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(guān)于《氫燃料電池汽車商業(yè)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(lǐng)導(dǎo)、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(yè)化進程與展望》,我將從氫燃料電池現(xiàn)狀、發(fā)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(shù)開發(fā)首選,甚至被業(yè)界譽為21世紀(jì)的終極能源。氫燃料電池汽車具備傳統(tǒng)燃料汽車的燃料加注時間短、續(xù)航里程長的優(yōu)點,又具有純電動汽車零排放、無污染的優(yōu)勢,被視為傳統(tǒng)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(zhì)是將氫氣和氧氣通過電化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。過程不涉及燃燒,無機械損耗,能量轉(zhuǎn)化率高,產(chǎn)物僅為電、熱和水,運行平穩(wěn),無振動,無噪音,核心發(fā)電部分是膜電極組裝的電堆。
氫燃料電池應(yīng)用于交通運輸、分布式發(fā)電、移動電源、熱電聯(lián)供等眾多場景和領(lǐng)域,交通運輸領(lǐng)域應(yīng)用增長速度最快,根據(jù)國際權(quán)威數(shù)據(jù)顯示,年復(fù)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(yīng)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(fā)展的國家戰(zhàn)略,氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)已經(jīng)進入商業(yè)化初期階段。據(jù)統(tǒng)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(fā)展,在多個國家規(guī)劃中,明確提出將氫能與燃料電池作為國家重點任務(wù)大力發(fā)展。目前我國是氫燃料電池商用車推廣數(shù)量最多的國家,據(jù)中汽協(xié)統(tǒng)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(yè)化示范運營。
正如昨天歐陽老師報告中闡述的,目前我們認(rèn)為制約氫燃料電池發(fā)展的核心瓶頸是制氫、加氫、儲運等問題。加氫站建設(shè)已經(jīng)直接制約了氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)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(fù)荷運行。因此,加氫站需要加快速度進行建設(shè)。
目前,全球加氫站總數(shù)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(guī)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(shù)量還很少,且加氫能力普遍不足,加氫設(shè)備核心部件主要依靠進口,加氫計量能力標(biāo)準(zhǔn)缺失,已經(jīng)無法滿足氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要。
從2015年開始,氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)進入商業(yè)化初期階段,國際相關(guān)組織和國家都相繼出臺了氫能和燃料電池戰(zhàn)略發(fā)展規(guī)劃。國際氫能委員會預(yù)計,2050年全球氫能產(chǎn)業(yè)占終端能源需求比例達到18%,可減少60億噸二氧化碳,創(chuàng)造2.5萬億美元的市場價值,創(chuàng)造3000萬個工作崗位。
預(yù)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(lǐng)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(jù)美、日、歐、韓、中的氫燃料電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)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(biāo)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(chǎn)業(yè)目前未形成規(guī)模經(jīng)濟效益,所以與傳統(tǒng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展,成本將大幅下降。美國能源部預(yù)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(tǒng)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(shù)據(jù)從豐田Mirai氫燃料電池汽車的成本構(gòu)成上有所體現(xiàn)。
另外,麥肯錫公司從每公里總擁有成本的角度分析,認(rèn)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(dāng),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(dāng),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(fā)展,成本已經(jīng)大幅下降。億華通測算當(dāng)年產(chǎn)達十萬臺級的時候,國產(chǎn)氫燃料電池發(fā)動機可以下降到1000元/kW。根據(jù)我國氫燃料電池汽車市場推廣調(diào)研情況和美國DOE對氫燃料電池汽車成本預(yù)算,我們預(yù)計在2025年,我國氫燃料電池客車和純電動客車成本相當(dāng),在2030年與傳統(tǒng)燃油客車接近,上述成本包含質(zhì)保期。
王傳福總經(jīng)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(lián)想到了氫燃料電池汽車,目前氫燃料電池汽車發(fā)展?fàn)顟B(tài)和2009年純電動汽車發(fā)展?fàn)顟B(tài)非常像,從2009-2019年純電動汽車每年銷量圖表來看,我們認(rèn)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(rèn)為燃料電池汽車是叫好不叫座,全國政協(xié)副主席、中國科學(xué)技術(shù)協(xié)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(fā)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(dǎo)入,我們認(rèn)為在2020年以前是示范導(dǎo)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(yè)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(fā)展期,在原來車型的基礎(chǔ)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(guān)注的話題,氫能源是氫燃料電池汽車發(fā)展的基礎(chǔ),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(yè)副產(chǎn)氫資源,據(jù)國家能源局統(tǒng)計數(shù)據(jù),2018年,我國可再生能源的全年棄風(fēng)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(chǎn)業(yè)給予了高度重視,相繼出臺了氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃,從我國氫能產(chǎn)業(yè)規(guī)劃省市的地圖和表上的數(shù)據(jù)來看,氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要是集中在東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū),主要是采用工業(yè)副產(chǎn)氫。所以可再生能源豐富地區(qū)有很大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>
我們認(rèn)為我國的燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)將按照“點-線-面”趨勢發(fā)展。目前,已經(jīng)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(fā)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(yè)模式和現(xiàn)有的加油站的體系,眾所周知現(xiàn)有加油站已經(jīng)達到10萬座,從國外調(diào)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(nèi)規(guī)模下,利用現(xiàn)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(guī)模制氫技術(shù)突破為契機,利用前期已經(jīng)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(shù),將西部可再生能源發(fā)電,主要是棄電,通過超高壓運輸至現(xiàn)場制氫。
下面,我再向大家匯報一下億華通公司發(fā)展的情況。
億華通公司始終專注于氫燃料電池發(fā)動機研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,已率先建立起專業(yè)、成熟且經(jīng)驗豐富的技術(shù)研發(fā)與服務(wù)團隊。2015年控股上海神力科技,形成電堆-發(fā)動機-動力系統(tǒng)全鏈條研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化實體,實現(xiàn)氫燃料電池發(fā)動機批量化生產(chǎn)。從2012年到現(xiàn)在,億華通將氫燃料電池發(fā)動機技術(shù)從實驗室搬到了半自動生產(chǎn)線,并實現(xiàn)了商業(yè)化運營,我們在全球產(chǎn)業(yè)基地布局已經(jīng)基本形成。億華通多年來一直采取“剝洋蔥”式技術(shù)路線,堅持正向開發(fā),首先從整車和市場需求出發(fā),逐步實現(xiàn)從氫燃料電池動力系統(tǒng)集成向內(nèi)部核心部件包括氫燃料電池電堆的開發(fā)。目前,億華通已形成從控制器、DC/DC、氫系統(tǒng)到氫燃料電池發(fā)動機、測試臺在內(nèi)的縱向一體化產(chǎn)品研發(fā)體系。
在產(chǎn)品技術(shù)方面,億華通開發(fā)的氫燃料電池發(fā)動機系列產(chǎn)品功率覆蓋從10kw到100kw,產(chǎn)品性能指標(biāo)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(xiàn)了我國商用車燃料電池系統(tǒng)2020年的技術(shù)目標(biāo),相關(guān)產(chǎn)品已批量投放市場。另外,億華通正在開發(fā)的大功率商用車氫燃料電池發(fā)動機,將滿足高速、重載、長距離運輸?shù)闹匦涂ㄜ囆枨蟆T诔擞密嚪矫妫覀兣c北汽、廣汽等企業(yè)開發(fā)出70MPa氫系統(tǒng)、續(xù)駛里程達到400km的氫燃料電池乘用車,已經(jīng)到了工程樣車階段。
在商業(yè)化示范應(yīng)用方面,搭載億華通氫燃料電池發(fā)動機的車輛參與了“聯(lián)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(tǒng)的公交車已經(jīng)在在張家口、北京、鄭州、張家港、上海等多個城市公交系統(tǒng)進行商業(yè)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(jīng)歷了2018年整個冬季低溫環(huán)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(fā)布的《道路機動車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)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(fā)動機的車型有23款,數(shù)量位居第一。
億華通與國內(nèi)外產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)、科研院所都有非常深入的合作。公司開發(fā)了車用氫燃料電池發(fā)動機及相關(guān)配套產(chǎn)品,被國內(nèi)25家主流整車企業(yè)選用。同時與中石油、中石化等能源企業(yè)共同推動加氫站的建設(shè)。與科研院所一起進行科研項目開發(fā)。
氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)在已經(jīng)進入了關(guān)鍵時刻,這是億華通氫能發(fā)展藍圖,我們希望通過自己的努力,為藍天、綠水的美好環(huán)境做出應(yīng)有的貢獻。
以上是我的匯報內(nèi)容,請各位領(lǐng)導(dǎo)、專家批評指正,謝謝。