脱碳计划诞生 捷豹路虎计划到2030年生产全新氢能SUV

捷豹路虎（JLR）目前正在进行一项庄重的氢能项目研究，旨在开发其大型SUV的燃料电池版本车型。如果这项研究工作（即宙斯计划）被证明是成功的，那么燃料电池技术很可能在下一代2020中期改款的路虎揽胜Evoque上市之时投入生产，然后用于实现未来更大车型的零排放目标。这家英国公司目前正在研究几种电池版本的电动汽车（BEV），以加入到现有的Jaguar I-Pace车型中，包括新的Jaguar XJ。然而，氢项目可能会为其提供另一个动力总成选择，因为英国政府计划在2035年或更早之前禁止销售内燃机汽车。

捷豹路虎产品工程负责人尼克·罗杰斯（Nick Rogers）在最近的一次活动中将宙斯计划描述为“确实非常重要”。他补充说，该公司将很快推出一款可驾驶的氢燃料电池概念车，“我们正在寻找合适的动力系统-那些对环境影响最小的动力系统。对于氢气，我们相信（在我们的产品阵容中）有一个关键的位置。我们正在对此进行投资及开发，为此我们将获得大力支持。”虽然目前项目还处于初期，但重点是开发氢动力总成技术，但宙斯计划所开发的第一个概念很可能是Evoque车型。而在将来，该技术将用于捷豹路虎的大型车辆，尤其是在路虎系列中。揽胜，揽胜运动版和揽胜Velar都将是氢动力的版本车型，因为它们具有较大的尺寸并且需要长距离行驶以及日常的灵活驾驶。在BEV充电基础设施有限的地区和国家，氢动力也可能是一个不错的选择。尽管捷豹还可以在未来的车型中使用该技术，可能包括下一代F-Pace SUV，但由于其汽车的尺寸通常比Land Rovers小，因此它可能还会继续专注于电池电动推进。值得注意的是，捷豹路虎的计划与宝马相似，后者计划在2022年基于X5限量生产的i Hydrogen Next SUV（它将与捷豹路虎的Evoque尺寸的氢版本车型相媲美），并计划基于X6和X7采用更大的氢能源总成。

英国禁止新ICE汽车销售禁令开始的时间表与其他国家的计划类似，意味着捷豹路虎别无选择，只能立即开始一项新的零排放战略。对于捷豹路虎来说，这尤其关键，因为它的大部分车型都是更大，更重的豪华车。考虑到它们的车重以及所需的更长的行驶里程，将其重新改造为一款电池电动车对他们来说则是一项挑战。罗杰斯说：“对于大型车（在我们的产品系列中），氢能源是理想的应用，因为较大的汽车，（使用）电池组时，收益会递减。宙斯计划是在今年早些时候发布的，当时政府宣布将投资7300万英镑用于打造各种汽车项目以减少尾气CO2的排放。捷豹路虎将与Delta Motorsport，Marelli Automotive Systems和英国电池工业化中心合作开展该氢能源项目。由捷豹路虎领导的项目“将提供零尾气排放的高级燃料电池SUV概念车，其具有捷豹路虎的特性，例如可行驶里程长，快速充能，牵引力大，越野性能强以及低温特性”。捷豹路虎于2019年3月聘请拉尔夫·克拉格（Ralph Clague）担任其新的氢燃料电池项目主管。克莱格（Clague）自2016年以来一直担任中国制造商长城（Great Wall）汽车品牌的燃料电池研发总监。捷豹路虎进入氢能源研究之际，人们对这种燃料的兴趣和投资再次兴起，过去几个月来，欧洲宣布了许多制造“绿色”氢能源车型的项目。政府最近也成立了氢能源咨询委员会，“以氢气作为英国战略摆脱碳能源载体的发展而提供信息”。目前，世界上大部分的氢气生产都是通过从天然气中提取而实现的，这一过程被称为重整。这不能被视为“零碳”，因为氢来自化石燃料。但是，也可以通过使用可再生电力（例如，来自风力发电机）通过称为电解的过程将海水“裂解”为氢气和氧气以此来获取氢气。

根据预测专家IHS Markit的最新研究，“自2015年以来，生产绿色氢气的成本下降了50％，到2025年，由于规模的扩大以及制造标准化的好处以及其他因素，成本可能会再降低30％。 ”。IHS Markit还指出，氢裂化的投资将在未来几年内大规模增加，他说：“规模经济是绿色氢能源不断提高的成本竞争力的主要驱动力。计划于2023年实施的“电力x”项目的平均规模为100兆瓦，是目前正在运行的最大项目的10倍。”尽管人们对电动汽车的电池能源和存储的改善抱有全部信心，但欧洲各国政府的思想却迅速发生了转变。IHS Markit的凯瑟琳·罗宾逊（Catherine Robinson）表示：“在欧洲，现在已经普遍同意，仅电气化无法实现许多国家所追求的减排水平。”欧洲联盟（EU）推出了一项雄心勃勃的计划，以推广绿色氢能源。它希望到2024年使氢气生产脱碳，并希望到2030年达到至少40GW可再生能源氢气的生产。欧盟报告称：“据分析人士预估，到2050年，清洁氢能源将满足世界能源需求的24％，年销售额在6300亿欧元（5738亿英镑）之间。”他补充说：“在可再生电力价格相对便宜的地区，电解槽有望在2030年与化石基氢气竞争。”如果一辆典型的氢燃料电池汽车载有约5kg的汽油，这将意味着生产成本大约为7.50欧元[6.83英镑]才能满足当今的丰田Mirai的需求。即使计入税收，运输和生产商利润，这也使得可再生能源氢能在未来十年内具有成本竞争力。氢作为零碳燃料受到广泛关注的原因还有很多。首先，当局已经意识到，电池电力技术无法实现无二氧化碳的重物运输，包括火车和船运。氢的主要弊端也一直是生产规模的经济性，这反映在诸如Mirai和Hyundai Nexo等少数氢燃料电池电动汽车的高成本上。更多地在商用车上使用也可以帮助其降低成本。第二，氢可以改变能源的地缘政治。中西之间未来的僵局可能会导致电池供应和必需的稀土矿产受到限制，因此可再生利用的氢气也将为欧洲提供大量稳定的绿色能源。至关重要的是，车辆中的储氢问题也已接近解决。当前，氢必须花费昂贵的成本在高压下存储，但是这些罐体很难安装在汽车内。美国西北大学的一组研究人员和科学家开发了一种被称为“金属有机框架”的新材料，该材料将允许在给定的空间内以及更重要的是较低的压力，在更大的空间内存储更多量的氢气。这种材料被描述为像海绵一样工作，能够吸收气体，然后在压力下释放出来。这项技术可能导致氢气罐可以与当今的电池组安装在同一空间中，从而使该技术成为捷豹路虎即将推出的MLA多燃料汽车平台的理想改装计划。紧凑型氢气罐也正在德国开发，而法国零件供应商佛吉亚（Faurecia）正在研发新型热塑性氢气罐，每千克气体的工厂成本为400欧元[364英镑]。重量和成本方面的工程原因也很重要，这可能意味着氢燃料电池技术将胜过电池电力传动系统，至少对于大型车辆而言肯定如此。

如今的Mirai中的三个氢气罐重达87千克，依靠5千克气体可提供312英里行驶里程范围。与之形成鲜明对比的是，电动特斯拉Model S远程电池在重达540kg的95kWh电池时可提供320英里的最佳条件行驶范围。这种差异表明，即使增加燃料电池组和小型电池，氢燃料电池电动汽车仍具有比BEV更大的重量优势。当前的电动汽车电池生产成本约为每千瓦时118英镑，一个95千瓦时的电池组的工厂成本可能在11,000英镑左右。即使是佛吉亚的限量生产（每年约30,000个）热塑性氢罐，类似范围的售价也仅为1820英镑。曾经被视为死胡同的氢燃料电池技术实际上可能成为在汽车行业脱碳竞赛中的赢家，尤其是在未来电动汽车电池供应下，所面临潜在的原材料供需问题以及政治问题的各种情形下。