碳达峰、碳中和火了。
从能源行业到资本市场,从国家电网颁布行动方案到全国碳市场加快建设,碳达峰、碳中和将是“十四五”期间乃至今后很长一段时间内的重要主题。为实现碳达峰、碳中和目标,中国确定了两个重要的时间点:2030年和2060年。
要实现碳达峰和碳中和的减排目标,需要各行各业一同努力,而作为碳排放的大户,汽车产业如何实现产业升级,实现可持续发展,也是中国一直在探寻的方向。以锂电为动力源的纯电动车,虽然在终端使用过程中实现了0碳排放,但由于国内电力供应仍以火电为主,因此从整个汽车产业链来说,如今的锂电纯电动车依然没能根本上解决高碳排放的问题。
为此,氢燃料电池汽车成为新能源汽车发展的另一条路线,进入了汽车行业的视线。3月29日,长城汽车氢能战略发布。这是长城在默默耕耘5年后,首次向全球展示氢能研发成果,并进一步表明了发展氢能的决心。
为何是氢燃料电池汽车?
2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和,作为全球最大的发展中国家,中国能作出这样的承诺实属不易。欧盟在20世纪90年代就基本实现了碳达峰,其峰值为45亿吨;美国碳达峰时间为2007年,峰值为59亿吨。
与欧美等发达国家相比,中国目前仍处于工业化和城镇化快速发展阶段,具有高碳的能源结构和产业结构,发展惯性大、路径依赖强,要用不到10年的时间实现碳达峰,此后再用30年左右的时间实现碳中和。这意味着碳排放达峰后就要快速下降,几乎没有缓冲期,时间紧,任务重。中国想如期实现减排目标,需要付出艰苦的努力,也需要各行各业的共同努力和产业升级。
而汽车一直都是国内碳排放的大户,《中国汽车低碳行动计划2020》中提到,2019年量产乘用车生命周期(11.5年)碳排放总量巨大,为6.2亿tCO2e,而我国2019年全国碳排放也才106亿t。为此,如何有效控制乘用车碳排放,已成为中国实现碳达峰、碳中和中至关重要的因素。
前几年大力推广的以锂电为主的电动汽车,由于能源转化效率比燃油车高,且电动车使用过程中是零排放,因此,电动车燃料周期的碳排放相比于燃油车会降低。但由于国内电力资源以火力发电为主,所以从本质上来说,以锂电为动力源的电动汽车依然存在高碳排放的问题。
为此氢燃料电池汽车成为未来新能源汽车发展的重要路线之一。氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置,其基本原理是电解水的逆反应。作为拥有丰富风能、太阳能等资源的可再生能源第一大国,如何充分利用可再生能源,来科学、合理地获取氢能、使用氢能,从而替代化石燃料,以及降低新能源汽车对火电的需求,成为汽车行业实现碳中和的最优解。
长城汽车副总裁穆峰
在发布会上,长城汽车副总裁穆峰表示:“如果,我国氢燃料电池汽车推广可达成100万辆的目标,一年可减少二氧化碳排放5.1亿吨,这将极大助力碳中和目标实现。”
构筑氢能全产业链,打造全场景应用解决方案
在氢能战略发布会上,长城汽车宣布要建立国际级“制—储—运—加—应用”一体化供应链生态,并公布了国际领先的车规级“氢动力系统”全场景应用解决方案—氢柠技术。
所谓氢柠技术,是一套国际领先的车规级“氢动力系统”全场景解决方案,总结为“1+3+5”, 即1整套车规级研发体系,3大技术平台和5大性能优势。涵盖了氢燃料电池系统、燃料电池电堆,车载储氢系统及核心关键部件,具备高性能、高安全、长续航、全气候和全领域特征的零碳交通解决方案。
1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,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,相比国际主流品牌,具备体积小,重量轻以及成本低的特点。
长城未势能源总裁陈雪松表示:“未来五年,长城汽车将重点围绕燃料电池系统全面走向‘五高’,即:高功率(>200kW),高效率(>60%),高温度(>100℃),高耐久(>20000小时)和高互联(新能源+智能网联)。”
在氢柠平台的加持下,长城汽车在氢能产业价值链的核心技术和关键环节,实现了“电堆及核心组件、燃料电池发动机及组件(控制器等)、Ⅳ型储氢瓶、高压储氢阀门、氢安全、液氢工艺”六大核心技术和产品的知识产权完全自主化,其中多项技术均突破了“卡脖子”的行业痛点,从而支撑氢燃料电池汽车真正实现高效率、高性能、长续航、全气候行驶和全领域应用。
押注氢能市场,长城是认真的
事实上,长城早在五年前就开始涉足氢能源领域。
2017年1月,长城加入国际氢能燃料电池协会;2017年10月,加入国际氢能委员会,成为国内首家加入该委员会的车企;2018年6月,建成并运行国内首座氢能技术中心;2018年7月,长城全资控股上海燃料电池汽车动力系统有限公司;去年2月,长城就秀出了旗下首款燃料电池样车……一切都是循序渐进,早有预谋。
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;2022年,首支高端乘用车服务车队将出现在冬奥会的舞台上;2023年实现核心动力部件推广数量国内领先,2025年剑指全球氢能市场占有率前三。”
按照规划,长城氢能战略分三步走:第一阶段(2021至2025年),开启氢时代,聚焦氢示范;第二阶段(2025至2035年),发展氢经济,开放氢生态;第三阶段(2035至2050年),建成氢社会,贡献碳中和。
为了顺利实现阶段性目标,长城表示将再投入30亿元用于氢能领域研发,以达到万套产能规模。截至目前,长城已累计投入20亿元用于氢能领域研发,形成了430余人的国际顶级研发团队,建立起了“四国五地”全球化研发布局。
另一方面,在氢能战略的指导下,长城汽车也将全面开放平台技术,共享产品与服务,与行业上下游优质企业协同互补,在研发、测试,零部件配套,投融资,产能建设等业务开展全方位合作。发布会上,长城汽车便携手中国质量认证中心,共同进行“碳中和认证评测”,并与同济大学共同建立氢能与燃料电池技术服务联合研究院。
当前,“脱碳”已成为全球课题,在中国“十四五”开局之年,氢能被纳入战略性新兴产业,已站在产业风口。长城汽车凭借极具前瞻性的国际级一体化供应链生态和实现全场景应用的氢柠技术,站在新一轮能源革命的起点,助力人类与自然生态的和谐共处,为中国氢能时代的到来做好开局。