氫燃料電池卡車業(yè)的明日之星
——尼古拉公司

黃 磊

尼古拉公司是一家氫燃料電池整車初創(chuàng)企業(yè)，成立于2014 年，總部位于美國亞利桑那州鳳凰城。主要開發(fā)和生產(chǎn)新能源(純電動及氫燃料電池)電動卡車、電動車傳動系統(tǒng)、汽車零部件、能源儲存系統(tǒng)和加氫站。公司目標是在美國和歐洲建設(shè)可再生氫能源生態(tài)系統(tǒng)，100%采用可再生資源進行生產(chǎn)。

目前，尼古拉公司在以下3 個業(yè)務(wù)單元開展業(yè)務(wù)：

(1)卡車業(yè)務(wù)單元：開發(fā)并商業(yè)化基于純電動(BEV)和燃料電池(FCEV)的8級電動卡車，為短、中和長途運輸行業(yè)提供環(huán)保且具成本效益的解決方案。

(2)能源業(yè)務(wù)單元：開發(fā)和建設(shè)加氫站網(wǎng)絡(luò)，以滿足燃料電池車輛及其他用戶的氫燃料需求，包括為 BEV 用戶提供潛在的充電解決方案。

(3)動力戶外汽車業(yè)務(wù)部：為戶外休閑應(yīng)用開發(fā)電動汽車解決方案。

為了聚焦和優(yōu)先考慮，尼古拉圍繞這3個核心目標調(diào)整了組織結(jié)構(gòu)。一方面，為BEV 和FCEV 車輛團隊設(shè)置了專門的領(lǐng)導(dǎo)層，為能源/氫能團隊也設(shè)置了類似的專門架構(gòu)，每個團隊都有明確定義且日期確定的目標，以及強有力的問責審查制；另一方面，共享的設(shè)計、安全、軟件開發(fā)、制造和營銷等部門正在密切合作，以提供有效滿足各個團隊需求的解決方案。

1 發(fā)展戰(zhàn)略

作為一家處于早期成長階段的公司，尼古拉獨特的優(yōu)勢在于可以將戰(zhàn)略業(yè)務(wù)合作伙伴和供應(yīng)商聚集在一起，從而顯著降低執(zhí)行風險、縮短商業(yè)化時間并建立長期競爭優(yōu)勢。包括博世、CNH Industrial N.V.、韓華集團和Nel Hydrogen 在內(nèi)的許多世界級公司都戰(zhàn)略參與并投入了資金。

多數(shù)董事會成員來自戰(zhàn)略業(yè)務(wù)合作伙伴和供應(yīng)商。供應(yīng)商之一的博世是尼古拉的早期投資者，領(lǐng)導(dǎo)了B 輪和C輪私募投資，并已提交了與電池和燃料電池技術(shù)相關(guān)的專利申請(共同擁有)。2019 年，CNH Industrial 成為D 輪私募投資的主要投資者，并通過其下屬的依維柯和FPT Industrial 業(yè)務(wù)部門，在降低商用卡車制造過程的風險和加速將8 級純電動卡車推向市場的進程中發(fā)揮了重要作用。

2020 年6 月，尼古拉公司在納斯達克上市，成為首家上市的氫燃料電池車企。它并購了一家名為VectoIQ Acquisition Corp 的上市公司，募集資金5.25 億美元，并購融資將用于亞利桑那工廠以及北美公路加氫站網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。

2020 年9 月，尼古拉發(fā)布了公司戰(zhàn)略及愿景，其中確定了2020—2023 年卡車開發(fā)進程的主要節(jié)點。

圖1 尼古拉公司2020-2023 年卡車開發(fā)進程主要節(jié)點

2 產(chǎn)品規(guī)劃

尼古拉最初規(guī)劃了3 款車型，One和Two 都是目標市場為北美的長頭卡車，Tre 是目標市場為歐洲的平頭卡車。One為氫燃料電池卡車，定位長途運輸，估算續(xù)駛里程800～1 200 km。Two 則規(guī)劃了氫燃料電池和純電動2 個版本，定位市內(nèi)短途運輸及非重量敏感型應(yīng)用。2 款車采用的電池容量、電機的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩等技術(shù)參數(shù)都完全相同，唯一的區(qū)別在于One 帶臥鋪，而Two不帶臥鋪。

但目前尼古拉官網(wǎng)上只顯示2 款產(chǎn)品——Nikola Two(僅氫燃料電池版本)和Nikola Tre(純電動和氫燃料電池版本)。據(jù)推測，尼古拉打算將One 與Two 合并為1 款車型，也就是One 變成Two 的衍生產(chǎn)品：1 款加長版，配備1個臥鋪。考慮到這一點，尼古拉未來可能會更改車型的名稱，因為 Nikola Two是主導(dǎo)產(chǎn)品。另一種可能性是命名保持不變，因為與Two 相比，One 將更昂貴、更完善。

Tre 一開始定位為瞄準歐洲市場的平頭卡車，將提供氫燃料電池和純電動兩個版本。雖然公布之初的技術(shù)參數(shù)與One/Two 一致，但隨著與依維柯的合作推進，Tre 越來越接近投產(chǎn)，各項技術(shù)參數(shù)也日漸明確。進入量產(chǎn)的首個車型將是Tre 純電動4x2、6x2 鉸接卡車，投產(chǎn)預(yù)期時間為2021 年第3 季度，Tre BEV的發(fā)售也將于同一年度開始。

3 主要車型

尼古拉開發(fā)了一系列專有的電氣化架構(gòu)及相關(guān)技術(shù)，嵌入并集成到BEV 和FCEV 車輛中。主要車輛產(chǎn)品包括：

3.1 電動卡車——Nikola Tre

Nikola Tre 8 級卡車基于2019 年7月發(fā)布的依維柯新S-WAY 平臺(在西班牙馬德里、巴來多利生產(chǎn))打造，集成了尼古拉的電氣化傳動系統(tǒng)、技術(shù)、控制裝置和信息娛樂系統(tǒng)。此外，尼古拉重新設(shè)計了S-WAY 卡車上大部分的高辨識度部件和車身面板，并增加了幾項新的內(nèi)部設(shè)施，包括配有信息娛樂屏幕的數(shù)字駕駛艙、儀表屏幕和面板、重新設(shè)計的方向盤和新座椅。Nikola 設(shè)計元素與依維柯 S-WAY 車型的集成由Nikola 和Italdesign 共同在都靈完成，在此之前雙方自2018 年起就建立了合作。由于車輛長度較短、機動性改進以及視野更好，此款平頭車很適合于市中心應(yīng)用。值得注意的是，目前主流卡車制造商推出的電動卡車產(chǎn)品續(xù)駛里程一般在200～300 km，戴姆勒宣稱近期推出的eActros 電動卡車續(xù)駛里程達到400 km，而Nikola Tre BEV 的續(xù)駛里程為400 ～560 km，遠超其他電動卡車產(chǎn)品。

Nikola Tre 的BEV 版本將率先上市，以應(yīng)對近期的市場機會，因為BEV 版本不需要推出充電基礎(chǔ)設(shè)施。在最初推出期間，客戶將自行解決充電問題。Nikola Tre BEV 預(yù)計將于2021 年底在北美開始銷售，主要直接面向客戶銷售，其技術(shù)參數(shù)如表1。

表1 尼古拉Tre BEV 技術(shù)參數(shù)

2021 年第1 季度已調(diào)試第1 批5 輛Tre 純電動卡車并在試驗場進行測試驗證，5 月初已啟動動力總成性能和耐久性試驗。

第2 季度，第1 批5 輛Nikola Tre BEV 的驗證工作繼續(xù)進行。第2 批的所有9 輛卡車都已完成制造，其中的3 輛卡車已進行調(diào)試，正處于不同的驗證階段。剩余的6 輛卡車目前正在亞利桑那州進行調(diào)試。第2 批卡車加入了從第1批車輛測試中獲得的組件改進和系統(tǒng)迭代。驗證測試將持續(xù)到第3 季度直至第4 季度初。

圖2 第1 批Nikola Tre 純電動卡車冬季試驗(帶有效載荷)

圖3 亞利桑那總部的第2 批Nikola Tre 純電動卡車

3.2 氫燃料電池卡車——Nikola Tre和Nikola Two

尼古拉認為，從長遠來看，隨著自動駕駛技術(shù)解除運行時間的限制，F(xiàn)CEV將是長時間連續(xù)運輸?shù)睦硐脒x擇。通過將燃料電池技術(shù)與遍布北美的加氫站網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合，尼古拉將能夠把握更長期的機遇。在北美，尼古拉計劃開發(fā)并推出2 個FCEV 卡車平臺。

Nikola Tre FCEV 針對的是每天行駛480～800 km 的中長途運輸任務(wù)，可擴展的架構(gòu)預(yù)計可應(yīng)對北美大部分日間駕駛室市場的需求。Tre FCEV 基于Tre BEV 平臺打造，但作了一些改動以實現(xiàn)氫燃料電池操作、更好的空氣動力學和輕量化特性，預(yù)計將于2023 年推出。在歐洲市場，2021 年內(nèi)將通過歐盟資助的H2 Haul 項目進行測試，預(yù)計2023年投放(與投放美國市場時間基本一致)。

配備臥鋪駕駛室的Nikola Two FCEV 瞄準的是行駛里程高達約1 440 km 的遠距離運輸任務(wù)。這種配置使車輛在2 次加注之間可以行駛更長時間，專為長途運輸應(yīng)用而設(shè)計。Nikola Two FCEV 預(yù)計于2024 下半年推出。

4 生產(chǎn)廠建設(shè)

尼古拉將在2 個地點生產(chǎn)電動和氫燃料電池卡車，一是通過與依維柯的歐洲合資企業(yè)，在依維柯位于德國烏爾姆工業(yè)園區(qū)的生產(chǎn)廠，二是正在美國亞利桑那州的柯立芝建設(shè)一個新的制造工廠。

4.1 烏爾姆工廠

2019 年9 月， 尼古拉與CNH Industrial N.V 達成戰(zhàn)略和獨家合作伙伴關(guān)系。尼古拉獲得2.5 億美元投資，依維柯和FPH Industrial(CNHI 的商用車和動力總成業(yè)務(wù))將分別提供工程和制造專業(yè)知識，尼古拉將為合資企業(yè)提供技術(shù)。

2020 年2 月6 日，依維柯官網(wǎng)宣布，依維柯、FPT 與尼古拉的聯(lián)合企業(yè)將在位于德國烏爾姆的依維柯生產(chǎn)設(shè)施生產(chǎn)Nikola TRE 電動卡車及燃料電池車型。

項目的第1 階段，合資公司將投資4 000 萬歐元升級生產(chǎn)設(shè)施，主要是車輛的最終組裝。烏爾姆工廠將接收來自依維柯位于西班牙馬德里、巴來多利的車輛模塊供應(yīng)，這將保證產(chǎn)能快速提升以滿足客戶需求。

烏爾姆是依維柯的底盤工程樞紐，位于Baden-Württemberg 地區(qū)，該地區(qū)在汽車行業(yè)影響力重大，憑借豐富的高技能勞動力和研究實驗室，正在努力成為燃料電池運輸?shù)念I(lǐng)先者，并已批準對研究及開發(fā)項目的基金投資，這意味著烏爾姆工廠將因緊鄰的關(guān)鍵供應(yīng)商而受益。

此外，德國聯(lián)邦政府公布了其國際氫能源戰(zhàn)略草案，目標包括拓展氫技術(shù)公司的引領(lǐng)角色，計劃投資20 億歐元資助氫創(chuàng)新計劃，包括發(fā)展必需的配置基礎(chǔ)設(shè)施。

圖4 德國烏爾姆工廠

圖5 美國柯立芝工廠

2021 年6 月14 日，尼古拉和依維柯在德國烏爾姆的裝配線上開始試生產(chǎn)。目前生產(chǎn)線上正在組裝2 輛Nikola Tre BEV 試制車。隨著批量生產(chǎn)產(chǎn)能的提升，設(shè)備和裝配工藝正在微調(diào)中。

4.2 亞利桑那工廠

2021 年第1 季度，在亞利桑那州柯立芝的新建制造工廠，建筑物已基本封閉，樓板、屋頂和墻壁均已完工。機電施工和安裝已接近尾聲，制造設(shè)備已開始安裝。道路鋪設(shè)正在進行中，公用設(shè)施已經(jīng)安裝。

截至8 月，尼古拉已經(jīng)完成了亞利桑那州柯立芝制造工廠的第0.5 期建設(shè)，并正在柯立芝試制7 輛卡車，其中包括2 輛Tre BEV 和5 輛Tre FCEV Alpha。一期裝配擴展區(qū)正在同步建設(shè)，建成后將提供額外的制造能力，預(yù)計一期裝配擴展區(qū)將于2021 年底前完成。

5 加氫站建設(shè)

尼古拉正在北美和歐洲開發(fā)加氫站和充電站，以支持BEV 和FCEV 用戶，力圖在下一代燃料加注基礎(chǔ)設(shè)施方面獲得先發(fā)優(yōu)勢。

尼古拉擬與戰(zhàn)略合作伙伴合作，基于各種因素部署多個站點，包括能源的成本、可靠性和碳強度。在某些能夠以具成本效益的方式采購電力的情況下，氫燃料將通過電解作用在現(xiàn)場進行生產(chǎn)。除此之外，氫燃料將在其他設(shè)施處生產(chǎn)并運送到加氫站，該設(shè)施還可同時向周邊的多個加氫站供應(yīng)氫氣。

在可行之處，現(xiàn)場制氫所需的電力輸入將通過長期供應(yīng)協(xié)議購買。制氫站點的日產(chǎn)能預(yù)計為8 t，每天可供應(yīng)大約200 輛FCEV 卡車所需。如果需要，這些站點的設(shè)計可擴展至每天最多制氫40 t。尼古拉的加氫站預(yù)計將包含至少8 個重型(用于商業(yè)卡車)和最多4個輕型(用于輕型車輛)加氫槍。此外，還計劃安裝電動快充裝置來支持BEV 卡車。每座加氫及充電站的設(shè)計從一開始就考慮最大限度地提高利用率，預(yù)計會產(chǎn)生可觀的收入和現(xiàn)金流，可用于資助未來站點的建設(shè)。

2021 年6 月22 日，尼古拉以5 410萬美元的現(xiàn)金和股票對價收購了瓦巴什谷資源有限責任公司(WVR)20% 的股權(quán)，這是一個在印第安納州West Terra Haute 開發(fā)的清潔氫項目。該項目計劃利用石油焦等固體廢物副產(chǎn)品與生物質(zhì)相結(jié)合生產(chǎn)清潔和可持續(xù)的氫氣。作為協(xié)議的一部分，尼古拉獲得了以低于1.00美元/kg 的預(yù)期價格購買該設(shè)施生產(chǎn)的20%(最高)的清潔氣態(tài)氫的權(quán)利。與WVR 簽訂的承購協(xié)議可以在工廠建成后每天為尼古拉提供大約50 t 氫氣。

5.1 加氫站部署

鑒于FCEV 卡車的預(yù)期最短續(xù)航里程為480 km，并希望快速擴展整個北美的氫加注基礎(chǔ)設(shè)施，以促進貨運業(yè)的脫碳，尼古拉正在概念性地計劃以不超過250 英里(編者注：1 英里≈1.61 km，250 英里約為400 km)的間隔部署加氫站，以適應(yīng)低效的駕駛方式、重型載荷、爬陡坡和都市區(qū)內(nèi)的本地行程。

加氫站位置的規(guī)劃將符合當前卡車流量的最大容量、現(xiàn)有的人口中心和貨運樞紐、主要高速公路交叉路口以及現(xiàn)行的激勵措施。尼古拉的設(shè)想是：早期加氫站的推出力求在FCEV 采用數(shù)量最多的貨運路線上覆蓋盡可能廣闊的地理范圍。

5.2 第1 座試驗性加氫站

通過與挪威氫能公司Nel ASA 的合作，尼古拉已于 2019 年第1 季度在位于亞利桑那州鳳凰城的公司總部完成了第1個1 t 級的示范站，從而啟動了加氫站基礎(chǔ)設(shè)施的開發(fā)。示范加氫站提供氫氣儲存和分配，并為未來的加氫站作出了榜樣。

5.3 合作建設(shè)

尼古拉通過其Nikola Energy 部門和TravelCenters of America Inc.(TAPetro)合作，后者是美國最大的公開交易全方位服務(wù)旅游中心運營商/特許經(jīng)營商，已商定在2 個現(xiàn)有的 TA-Petro站點合作為重型卡車安裝加氫站。此次合作是雙方探索共同發(fā)展全國范圍內(nèi)加氫站網(wǎng)絡(luò)的第1 步，合作取決于雙方可接受的最終文件的談判和執(zhí)行。

首批2 個加氫站將在加利福尼亞州現(xiàn)有的 TA-Petro 地點建造，并計劃在2023 年第1 季度投入商業(yè)運營。這些加氫站有望加速氫燃料電池驅(qū)動的商用電動卡車的應(yīng)用。之前宣布的 Nikola Tre 燃料電池電動汽車的預(yù)期續(xù)航里程為 500 英里（約為800 km），新推出的加氫站將使零排放重型商用車可以在大洛杉磯及其周邊地區(qū)以及加利福尼亞中央山谷以北地區(qū)運營。

尼古拉和TA-Petro 正在考慮開發(fā)的兩個加氫站將面向任何卡車客戶提供開放的加注網(wǎng)絡(luò)，并將遵循重型加注協(xié)議的通用行業(yè)標準，確保所有氫燃料電池卡車制造商的兼容性。

6 商業(yè)模式

2020 年9 月，尼古拉在公司戰(zhàn)略及愿景發(fā)布會上這樣描述自己：“我們是技術(shù)創(chuàng)新者和集成者，致力于開發(fā)創(chuàng)新的能源和交通解決方案。我們正在開創(chuàng)1 種新的商業(yè)模式，使企業(yè)客戶能夠整合下一代卡車技術(shù)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施和相關(guān)的維護作業(yè)。通過創(chuàng)建這一生態(tài)系統(tǒng)，我們和戰(zhàn)略業(yè)務(wù)合作伙伴以及供應(yīng)商希望在清潔技術(shù)車輛和下一代加氫解決方案方面建立長期的競爭優(yōu)勢。我們的專長在于設(shè)計、創(chuàng)新、軟件和工程。我們與業(yè)務(wù)合作伙伴、供應(yīng)商一起組裝、集成并調(diào)試車輛。我們的方法一直是利用戰(zhàn)略合作伙伴關(guān)系來降低成本、提高資本效率并加快上市速度?！?/p>

正如尼古拉自己所說，它的核心能力在于車輛技術(shù)、氫燃料電池技術(shù)、加氫基礎(chǔ)設(shè)施的集成以及商業(yè)模式的創(chuàng)新。

尼古拉商業(yè)模式與其他廠商的主要區(qū)別在于它不僅僅生產(chǎn)氫燃料卡車，還規(guī)劃了加氫站網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)。從歷史上看，由于加注基礎(chǔ)設(shè)施的不確定性，投資替代燃料汽車對主機廠和客戶而言都意味著高風險。而由于缺乏明確的需求，現(xiàn)有燃料供應(yīng)商在部署所需資源和資金以開發(fā)替代燃料基礎(chǔ)設(shè)施方面的動力有限。迄今為止，無法解決潛在需求與實際供應(yīng)之間的矛盾極大地限制了氫能發(fā)揮其全部潛力。尼古拉的方法旨在解決這一“先有雞還是先有蛋”的問題。

對于FCEV 客戶，尼古拉將提供獨特的捆綁租賃模式，包含卡車、氫燃料和維護作業(yè)。尼古拉的上市策略是在7年或70 萬英里（約為112 萬 km）的租賃期間提供每英里固定價格給客戶，也可能有替代方案，特別是在FCEV 推出的早期階段。這種捆綁租賃模式將通過鎖定專用路線客戶的燃料需求顯著降低基礎(chǔ)設(shè)施開發(fā)的風險。這種鎖定的需求將確保加氫站點的高利用率。

由于進入的門檻較高，F(xiàn)CEV 重卡市場中競爭者并不多。然而，現(xiàn)代和豐田已選擇聚焦于將 FCEV 作為未來的動力系統(tǒng)?，F(xiàn)代有意借助其FCEV卡車——現(xiàn)代 Xcient 進入歐洲重型車市場。此外，現(xiàn)代汽車還計劃提供 FCEV 卡車并投資加氫站。豐田正在與美國中重型卡車制造商肯沃斯合作，共同開發(fā)FCEV 重型卡車。戴姆勒和沃爾沃已成立一家合資企業(yè)，以開發(fā)重型卡車的燃料電池系統(tǒng)。其他潛在競爭對手還包括Navistar、Hino 和Hyzon。

尼古拉的競爭對手可能擁有它不具備的某些優(yōu)勢，但尼古拉認為它有能力在競爭中占據(jù)有利地位。盡管它的知名度或經(jīng)營歷史無法與大多數(shù)競爭對手相比，但尼古拉的優(yōu)勢在于它擺脫了遺留基礎(chǔ)設(shè)施和設(shè)計帶來的負擔。此外，它還擁有先發(fā)制人和從一張白紙開始的優(yōu)勢，這一點在新技術(shù)導(dǎo)入時至關(guān)重要。

7 銷售網(wǎng)絡(luò)

尼古拉計劃建立遍布全美的8 級卡車銷售和服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。

作為建設(shè)該網(wǎng)絡(luò)的第一步，2021年4 月，尼古拉宣布與RIG360 服務(wù)網(wǎng)絡(luò)——一家重型卡車服務(wù)和維護中心網(wǎng)絡(luò)，建立合作伙伴關(guān)系，在美國東南部、中西部和東北部超過65 家RIG360 經(jīng)銷商站點為商用客戶提供銷售和服務(wù)產(chǎn)品。

除了為尼古拉所有的8 級卡車產(chǎn)品組合提供服務(wù)和維護外，該經(jīng)銷商協(xié)會還旨在為客戶提供尼古拉純電動和燃料電池電動汽車銷售和分銷渠道，以及輔助產(chǎn)品、服務(wù)。

7 月，尼古拉宣布與5 家獨立的經(jīng)銷商合作，在9 個州增加了超過51 家服務(wù)站點。預(yù)計此舉將使尼古拉在美國的銷售和服務(wù)站點增加到116 個。

8 結(jié)語

綜上所述，尼古拉的目標是雄心勃勃的：它意圖瓦解世界經(jīng)濟的2 個基本組成部分——全球重型汽車制造業(yè)(專注于內(nèi)燃機)和全球能源行業(yè)(專注于化石燃料)，成為設(shè)計和制造零排放商用車(BEV 和 FCEV)的領(lǐng)導(dǎo)者，以及FCEV所需的氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的領(lǐng)導(dǎo)者。

作為一家初創(chuàng)企業(yè)，尼古拉在建立之初的確遵循了初創(chuàng)企業(yè)的標準發(fā)展模式，即提出創(chuàng)新概念-獲得預(yù)購訂單-多輪融資-IPO 上市。但上市后尼古拉并沒有止步于此，即使在經(jīng)歷了2020 年涉嫌欺詐、通用放棄入股的風波，尼古拉向著既定目標前進的步伐仍然堅定不移。隨著與CNH 的合作，尼古拉確定了借助傳統(tǒng)車企的造車經(jīng)驗、從更容易實現(xiàn)的電動卡車著手的發(fā)展路徑，與此同時同步開展加氫站的建設(shè)，正在一步步實現(xiàn)更適合未來長途運輸?shù)臍淙剂想姵乜ㄜ嚨乃{圖。