1月21日,中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇(2018)在北京釣魚臺(tái)國(guó)賓館召開,宇通客車集團(tuán)股份有限公司、國(guó)家電動(dòng)客車電控與安全工程技術(shù)研究中心副主任李飛強(qiáng)發(fā)表了主題演講,演講內(nèi)容如下: 各位專家,我是來自宇通客車集團(tuán)股份有限公司的李飛強(qiáng),下面向大家匯報(bào)四個(gè)部分: 宇通燃料電池客車的發(fā)展現(xiàn)狀。最新的國(guó)際氫能委員會(huì)已經(jīng)發(fā)布了氫能利用的重要方式,指明了清能是社會(huì)發(fā)展的重要方向,2050年氫能將占整個(gè)能源的18%,二氧化碳排放減排方面僅占到20%。能源技術(shù)的發(fā)展方向是高效、清潔,發(fā)展過程是脫碳加氫,所以氫能源是燃料技術(shù)的重要發(fā)展方向。汽車技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是從化石燃料到新能源汽車促進(jìn)節(jié)能減排,具體就是內(nèi)燃機(jī)油電混合動(dòng)力到純電動(dòng)再到燃料電池汽車。 宇通在新能源方面也做了很多工作,截止到2017年12月底已在國(guó)內(nèi)320多個(gè)城市累計(jì)推廣85977輛新能源客車,其中2017年宇通新能源客車銷量是24865輛,行業(yè)內(nèi)的份額繼續(xù)擴(kuò)大。 宇通于2009年開始了燃料電池客車的開發(fā),2012年組建了燃料電池客車專職研發(fā)團(tuán)隊(duì),經(jīng)過多年的努力突破了多項(xiàng)核心技術(shù),完成了三代燃料電池客車的開發(fā),取得了資質(zhì)認(rèn)證、公告和安裝資質(zhì)。 宇通已經(jīng)開發(fā)了三代燃料電池客車,正在開發(fā)第四代燃料電池客車,突破了整車、集成、控制等關(guān)鍵技術(shù),提高了系統(tǒng)的使用壽命和環(huán)境適應(yīng)性,延長(zhǎng)了續(xù)駛里程。關(guān)鍵技術(shù)主要包括動(dòng)力系統(tǒng)匹配技術(shù)、氫電結(jié)構(gòu)偶合安全技術(shù)以及整車節(jié)能控制技術(shù)。 我們開發(fā)完成的8米和12米燃料電池客車產(chǎn)品進(jìn)行了完整的燃料電池客車示范驗(yàn)證,驗(yàn)證了實(shí)車道路環(huán)境下的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和可靠性。2016年12月到現(xiàn)在,累計(jì)運(yùn)行里程超過35000公里,燃料電池基本無衰減,保證了燃料電池客車的示范運(yùn)行。 大家都知道,氫燃料電池客車在整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈,特別是價(jià)值鏈來分析是有很多挑戰(zhàn)的,主要包括以下七個(gè)方面:電堆成本高、車載氫系統(tǒng)成本高、燃料系統(tǒng)成本高,同時(shí)導(dǎo)致了整車成本非常高,氫能方面就是氫氣的使用成本也很高,加氫站和運(yùn)營(yíng)的成本也很高,這些成本大家都感覺到有很大的困難,到底能不能解決是我們要重點(diǎn)和大家分享的一些觀點(diǎn)。 整車成本方面,我們重點(diǎn)分析的數(shù)據(jù)來源于國(guó)家節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖以及我們與產(chǎn)業(yè)鏈的相關(guān)合作伙伴的調(diào)研,隨著整車關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化和規(guī)?;?,整車的成本會(huì)降低到60萬元,就是和現(xiàn)在傳統(tǒng)車的成本相當(dāng),所以我們是有信心的,從整車的角度來看,燃料電池系統(tǒng)的成本、車載氫的成本都會(huì)大幅度降低,最后會(huì)降低到和傳統(tǒng)車的成本相當(dāng)。 這里最重要的就是燃料電池系統(tǒng),隨著燃料電池的輔助系統(tǒng)的批量制造,實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵零部件包括空壓機(jī)、增濕器的批量化,燃料電池系統(tǒng)的成本可以大幅度下降。節(jié)能新能源汽車技術(shù)路線圖里面規(guī)劃2020年是5000元/千瓦的成本,到2030年可以達(dá)到600元/千瓦。電堆成本主要包括催化劑、膜和雙極板的成本,隨著關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化和電堆體積功率的提升,電堆成本可以大幅度提升,2020年的1000元/千瓦降低到2030年的150元/千瓦。 車載氫系統(tǒng)也是通過高度集成化和模塊化設(shè)計(jì),還有關(guān)鍵部件的規(guī)模化和國(guó)產(chǎn)化生產(chǎn),到2030年車載氫系統(tǒng)的成本可以從3000元/公斤降低到2030年1800元/公斤,如果儲(chǔ)存的氫氣是1公斤的話,整個(gè)車載氫系統(tǒng)的成本是1800元/公斤。 氫氣的成本也會(huì)大幅度下降。目前最低是40元/公斤,隨著大批量規(guī)模化運(yùn)氫,到2020年可以降低到20元/公斤左右,最終可以降低到2030年的9元/公斤以下,上午院士也講到煤制氫可以達(dá)到10元/公斤以下的成本。加氫站的成本也非常高,并且最重要的就是關(guān)鍵零部件,比如氫氣壓縮機(jī)和加氫機(jī),這些大部分是通過進(jìn)口的,隨著批量化和國(guó)產(chǎn)化可以大幅度降低加氫站的成本?,F(xiàn)在一般2噸以上的加氫站成本可以在1000萬元以上,2030年可以降到350萬元。 以上我們分析了整車的運(yùn)營(yíng)成本,這是三類公交車的對(duì)比,插電式混合動(dòng)力、純電動(dòng)和燃料電池車的運(yùn)營(yíng)成本,現(xiàn)在來看插電式混合動(dòng)力的百公里油耗是15升,電耗是66度電/百公里,氫耗是7.5公斤/百公里。隨著氫耗、油耗和電耗的降低成本都會(huì)降低,但是降低幅度最快的是燃料電池的運(yùn)營(yíng)成本。最終燃料電池的運(yùn)營(yíng)成本是可以降低到0.5元/公里,其實(shí)這也是很多人有疑問的,未來如果燃料電池車大批量推廣應(yīng)用,它的運(yùn)營(yíng)成本到底能不能降到比現(xiàn)在純電動(dòng)的運(yùn)營(yíng)成本還低?經(jīng)過我們和氫氣的供應(yīng)商整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)研是可以達(dá)到這個(gè)成本的,時(shí)間其實(shí)是可以隨著技術(shù)的加快提前的,我們預(yù)估到2030年比節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖里面的規(guī)劃低,最終隨著氫耗和氫氣成本的降低,氫氣燃料客車的運(yùn)營(yíng)成本肯定可以降到比純電動(dòng)還低。 按照國(guó)家新能源汽車技術(shù)路線圖的規(guī)劃以及國(guó)家對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的調(diào)研,隨著關(guān)鍵材料和關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化和規(guī)?;?,2030年整車成本可以大幅度降低,整車可以降到60萬元,運(yùn)營(yíng)成本可以降到0.5元/公里,加氫站可以降低到330萬元,氫氣成本可以降到9元/公斤,這個(gè)時(shí)候整個(gè)氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)就會(huì)起來,燃料電池汽車就會(huì)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的推廣應(yīng)用。 綜合以上分析,燃料電池主要是五個(gè)方面:整車、燃料電池系統(tǒng)、車載氫系統(tǒng)、氫能以及加氫站的主要工作。燃料電池整車肯定是經(jīng)濟(jì)性會(huì)逐步提升,續(xù)駛里程會(huì)大幅度提升。氫耗現(xiàn)在還有很大的優(yōu)化空間,包括整個(gè)整車純電動(dòng)系統(tǒng)平臺(tái)的電耗降低以及燃料電池系統(tǒng)效率的提高,這些都會(huì)降低整車氫耗,續(xù)駛里程也會(huì)大幅度提高,甚至可以達(dá)到1000公里以上,低溫冷啟動(dòng)也會(huì)達(dá)到-30℃甚至-40℃。 我們對(duì)比了整個(gè)燃料電池動(dòng)力系統(tǒng),說的就是電電混合系統(tǒng),主要包括圖里灰色的部分,就是氫系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)加上一部分的動(dòng)力電池,這部分是和純電動(dòng)的動(dòng)力電池功能完全一樣的。隨著燃料電池效率和功率密度的增大,車載氫系統(tǒng)儲(chǔ)氫密度的增加,燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的能量密度將遠(yuǎn)大于純電動(dòng)的電池能量密度。隨著關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化和規(guī)?;婋娀旌舷到y(tǒng)的成本也會(huì)遠(yuǎn)低于純電動(dòng)的成本。 昨天也有講到純電池的能量密度正在提升,250瓦時(shí)/公斤到300瓦時(shí)/公斤,但是電力系統(tǒng)的能量密度完全不在一個(gè)水平級(jí)上。燃料電池的能量密度現(xiàn)在是205瓦時(shí)/公斤,主要是用燃料電池的系統(tǒng)功率比較小,動(dòng)力電池比較多,所以導(dǎo)致重量比較重。未來隨著燃料電池功率增加動(dòng)力電池功率減少,我們會(huì)大幅度提升電電混合系統(tǒng)的能量密度,可以從472瓦時(shí)/公斤到1400瓦時(shí)/公斤,甚至接近2000瓦時(shí)/公斤。豐田的能量密度基本上就在這個(gè)位置,提升也是非常容易的,動(dòng)力電池提高到300瓦時(shí)/公斤非常困難。 現(xiàn)在燃料電池電電混合系統(tǒng)就是四個(gè)部件,合起來的成本與存儲(chǔ)能量加上動(dòng)力電池的能量除以整體的成本來看,2018年這個(gè)成本肯定還是相對(duì)比較高的,就是每瓦時(shí)基本上是4-5元左右。隨著關(guān)鍵零部件的國(guó)產(chǎn)化、系統(tǒng)的規(guī)?;?,燃料電池電電混合系統(tǒng)的成本也會(huì)大幅度下降,最終燃料電池系統(tǒng)可以降低到0.15元/瓦時(shí),但是動(dòng)力電池的成本也在大幅度下降,最終可能從0.1元/瓦時(shí)降到0.6元/瓦時(shí),燃料電池系統(tǒng)的成本降低肯定可以達(dá)到這個(gè)程度。 燃料電池系統(tǒng)的壽命將持續(xù)延長(zhǎng),額定功率和效率將持續(xù)提高。上午講到壽命會(huì)大幅度提升,滿足整車八年使用壽命的要求,也會(huì)逐步達(dá)到現(xiàn)在純電動(dòng)客車出口到歐洲十五年壽命的要求,額定功率也會(huì)大幅度增加,最終燃料電池系統(tǒng)的額定功率應(yīng)該是和現(xiàn)在柴油車的額定功率相當(dāng)。功率的提高也會(huì)帶來燃料電池效率的提高,達(dá)到60%的效率。 車載氫系統(tǒng)的儲(chǔ)氫密度和儲(chǔ)氫壓力,可靠性也會(huì)逐步提高。儲(chǔ)氫密度現(xiàn)在國(guó)內(nèi)在3%左右,未來我們是用高壓儲(chǔ)氫。還有剛才講到的液氫可以把儲(chǔ)氫密度大幅度提升,提升達(dá)到7%以上。儲(chǔ)氫壓力是從35MPa向70MPa邁進(jìn)。 我國(guó)氫氣資源是非常豐富的,上午干勇院士也講到可以因地制宜。2016年中國(guó)氫氣產(chǎn)量是1850萬噸,煤制氫占到60%,副產(chǎn)氫占到近20%,其實(shí)這些副產(chǎn)氫可以滿足40萬輛燃料電池公交的需要。氫氣的來源是非常多樣的,可以因地制宜選擇合適的氫氣來源,也可以根據(jù)運(yùn)輸量選擇管道運(yùn)輸和高壓運(yùn)輸?shù)炔煌倪\(yùn)輸方式。 全球加氫站建設(shè)正在提速,加氫站和加油站合建的方式已經(jīng)出現(xiàn)。目前世界上有289個(gè)加氫站,很多專家都已經(jīng)講到,相比2015年的54座增加了70%。目前我國(guó)的加氫站正在非常快速地建設(shè),現(xiàn)在已經(jīng)建成的有14座。按照國(guó)家節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖的規(guī)劃,隨著燃料電池車對(duì)氫氣需求量的增加,我國(guó)的加氫站數(shù)量會(huì)逐步增加,2020年的100座到2030年的1000座。 最后是對(duì)產(chǎn)業(yè)方面的幾個(gè)建議: 一、電堆方面。我們建議促進(jìn)燃料電池電堆全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,提高電堆壽命和降低成本。上午也有幾位專家講到電堆,重點(diǎn)是壽命的提升和降低電堆的成本。燃料電池系統(tǒng)方面也要抓關(guān)鍵領(lǐng)域、補(bǔ)短板環(huán)節(jié),聯(lián)合國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀的廠商生產(chǎn)燃料電池專用零部件,提高其可靠性降低成本。 二、氫氣方面,我們聯(lián)合氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)企業(yè),共同推進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)鏈不斷發(fā)展,降低氫氣生產(chǎn)、存儲(chǔ)以及運(yùn)輸?shù)某杀尽?/p> 三、加氫站方面,三站合一,要在國(guó)內(nèi)實(shí)施加氫站、加油站和加氣站的合建,解決城市用地難的問題和安全管理的問題。 我們的愿景是燃料電池驅(qū)動(dòng)未來、氫能改變能源格局。謝謝大家! (根據(jù)發(fā)言整理,未經(jīng)本人審閱) 針對(duì)本次會(huì)議,蓋世汽車進(jìn)行全程直播,欲了解更多詳情可關(guān)注以下專題鏈接: |
|