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现代汽车集团为碳中和“加氢”

2021-9-29 13:15 920 0 来自: 帮宁工作室
简介
【汽车碳中和】坚持纯电动和氢燃料电池并举,向零排放目标迈进▲现代汽车集团氢之日全球线上发布会上,一系列面向未来的氢能移动出行产品集中亮相“我们希望,在2040年前助力建设一个全球性的氢能社会。”现代汽车集 ...

【汽车碳中和】坚持纯电动和氢燃料电池并举,向零排放目标迈进

▲现代汽车集团氢之日全球线上发布会上,一系列面向未来的氢能移动出行产品集中亮相

“我们希望,在2040年前助力建设一个全球性的氢能社会。”现代汽车集团会长郑义宣说,这堪比工业革命和数字革命。

现代汽车集团笃定以纯电动汽车(BEV)和氢燃料电池车(FCEV)两大技术路径,向零排放移动出行转型。

2021年9月7日,现代汽车集团在氢之日“Hydrogen Wave”全球线上发布会上,向人们展示了其构想的“氢能愿景2040”。在40分钟的时间里,4个人演讲,几乎没有过多煽情的故事,每一句话都直指实现这一愿景的技术成果和战略规划。



▲郑义宣在氢之日全球发布会上讲述现代汽车集团“氢能愿景2040”

就在这场发布会举行的一天前,即9月6日,现代汽车刚在“IAA Mobility 2021(2021年德国国际汽车及智慧出行博览会)”宣布了“2045碳中和宣言”,表示将逐步提高纯电动汽车和氢燃料电池车等电动化车型的销售份额,到2040年面向全球主要市场完成所有销售车型的全面电动化。

“Hydrogen Wave”发布会上所展示的内容,恰恰是现代汽车实现“碳中和”目标的重中之重——现代汽车将在氢燃料电池这条技术路径上,投入更大的精力、人力和财力。

直播刚开始,视频画面上,一辆辆氢动智能无人运输车(Trailer Drone)夺人眼球。在港口、集装箱、机场等运输场景下,这种氢动无人运输车能够同时搭载两个智能无人运输平台e-Bogie,进行横向移动,将模块化的组合,应用在港口作业与狭窄的城市环境中。

这是以氢为动能的智能无人运输车,它能够根据需求,量身配置储氢罐数量,排放物只有纯净的水,而且能实现完全自动驾驶。如果这类汽车得到广泛应用,将为全场景物流运输带来更多可能性。

根据规划,现代汽车集团将从商用车入手,向全球市场推出氢燃料电池及纯电动的客车和重卡等全种类新型商用车,在2028年率先成为全球首个旗下所有商用车型均搭载氢燃料电池系统的汽车制造厂商。


▲现代汽车集团将在2028年率先成为全球首个旗下所有商用车型均搭载氢燃料电池系统的汽车制造商

作为现代汽车集团在全球最重要的市场,中国也将成为其实现氢能愿景的重要一环。现代汽车集团希望尽快通过销售氢燃料电池乘用车和商用车,以及氢燃料电池系统,在中国氢能市场上占据领先地位。

现代汽车集团的氢能源使用场景不仅覆盖商用车和乘用车,还涉及各种类型的交通工具,比如有轨电车、火车、轮船和城市空中出行(UAM)等。在他们的愿景中,氢能将被应用于生活和工业等所有领域,比如钢铁、船舶、建筑、火车、电站等。

“相比之前的单车发布,此次现代汽车集团发布的是一个整体的远景参数图片)规划,不仅仅聚焦于车,而是长期性、系统性围绕氢能的产品矩阵。”中国汽车技术研究中心有限公司首席专家郝冬博士在接受帮宁工作室采访时说。

▍全领域氢能应用

在很早之前,现代汽车集团就意识到了氢能的巨大潜力。在全球,以现代、丰田、本田为代表的企业,早已经站在了氢能研究、使用的第一阵营。

1998年,现代汽车设立了燃料电池开发部门。在过去的20年中,投入了大量资源和人才来研发以氢能为基础的技术,其生产的氢燃料乘用车和商用车都在全球范围内投入使用。

2013年2月,全球首款量产氢燃料电池车途胜(ix35) FCEV诞生,打开了氢燃料电池车量产大门。2018年,新一代氢燃料电池SUV车型NEXO问世。至2021年8月,最新统计数据显示,NEXO全球累计销量已突破18000辆,超越丰田Mirai,成为全球最畅销的氢燃料电池车。


▲现代汽车氢燃料电池SUV NEXO

在9月7日的线上发布会上,现代汽车集团展示了一系列面向未来的氢能移动出行产品。他们计划,先从二氧化碳排放量较大的商用车领域开始着手,向全球市场推出氢燃料电池及纯电动的客车和重卡等全种类新型商用车。

将“氢”注入商用车和乘用车领域可能很容易理解,但现代汽车在做的事情不止于此。正如郝冬博士所说,现代汽车集团发布的是一个围绕氢能的矩阵。在此之前,几乎所有企业都只是基于某项技术或单车型发布,并非聚焦全领域。

从此次现代汽车集团公布的一揽子技术成果和战略计划来看,无论从战略上还是实力上,其都具备了全球领先的实力。

帮助现代汽车集团实现全领域氢能移动出行的核心,是第三代氢燃料电池系统,它拥有100kW和200kW两种功率规格版本,计划于2023年推出。

相比第二代氢燃料电池系统,第三代100kW氢燃料电池系统尺寸减小了30%,这意味着它将更容易适用于不同的车型和应用领域。同时,在成本上还降低了50%以上,更有利于广泛使用。

基于第三代氢燃料电池,现代汽车集团还打造出可以灵活使用的能量模块系统,可以通过堆叠100kW单元模块,形成500kW级或1MW(兆瓦)级等系列化功率输出系统。


▲现代汽车集团计划于2023年推出第三代氢燃料电池系统

这就意味着,这些能量模块可以随意组合,以用到不同的场景当中。比如到500kW就可以用于船舶、1MW可以用于电站等,从而延伸到车以外的领域。

还有更多灵活的思考,比如此次发布的“全平型”氢燃料电池系统,整体高度降低至25cm,可用于个性化定制车型PBV、MPV车型、客车和有轨电车等多种交通设备。拥有30kW和50kW两种版本的氢燃料电池能量包,则适用于叉车和挖掘机等。

正如郑义宣所说,“现代汽车集团要将氢能应用于生活和工作等所有领域,要让’每个人、每件事、每一处’都能轻松地使用氢能。”现代汽车集团现在所做的,就是要将氢能应用到各种场景中,并非局限于氢燃料电池车。

▍坚定方向打破瓶颈

“上一次主导汽车工业变革是内燃机,这次主导汽车百年变局的将是电池和燃料电池,能源从化石能源变成可再生能源制得的电和氢。”9月9日,在中国电动汽车百人会2021年第11期高端研讨会上,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高表示。

氢能具备来源广泛、清洁高效和应用场景丰富等多项优点,被认为是清洁多能的二次能源载体,也是全球能源技术革命和转型发展的重大战略方向——这并非现代汽车集团的独立判断,而是全球的共同认知。

作为可再生资源,氢能有很大优势。首先氢在地球上是最多的元素之一,总量非常丰富。其次,它安全、零碳、环保,至今整个燃料电池汽车还没有出现任何一起爆炸事故,比电动车安全得多。

目前,世界各国都在积极寻求利用氢能,作为全球碳中和社会的可替代能源。这不仅限于汽车领域,还有运输、制造等多个领域。

现代汽车集团执行副总裁及燃料电池业务负责人金世勋形象地将电比喻为牛奶,将氢比作奶酪。


游牧民族将夏天剩余的牛奶做成奶酪,到了冬天,奶酪就成为绝佳的牛奶替代品。金世勋认为,当可再生能源社会建立起来时,氢能就扮演奶酪的角色,可以将太阳能或风能产生的多余电量转化为氢能,有助于能源储存和长距离运输。

当然,氢燃料电池在推广应用中,也有卡脖子的问题。

“氢燃料电池的优势在于能量密度高,以及补能时间更短。但目前氢燃料电池产业链大多数环节技术都不够成熟,并且每个环节成本都很高。”在接受帮宁工作室采访时,中国科学院战略咨询院产业科技创新中心汽车行业特聘研究员鹿文亮博士说。

技术、成本、基础设施,是氢能源车发展面临的“三座大山”。为实现双碳目标,选择技术路线既要有前瞻性,又要有阶段性。现代汽车集团选择了一条并不容易走的路线,大力推动氢燃料电池的发展,其面临的挑战并不小。

但氢能源应用的方向是明确的,前景也是光明的。未来低碳的制氢技术和储氢技术也会更加成熟。氢燃料电池未来的成本,也有可能达到纯电动车甚至是燃油车的水平。

现代汽车集团持续投资氢燃料电池系统技术创新,并在全球范围内构建氢能生态系统,同时跨领域与航空、轨道交通、能源、基础设施、ICT和其他服务行业的组织及政府部门携手合作,进而实现氢能的规模经济。


▲现代汽车集团移动型加氢站(H Moving Station)

为实现这一目标,现代汽车集团计划尽快推出价格更低、体积更小的新一代氢燃料电池系统,并显著提高其耐用性和输出功率。

他们的工程师们通过研发,不断降低成本。目前,已经将氢燃料电池系统的成本降低了近98%。预计到2030年,现代汽车集团以实现氢燃料电池车的成本价格与纯电动汽车相当为目标,确保在价格领域的竞争力。

▍抓住机遇抢占中国市场

“在我国新能源汽车发展战略中,纯电动、燃料电池汽车同等重要、长期共存,在科技创新中互相补充、循序发展,在市场应用中各有定位、互不替代。”全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢曾说。

根据中国氢能联盟预计,到 2025 年,我国氢能产业产值将达到 1 万亿元;到 2050 年,氢气需求量将接近 6000 万吨,实现 CO2减排约 7 亿吨,氢能在我国终端能源体系中占比超过 10%,产业链年产值达到 12 万亿元,成为引领经济发展的新增长极。

同济大学教授、科技部十四五氢能科技专项首席专家明平文预测:“氢能是非常好的能源提供方,而燃料电池汽车是拉动氢能比较好的载体。希望到2050年,氢能在我国能源消费达到10%左右。”

中国作为全球增长最快的经济体,注定将成为这场“氢能浪潮”中必不可少的重要力量。现代汽车集团必须抓住这个机会。


▲现代汽车集团(中国)副总裁李赫埈参加2021世界新能源汽车大会并发表主题演讲

“针对新能源汽车的未来技术路线,纯电动汽车和氢燃料电池车将并驾齐驱,在不同国家和地区、不同使用场景下,各自发挥重要作用。”9月15日,在2021世界新能源汽车大会上,现代汽车集团(中国)副总裁李赫埈发表演讲时说,“现代汽车集团会根据不同区域市场特点,提供相应的新能源车型。”

2018年11月,笔者曾到现代汽车集团位于韩国的大本营——麻北生态技术研究院和南阳研发中心,试驾了刚开始批量生产的氢燃料电池乘用车NEXO。当时,现代汽车集团就计划在中国市场加速布局“氢战略”。

近日,我国已明确京沪粤等3个城市群为首批入选氢燃料电池汽车示范城市群的重点区域。现代汽车集团的布局,与首批氢燃料电池汽车示范城市群分布高度一致。

今年3月,现代汽车集团在广州成立了集团首个海外氢燃料电池生产与销售基地,命名为“HTWO 广州”。这是中国首家大型氢燃料电池系统生产专用工厂。未来, NEXO将尽快引入中国。

数据显示,截至2020年底,全球氢燃料电池汽车保有量突破3万辆,我国为7352辆,位于全球第三。中国的加氢站达到了118座,数量位于全球第二。

“当上海、北京、广东作为示范城市群被获批之后,一定会推动燃料电池汽车的大规模商用。”明平文表示。

中国“力争2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和”的国家环保目标,为氢能产业及氢燃料电池汽车的发展注入动力,中国市场的发展不可估量。这正是现代汽车集团的机会。

现代汽车集团加速行动,把氢燃料电池技术引入中国,与中国本土企业协同合作,逐步向汽车、发电机、船舶、火车等行业拓展,供应全球领先的氢燃料电池系统,助力中国向氢能社会转型。

尽管“氢”路漫漫,但现代汽车集团的坚持和突破,让行业看到了信心。


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