丰田氢能标杆效应正在各个细分领域进一步扩大。
今年1月26日,丰田汽车的社长丰田章男宣布将于4月1日卸任,社长一职将由执行董事佐藤恒治继任。日前,佐藤恒治在接受采访时表示,在其任期内,丰田到2030年底的工作重点仍将放在扩大氢能基础设施和研发未来燃料上。
另从丰田今年开发电解槽、发布新型储氢应用、测试液氢赛车、向中法等国车企供应燃料电池等一系动作可以看出,丰田正在全力以赴开发氢能产品,但同时也会保持灵活,以根据不同市场的不同碳中和需求定制产品和能源。
制氢端:基于燃料电池技术开发新型电解槽
近年来,世界主要经济体相继明确了氢能战略地位,优先发展绿氢。2025/2030年全球绿氢需求量将达到1583/4727万吨。受益于下游绿氢市场需求旺盛,电解槽出货量有望在未来几年持续高速增长。
在此形势下,近日丰田宣布将利用Mirai技术开发新的PEM电解槽设备。该设备将于今年3月在DENSO Fukushima Corporation工厂投入运行。
由于PEM电解电堆生产过程中,超过90%的FCEV燃料电池电堆组件和燃料电池电堆生产设施可以使用、共享。丰田利用多年开发FCEV所积累的技术、知识和经验,可以大大缩短PEM电解槽设备开发周期,并且能够大规模生产。
从第一代Mirai开始,丰田一直使用钛作为氢能源汽车的燃料电池组分离器。基于钛的高耐腐蚀性和耐久性,应用在PEM电解槽中运行80000小时后仍能保持几乎相同的性能水平,完全可以长期安全使用。丰田安装在DENSO Fukushima的PEM电解槽设备装置每小时可生产约8公斤氢气,每公斤氢气耗能53千瓦时。
储氢端:相继开发商用车储氢瓶、全新储氢模块
面对未来一段时间内,市场上氢燃料电池卡车将对大型高压储氢罐的需求不断增长。近日,丰田推出了一款商用车车用大型高压储氢罐。新推出的大型高压储氢罐的氢气容量是丰田第二代Mirai乘用车储氢罐的8倍。该新型储氢罐,基于丰田Mirai储氢罐高效储氢技术改进而来,将被用于轻型燃料电池卡车之上。
近日,丰田公司还宣布开发了一种储氢模块,可将树脂高压氢罐技术应用于燃料电池汽车。该模块集成了多个70MPa的车用树脂高压氢罐,以及氢气检测器和自动关闭开关等安全装置。通过安全装置,可自动监测模块的运行状态。此前,该公司已经在Mirai燃料电池汽车上测试了这种树脂高压氢罐。
丰田方面表示,通过高容量氢载体,可以更加安全有效地存储和运输氢气,增加了在港口或山区等难以充氢的地区使用氢基能源的可行性,进一步推广使用氢能源。
应用端:在赛场上实际测试液氢汽车
今年2月,丰田在日本富士赛道举行的Super Taikyu试运行比赛上,首次使用了液氢赛车参加比赛。丰田希望,通过让这款车参加耐力赛,改善这项新兴技术,并解决它面临的一些挑战。
这些挑战包括将氢气保持液态意味着在加注和储存过程中需要将氢气冷却至-253°C,工程师必须处理储罐升温时氢气的自然蒸发问题。同时在比赛中,赛车还必须在指定时间内加注燃料。
团队希望模拟真实比赛条件,与其他赛车一起在赛道测试。最终将赛场的开发经验转化到民营市场中。不过很可惜的是,在3月8日的测试中,以液氢为动力的卡罗拉发生起火,宣布退出赛事。
庆幸的是,车辆的安全传感器并没有损坏,在氢气泄漏的第一时间就自动切断了氢燃料的供给,火势得到了及时控制,并没有蔓延驾驶舱,也未造成驾驶员的受伤。根据调查,车辆火灾被认为是由于车辆振动导致管道接头松动,导致氢气泄漏。由于管道接头位于发动机附近,泄漏的氢气在加热后被点燃。
这次事故,将丰田氢燃料电池汽车的安全性再次被推到了风口浪尖。丰田的新社长佐藤恒治站出来表示,测试的目的就是发现问题,现在最重要的还是如何解决这个问题,丰田会继续努力。
市场端:向中法等国车企供应燃料电池
3月24日,丰田中国与海马汽车签署战略合作框架协议,双方将在海马汽车第三代氢燃料电池汽车上搭载运用包括日本丰田第二代Mirai电堆在内的成熟部件及系统,完成整车适应性开发,并结合海马汽车自建的氢能供应体系及出行网络实施测试。这也是丰田首次向中国乘用车厂商供应氢燃料电池系统。
作为协议落地的一部分,海马和丰田汽车合作打造的氢能乘用车7X-H已完成工程设计,搭载丰田高性能电堆系统。2023年4月底将完成首辆功能样车试制下线,计划在今年年内分批投入200辆进行小批量示范运营,并于2025年规划2000辆运营规模。
除了向中国供应氢燃料电池系统外,丰田也开始向法国车企提供燃料电池。近日,法国初创企业Hyliko计划将丰田的第二代氢燃料电池模块整合到重型卡车中。丰田看到了氢能卡车的巨大前景,尤其是卡车运输业务占欧洲公路运输所有货物77%的前景。丰田决定将燃料电池业务进一步扩展到欧洲的商用车领域。
在全球范围内,丰田已经和多家车企展开合作。该公司正在全力推动其氢燃料动力电池技术在乘用车之外的领域应用,包括重型卡车,小型运货卡车,叉车和公共汽车等。