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全球氢能重卡10大玩家

时间:  2020-08-12 16:50   来源:  香橙会研究院    作者:  牛秀芳

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随着尼古拉的上市,氢能重卡越来越成为氢燃料电池汽车的一个主要应用场景。

中科院院士干勇曾提出一个观点,到2050年,国内超过50%重型卡车将氢燃料电池作为发动机,这意味着氢能重卡产业将是一个万亿级别的市场。

香橙会研究院获悉,一些省市在申报氢燃料电池“十城千辆”示范推广城市中,选择了推广氢能重卡。但选择哪家车企的车,推广节奏如何把握,均费思量。

香橙会研究院根据氢燃料电池汽车的技术积累、产业化经验、市场影响力等因素,梳理出氢能重卡的10大玩家,以供参考。

丰田

丰田作为首个氢燃料电池汽车销售过万辆的车企,其在氢燃料电池汽车的开发上一直处于领先地位。

2014年,丰田氢燃料电池乘用车Mirai上市。2017年4月,丰田发布了其首款氢燃料电池重卡,即第一代氢燃料电池重卡Alpha。Alpha同月开始运行,在美国滩港和洛杉矶港及周边地区进行测试和真实拖运操作。

在第一代氢燃料电池重卡运行数据基础上,丰田于2018年8月在美国北密歇根汽车研究中心发布第二代氢燃料重卡Beta。第二代氢燃料电池重卡最大的突破是续航里程的提高,由第一代的200英里(约321km)增加到了300英里(约480公里)。

2019年4月,丰田在Alpha和Beta两个概念验证原型卡车基础上,在洛杉矶推出新版零排放燃料电池重型电动卡车FCET。该燃料电池重卡为丰田和美国卡车制造商Kenworth共同开发,发动机采用丰田的燃料电池技术,具有增强的功能和性能,续航里程预计为300英里(约480公里)。

2019年12月,丰田通商与上海重塑、常熟高新区管委会达成合作意向,三方将携手打造氢燃料电池重型卡车示范应用项目,进一步加快常熟市氢燃料电池汽车的推广应用。

2020年3月,丰田宣布,将与日野汽车共同开发重型燃料电池卡车,并通过示范试验等手段推动其实际使用。联合开发的氢燃料电池重卡以Hino Profia为基础,充分利用丰田和日野多年的技术积累进行开发。动力系统搭载两个丰田的燃料电池电堆,采用日野研发的可用于重型混合动力汽车的车辆驾驶控制技术。此款氢能重卡的续航里程约600公里。

丰田在氢燃料电池乘用车上已建立领先优势,但其产业化进程比较缓慢,于是开始重视燃料电池技术在商用车领域的产业化,并不断加码重卡,市场也由北美扩展至亚洲,这与近几年亚洲氢燃料电池汽车市场蓬勃发展有关。

美国作为丰田燃料电池乘用车最大销售市场,氢能重卡率先在美国推出也在情理之中。在大规模商业化条件还不成熟时,与本地卡车制造商合作,输出先进的燃料电池技术,培育市场。近几年中国氢燃料电池汽车市场发展迅速,庞大的市场不容丰田忽视。氢能重卡的合作,丰田在国内选择了领先的燃料电池系统集成商上海重塑,引进的是其燃料电池电堆产品及技术,此次合作将发挥各自所长。在本土,则与合作了十五年的日野汽车牵手,在增进双方的伙伴关系的同时,也巩固了其在燃料电池方面的地位。

丰田在实现燃料电池技术产业化的路径上选择的是先乘用车,后商用车。在攻克乘用车这一技术高地之后,商用车也就水到渠成。尽管丰田在氢能重卡领域已经与多方合作,但迄今为止并没有实际交付用户运营的案例。

现代

现代在氢燃料电池上的研究略早于丰田,技术上可谓不相上下。在燃料电池乘用车产业化方面,两者也是你追我赶,现代成为继丰田之后第二个燃料电池汽车销量过万辆的车企,但在氢燃料电池重卡发布的节奏上晚于丰田。

全球氢能重卡10大玩家

2019年10月,现代首款氢燃料电池重卡HDC-6 Neptune Concept在美国亚特兰大举行的北美商用车展上全球首发;同年11月,亮相第二届中国进口博览会。

此款氢能重卡是8级重卡,车上有7个35MPa储氢罐,并配有196kW的现代NEXO燃料电池电堆。燃料电池可产生能量驱动476hp(约355kW)的电动马达,通过马达自动变速器对车轮进行驱动。同月在法国里昂举办的交通运输展览会上,现代商用车氢燃料重卡项目,荣获2020国际年度卡车创新奖。

2019年,现代与瑞士H2 Energy成立了合资企业现代氢动力(Hyundai Hydrogen Mobility,HHM),该公司将以按次付费的方式向商业卡车运营商出租卡车。2020年2月,现代氢能重卡XCIENT Fuel Cell在瑞士开始了批量交付前的路试工作;7月,现代向瑞士发出10辆现代XCIENT Fuel Cell,根据计划,今年将向瑞士交付50辆XCIENT Fuel Cell。此前,瑞士交通促进协会(H2 mobility)已经制定2021年订购140辆同款车型的采购计划。

XCIENT Fuel Cell由190kW的氢燃料电池系统和双95kW的燃料电池堆提供动力,主车+全挂列车设计最大车货总重34T。驾驶室后方带有七个平行安置的高压氢能储罐,可储存约35kg气体,设计续驶里程大约400km,单次加氢时间约为8~20分钟。此外,现代正在开发一款长途牵引车,续航里程可达到1000公里,该牵引车装备了耐用性高、动力强劲的增强型燃料电池系统,将在面向包括北美和欧洲在内的全球市场推出。

不同于丰田,现代一开始将市场重心放在欧洲,而不是北美,这可能与欧洲产业环境有关。欧洲各界就发展氢能基本达成共识,发展的决心很大,同时在政策上给予支持,而且产业链配套也很完善。选择瑞士作为进军欧洲第一站,除了政策原因,还因为其能够提供足够的绿氢,真正做到减少碳排放。

2019年9月,现代发布商用车中长期发展蓝图,中国作为世界上最大的商用车市场和引领新能源商用车行业的市场,将在实现现代中长期蓝图中发挥重要作用。2020年3月,四川现代汽车有限公司更名为现代商用汽车(中国)有限公司(以下简称“现代商用车”)。现代商用车独资运营后,现代将在世界市场积累的经验和先进技术能更充分地引入到中国,其中包括氢燃料电池技术。

正式更名后,现代商用车对中国会采用什么的市场策略,暂时还不知晓,但从现代针对欧洲市场行为推测,不排除是将瑞士模式复制到中国。不一样的政策环境,不一样的市场环境,何种策略更容易融入中国市场,考验现代商用车乃至现代汽车管理层智慧的时候到了。

尼古拉

尼古拉(Nikola)由特雷弗·米尔顿于2015年成立,主营业务是研发生产氢燃料电池卡车和纯电动卡车以及提供加氢站服务。2020年3月,尼古拉宣布通过买壳的方式登陆纳斯达克,6月8日正式上市交易,是全球首个上市成功的氢燃料电池整车制造企业。

2016年5月,尼古拉发布Nikola One原型机,该车续航可达到1200英里(约合1930公里),拥有1000马力和2000磅-英尺的扭矩。其最大优势是零排放,采用了氢燃料电池、320kWh锂离子电池、以及纯电传动系统的组合(概念车上共有6个电机,每轴一个)。此外,从0-60mph的加速时间只需30秒,而传统柴油卡车的同等加速时间为60秒左右。

2019年,尼古拉发布全新设计的Nikola Two和基于依维柯S-WAY牵引车平台的车型Nikola Tre。NIKOLA One和NIKOLA Two以北美重卡市场为主,而Nikola Tre则进军包括欧洲、亚洲与澳洲重卡市场。为了满足欧洲重卡的主流配置,Nikola Tre还将一口气推出包括4×2、6×2、6×4等三种驱动配置。尼古拉计划于2020年投入首批NIKOLA Tre进行测试,2023年正式进入量产。截至目前,已经获得超过1.4万量卡车订单,对应价值超过100亿。

尼古拉作为氢能重卡领域的后起之秀,却异军突起,成为氢能重卡领域最亮的一颗新星,底气在哪里呢?

一是携手顶尖战略伙伴打造自己的生态圈。尼古拉与Ryder Systems签署销售和服务协议,Ryder Systems是美国最大的卡车租赁公司,通过合作协议,Ryder Systems成为尼古拉独家销售和服务伙伴。

尼古拉与Bosch、WABCO建立战略合作,分别在汽车零部件及动力总成系统、电动商用车安全技术以及牵引力和稳定性控制技术等给尼古拉提供支持,并通过战略性的股权投资进一步绑定双方的利益关系。

在整车制造方面,战略投资者CHNI旗下的依维柯和菲亚特动力科技将为尼古拉提供工程和制造方面的专业知识,支持尼古拉投产燃料电池和纯电动卡车。与此同时,凭借依维柯在欧洲的销售、服务和保修渠道,将助力尼古拉加快进入欧洲市场的步伐。

在基础设施加氢站端,选择挪威Nel公司作为其唯一的加氢站设备供应商,解决了加氢站设备与加氢服务的问题。可再生能源和太阳能电池板制造领域的全球领导者Hanwha成为尼古拉太阳能电池板独家供应商。Nel+Hanwha的组合形成了一个完整的可再生能源制氢加氢站闭环。

此外,全球一流的商用车驾驶室开发工程服务商德国EDAG以及世界最大的动力系统开发、仿真和测试的独立公司奥地利AVL分别在驾驶室和底盘设计制造、一流整车以及氢燃电池测试设备的设计和开发是尼古拉的重要产业合作伙伴。

二是颠覆性的商业模式——“捆绑式(bundled)租赁”。尼古拉提供氢能重卡+加氢站的全生态解决方案,采用“捆绑式(bundled)租赁”的商业模式,即在全生命周期内(7年或70万英里),向客户提供氢能重卡、无限量氢气使用、整车保养与维修服务,从而提供了与柴油车成本持平甚至更低的使用总成本。这种模式避免用户一次性大额支出,降低购买门槛;同时通过免费加氢和免费的维保服务,培养用户习惯,为氢能重卡大规模化应用奠定基础。

尼古拉搭建的生态圈已形成了商业闭环,取得大额订单的骄人成绩,现阶段来看,无疑是成功的。目前电动卡车以特斯拉、戴姆勒为代表,氢能卡车以尼古拉、现代、丰田等为代表,但都处在商业化早期。谁先示范运营,谁先小批量投运,谁就有先发优势。

从尼古拉目前的商业模式来说,只要其产品满足商用条件,放量比较容易实现。氢能卡车中的关键核心技术环节是燃料电池电堆及系统,而尼古拉申请的专利中,其并没有相关技术储备。

尼古拉究竟能走多远,其未来最终的定位是什么,且行且看。

Hyzon Motors

Hyzon Motors Inc于2020年3月12日正式运营,为清能股份在美国成立的新公司,其氢燃料电池汽车研发和集成基地位于美国纽约州。Hyzon Motors是一家氢燃料电池车公司,致力于在全球范围内部署零排放商用车。

Hyzon Motors将充分利用清能股份为各大汽车主机厂配套燃料电池系统的成功经验,来推动零碳交通运输的普及。其管理团队拥有超过16年的PEM燃料电池技术,凭借在数百辆商用卡车中积累的经验,致力于将其技术推向世界。

Hyzon Motors车辆集成工作于2020年年中开始,下半年推出公共汽车和卡车,并在2021年推出厢式货车和其他车辆。Hyzon Motors即将推出15至40吨的卡车,这些卡车将配备清能股份的高性能大功率燃料电池系统,2021年初开始交付。Hyzon Motors计划在最初的2-3年与客户一起部署2000辆重型车辆。

Hyzon Motors是由氢燃料电池供应商发起成立的公司,它成立的基因不同于上述各家企业。氢燃料电池重卡的核心部件是高性能且可靠的大功率燃料电池系统,这也是母公司清能股份的长项,清能股份在大功率燃料电池电堆研发上走在市场前面。

清能股份具有全球视野,是中国氢燃料电池领域“走出去”的第一家企业。在交通运输领域,现借助公司Horizon Fuel Cell的品牌知名度,积极拓展海外市场,已经承接了韩国燃料电池轨道列车等项目,在美国、澳大利亚成立孙公司来积极推进燃料电池重卡及客车的商业化。

Hyzon Motors的成立打响了清能股份进军海外燃料电池商用车市场第一枪,而氢能重卡当前最受瞩目,这个赛道进入者颇多,且实力雄厚,清能股份也有一争之力。流淌着清能股份基因的Hyzon Motors会有怎样的表现,值得期待。

戴姆勒+沃尔沃

2020年4月21日,戴姆勒卡车公司(Daimler Truck)和沃尔沃集团(Volvo Group)联合宣布将合作成立合资企业,以开发、生产和商业化应用于重型车辆和其他用途的燃料电池系统。

2020年6月,据德新社报道,戴姆勒卡车已经成立燃料电池公司,并将集团旗下所有燃料电池业务都转移到戴姆勒和沃尔沃的合资公司。沃尔沃方面,将用约6亿欧元(合6.52亿美元)来收购合资企业50%的股权。

新的合资企业具有自主经营权,戴姆勒和沃尔沃在新企业中将是平等的合作关系,双方继续在其他业务领域展开竞争。该合资公司计划于2025年之后推出燃料电池重型卡车。

戴姆勒和沃尔沃的合作是偶然吗?两家企业在一份声明中表示,“在当前行业整体下行的背景下,合作变得更加必要。”一方面,“在可行的时间内”实现欧洲碳中和的目标;另一方面,希望通过合作的方式来降低燃料电池的开发成本,并推动重型运输燃料电池的引入。在燃料电池重型卡车应用还不成熟的情况下,后者或许是当前考虑的主要因素。

上汽(大通+红岩+跃进+捷氢科技)

2019年11月16日,上汽红岩款燃料电池自卸车亮相青岛国际院士港协同创新成果展示与对接合作研讨会现场,同时亮相的还有上汽跃进燃料电池卡车FC500 D12。燃料电池卡车的亮相,意味着上汽开始进军燃料电池卡车市场,上汽此前已经发布燃料电池轿车、轻客、公交车、乘用车MPV等产品。

2019年12月12日,全国首台18吨燃料电池卡车——上汽跃进FKC500-D18正式下线,该车搭载的是捷氢科技P390系统,加氢时间不到10分钟,续航里程超过400公里。跃进18吨氢燃料电池卡车的下线以及燃料电池自卸车的亮相,不仅是上汽氢燃料电池汽车领域产品种类的进一步丰富,也彰显了上汽抢占氢能重卡布局的决心。

上汽从2006年成立燃料电池事业部至今,从整车集成、系统集成,到突破电堆技术,一直在投入研发,是国内氢燃料电池技术积累最深厚的整车厂。上汽在修炼好内功的同时,也注重燃料电池汽车的产业化。2018年6月捷氢科技应运而生,集团体系内燃料电池汽车相关业务全部剥离出来在这个公司进行商业化运作。

经过近一年半的探索,上汽在氢燃料电池汽车市场端开始发力。2020年4月和7月,分别与上海机场、中国宝武战略合作框架协议,积极寻找氢燃料电池的应用场景。而中国宝武有确定性的氢能重卡需求,并且上汽红岩氢燃料电池重卡也出现在签约现场,可见未来双方在氢能重卡领域合作的可能性不小。

上汽在车端已形成体系内循环,而要打通全产业链,氢端不容忽视,与中国宝武的牵手是不错的选择。另外,有上汽背景加持的捷氢科技独立运营,对外提供燃料电池产品和解决方案,输出产品和技术,这是否能得到市场认可需要时间。

潍柴(陕汽+重汽+巴拉德)

潍柴以柴油机起家,新能源大趋势来临之际,将新能源汽车及动力总成确定为未来核心技术之一,氢燃料电池是重点发展的方向之一,并积极布局。

首先通过战略投资,掌握燃料电池汽车的核心环节——燃料电池电堆及系统。2016年11月,潍柴动力对国内氢燃料电池提供商弗尔赛进行战略投资,并与弗尔赛在氢燃料电池客车、氢燃料电池卡车等产品开发方面开展深度合作。2018年5月,潍柴动力战略投资全球氧化物燃料电池技术的引领者英国Ceres Power,并携手Ceres Power在中国潍坊成立合资公司,在固态氧化物燃料电池领域展开全面合作,首期合作联合开发以CNG为燃料的30kW SteelCell®燃料电池,用于电动客车增程系统。2018年8月,潍柴动力战略投资巴拉德,成为巴拉德第一大股东;9月,与巴拉德成立合资公司潍柴巴拉德,潍柴巴拉德将致力于巴拉德下一代电堆产品Fcgen-LCS及应用电池模块的组装和生产。

在产业化方面,除了推出燃料电池公交车,还向重卡领域拓展。2017年7月,旗下中国重汽推出全国首款氢燃料码头牵引车,采用增程式技术方案,根据实际需要可配备氢瓶;2019年11月,陕汽重卡推出搭载氢燃料的旗舰重卡X5000;12月,潍柴动力推出首台国产200吨以上氢燃料-锂电混合能源矿用自卸车。目前陕汽重卡X5000和潍柴动力氢电混合能源矿用自卸车均在测试,还未上公告。值得注意的是,潍柴走的是“引进来”的路线,无论是跟Ceres Power合作,还是跟巴拉德合作,最关键的还得看核心关键技术是否已经抓在自己手中。国内供应商方面,除了跟战略投资的弗尔赛在燃料电池客车和轻卡有合作外,其他还鲜有合作。

江铃重汽(清能股份+杰宁科技)

2019 年9月,在经过近两年时间的技术攻关后,江铃重汽发布首款燃料电池半挂牵引汽车,该车采用额定功率为95kW燃料电池系统,裸堆可实现110kW以上功率输出,搭载8个35MPa高压储氢瓶,最高时速达到 85km/h,整体续航里程在400-500km。该辆氢燃料电池重卡由江铃重汽联合清能股份、杰宁科技联合开发,燃料电池电堆由清能股份提供。

12月,江铃重汽的氢能重卡在山西潞宝集团的氢电油气综合能源站投运仪式隆重登场。潞宝集团董事长韩长安在接受采访时表示,潞宝精细化工园有500多辆重卡在执行运输任务,未来这些重卡将会替换成氢能重卡。江铃重卡的出现或许意味着更多商业机会。

2020年3月,江铃重汽向上海智迪成功交付首批10台江铃氢燃料重卡,这是目前国内第一款成功交付客户的氢燃料重卡,该批车正在上海宝钢进行示范运营。若该批车辆在园区等相对封闭场景通过实测检验,将为氢能重卡应用场景打开一扇窗,但对于有坡度、煤矿等复杂工况还需要进一步验证。

大运汽车(氢雄云鼎)

2019年11月,大运汽车首款燃料电池牵引汽车进入工信部325批《道路机动车辆生产企业及产品公告》,由此进入公众视野。大运汽车上公告的燃料电池牵引车配套的是氢雄云鼎的燃料电池系统,燃料电池系统额定功率为87kW,装备质量为13400kg,采用氢电混合模式,综合续航里程为400公里。

2020年6月,山西陆港集团就采购氢能源电动重卡进行招标,7月进行二次招标。招标的10辆燃料电池半挂牵引车总质量为49吨,续航里程不低于400公里。同时规定投标人车型必须进入工信部公告目录;且纳入《免征车辆购置税的新能源汽车车型目录》。满足要求的只有大运汽车和江铃重汽,中标企业大概率是其中之一。

飞驰汽车

2020年1月,美锦能源控股子公司佛山市飞驰汽车制造有限公司(以下简称“飞驰汽车”)成功研发首款氢燃料电池牵引车,已经完成整车制造,相关测试在进行中。该车全长7.4米,总质量25000kg,满载质量为49000kg,搭载15个储氢瓶,续航达到400km。6月,佛山飞驰新能源与国鸿氢能、徐工汽车签署《关于联合研发系列氢燃料卡车的合作协议》。

该款氢能重卡搭载的燃料电池电堆及系统功率是多少没有披露,其供应商也不知晓,但从美锦能源产业布局看,很有可能是国鸿氢能。飞驰汽车母公司美锦能源在青岛市西海岸新区投资建设青岛美锦氢能小镇,青岛市西海岸新区优越的地理位置将给飞驰氢燃料电池牵引车的应用提供了练兵机会。

总结

1.国内热度高过国外

海外参与者除了上述提及的5大玩家外,其他参与者也不甘落后。比如,2020年1月,本田旗下的本田技术研究和五十铃汽车有限公司宣布达成合作,双方在未来两年将共同开发燃料电池重卡,此次合作也是本田首次将其燃料电池专业知识提供给外部公司;2020年5月,挪威最大的杂货批发商ASKO采用四台由康明斯氢燃料电池模块提供动力的斯堪尼亚氢燃料电池卡车进行一项评估测试项目,致力于提升公司广泛的分销网络的源效率,低排放和可持续发展。

国内的热度是有过之而无不及。2019年10月,由国投中科、青岛前湾集装箱码头、机科(山东)重工、江苏奥新四家参与研发、测试的3台氢能源集卡车投入实景测试运营;2020年3月,由新源动力、洺源科技与东风汽车深度合作研发的燃料电池重型运输车在大连展开路试,该车燃料电池系统额定功率超过90kW,满载总质量最大可达36吨,续航里程大于450公里;7月,重塑科技携手合作伙伴与宁东能源化工基地签署氢能重卡示范试点运营合作协议,将具体落实宁东基地内的氢能源重卡商业化运营项目。

2.国外以整车厂为主,国内以电堆及系统厂商为主

在不考虑Hyzon Motors母公司背景的情况下,海外参与者主要是整车厂,由整车企业来推动整个产业的发展。

回顾国内参与者,除了上汽、潍柴等少数由整车厂来驱动燃料电池汽车产业发展外,其他更多是由燃料电池电堆及系统厂商来主导。而当由电堆及系统厂商主导时,则以朋友圈形式抱团一起推进氢能重卡的应用和产业化。

3.国外产品可靠性优于国内,产业化进程不相上下

丰田燃料电池重卡经过三次迭代,是目前氢能重卡参与者中唯一做到这一点的,但产业化落地缓慢。而现代今年7月向瑞士发出10辆现代XCIENT Fuel Cell,搭载的是190kW的氢燃料电池系统,系统的可靠性也经得起考验。国内氢能重卡搭载的燃料电池系统最高不超过100kW,产品性能还在验证中。从产品交付情况,江铃氢能重卡交付时间早于现代,整体来看处于同一起跑线,只是在产品的性能和可靠性方面还要不断打磨。
 

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