搶抓氫能源產業的機遇,依靠氫能源企業的自身積累遠遠不夠,更需要傳統車企等多方協同,共同推動廣東構建現代化產業體系。