長城汽車這幾年的密謀之 氫能源領域的布局

　　眾所周知，新能源是未來汽車工業的發展大方向。所以不管國外還是國內的汽車廠商都紛紛投入巨額研發費用及大量人力扎根新能源領域。目前來看，新能源汽車主要分為四大類：純電動、混動(包含插混)、增程式電動、氫能源燃料電池，而后者被認為是新能源汽車的終極方向。今天來自科技長城氫能領域技術專家——長城汽車未勢能源總裁陳雪松先生，將為我們介紹長城汽車這三年在氫能源領域的布局。

　　上文說到了目前最主要的四大類新能源汽車，在這其中，我國近年在純電動領域可以說頗有建樹。續航里程早已突破700km，甚至還將推出超800km的產品。不過在突破了續航里程的同時，其充電慢的根本性難題依舊無法得到解決。不過對于氫能源燃料電池來說，這就不是問題了，不僅加氫速度快、續航里程也遠，更重要的是其排放的僅僅是水，零污染。但遺憾的是，中國品牌目前還沒有一款以氫能源燃料電池作為動力的車型。

　　什么是氫燃料電池

氫燃料電池汽車示意圖

　　燃料電池是一種能量轉化裝置，它將燃料的電化學能轉化成電能。它類似于電池一樣也是電化學發電裝置，因此被稱為燃料電池。對應的采用氫氣作為燃料的燃料電池就是氫燃料電池。它可以理解為水電解成氫氣和氧氣的逆反應。因此反應過程既清潔，又高效。因為它不受傳統發動機采用卡諾循環42%左右的熱效率限制，氫燃料電池的效率可輕松達到60%以上。

氫燃料電池工作原理

　　氫燃料電池工作原理是氫氣通過燃料電池正極當中的催化劑(鉑)分解成電子和氫離子(質子)。其中質子通過質子交換膜(Proton Exchange Membrane)到達負極和氧氣反應變成水和熱量。對應的電子則從正極通過外電路流向負極產生電能。

　　氫燃料電池的優勢

氫燃料電池汽車系統組成

　　1、相比起傳統石化燃料，氫燃料電池是采用電化學反應，在提供能量的時候，只會產生水和熱。而傳統的石化燃料會產生各種有毒有害的氣體和粉塵，是污染壞境的一大利器。

　　2、相比起其它傳統的電池來說，氫燃料電池是一種發電裝置，傳統的電池只具備了儲存電能的功能。氫燃料電池像發電機一樣，直接把化學能轉換為電能，在便利性上比起傳統電池要好得多。

　　3、氫燃料電池的能量轉換率高，普通燃燒所產生的的能量轉換只有30%多，而氫燃料電池的能量轉換率達到了驚人的80%。損耗更少的資源得到更多的能量，那肯定是氫燃料電池比較劃算了。

　　為何我國發展較緩慢

氫燃料電池關鍵部件

　　1、氫氣不像氮氣和氧氣是空氣中的最主要組成因素，想得到氫氣可以通過電解水，但這可是個不太經濟的方法，能量損失極大!你想，先從電解水開始，耗費電能，產生氫氣，氫氣再發電過程中還會有能量損失;電解水的電現在也是以煤電為主吧，燒煤發電也會有能量損失。

　　2、在氫燃料電池發電的過程中會用到金屬鉑作為催化劑。這種金屬就是咱結婚買戒指那個比24K金更貴的那個鉑，它少啊，它貴啊，那么大規模生產氫燃料電池，這個鉑就是瓶頸，完全沒有規模化后成本減少的效應，反而需求越多越貴，這可怎么辦好?

　　3、有人說帶著氫氣瓶就像帶個氫彈，到底這個氫氣瓶會不會爆炸啊?氫氣是最輕的氣體，它的擴散性極強，氫的擴散系數比空氣大3.8倍，比汽油大7.5倍，由此可以證明氫比汽油安全是有根據的。所以少量的氫氣泄漏，可以在空氣中很快被稀釋成安全的混合氣。氫氣的比重小，易向上逃逸，這使得事故時氫氣的影響范圍要小得多。

　　4、燃料電池汽車的主要問題是，制造驅動它們的氫氣燃料要消耗比普通電動汽車更多的能源。污染也是個很嚴重的問題。除了甲烷轉化，獲得綠色氫氣的唯一可行的方式是通過電解。但坦白講，這一過程中消耗的電可以更好地用在普通電動汽車上。

　　總結一下，對于氫燃料電池的商用來說，最大的挑戰之一就是成本控制。燃料電池汽車目前的成本是普通汽車的5倍左右。其核心部件被稱為質子交換膜。它能夠將氫氣中的電子分離成為質子，進而從正極交換至負極和氧氣進行反應產生水和熱。相應的，質子交換膜的核心就是催化劑鉑。而鉑是一種貴金屬，也就是通?；榻涞牟牧香K金。為了推動大規模商用，一方面必須減少催化劑的用量，另一方面是尋求低成本的替代材料。所以這也是為什么氫燃料電池在我國發展并不迅速的原因。

　　長城汽車近年的布局

　　2018年10月，在江蘇如皋召開的第三屆國際氫能與燃料電池汽車大會上，長城汽車正式宣布，已入股世界領先的德國加氫站運營商H2 MOBILITY(以下簡稱H2M)，成為該公司第七大股東。長城汽車副總裁唐海鋒出席發布儀式并表示：未來，長城汽車將與H2M密切合作，共同推進歐洲、中國和全球的氫能基礎設施，共同加速歐洲和中國向氫能交通的過渡。

H2M在德國已經運營(綠色)及在建加氫站(藍色)示意圖

　　實際上，長城汽車早已建成氫能技術中心，具備燃料電池汽車核心部件的測試、試制，以及整車集成與測試能力。同樣在2018年8月，長城汽車收購上海燃料電池汽車動力系統有限公司51%股權，成功控股上海燃料電池，這使得長城汽車已經具備了為各種應用開發和部署具有成本競爭力的燃料電池驅動技術。

　　目前，長城汽車正在進行大量投資以推進氫基礎設施技術的商業化，此次與H2M的合作正是計劃的具體落實。通過入股H2M，長城汽車可以與德國領先的PPP氫能基礎設施聯盟合作并向其學習，這將有助于加速中國加氫站網絡的部署。從而助推中國建立起具有競爭力、可靠性和安全性的加氫站基礎設施網絡。

未勢能源100KW大功率燃料電池發動機超越-300E

未勢能源85kW乘用車燃料電池系統和70MPa車載儲氫Ⅳ型氣瓶

　　另外，在技術方面，長城控股未勢能源已經通過自主創新突破了燃料電池產業的關鍵核心技術。未勢能源全資子公司上海燃料電池汽車動力系統公司(上燃動力)發布了第三代100KW大功率燃料電池發動機超越-300E。比較當前市場主流產品，氫耗減少10%，效率提升4.5%，成本下降28%。系統部件級國產化率實現100%。

　　長城汽車新能源版圖

　　長城汽車的新能源版圖，開山之作就是基于Pi4平臺打造的WEY P8插電混動SUV了，這款車大家可以看做是一個充當門面的作用，宣告長城汽車進入到新能源領域。而真正代表長城汽車在新能源領域布局的，就是歐拉品牌。目前其共有四款車型，并且采用獨特的貓系列名稱，讓旗下車型擁有網紅般的熱度。最近，歐拉的第四款車型好貓，剛剛對外公開了自己的內飾，新浪汽車也已在第一時間為大家產出了詳細的解析稿件：《全球第一款復古電動車 歐拉好貓靜態解析》。同時，長城汽車將在2020年展出第一款搭載氫燃料電池的SUV產品，搭載未勢能源燃料電池動力系統。

　　總結：

　　著眼于未來，才能在對手們還沒登陸時就占領市場。目前來說，我國的新能源領域剛剛開始發展，大部分精力還是放在了純電動和混動這種能源類型上，而對于新能源的終極方向——氫能源燃料電池則少有作為。長城汽車正是看到了未來，并依托于自己強大的研發能力，在氫能源燃料電池領域擁有著越來越多的話語權。今年，長城汽車的第一款搭載氫燃料電池的SUV產品就將公布，我們一起拭目以待。

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