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歐陽明高:2035年力爭達到100萬輛推廣目
歐陽明高:2035年力爭達到100萬輛推廣目第五屆國際氫能與燃料電池汽車大會(FCVC2020)上,中國科學院院士歐陽明高作了“燃料電池汽車的機遇與挑戰(zhàn)”的
第五屆國際氫能與燃料電池汽車大會(FCVC2020)上,中國科學院院士歐陽明高作了“燃料電池汽車的機遇與挑戰(zhàn)”的主題演講。
歐陽明高在演講中重點提到了我國發(fā)展氫能的必然性和優(yōu)越性,并分析解讀了水電解制氫等不同的制氫方式。在他看來,制氫需要與可再生能源相結(jié)合,推動綠氫的產(chǎn)業(yè)化。
在燃料電池系統(tǒng)和關(guān)鍵部件方面,歐陽明高對比了國內(nèi)外的技術(shù)水平和存在的差距,他認為當前電堆的各項指標,除了成本以外,其它的基本都已經(jīng)達到了,下一步就是加快氫燃料電池車的推廣運營。
最后歐陽明高還提到了2020年愿景,他希望今年氫燃料電池汽車的保有量可以達到8000-10000輛,2035年國內(nèi)同行力爭達到100萬輛的推廣目標。
由于歐陽明高全場演講的內(nèi)容較長,高工氫電整理選取了演講最后有關(guān)行業(yè)分析和未來發(fā)展路線圖的精華部分,以供業(yè)內(nèi)人士參考。
以下是演講實錄(有刪減)
最后我說一下中國燃料電池汽車技術(shù)路線圖。這個路線圖我們是聯(lián)合了國內(nèi)多家單位共同制定的。我們先說一下中國燃料電池或者全球燃料電池技術(shù)現(xiàn)狀和趨勢,中國現(xiàn)在推廣已經(jīng)累計超過6500輛,我們希望今年能到1萬輛,但是仍然要努力。我們現(xiàn)在加氫站大概今年年底能到1百座。
應(yīng)該說十三五的進步是非常大的,這也超出我的預期,也就是說2020年跟2015年比,我們都出現(xiàn)了大幅度的性能提升,比方說石墨板電堆的壽命,我們已經(jīng)超過1萬2千小時,這還不是最新數(shù)據(jù)。
這是我們客車的數(shù)據(jù),大家也可以看一下,從中間我們也可以看出,我們的壽命也有大幅的提升,所以這也是我們很值得欣慰的。當然我們再細看一下,電堆與關(guān)鍵材料,電堆目前有45.4%還是巴拉德體系的,但是我們自主的電堆已經(jīng)超過一半,我相信明年還會繼續(xù)增加,現(xiàn)在很多自主的企業(yè)加入進來。
膜電極,前幾年我們大量是進口的,現(xiàn)在我們自主的膜電極也都開始規(guī)模應(yīng)用了,我們自己的電堆現(xiàn)在用國產(chǎn)膜電極,成本大幅下降。另外就是催化劑,現(xiàn)在國內(nèi)催化劑還是有一些問題,就是批量化生產(chǎn)還有一些問題,但是這個創(chuàng)新的活躍程度很高。另外氣體擴散層,這一塊我們的質(zhì)量還有待考核,指標倒不算太差,但是批量生產(chǎn)的適量控制目前還是有一些問題的。
另外就是雙極板,比方說石墨雙極板剛才說了,以前都是在2毫米以上,國外現(xiàn)在已經(jīng)突破0.8,我們現(xiàn)在是1毫米,下一步就是0.8。那么就是可以跟金屬板競爭體積功率密度。這是金屬板方面,金屬板國內(nèi)也有代表性企業(yè)。
還有就是電堆,電堆應(yīng)該說跟國外最好的有一點差距,但是跟國外一般的電堆應(yīng)該說已經(jīng)超越,也就是說我們達到國際的平均水平了。
燃料電池系統(tǒng)我們原先所擔心的空壓機,現(xiàn)在國內(nèi)都已經(jīng)可以有自主的了,而且價格便宜。儲氫系統(tǒng)現(xiàn)在主要還是35兆帕,70兆帕三型瓶,好消息是剛剛國家突破了70兆帕四型瓶的行業(yè)標準,所以這是一個好的標準,現(xiàn)在國內(nèi)四型瓶還沒有起來,重點應(yīng)該是四型瓶,三型瓶在冬奧會上會裝一百臺車,但目前還有點偏高,主要是循環(huán)價格比較貴。另外循環(huán)泵國內(nèi)做得還不太好。還有就是從發(fā)展現(xiàn)狀來看,低溫的性能零下30度,目前還是在這個邊上,但是輔助一下零下30度是沒有問題,所以商用車是沒有問題的。
然后是技術(shù)瓶頸,我們壽命和可靠性還要進一步考核,我剛才說了,這些指標還需要進一步考核,因為我們還沒有一輛車跑過1萬小時,現(xiàn)在時間還不夠,我們還需要再考核。乘用車方面跟國外比還是有差距的,差距還是比較明顯的,這是發(fā)展趨勢,大家都是同行,都已經(jīng)很清楚,我就不說了。所以我們今年對2016版的燃料電池技術(shù)路線圖做了一個評估,應(yīng)該說電堆的指標除了成本之外都達到了,我們成本說1千塊錢現(xiàn)在還要3千,其他都達到了,成本主要還是規(guī)模不大。
這是燃料電池系統(tǒng)乘用車和商用車的,商用車的成本已經(jīng)達標了,商用車的1萬小時等等,商用車基本上都達標了,相對來說商用車的表現(xiàn),我們現(xiàn)在全球看,中國燃料電池商用車還是有一定優(yōu)勢的這是燃料電池我們以客車為主,主要的指標燃料電池都已經(jīng)達到了,尤其是氫耗,原先是7公斤,現(xiàn)在普遍在5公斤多這也是一個很重要的指標。我們估計客車的壽命在60萬公里目前沒有問題,我們原先說的是40萬,但我們現(xiàn)在沒有跑到60萬公里,這是預測的結(jié)果。
2020年我們希望是在8千到1萬輛,目前已經(jīng)6500輛,還有1500輛,剩余這三個月大家沖一沖,如果財政部政策出的早我想應(yīng)該問題不大,現(xiàn)在好多地方都已經(jīng)出臺地方的補貼政策了,我相信這個問題不大。
從中遠期推廣目標來看,2025年推廣5到10萬輛,2030到2035年80到100萬輛,大家注意我這個數(shù)比上次的保守一些,這是經(jīng)過多方的認證,我們不放棄100萬輛的這個目標,但是我們給了一定的靈活度,時間的靈活度我們也給了5年,為什么呢?在我個人看來燃料電池車在2035年必須達到100萬輛,如果達不到,我覺得風險偏高。也就是說,各位同行必須要努力,一定要實現(xiàn)這個1百萬輛的目標,因為不到1百萬輛,技術(shù)就很難說不可逆轉(zhuǎn),所以這需要我們?nèi)w努力,把這1百萬輛做出來,這樣技術(shù)就不可逆轉(zhuǎn)了。
這是我們未來商用車燃料電池發(fā)動機技術(shù)路線圖,我們的系統(tǒng)比功率逐步提高,系統(tǒng)的成本2025年再降60%以上,到2030年我們要降到6百塊錢,幾乎是降90%,也就是說我們希望燃料電池在未來十年像鋰電池和光伏電池在過去10年所取得的進步,我們認為已經(jīng)到了這個時候,是有希望的,同時也必須做到。只有你做到了才可能跟比方說純電動競爭,因為我剛才說了純電動到時候5百公里是沒有問題的,同時現(xiàn)在換電池興起了,如果十年之內(nèi)換電池能形成一種成熟的商業(yè)模式,那這個競爭是非常強的所以我們一定要倍加努力,實現(xiàn)這個目標。
這是我們商用車的技術(shù)路線圖,當然這個里程我覺得太保守了,里程應(yīng)該可以再高一些,2025年就到了800公里,2035年達到1000公里,這個應(yīng)該是可以做到的。
這是車載儲氫,可能會是我們商用車燃料電池體積和成本的重點,我剛才說了,燃料電池有希望重復鋰離子電池過去十年所取得的技術(shù)進步和成本降低,但是氫的難度可能會更大,所以這相當于我們的重中之重,大家知道我們?nèi)剂想姵貏恿ο到y(tǒng)包括了氫瓶,瓶閥、散熱器、燃料電池,這些相當于電動車的電池,因為我們還有輔助電池,相當于純電動車的電池,因為電機大家是一樣的,我們要用這么多的東西去跟純電動的就電池競爭是有難度的,所以我說機遇與挑戰(zhàn)。
這是我們一定要重點關(guān)注的,也就是說我們?nèi)推?、四型瓶必須要突破,因為四型瓶比三型瓶的成本低三分之一,要突破這個碳纖維必須突破,這是我們的系統(tǒng)成本,這是很重的成本。
這是我們的基礎(chǔ)設(shè)施,基礎(chǔ)設(shè)施的量也會超出我們的想象,也就是車用氫的需求量比想象的小,加氫站的數(shù)量比想象的大,這也是很重要的,我們說到2035年我們要5千座加氫站,大家覺得要那么多嗎?大家知道我們20多萬輛的重卡我們就2000多個加油站,所以它只是它的八分之一,所以氫氣從體積密度上來講,重量能量密度是最高的,體積能量密度是最低的,一定要注意這個,而我們車是講究體積的,這是我們的需求量,氫的需求量并不大,我們用可再生能源制氫完全夠了,這是加氫站的數(shù)量。
所以最后我提幾個要求,這是上次在中石化做報告時候的幾條,我們急需能源央企戰(zhàn)略支撐我們的政策,我們急需能源央企戰(zhàn)略支撐我國氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),包括儲氫環(huán)節(jié)。我們希望氫燃料的消費價格低于每公斤30塊錢才能跟重卡競爭,大家知道我們現(xiàn)在加一公斤的成本就得再加30塊錢,這是我們的嚴峻挑戰(zhàn)。而最后終端總價格30塊錢才能跟柴油競爭,你們大家回去算算就知道了,除非我們給柴油車加很高的稅,這是按照目前的柴油車算的,當然我們可以跟他收二氧化碳排放稅,但如果你收二氧化碳排放稅的話,你的氫必須是可再生能源制氫,否則沒辦法收這個東西,大家都一樣。
第二是氫能的制取,綠氫制取的主途徑是水,10%的中國就能夠滿足2025年燃料電池對氫純度的要求,量的要求都夠了,但是知道我們現(xiàn)在副產(chǎn)氫雜質(zhì)很難去去干凈,就算去干凈質(zhì)量控制不好控制,拉到這里來沒有在錢檢測的方式,一旦把燃料電池污染了那就得不償失了,現(xiàn)在有些加氫站都已經(jīng)被污染了,這個成本太高了。所以我們發(fā)改委的能源研究所認為,這個氣氫50%2035年也能滿足,就是氣電。
氫能的儲運我個人看來,主通道千公里以上當然可以用管道,但是中國的管道是不全的,而中國的輸電是全球很厲害的,所以輸電比長途輸氫其實要好的,至于你在哪制氫,對電網(wǎng)儲能的作用,都是一樣的。所以這是幾個定位。
下面上一下現(xiàn)實的挑戰(zhàn),不光是中國,全球共同面對的挑戰(zhàn)就是氫燃料電池全鏈條技術(shù)經(jīng)濟性和市場競爭力,大家要知道,現(xiàn)在各種車用動力系技術(shù)是百花爭艷,你追我趕,現(xiàn)在的時間是快魚吃慢魚,沒有我們?nèi)ジ阋话倌甓紱]有人超越的這個時代已經(jīng)過去了,沒有我們開發(fā)車型38個月幾年,現(xiàn)在不行了,現(xiàn)在頻率變高了,怎么辦?因為出路就是創(chuàng)新,包括理念創(chuàng)新、商業(yè)模式創(chuàng)新,當然最重要的是技術(shù)創(chuàng)新。
在我看來燃料電池跟電池和光伏電池差不多,應(yīng)該說已經(jīng)出現(xiàn)了革命性突破,當然下一步還有SFC還在等著我們,但是氫能本身還需要革命性突破,氫能本身沒有革命性突破,比方說我們儲氫還沒有革命性突破,我們需要基礎(chǔ)科學的革命性突破,像我們最近清華在做的,儲鋰跟儲氫的結(jié)合反而能大幅度提升氫的效果,有鋰離子在里頭,你再放氫進去,它反而比沒有鋰離子的時候量大很多,這是需要突破的。再比如說液化裝置我覺得也是需要突破的,等等。
市場的突破口在哪里?我們不能全方位突破,但是我們局部突破完全可行,在什么地方?拋棄了電和副產(chǎn)氫的地區(qū),盡量在當?shù)厥褂貌灰停统杀靖吣艿膬淦磕軌蚋采w更長的里程范圍,比如說35兆帕已經(jīng)便宜了。因為規(guī)模上來了,70兆帕非常貴最好能夠利用燃料電池的余熱,這是燃料電池跟純電動車比的一個優(yōu)勢。余熱干啥呢?北方的冬天就顯示出優(yōu)勢來了,北方冬天的取暖耗電比一個大客車在北方城市,取暖的耗電比這個開車的耗電還要大,這個時候燃料電池就有優(yōu)勢了,因為它是余熱利用。
另外就是燃料電池深度混合動力的車型要選擇這樣的,加上地方政府有大力支持和有大型能源企業(yè)參與建加氫站,比如說我們在張家口要建冬奧,有幾十個加氫站都是能源企業(yè)自己投的,現(xiàn)在張家口有二三十家氫相關(guān)的企業(yè)都在那里聚集,就是這樣的地方。
主要適合的車型是卡車和公路客車等等車型,這些車型的主要競爭力是在溫度較低的北方地區(qū),比如說南方溫度特別合適,那純電動車它的成本特低你怎么跟它競爭?沒法爭的,而且燃料費如果你還沒有氫氣,從外地運過來的70塊錢一公斤,就算補貼了車,也不可能天天補貼氫氣吧?這是補不起的,最多就補一下車,不可能長年累月補貼氫氣,這是不可能的,所以我的建議是主攻綠氫、創(chuàng)新引領(lǐng),突破瓶頸,示范先行,還有安全為本,有序推進。
這次冬奧我們專門成立了一個氫安全國際專業(yè)委員會,因為這個事落在我們頭上,我們心里也沒底,壓力非常大,一年建幾十個加氫站你想想這是什么規(guī)模?什么速度?全球從來沒有人搞過,一旦出現(xiàn)安全性事故對行業(yè)是毀滅性打擊,大家知道現(xiàn)在純電動車最受詬病的是什么?就是電池安全,為什么我在清華做純電動車不做別的,就是做電池安全實驗室,因為這變成了大規(guī)模推廣的頭號問題,有科學、技術(shù)、工程問題,也有應(yīng)用標準法規(guī)的問題,非常綜合。而我們氫的安全可能不在車上,可能是在站上,這個問題也需要高度重視,千萬不要冒進。
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