亿华通:2027年,我国氢能乘用车开始起步,2030年大规模推广
文章来源:FCVC、全球氢能、氢燃料电池汽车网
2024国际氢能与燃料电池汽车大会暨展览会(FCVC 2024)于6月4-6日在上海汽车会展中心举行。北京亿华通科技股份有限公司副总经理李飞强出席大会并演讲。他表示,现在推广氢能车辆从客车转移到了商用车,氢能乘用车预计还是要再往后一些,在2027年以后,氢能乘用车开始起步,2030年以后,开始大规模推广,主要配套的车型也是我们国内主流的整车企业。
以下是演讲内容实录:
李飞强:尊敬的各位同仁,大家下午好!我是亿华通的李飞强,非常感谢主持人的介绍,今天我汇报的题目是氢燃料电池汽车的发展前景,重点思考的问题是如何实现燃料电池汽车的大规模示范应用,这里面有两个非常重要的问题一个是什么是大规模,对于燃料电池汽车和氢能的大规模其实不是同样的概念,它的规模化也不是同样的量,另外一个就是我们怎么能够实现燃料电池汽车和氢能的大规模,这个是我们最近思考的主要问题和今天汇报的内容。
四个方面,因为时间的原因有些方面我会简略的过去,重点讲一些我们的思考,全球的氢能的战略和政策,刚刚几位专家也有很多的介绍,我就不多做介绍了,我们国家的氢能的定位也非常明确,现在氢能已经是未来国家能源体系的重要组成部分,特别是在2024年政府工作报告里面明确把氢能列为我们的新质生产力,这个其实在总理的工作报告里面,明确提出来氢能实际上是我们党中央经过了慎重的讨论,把它列进去的,所以未来国家在氢能领域的战略发展和支持,一定是持续和坚持要发展的一个方向。示范城市的政策从2020年推广到现在,我们也取得了非常好的成绩,五个示范城市群,也有三个至少三个推广的量都是达到了国家的要求,其他的两个现在这两年也开始发力会有更快的发展。
冬奥会其实是燃料电池汽车发展的一个非常重要的里程碑,非常有幸在冬奥会的示范车辆里面有724辆由亿华通提供的燃料电池发动机,示范运行里程达到了375万公里,这里面最重要的一个其实大家也知道,2022年推广的这些车辆大部分是在2020年左右上的燃料电池系统,那个时候成熟度相对于现在还是差的很远的,在冬奥会示范过程当中,保证了两个月的冬奥会的示范是零故障的运行,在冬奥会开完以后两周国家发改委和能源局发布了氢能产业中长期规划。
亿华通从2012年成立的到现在已经有12年了,我们在2016年就在新三板上市,2020年科创板上市,2023年港股上市,我们在国内做了很多的行业开拓性的事件,包括国际上的合作,我们与丰田汽车在2020年成立了联合燃料电池系统研发有限公司,现在正在跟国际上最先进的燃料电池企业共同推动燃料电池汽车的产业化。亿华通主要的业务包括燃料电池的业务和氢能的业务,燃料电池主要还是在交通领域,就是我们的车用领域,同时我们也在做热电连供和固定发电的场景,氢能主要是围绕着PEM的燃料电池的电解水制氢,另外一个就是风光储一体化的储能的项目,行业地位来看,最近四年我们的销量都是连续增长的,增长率都在50%以上。
第二个就是燃料电池技术方面,刚刚讲到的我们燃料电池汽车要大规模的推广运行首先是燃料电池技术要成熟,在车端我们要先成熟,才具备推广的条件,不然氢具备了,车又非常贵的话,肯定不具备推广的条件,总结了最近五年燃料电池技术的发展,取得了非常大的成就,也具备了规模化推广的条件,从两个维度来讲一下,第一个就是关键零部件的维度,从材料到膜电极到电堆到BOP的关键零部件的进展来看,这几年基本上是90%多的零部件我们都是实现了国产化的开发,成本大幅度的降低,另外一个就是现在在市场上关注最多的五个方面,一个就是燃料电池的环境适应性,第二个就是可靠性,耐久性和燃油经济性以及我们的成本,这五个方面是我们燃料电池汽车大规模推广的一个前提最终肯定会带来先行先试,先实现商用车的大规模推广,再带动在乘用车领域以及固定式发电和热电连供领域的大规模推广。
首先在材料领域,这几年我们国内的催化剂气体扩展层,质子交换膜都有很大的进步,膜电极国内的企业占领了主要的市场,很多企业在国内的膜电极都已经做到了很高的水平,燃料电池电堆方面,这几年进步也很大,我记得在2018年的时候,国产化的电堆还没有办法用,现在电堆基本上全部都是用国产化的产品。关键零部件上面进步也很大,现在用的氢气循环泵包括现在用的氢喷的这个方案,已经非常成熟了,并且可靠性很高,成本非常低,空气系统主要是矿压机,高转速的矿压机现在故障率也非常低了,基本上是零故障的表现,这个跟几年前的产品表现也是有翻天覆地的变化。
另外一个在核心技术方面,刚刚讲到的五个关键的属性,首先是可靠性方面,安全性问题解决以后,最重要的就是可靠性,如果不可靠,故障很多的话,用户不愿意用的,所以在电堆和关键零部件上,都做了很多的工作,重点说一下结论,现在90%以上的关键零部件的故障率降到了0.27%,实际车辆运行的情况来看,现在在市场上的车辆,第三代的产品有三千多辆,从故障里程来看,平均国产化的水平,已经超过了双六万公里,就是首次故障里程和平均故障里程都在六万公里以上,我们跟丰田合作开发的燃料电池产品,冬奥会用的这批车,现在已经用了两年半的时间,平均无故障里程和首次无故障里程已经超过了十万公里,达到了双十万公里的这个里程,双十万公里什么概念,柴油机十万公里需要做一次大的保养,燃料电池已经做到了柴油机相当的可靠性的水平。
环境适应性最重要的就是低温,我们现在自主开发的石墨板的燃料电池实现了低温启动,经济性方面,现在整车百公里氢耗降到了百公里5公斤,实际上还有提升的空间,按照轿车百公里的氢能耗来看不到一公斤的氢耗跟油耗对比,百公里是七升的油耗,重卡是36升的油耗差不多是5倍的关系,5倍的关系如果推到燃料电池车上面,其实重卡的这个氢耗应该在5公斤左右,但是现在来看我们的差距还是比较大的,从十公斤降到八公斤是有希望的,如果再往后继续降低需要我们的材料的突破,包括催化剂,气体扩散层,膜的突破,也需要整个BOP的降功耗以及整个燃料电池动力系统的提升效率,相信最终我们应该可以在高速的情况下,把氢耗降低到5公斤左右。
另外一个就是耐久性,耐久性其实现在还没有达到全生命周期的使用需求,两万小时的寿命是可以保证的,跟丰田合作开发的燃料电池三万小时可以达到的,对于重卡特别是以后重载长续航的重卡其实可能需要四万小时或者五万小时的寿命,这个对于我们的考验,其实更大,这里需要有很多的从材料级的技术突破。
燃料电池成本的降低一直是我给大家表达的观点就是从第一性原理分析,成本是可以很低的,从系统分解到子系统,到子系统的关键零部件,把它拆分到材料,从材料的归集来看主要的材料就是非金属材料还有无极高分子材料,到大规模以后,我们可能成百吨千吨的量以上的话,它的成本是非常低的,一吨大部分都在一万块钱左右的这个成本,其实这样算下来,我们整个燃料电池发动机的这个成本下来大规模以后,肯定是可以比柴油机更便宜的,因为整个柴油机里面,大部分是钢铁,我们里面是石墨,这个塑料纸这些东西,肯定算下来比钢铁要便宜的。
从现在发展的规模来看,前三个阶段我们已经实现了从2018年两万块钱一千瓦,到2020年的一万块钱一千瓦现在基本上在三四千一千瓦2025年应该可以到一两千左右一千瓦,到2030年的时候,二百到五百块钱一千瓦,完全是可以实现的,肯定是比锂电池要便宜很多的,因为锂电池里面的那些锂矿的材料资源还是非常紧缺的,我们用到的材料都是工业级的材料,铂材料一个可回收可循环利用,还有行业已经在推动开发高温的燃料电池,温度至少中高温的,120度到200度的这个区间,如果到2030年实现200度的温度,都可以不用铂了,铁级材料可以完全担任催化剂的作用,有可能我们用的材料都不是铂级的催化剂的材料了,到那个时候成本可以进一步的降低。
主要的产品不多做介绍了,产品系列布局比较完整,现在推广车辆从氢能客车转移到了商用车,氢能乘用车预计还是要再往后一些,在2027年以后,氢能乘用车开始起步,2030年以后,开始大规模推广,主要配套的车型也是我们国内主流的整车企业,我们都有合作。
氢能大规模应用也是我们燃料电池车的大规模的一个先决条件,大家可以看到,我们国家的风光资源依然是非常丰富的,2030年再建120亿千瓦的可再生能源,20亿千瓦的风光资源其实大部分光电网是没有办法消纳的,大部分要制成氢,氢最好的功能可以做大规模的长周期的储能,其实包括锂电池,空气储能都不具备这样的作用,一个是时间的储能一个是空间维度的储能时间维度的储能大规模需要至少是跨季度的,空间的储能是需要从西部到东部的,特别是空间的储能其他的储能方式基本上没有办法实现,抽水储能不能移动,锂电池储能也不能移动,包括空气储能也不能移动,惟有的可以用氢储能从西部可以运送到东部,这是大部分储能氢能基本上是唯一的便宜的方式。
我们现在电解水制氢的产品也非常成熟了,用管道输氢的话,整个氢的成本也会非常低,这是自己做的电解槽现在已经在新疆开始制氢,这是我们在新疆的一些新疆和张北的示范项目,所以这里很重要的一个问题,我们在西部有很好风光的资源,同时电解槽的装备也是比较成熟,东部我们有大量的氢的场景可以推动燃料电池汽车,现在光伏的企业大量的在裁员,在放假,先放三个月,所以这个光伏也是要下一步的大规模布局必须要用制氢的方式。
所以,这里面很重要的一个解决方案,就是要实现氢的储能,另外一个就是从西部如何运送到东部来,这是非常重要的解决方案,只要把这条管道建成,管网建成,燃料电池汽车也可以大规模发展,可再生能源也可以大规模发展,这里面管道的输氢,国家已经有规划了,中石化的输氢管道已经开始建设了,我们希望能够加快一些,这里面很重要的就是用氢要实现规模化。
刚刚讲到的氢的规模化比车的规模化的要求更高一些,基本上在每年十万吨以上的用氢量,超过十万吨以上输氢的管道,才可以满负荷运行,它的输氢的成本才可以降低,我们也找了2027年之前我们最好的三个宜氢的场景,长途公交,长途干线物流和冷链车辆,在京津冀或者是北京附近如果有两万辆这样的车,用氢量可以达到10万吨以上了在上海附近,上海江苏用氢量到10万吨也需要至少两万辆的商用车,包括在中部的郑州附近,在广州其实都是类似的,我们希望在2027年的时候,至少要有十万吨以上的用氢量,可以支撑氢能的规模化的发展,这是万主席在各方游说各部委的领导,实现推广的氢能高速如果氢能高速推成的话,是非常有利的,也是可以带动整个未来我们两个示范亿级的市场的。
从TCO来分析,49吨重卡,如果氢能高速免费的话,这个经济性是非常好的,一年左右可以把燃油车具有更好的经济性。这样的话两个产业链就是氢能的产业链制氢储氢运氢加氢,包括风光的产业链,从燃料电池的产业链就是从材料到电堆到发动机到整车,都会有大规模的带动的作用,这样的话回到刚开始我提问的这个问题,什么时候实现规模化,这里面一个关键的节点上午闭门会议的时候,给各位领导已经讲了,2030年我们要实现1%的整车的渗透率,2030年有可能我们全国汽车的销量3000万辆以上,但是燃料电池汽车的销量到2030年年销量一定要到30万辆以上,1%的渗透率,如果实现1%的渗透率,后面这个行业就可以实现良性循环了,到2035年可能就是10%的渗透率,再往前关键的一个节点就是2027年要实现年销量十万辆的其实才0.03%的渗透率,对于整个汽车行业并不是很高。
但是现在来看,其实到十万辆的年销量还是非常困难的,包括我们氢气的大规模的使用,加氢站的建设,这里面最重要的就是国家政策这个阶段的大规模的支持只要有大规模的支持,相信在2030年以后,一定能够再带来两个示范亿级的这个新的市场并且这个市场比现在智能驾驶,纯电动车的带动规模可能要更大,真正可以实现汽车强国理想。我今天的汇报就到这里,谢谢!
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