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氢燃料电池车商业化还需解决成本、动力与储存三大短板

作者:中国储能网澳门最大的赌场叫什么 来源:中国电动汽车百人会 发布时间:2020-11-13 浏览:次
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中国储能网讯:近日,随着《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》的发布,给氢能产业的发展带来了新的机会。为推动氢能行业与氢燃料电池行业的发展,在2020氢能产业发展创新峰会的前一天,10月14日,中国电动汽车百人会举办了氢能与氢燃料电池企业座谈会,中国电动汽车百人会理事长陈清泰、副理事长兼秘书长张永伟、常务副秘书长刘小诗出席会议,与产业链企业共同探讨我国氢能与氢燃料电池产业的发展现状,以及在接下来发展中需要解决和探索的问题。来自法国液化空气集团、中车集团、重汽集团、氢璞创能、氢途科技、东岳未来、纽特动力、氢探新能源、国富氢能以及滨化股份等企业的代表参加会议并进行发言。

氢燃料电池产业在关键技术和产品上国产化成果显著

作为来源广泛的清洁能源,氢能在各国的能源战略中地位逐渐升高。今年4月国家能源局发布的《中华人民共和国能源法(征求意见稿)》中,将氢能列入能源范畴。当前,氢气的制备成本随着清洁能源发电成本的降低而降低,氢燃料电池技术的进步,再加上支持政策的陆续出台,氢能与氢燃料电池产业进入快速发展期。

本次参与座谈会的十家企业覆盖了从上游的氢气制备与储运、燃料电池原材料商、燃料电池堆制造商与相关服务提供商一直到下游的车辆集成商:在供应侧提供氢气制备、加氢站、储存(包括车载端)和运输等解决方案;在应用侧提供质子交换膜、直流转换器、能源管理与控制系统、燃料电池堆等核心部件的研发与制造,以及最终的车辆应用集成。

与会企业均表示,得益于政府的支持与政策引导,近几年我国在氢能与氢燃料电池产业上发展迅速,目前国内在氢气的制备、供应与应用产业链的关键技术和产品上,均有国产化布局,为行业的快速发展做好了准备:

1.在氢能供应方面,目前35MPa的气态氢储存技术已经成熟应用,正在进行70MPa气态氢储存与液氢解决方案的开发与研究工作。

2.在燃料电池堆方面,大部分部件已经实现国产化,尤其在关键部件如质子交换膜、电极板等已有企业实现了从材料到成品的100%国产化并实现量产,仅有除个别部件如气体扩散层等仍然攻关研发中,除电池堆产品外,电池堆相关的能量管理、控制策略等也有国产企业提供相应产品与服务。

3.在车辆集成方面,近几年在国家政策的引导下,氢燃料电池在交通领域的应用已经在物流车、客车等公路车辆、有轨电车等轨道交通车辆上开始了示范运营。

针对氢能与氢燃料电池当前在我国的发展现状,陈清泰理事长表示:“一般产业是别人做成了我们再跟走着,而在氢能上,我们是从一个新兴产业的起点就开始介入,所以大家对这个过程并不熟悉。对于中国来说,我们缺乏这个过程。因此在这个时候,政府如何跟企业很好的配合,把这个过程做得顺利,有非常重要的意义。”

长距离运输是氢燃料电池当前的最佳实践场景,但还需解决动力、储存与成本三个问题

交通运输领域是氢能产业的重要应用,近年来,国家陆续出台了相应的激励政策鼓励行业发展氢燃料电池车。随着氢燃料电池车运营示范新政的公布,接下来2-3年将是氢燃料电池的黄金发展时期,要抓住这个机会就要找到最适合的场景。

百人会在2020氢能产业发展创新峰会上发布的《中国氢能产业发展报告2020》中提到,在相关激励措施下,中国氢燃料电池客车、物流车等商用车的应用已领先于其他氢燃料电池车型。根据新能源汽车国家检测与管理平台的统计数据,截至2019年底,国内已接入平台的氢燃料电池汽车中,物流车占比超过60%,公交客车、公路客车、通勤客车为代表的客车占比为39.4%,仅有0.1%的比例为用于租赁的乘用车。

有了前期的研究基础,再加上氢燃料电池车辆补能速度快等特性,氢燃料车辆在物流领域、尤其是长距离运输的物流领域将会更具有优势。500公里之内的运输使用,或者码头、港口等场景下,因为作业时间与距离短,纯电动解决方案即可满足要求,而且成本更低:有企业给出了一组数据,目前码头内纯电动车辆的运营成本在1元/公里,而氢燃料电池车是5元/公里,整车方面氢燃料电池车的成本也要3-4倍于纯电动车型。

故而,与会企业一致认为,长距离运输是氢燃料电池当前的最佳实践场景,每天运输里程在800-1000公里的重卡车辆将会是氢燃料电池在接下来的最适合商用平台。

从长距离运输车辆的使用需求来看,氢燃料电池车辆需要具备足够的动力、与其替代品——柴油重卡相比要具备成本优势,要能够实现一次加氢长续航里程(尤其在当前加氢站稀少的情况下)才能够具备商业化竞争力。但有企业反映,目前大功率燃料电池堆产品还较少,成熟产品功率基本在60-110千瓦区间,大功率产品大多处于开发阶段,目前常用的解决方案是将两个小功率电池堆产品一起使用;在成本方面,尽管近几年在技术的快速发展下,氢燃料电池成本每年有20%-30%的下降幅度,但是受限于产业规模,当前氢燃料电池产品成本与纯电动车辆、柴油车相比还不具备优势。

而最为核心的、制约氢燃料电池车辆实现长距离运输的问题在于一次加氢行驶里程。要提升车辆的一次加氢行驶里程,需要燃料电池系统与驱动系统的小型化设计、车载氢气储存技术的进步以及相关供应产业链的支撑。企业代表提到,中重卡车辆的安装空间小,能够放置氢气储存罐的空间有限,重卡的百公里氢气消耗目前一般在12-13公斤左右,要支持一次加氢500公里的行驶里程就要求有60-70公斤的氢气储存量,而当前成熟的35MPa气态储存方案基本重量在50公斤以内,所以必须要使用70MPa或者液氢储存方案,这两项方案目前还在开发中。尤其液氢储存技术,其实现不仅仅是车载端,还有赖于整个产业链——制备、储存、运输、加注——的完善。

对此,陈清泰理事长认为,企业要针对不同氢状态的储存方式从技术和经济角度进行比较,研究哪一种更适合哪个场景,论证好、确定了就不要更改。如果液态氢的储存前景非常好,那么就要考虑是否还要在气态氢储存技术上花功夫么,毕竟从35MPa到70MPa不是简单的事情。目前技术发展还存在不确定性,但是需要有这样一个论证的过程。

氢能产业的发展还需产业链企业协力合作、共同创新

截至2019年底,我国氢燃料电池车辆保有量刚刚突破6000辆,全球范围内保有量接近25000辆,整体产业处于非常初期的阶段。相比传统汽车产业链,氢燃料电池车辆的产业链更长,要实现产业化更需要全产业链的合力。陈清泰理事长在总结发言时表示,当前我国氢燃料电池的产业链已经形成,每个环节都有企业深入地在做,而汽车产业是规模化产品,平台优势非常明显,大型企业之间共有的平台会使生产成本大幅度降低。目前国际上大型企业的合作已经开始了,所以中国企业也需要合作,共建平台。

他强调,在产业发展中,企业不可替代的是技术要素,哪里有好的技术就用哪里,中国企业特别是国有企业希望有更高的自主率,核心部件要掌握在自己手里。但是看国外一些公司,核心部件照样有很多是外购。对于氢能和氢燃料电池目前还处于从0到1的产业,其发展过程需要整车企业与零部件企业相互合作、协调、共同创新。希望氢燃料电池的零部件企业能够在早期与整车企业不断地磨合,共同配合进行开发,最终得到认可。

关键字:氢能

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