|
上燃動力的20年,是一個時代、群英與個體共同塑造的故事。
作為政產學研的聯合創新體,它從20年前誕生之日起,就不是一個簡單模式的復制者,而是以罕見的生態精神,串聯和拉動了一場產業鏈的集體升級。
上海電驅動創始團隊,作為「三縱三橫」技術路線堅定的執行者、電驅動領域代表和上燃動力的親密伙伴,在這股力量的推動下,在唱衰和質疑的此起彼伏中,和上燃動力一起,曾經構建出一個充滿著無限可能的產業未來。
高潮起來又落下,盡管曾經被時代之手按下慢行鍵,但在那段理想主義和創新力量共同放光芒的日子,他們在正向研發之路上沉淀下的技術和方法論,以及純粹的勇氣與自信,在行業回暖,曙光垂臨的當下,更值得被記憶和溫習。
這是一段我們值得留念的歷史。
上燃動力20年,上海燃料電池汽車商業化促進中心和能鏡尋訪其間的關鍵個體,推出【上燃動力20 年口述歷史】,分別從政府、科研、整車廠、關鍵零部件以及新起點等不同視角,講述上燃動力令人無法忽視的往事。
這段歷史不僅屬于上海和上燃動力,更是中國氫能產業20年的一個縮影,一扇窗戶,每一個在起伏和幽暗中堅持的氫能人,都能從中看到自己,看到身邊的同行人。
今天的講述者,是時任二十一所所長助理、副所長,從十一五到十四五國家863計劃節能與新能源汽車重大項目總體組、國家新能源汽車重點研發專項總體組的電機責任專家,現任上海燃料電池汽車商業化促進中心理事長的貢俊。
作為中國「十五」、「十一五」電動汽車兩個五年計劃和上燃動力事業重要參與者、見證者和推動者,電動汽車核心零部件驅動電機系統專家,他帶領一支隊伍,通過一場場「短兵相接」的「賽馬」,從無到有,一步步成長為新能源汽車電驅動領域的執牛耳者。
他在氫燃料電池汽車行業重煥生機之時,履新上海燃料電池汽車商業化促進中心理事長,現在,他要用他過往的經驗,和他的團隊一起,在一個豐富且復雜的氫能生態系統里,幫助產業鏈上的公司,探索找到燃料電池產業的商業化途徑。
以下是貢俊的口述整理。
20年前,上燃動力成立。
表面看來,它是中國新能源汽車「三縱三橫」技術路線中,一顆燃料電池汽車方向的落地棋子,但只有曾經投入和見證過那段歷史的人才知道——那是一場從無到有的創造,一次天時、地利、人和的創新,是一群「園丁」,在激情、理想和艱難困苦的交織中,齊心協力種出的花。
故事的重要紐帶和節點,是萬鋼老師回國。
2000年,對中國汽車工業核心技術空心化感到憂慮的汽車技術專家萬鋼,力主中國發展新能源汽車,其觀點被科技部認可和接納,遂被力邀由德國返回國內。
這一年年底,他放棄在德國的一切成就,先回上海同濟大學任教,很快被聘為國家863計劃電動汽車重大專項首席科學家、總體專家組組長。
2001年10月,國家863計劃電動汽車重大專項正式啟動,萬鋼老師帶領專家組,經過調研分析,確立了混合動力、純電動和燃料電池汽車;多能源動力總成控制系統、電機及其控制系統和電池及其管理系統「三縱三橫」的自主研發技術布局。
落地分工也很快確定。燃料電池客車由北汽福田牽引,和清華大學一起負責研發,最難的燃料電池轎車,則被萬鋼和上海市領回了「自家」,上汽集團和同濟大學,一個整車,一個系統集成,成為帶動燃料電池汽車研發的主力軍。
遠見與創新
燃料電池乘用車開發,最核心的是燃料電池系統,涉及領域非常復雜,有氫氣、空氣、水的管理,機、電、磁、熱等集成和策略,化學反應、熱力反應等等交織在一起,復雜程度、難度以及對環境的要求非常高,且不說能不能裝到車上跑起來,就連做不做得出,都是未知。
安全性也廣受詬病。當時很多人不了解氫的性能,談氫色變,一說就聯想到氫彈爆炸等危險場景。而且純電動和混合動力路徑更貼近商業化的可能性,所以針對燃料電池方向,很多人不理解也不看好,但國家決心很大,認為它是一個代表未來汽車發展重要的、值得探索的方向。
記得在「863計劃電動汽車重大專項」啟動會上,時任科技部部長徐冠華態度堅決,說這件事,不管花多少錢,也要做到底。
那時,上海市科技創新土壤好,政府在清潔能源和氫能領域早有探索和研究,對于此事,上海市政府和當時國家一樣,有決心,也看得遠。
上海市科委很快確定立項資金,但他們同時希望能將科研成果進行產業化轉化,公司化運作顯然是最有效的方式。
在上海市科委積極奔走和推動下,2001年12月14日,以系統集成為主要方向的上燃動力,破殼而出。
上汽集團、上海同濟企業管理中心、上海科技投資公司、上海工業投資集團,和我當時所在的中國電子科技集團第二十一所成為股東,分別代表了主機廠、學院研發力量、政府背景的資本以及核心零部件等重要角色。
這是一次股權結構的大膽創新,它在設計上,充分考慮了公平與效率,也讓上燃動力在以后的日子里,煥發出勃勃生機。
因整車要扮演牽引角色,上汽以大股東身份出現;上燃動力與關鍵零部件供應商,比如提供電驅動系統的上海安乃達(是二十一所孵化的驅動技術公司),實行交叉持股,同時上燃動力為團隊激勵預留20%的股權。
股權激勵自不必說,「交叉持股」的最大好處,就是能在項目最初「一窮二白」的階段,在正向開發、技術不斷迭代的互動磨合中,實現關鍵零部件供需雙方的無縫對接,讓研發配合得更加緊密,從而拉動零部件體系能力的整體提升。
其實,這種形式在日本和歐美汽車業很常見,但在當時的中國,很超前,這也為后續很多國內行業知名公司在處理與核心零部件公司關系時,提供了可借鑒的思路。
啟蒙者、引路者和聯絡人
中國汽車產業長時間受制于零部件體系的薄弱,無法做大做強。而20年前,上燃動力從一開始,就以全產業鏈視角和當時罕見的生態精神,有計劃地串聯和拉動產業鏈的集體發展。
現在看來,它把中國燃料電池轎車的產業現狀、發展路徑、技術難度和解決方案一一探索了個遍,在整個產業發展中扮演了啟蒙者角色。
更重要是,它聯絡、帶動了外圍一批研發團隊和供應商團隊,初步形成產業鏈條和行業生態,并通過一次次示范運營,積累了一定的技術優勢,是引路者,也是聯絡人。
在「三縱三橫」中,我們驅動電機團隊負責「電機及其控制系統」的研發,與上燃動力交叉持股——大家彼此既是股東,我們又是被上燃動力集成的對象——為整個燃料電池系統提供驅動電機。
在此之前,我們團隊雖一直專事電機研發,但從未涉足汽車產業,正是借由這個項目,成為電動汽車電驅動細分市場中,占有率最高的企業。
這當然不是因為「近水樓臺先得月」,相反,我們是從當時上燃動力「三選一」的嚴苛供應商淘汰機制里,一路競爭拼殺出來的。
這是一次遴選制度的創新。
為了找到最合適的供應商,上燃把同一種類不同公司的產品,全部納入合作框架,捆綁在一起做聯合開發,在實際應用中持續考察,一視同仁,合格者過關,不合適者淘汰。
我們因曾承擔上海市科委的高轉矩密度、高功率密度電機項目,2001年,得以進入初選名單。因為要「三選一」,大家壓力都很大。
我除了負責這個項目,同時還負責過國家和上海市幾個其他項目,一對比,就看出它的難度和強度了。
那會兒,燃料電池是個新東西,轎車正向開發又是件很難的事情。我們不知道汽車需要什么,上燃動力也不知道燃料電池汽車的車用電機能做到什么水平。
有那么多新部件需要組織啟動,大家只能摸索著往前走,但彼此目標一致,要么不做,要做,就做一同成長的長期合作伙伴。
當時啟動試點的經費,第一年只有100萬元,一線團隊二十幾個人,大都是同濟大學研究生,大家全年無休,因為經常開項目會,有時就干脆就直接睡在實驗室。
萬鋼老師作為項目總負責人,也是身先士卒。有天晚上,快12點了,我剛剛睡下,他打電話來,說趕緊過來,電機系統在整車調試沒通過,不知道問題出在哪個環節,大家都得到現場。
類似情況很多,盡管累,盡管難,但大家無怨無悔,每個人都是鉚著勁兒的理想主義者,只想把東西做出來,還得做好。靠著這股子勁頭,一年相當于干了三年的活。
第二年,我們勝出,得以繼續留下,與上燃動力和同濟大學的團隊一起戰斗。
「賽馬」機制對創新產生了很強的正向拉動力,也催生了一批包括電機、電控、電堆、空壓機以及其他一系列相關產業鏈公司的快速成長,培養出大批人才。
比如空壓機,「863」項目剛開始的前兩年,只能做到3萬轉,但現在已經可以達到10萬-15萬轉;從之初的噪音響、體積大,到現在的科技含量,已經在全球競爭中名列前茅了。
被正向開發「驅動」的電驅動
算起來,白手起家的上燃動力,用了三四年時間,就把整個燃料電池汽車動力系統研究明白了,不僅找到了「電電混合」的技術路線,而且以每年一迭代的速度,推出超越一號、超越二號、超越三號,逐步走出了一條可持續的發展路徑。
2006年,兩輛超越三號參加在法國巴黎舉行的米其林必比登清潔能源汽車挑戰賽,得到了優勝獎。
在包括燃油經濟性、污染物排放、二氧化碳排放、噪聲、障礙、加速、制動等7個項目的嚴格測試中,獲得了4個A。證明當時中國的氫能動力燃料電池汽車領域的研發水平已經位于世界前列。
從整個產業發展角度看,它在前期所做的基礎工作,支撐了后續產業發展,也因將關鍵零部件核心技術握在自己手中,從一開始,就規避了走上傳統燃油乘用車發展的老路。
而新能源車用電驅動系統作為電動汽車核心關鍵部件,也正是在這樣的牽引下,走出了一條從無到有,從有到優的路徑。
中國在發展電驅動產業鏈上,有三個比較優勢,一是稀土資源豐富,對電機來說,提升效率、體積密度、功率密度等非常重要,稀土起到了這樣的作用;
二是政府前期投入,形成市場拉動作用,率先形成了規模;三是有一支水平比較高的工程師和技工隊伍,一旦突破技術瓶頸,通過整車牽引帶動,就能快速形成優勢產業,推廣到全球市場。
所有的技術瓶頸,其實就是通過正向開發一項一項克服的,也就是說,在新能源汽車的電驅動領域,從一開始,就沒走拿來主義的逆向開發老路。
我記得當時有很長一段時間,幾乎上燃動力所有項目,我們不計成本,只要有需求就做,率先得到了各種場景的需求、產品的需求,這對正向開發非常重要——能拿到不同需求,意味著在類似產品中擁有率先的話語權。
當時,行業里常用的軟設計軟件兩個,一個日本的,一個美國的。但這兩個軟件有很多Bug,也缺乏一些實際應用的經驗,我們在研發過程中,就不斷修正完善。
在這種牽引下,中國新能源汽車電驅動正向設計水平不斷被拉升,再加上上述行業的比較優勢,所以競爭力比較強。
其實,在燃料電池產業發展的過程中,在很多核心零部件的發展軌跡里,都能看到類似案例——找到自己的強項,加強長板,消滅短板。
從高光到蟄伏
事實上,除了直接參加必比登挑戰賽等賽事,上燃動力、同濟大學、上汽以及所有上下游合作伙伴,逐漸摸索出一條以重大活動示范來牽引研發、檢驗成果的路徑。
其中的高光時刻來自2008年奧運會和2010年世博會。
2008年,20輛帕薩特領馭氫燃料電池乘用車在奧運期間做示范,擔任馬拉松比賽的引導車,大獲成功,德國大眾因此還租用了其中16輛,繼續在美國加州做示范。
2010年上海世博會,包括大巴、轎車和低速觀光車等多種車型在內、174輛燃料電池汽車,在世博園內做各種接駁服務,成為當時全球規模最大的新能源汽車示范運行。
這種示范運行,在沒有商業化目標之前,是非常重要的應用場景,它像一次次集訓和拉練,來考驗和快速提升產業鏈合作伙伴的默契度與集中解決問題的能力,同時也讓處于研發階段的燃料電池汽車,獲得一定的社會知名度和美譽度。
但也正是從2010年開始,國際開始唱衰燃料電池汽車,宏觀環境和技術難度疊加,中國國內也受此影響,開始進入一段低迷的發展階段。這也證明,燃料電池方向,的確是條不容易走的路。
它除了需要技術成熟度、核心材料成本的下降之外,還與基礎設施息息相關。
當時雖然上海有比較便利的氫源,但加氫站只有一個,很難支撐需求,加之建站成本高企,氫又背著危化品之名,居民家里不可能像安裝充電樁那樣,自建加氫站。
布局不夠,商用車可能尚有解決方案,但對于乘用車,如果上班要跑20公里才能加氫,無論如何都難以接受,要解決這個問題,燃料電池產業鏈的自身努力可能還不夠,它需要等待的,是一個宏觀環境發生改變的大機會。
機會的確已經到來。我們國家提出雙碳目標后,在解決氣候危機和能源安全的大背景下,氫能被作為重要的能源載體,成為碳中和的重要解決方案之一。國外發展氫能的案例也逐漸被借鑒。
比如注重環保的北歐已將氫作為重要的能源來源,德國也計劃通過用海上風電,以管道方式直接將氫輸送陸地。
國內也開始探討各種氫能的應用場景和解決方案,比如低成本制造綠氫、液氫甚至液氨的儲運方式等等,這些技術一旦突破和提升,氫燃料電池產業除了能滿足汽車等交通運輸行業,還能有更多更廣闊的應用場景和應用領域。
而在這一大背景下,中石化、中石油、國電投等能源巨頭,都在加入基礎設施和技術布局,用氫環境和設施都將變得便利,「制、儲、運、加、用」等各個環節,開始面對全流程打通的可能,氫能產業開始真正迎來機遇。
上燃動力和許多在低谷中堅守下來的氫能人,也由此看到產業化、規模化發展的曙光。
早布局占先機
盡管以上燃動力為代表的氫燃料電池產業鏈公司,被時代之手按下了慢行鍵,但對于布局早,且第一個在「十城千輛」計劃中,實現千輛新能源汽車運行的城市,上海從關鍵零部件、系統集成,到整車再到運營,都擁有了比較好的基礎,成為早布局占先機的典型。
這也成為后來長城看中上燃動力,將其并購為全資子公司的重要原因之一——它有一批產業排頭兵和一批人才團隊,它們相互支撐,讓長三角地區在整個氫能產業發展中示現出勃勃生機。
2014年,豐田量產氫燃料電池汽車mirai的橫空出世,開始激活一度陷入沉寂的燃料電池圈。
也是這一年,在上汽集團負責新能源事業的干頻干總,調入上海市科委做副主任,他一直關注和關心燃料電池產業的發展。
2015年,國際上氫燃料電池領域發展開始加速,國內其他省市,比如廣東省也在開始在燃料電池領域有所行動。2016年,不愿看到上海「起大早趕晚集」的干主任,聯合上海市科委、經信委、發改委、嘉定區、同濟大學、上燃動力、上汽等,出臺了《上海市燃料電池汽車發展規劃》。
按照規劃,「上海市將推動燃料電池汽車試點示范運行,開展氫能基礎設施、研發與測試服務平臺等共性設施建設,突破車用燃料電池電堆、關鍵材料與核心零部件等關鍵技術,引導培育燃料電池汽車產業基地和產業基金,建成國內領先、國際一流的燃料電池汽車技術鏈與產業鏈,推進中國料電池汽車商業化發展。」
也是在這一年,時任上海燃料電池汽車商業化促進中心理事長、同濟大學校長助理余卓平老師找到我。
促進中心成立于2007年7月,是中國最早從事氫燃料電池汽車商業化促進工作的社會服務機構之一。當時同濟大學有新規,不允許校領導在外兼任法人,余老師希望我能成為新一任理事長。
盡管我不是燃料電池專業出身,但多年浸身行業,又在國家總體組工作,很多會議大家一起開,很多問題一起解決,對產業很有感情。我跟余老師說,沒問題。
2018年5月,李克強總理參觀日本豐田,行業繼續升溫。
這年8月,蟄伏已久,尋找新機會的上燃動力,被長城納入懷中,前者站上新起點,后者以上燃動力現有產業園一期工程為基礎,將長城控股氫能產業總部落戶嘉定氫能港,打造氫能產業鏈中燃料電池系統關鍵布局。
2020年9月,國家最高領導人提出「雙碳」目標,把綠色能源提到國家戰略的高度。氫能迎來「制、儲、運、加、用」的全方位發展,迎來了新時代。
在如此背景下,促進中心除了要做好企業和政府之間的溝通橋梁,鏈接行業各個環節,還要實現在沒有政府補貼的情況下,找到一條推動行業可持續發展的道路。
后補貼時代和可持續發展
2021年9月1日,國家五部委聯合發布《關于啟動燃料電池汽車示范應用工作的通知》,由北京市大興區、上海市和廣東省佛山市,牽頭京滬粵三個城市群,正式成為首批氫燃料電池汽車示范城市群。
歷經波折中國氫燃料電池產業,包括走在新起點的上燃動力,都已走出曾經幽暗的森林,開始朝產業化的方向發展,而對于促進中心來說,則開始思考,當政府停止補貼后,如何解決企業生存問題。
沒有政府補貼,意味著燃料電池汽車要走向市場,和電動車以及燃油車正面競爭,所以什么場景可以生存,什么場景可以推廣,這個賬,要從零部件成本、氫氣價格、運營環境等,一一算清楚。
它挑戰很大,很難,但它正確。倘若做得好,可以為政府排憂解難,為企業找到市場空間,所創造的價值,對產業發展大有裨益。
以下幾種產品和場景,我認為比較適合當前的發展。
一是氫燃料電池城市冷鏈車。
由于燃油動力冷鏈車不能進入上海城區,加之相比純電動,氫燃料電池在長途運輸中的續航里程更有優勢,在氫氣價格逐步下降的趨勢下,這個車型在上海城區的運營,具備一定優勢。
二是長途大巴車。
雖然氫燃料電池大巴一次性投入較大,但測算到每公里成本價格,與傳統燃油大巴相比,通過目前的國家政策加持,加上潛在的碳氫交易政策,可以有比較優勢。當然,它需要配套考慮當地氫源以及加氫站布局。
三是室內叉車。
在室內使用柴油動力,污染太嚴重,如果使用純電動,10-12小時就要更換電池,不能滿足24小時作業需求,所以燃料電池成為最優選擇。
現在國內有些源企業比較積極,它本身既是能源供應商,又有叉車使用需求,所以正在計算閉環成本。
四是中重卡。
從典型場景看,中重卡是排放較大的交通工具,若率先使用氫能,對社會價值最高,這同時也是目前國家示范試點的重心。
除此之外,我們還在政策層面,推動碳交易和輔助式補貼,比如在一些地域,對氫燃料汽車不采用直接大額補貼,而是減免一部分過路過橋費。
這些方案沒有「一刀切」的標準答案,各有各的場景,不同階段有不同階段的方案,無論大車、小車,無論純電還是氫燃料,關鍵一點,就是找到合適的場景和市場空間。我們希望能找到幾個可復制的模式,把產業向規模化推動,幫助企業在沒有任何政府扶持的條件下,獲得可持續發展的機會。
更加廣闊的未來
也正是在這樣的背景下,并入長城體系的上燃動力,面對的是更廣闊的應用空間和更令人期待的未來。
20年前,上燃動力從乘用車應用的角度切入產業,作為中國燃料電池汽車產業的引領者,起到了重要的撬動作用。
上燃動力被長城收購后,希望它可以施展的空間不僅僅限于汽車,而是在很多其他領域也要有所作為,在更多應用場景,來帶動氫能的利用和發展,包括無人機、飛機、輪船,特別是內湖、內河的輪船——現在這些船只主要使用柴油,排放污染問題短期內沒辦法解決,氫能將是一個非常好的替代方案。
這意味著,上燃動力要從之前的燃料電池汽車系統集成商,朝平臺化技術公司方向發展,朝著清潔能源解決方案提供商發展,它要能滿足不同應用場景的需求,要有能夠滿足這種需求的適應性,同時要有穿越當下的遠見。
比如,有些場景,短期看,可能不經濟,但放到5到10后,它會帶來高額的回報率,要有這種遠見,還要有沉得住氣、笑到最后的智慧,而這個過程中,依然離不開大規模的投入和創新。
回看過去20年,上燃動力之所以取得成就,是因為有前期大規模的技術開發做基礎,有技術沉淀,很多國家重大項目的成就,都集中體現在上燃動力的一個個專利里。
希望站在新起點的上燃動力,在新的20年中,咬住青山不放松,任爾東南西北風」,在新的角色、不同領域里,都能有所作為,繼續保持青春和活力,繼續傳遞上燃動力不滅的精神火炬。 該文觀點僅代表作者本人，如有文章來源系網絡轉載，本網系信息發布平臺，如有侵權，請聯系本網及時刪除。
|
