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億華通董事長張國強:氫燃料電池汽車商業化進程及展望

2019-07-05 10:06
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7月1-3日,2019世界新能源汽車大會于在海南博鰲盛大召開,北京億華通科技股份有限公司董事長張國強博士在峰會上做了關于《氫燃料電池汽車商業化進程及展望》的主題報告。

以下為演講原文:

尊敬的衣院士、尊敬的余老師,各位領導、嘉賓上午好。我是億華通張國強,非常榮幸在這里和大家開展交流。我今天演講的題目是《氫燃料電池商業化進程與展望》,我將從氫燃料電池現狀、發展趨勢以及億華通在氫燃料電池所做的工作三方面進行匯報。

眾所周知,“減碳加氫是人類社會能源利用方式演變的總體趨勢”,氫能成為世界各國新能源技術開發首選,甚至被業界譽為21世紀的終極能源。氫燃料電池汽車具備傳統燃料汽車的燃料加注時間短、續航里程長的優點,又具有純電動汽車零排放、無污染的優勢,被視為傳統柴油機的理想的替代解決方案。

氫燃料電池的概念是在1839年英國人提出來的,氫燃料電池本質是將氫氣和氧氣通過電化學反應直接轉化為電能的發電裝置。過程不涉及燃燒,無機械損耗,能量轉化率高,產物僅為電、熱和水,運行平穩,無振動,無噪音,核心發電部分是膜電極組裝的電堆。

氫燃料電池應用于交通運輸、分布式發電、移動電源、熱電聯供等眾多場景和領域,交通運輸領域應用增長速度最快,根據國際權威數據顯示,年復合增長率達到70%,涵蓋了海陸空各種船舶、汽車、飛機。未來還可能應用于月球車探索宇宙。

歐、美、日、韓、中等國家都制定氫能和燃料電池發展的國家戰略,氫燃料電池汽車產業已經進入商業化初期階段。據統計,全球氫燃料電池汽車保有量已超過1.5萬輛。另外,氫燃料電池叉車保有量超過2萬輛。我國政府高度重視氫能和燃料電池發展,在多個國家規劃中,明確提出將氫能與燃料電池作為國家重點任務大力發展。目前我國是氫燃料電池商用車推廣數量最多的國家,據中汽協統計,從2016-2018年累計氫燃料電池汽車銷量達到3428輛。在北京、張家口、上海、張家港、濰坊、武漢、鄭州、成都等多個城市都開啟了燃料電池汽車商業化示范運營。

正如昨天歐陽老師報告中闡述的,目前我們認為制約氫燃料電池發展的核心瓶頸是制氫、加氫、儲運等問題。加氫站建設已經直接制約了氫燃料電池汽車產業的發展,舉個例子,北京建了中國第一座車用加氫站,這座站目前保障北京140輛各類型氫燃料電池汽車的運營,該站每天從早上8點到晚上9點,滿負荷運行。因此,加氫站需要加快速度進行建設。

目前,全球加氫站總數超過386座,主要分布在日本、北美、德國等。我國正在使用的加氫站是26座,規劃在建29座,其中包含臺灣省的一座加氫站。我國加氫站整體數量還很少,且加氫能力普遍不足,加氫設備核心部件主要依靠進口,加氫計量能力標準缺失,已經無法滿足氫燃料電池產業的發展需要。

從2015年開始,氫燃料電池汽車產業進入商業化初期階段,國際相關組織和國家都相繼出臺了氫能和燃料電池戰略發展規劃。國際氫能委員會預計,2050年全球氫能產業占終端能源需求比例達到18%,可減少60億噸二氧化碳,創造2.5萬億美元的市場價值,創造3000萬個工作崗位。

預計到2050年,氫燃料電池汽車超過4億輛,其中有1500萬到2000萬輛卡車以及大約500萬輛公共汽車。在交通運輸領域,小型車占比達10%,大型汽車和卡車占比為20-25%,貨車占比35%,火車占比20%,飛機和船舶占比5%。根據美、日、歐、韓、中的氫燃料電池的產業規劃,到2030年氫燃料電池汽車將超過700萬輛,加氫站超過6000座。其中,歐盟和美國(加州)、中國2030年的目標都是100萬輛以上,日韓在60-80萬輛,加氫站以歐盟、中國和美國加州最多,均超過1000座。

由于氫燃料電池汽車產業目前未形成規模經濟效益,所以與傳統車和純電動汽車相比,成本還相對較高,但隨著氫燃料電池汽車產業發展,成本將大幅下降。美國能源部預計氫燃料電池乘用車成本到2020年將下降到低于3萬美元,并且氫燃料電池系統成本下降對整車總成本降低影響非常大,占總體下降部分的75.7%,這個數據從豐田Mirai氫燃料電池汽車的成本構成上有所體現。

另外,麥肯錫公司從每公里總擁有成本的角度分析,認為到2023年左右,氫燃料電池商用車與純電動商用車總擁有成本相當,達到每公里0.25歐元(1.93元人民幣);2030年前,氫燃料電池商用車與燃油商用車的總擁有成本相當,達到每公里0.2歐元(1.55元人民幣)。

我國目前氫燃料電池汽車成本還比較高,但是隨著近幾年的快速發展,成本已經大幅下降。億華通測算當年產達十萬臺級的時候,國產氫燃料電池發動機可以下降到1000元/kW。根據我國氫燃料電池汽車市場推廣調研情況和美國DOE對氫燃料電池汽車成本預算,我們預計在2025年,我國氫燃料電池客車和純電動客車成本相當,在2030年與傳統燃油客車接近,上述成本包含質保期。

王傳福總經理開會時提到的2009-2019年純電動車銷量圖線,2009年EV銷量全國才是3000臺,由此我聯想到了氫燃料電池汽車,目前氫燃料電池汽車發展狀態和2009年純電動汽車發展狀態非常像,從2009-2019年純電動汽車每年銷量圖表來看,我們認為氫燃料電池汽車未來非常有希望再走出這么一波曲線。

有很多人認為燃料電池汽車是叫好不叫座,全國政協副主席、中國科學技術協會主席萬鋼在《第三屆國際氫能與燃料電池汽車大會》上說過:“叫好不叫座”正是一個發展的機遇,等它叫座了可能就沒有你的座了。”

對于我國氫燃料電池汽車市場車型的導入,我們認為在2020年以前是示范導入期,主要車型以公交車、團體客車和城市物流車為主;2020年至2025年是商業化提升期,將推廣適用于載重量大、長距離的中重卡、城際旅游客運和中大型物流車及專用車等車型。2025到2030年,是氫燃料電池汽車快速發展期,在原來車型的基礎上,推廣將增加乘用車、長途客運、和牽引車等,形成氫燃料電池車的全面推廣。

氫能源是大家很關注的話題,氫能源是氫燃料電池汽車發展的基礎,氫能來源廣泛,而我國是氫能源最豐富的國家之一。我國具有豐富的可再生能源和工業副產氫資源,據國家能源局統計數據,2018年,我國可再生能源的全年棄風電量277億千瓦時、棄光電量54.9億千瓦時、棄水電量約691億千瓦時,三者合計總棄電總量達到1023億千瓦時,理論上可制氫180萬噸以上,滿足400萬輛商用車用氫量。這僅僅是棄電制氫量,不包括化工和其他途徑的制氫量。

另外,我國各地方政府也對氫能產業給予了高度重視,相繼出臺了氫能產業規劃,從我國氫能產業規劃省市的地圖和表上的數據來看,氫能產業的發展主要是集中在東部經濟發達地區,主要是采用工業副產氫。所以可再生能源豐富地區有很大的發展潛力。

我們認為我國的燃料電池汽車產業將按照“點-線-面”趨勢發展。目前,已經形成了北京、張家口、上海、佛山等核心城市進行示范運行。2025年前,將以可獲取、低成本氫資源為出發點,依托北京、張家口、新賓、上海、蘇州、濱州、武漢、鄭州、佛山、成都等核心城市,拓展半徑距離不超過300公里的燃料電池推廣示范城市群。該模式很好地沿用了目前石油、石化體系的商業模式和現有的加油站的體系,眾所周知現有加油站已經達到10萬座,從國外調研情況來看,油氫混建站是成本最低、速度最快的推廣加氫站的一種模式。氫燃料電池汽車在100萬輛以內規模下,利用現有的加油站體系,可以支持長管拖車300公里的運距,且成本是合適的。這一階段到2025年是推廣階段。2030年以大規模制氫技術突破為契機,利用前期已經推廣的城市群為紐帶,不斷完善氫能供給體系,主要是兩種模式,一種是管道運輸,包括日本推廣的長距離海運,另外是超高壓技術,將西部可再生能源發電,主要是棄電,通過超高壓運輸至現場制氫。

下面,我再向大家匯報一下億華通公司發展的情況。

億華通公司始終專注于氫燃料電池發動機研發與產業化,已率先建立起專業、成熟且經驗豐富的技術研發與服務團隊。2015年控股上海神力科技,形成電堆-發動機-動力系統全鏈條研發與產業化實體,實現氫燃料電池發動機批量化生產。從2012年到現在,億華通將氫燃料電池發動機技術從實驗室搬到了半自動生產線,并實現了商業化運營,我們在全球產業基地布局已經基本形成。億華通多年來一直采取“剝洋蔥”式技術路線,堅持正向開發,首先從整車和市場需求出發,逐步實現從氫燃料電池動力系統集成向內部核心部件包括氫燃料電池電堆的開發。目前,億華通已形成從控制器、DC/DC、氫系統到氫燃料電池發動機、測試臺在內的縱向一體化產品研發體系。

在產品技術方面,億華通開發的氫燃料電池發動機系列產品功率覆蓋從10kw到100kw,產品性能指標達到國際先進水平,具備零下30℃低溫啟動、零下40℃低溫儲存、通過第三方強制檢測,已提前實現了我國商用車燃料電池系統2020年的技術目標,相關產品已批量投放市場。另外,億華通正在開發的大功率商用車氫燃料電池發動機,將滿足高速、重載、長距離運輸的重型卡車需求。在乘用車方面,我們與北汽、廣汽等企業開發出70MPa氫系統、續駛里程達到400km的氫燃料電池乘用車,已經到了工程樣車階段。

在商業化示范應用方面,搭載億華通氫燃料電池發動機的車輛參與了“聯合國燃料電池汽車三期示范”以及多個國際重大活動。目前,搭載億華通動力系統的公交車已經在在張家口、北京、鄭州、張家港、上海等多個城市公交系統進行商業化運營,平均每天運營里程約250公里。其中,在張家口的74輛氫燃料電池公交車,經歷了2018年整個冬季低溫環境考驗,每天運營時間超過14小時,單車最長運行已達到9萬公里,所有74臺車都超過5萬公里運行里程;在北京有140輛氫燃料電池團體班車,自2017年6月以來,平均每臺每天運行100公里,物流車也于2019年1月批量投放市場。

截止2019年6月,工信部最新發布的《道路機動車輛生產企業及產品(第320批)》,氫燃料電池車型共89款,其中搭載億華通氫燃料電池發動機的車型有23款,數量位居第一。

億華通與國內外產業鏈企業、科研院所都有非常深入的合作。公司開發了車用氫燃料電池發動機及相關配套產品,被國內25家主流整車企業選用。同時與中石油、中石化等能源企業共同推動加氫站的建設。與科研院所一起進行科研項目開發。

氫能與燃料電池產業的發展現在已經進入了關鍵時刻,這是億華通氫能發展藍圖,我們希望通過自己的努力,為藍天、綠水的美好環境做出應有的貢獻。

以上是我的匯報內容,請各位領導、專家批評指正,謝謝。

聲明: 本文由入駐維科號的作者撰寫,觀點僅代表作者本人,不代表OFweek立場。如有侵權或其他問題,請聯系舉報。

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