康明斯(Cummins)丨从柴油到氢的百年动力总成战略组合

康明斯(Cummins)丨从柴油到氢的百年动力总成战略组合

氢能首席观察按:从1919年一个小工厂发展成为今天全球领先的动力解决方案提供商,康明斯拥有从清洁柴油、天然气、纯电动,再到如今的氢燃料电池技术等广泛的动力解决方案组合。近年来,更是通过“入伙”、“投资”、“结盟”加速燃料电池技术布局,以满足未来增长需求。

纵观历史,大多数独立的发动机制造商已不复存在,但康明斯保持了其行业的领导地位。这要归功于其100年来对使命、愿景和价值观的践行,对长期目标的专注,并始终坚持做正确的选择,并将在未来的百年继续引导其决策。

康明斯(Cummins)丨从柴油到氢的百年动力总成战略组合

“作为商用和工业市场领域的全球动力领导者,我们将比其他企业更能在新兴技术领域获得成功。在过去近百年的时间里,康明斯在创新性和适应性方面的能力为成功提供了源源不断的动力。也正因为这两点,在现下这个关键的十字路口,我们才能信心满满的沿着正确的路径前行。我们将进一步推进柴油和天然气发动机技术,并为市场带来新的动力解决方案。同时,公司正加大对电动动力总成系统的投入,开发氢燃料电池等替代技术,满足未来增长需求。”——康明斯董事长兼首席执行官Tom Linebarger

康明斯(Cummins)丨从柴油到氢的百年动力总成战略组合

作为全球动力系统领导者,康明斯设计、生产、分销多元的动力解决方案,并提供服务支持。公司产品囊括柴油及天然气发动机、混合动力和电动动力平台以及相关技术,包括变速系统、电池系统、燃油系统、控制系统、进气处理系统、滤清系统、排放处理系统以及电力系统。康明斯创立于1919年,总部位于美国印第安纳州哥伦布市,在全球拥有约62,600名员工,全球范围内有600多家分销机构和7,600多家经销商,面向190多个国家和地区的客户提供产品和服务支持。2019全年康明斯实现销售收入236亿美元,净利润23亿美元。其中,中国区业绩为56亿美元,占其全球总收入的24%。

百年历程

19世纪末,德国工程师鲁道夫·迪塞尔(Rudolf Diesel)发明了柴油发动机,成为推动人类生产力发展的一个强大引擎。1919年,克莱斯·康明斯(Clessie Cummins)和他的商业伙伴威廉·G·欧文共同创立了康明斯公司,成为全球首批利用柴油技术提供动力方案的公司。

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1933年,康明斯推出H型发动机。这种发动机马力强劲,适合运输业的需求,它成为康明斯最成功的发动机系列。二战期间,康明斯主要为美国陆军和海军部生产发动机。康明斯的发动机经受了从热带到北极圈的艰苦的战争考验。在欧洲、非洲和其它战区,盟军军需用品的相当一部分是靠装备了康明斯发动机的军用车队运送。

1954年,康明斯发明了具有革命性的PT燃料喷射系统。上世纪50年代,美国开始了州际高速公路建设潮。大部分用来修路的设备都使用了康明斯发动机,包括后来行驶在这些公路上的成千上万的重型卡车。在美国国内成功之后,康明斯便把目光投向了新兴的国际市场,到60年代未,其销售和服务网已扩展到全球98个国家,拥有代理商2,500多家。

1975年,康明斯开启中国市场业务,是最早来华的跨国企业之一。康明斯长期坚持与中国大型企业结成战略联盟,实现共同发展。到目前为止,康明斯在华总计设有30家机构,包括16家合资企业,员工10,000多名。将于2020年7月31日正式退休的康明斯集团副总裁SteveChapman,作为见证并参与中国改革开放40多年进程的外国人,在2016年获得了中国国家友谊奖。

2019年,康明斯销售卡车发动机65.2万套,2000-2019年销量年均复合增速3%,在卡车发动机领域全球市占率约22%。从地区来看,美国、中国、印度及其他地区的占比分别为57%、10%、4%和29%。按结构来看,2019年发动机业务、零部件业务、分销业务及发电系统收入占总收入比重分别为32%、22%、34%和12%。

燃料电池技术布局加速

早在上世纪90年代,康明斯就已经开始打造其燃料电池能力,该阶段以自主研发为主。

  • 2003年,康明斯为美国能源部开发了一个SOFC系统,展示了其满足卡车辅助动力装置要求的能力。
  • 2014年,康明斯与AdAstra Rocket、法液空一道探索燃料电池试点项目“ Nyuti”——哥斯达黎加乃至中美洲第一个氢燃料运输系统的开发。其中,康明斯与合作伙伴联合开发并测试了一款能够使用绿色氢气和沼气混合物运行的发动机原型。该项目的第一阶段证明了技术可行性,第二阶段在两辆公交车上安装康明斯电动动力总成和燃料电池动力系统,旨在证明财务可行性。在2015年至2017年期间,康明斯和AdAstra Rocket还联合开发并测试了一个5千瓦小型风机,以测试该技术作为可再生氢系统组件的可行性。
  • 2017年,康明斯和微软宣布成立高级能源实验室,评估SOFC作为未来数据中心的电源是否具有提高效率、减少排放和削减成本的潜力。
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2018年以来,康明斯加速其新能源与氢能业务布局,释放一系列信号表达其进军新能源领域的决心,包括其对北美电池技术公司Brammo、英国庄信万丰(Johnson Matthey)电池事业部、硅谷电动传动系统公司EDI的收购。

同时设立电气化动力部门,负责设计和生产纯电动和混合动力系统,创新型零部件和子系统,以服务于采用电气化技术的商业市场。截至目前,该公司已经在6个市场上为7种应用推出了完整的电气化动力系统解决方案,而且还在继续与全球客户合作,推出市场领先的产品。

氢能业务方面的动作可简单概况为“入伙”、“并购”与“结盟”。

  • 入伙:通过加入Hydrogen Council这一全球氢能发展平台提升影响力。
  • 并购:通过大手笔并购迅速补齐短板。2019年,康明斯在液化空气集团(Air Liquide)的支持下完成对加拿大水吉能(Hydrogenics)公司的收购。这使康明斯具备了从制氢到燃料电池制造的完整产业能力,并应用于更广泛的商用市场,可为不同市场的用户提供差异化的氢能源集成解决方案,尤其是中国和欧洲。全球首列商运燃料电池火车Coradia iLint搭载的燃料电池即来自该公司。同年,入股加拿大另一领先的中重型运输应用的燃料电池增程器领先供应商Loop Energy,实现商用车领域零排放技术的战略布局。
  • 结盟:除了与法液空在水吉能上的股权合作外,2019年9月,康明斯与现代汽车公司签署谅解备忘录,合作研发电动和燃料电池动力系统并将此类系统进行商业化的机会。作为全球动力系统两大翘楚,现代与康明斯的携手有望将前者的燃料电池系统与后者的电动动力系统、电池和控制技术结合,研发出新型动力系统。最初研发的动力系统将面向北美商用车市场,并探讨合作研发下一代燃料电池系统的方法。
康明斯(Cummins)丨从柴油到氢的百年动力总成战略组合

一系列的战略布局正在开花结果,2019年北美商用车展上,康明斯推出了一款新型燃料电池重型卡车,搭载90 kW燃料电池(Hydrogenics),可按30 kW或45 kW的增量扩展至180 kW,并配套100 kWh锂离子电池。2019年11月,康明斯将电气化动力部门重新命名为“新能源”,以更好地代表收购水吉能公司所带来的燃料电池和制氢技术的结合。新的电力部门包括电力、燃料电池和制氢技术。

康明斯的努力得到了业界的认可,不仅拿下国际氢能委员会首届董事会席位,更是在国际氢能协会主席John Sheffield会见教皇方济各时被重点推介。

未来的百年:超越极限

2019年,在康明斯成立100周年纪念仪式上,董事长Linebarger在讨论公司如何在未来100年蓬勃发展时谈到:柴油发动机已经让我们在行业中领先了100年,但是如果我们展望第二个100年,它们将不是我们所有市场的首选产品。要在未来继续兴旺发展,康明斯必须在天然气,混合动力,电气化和燃料电池方面保持领导地位。

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Franklin Chang Diaz是康明斯公司董事会成员,主要职责在于考虑公司的长远发展战略。他是前美国宇航局宇航员,也是Ad Astra Rocket公司董事长兼首席执行官。Ad Astra Rocket即前文康明斯在哥斯达黎加氢能项目的牵头方。

在25年的宇航员生涯中,Franklin执行了7次太空任务。他坦言:“像我这样的前宇航员从太空回来后,往往会有保护地球的新本能。这就是为什么,作为一名康明斯董事会成员,我对公司在氢燃料电池领域的战略布局充满热情。”尤其在全世界都在寻求脱碳之际,康明斯作为全球动力系统的领导者,正在加快步伐,投资于包括燃料电池和制氢技术在内的清洁能源。

Franklin认为,氢燃料电池已在宇宙飞船中已经使用了几十年。太空中的航天飞机实际上是一种电动交通工具,电力是由氢和氧在燃料电池中产生的。作为副产品,燃料电池也会产生大量的纯净水。这是我们在太空中喝的水——想想这些可能性吧!现在,这项技术已经成熟,我们已经准备好使用它来为我们提供全方位动力,比如运输、物流、家庭甚至建筑。

尽管康明斯正在探索许多技术应用,但也仅仅触及了这项有前途的技术所能实现的可能性的表面。Franklin设想氢可以用于地球上所有的能源场景,包括汽车、火车、轮船、飞机和宇宙飞船。它可以作为一种在月球、小行星采矿和火星表面等地点储存能量的手段。在固定应用中,它可以为建筑物和数据中心供电。说氢作为一种能源将改变我们所知的地球上的生命,这并不是夸大其词。

近日,康明斯发布其最新的环境可持续发展战略《PLANET 2050》:将通过碳中和的产品和运营方式为全球提供动力,到2050年实现净零碳排放。康明斯一直坚信,用一种技术路线满足所有用户的需求,这是不可能的,因为在不同的应用场景,不同的应用市场,客户对于动力的需求和解决方案是不一样的,多元化动力系统方为王道。康明斯预计中国对于新能源动力的接受度,以及康明斯新能源动力的开发速度,将会超过北美市场。

2020年1月10日,康明斯东亚研究中心在武汉奠基,未来还会专门建设一座新能源大楼,主要用于新能源动力的开发。从研发中心设计伊始,就有专属的动力大楼,这在康明斯历史是空前的,也足以证明康明斯在新百年当中,对于多元化动力前瞻性开发的战略部署。(图文信息来自Cummins)

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