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衣寶廉院士:氫燃料電池大巴車、物流車應開始大規模示范

2017-11-06 作者:韓喻 來源:中國客車網
  中國新能源汽車發展步伐加速,氫燃料汽車趨勢日益明朗。2017年10月20日,科技部部長萬鋼來到北京億華通科技股份有限公司,參觀了配套億華通技術的福田歐輝全系列氫燃料電池客車。萬鋼表示,他十分看好氫燃料電池客車在遠程公交領域的發展前景。

  無獨有偶,就在前一天,10月19日舉行的2017(第四屆)燃料電池汽車產業高峰論壇暨中國國際氫能及燃料電池技術應用論壇上,中國工程院院士衣寶廉表示:應當選摘大巴車、物流車開始大規模示范氫燃料電池汽車。

  衣寶廉:關于燃料電池車大規模示范的建議

  2016年冬季,中國客車網第一次采訪衣院士(詳見《衣寶廉院士詳解氫燃料電池汽車的發展現狀和問題》)的時候,業界大多數專家的觀點都認為,氫燃料電池汽車剛渡過技術開發階段,開始進入到市場導入階段。然而不到一年的時間里,國內氫燃料汽車的研發、制造、運營已經一浪高過一浪,尤其是在客車、物流車方面,市場應用和產業發展有目共睹。

  一年以前,衣寶廉院士認為,中國當下發展氫燃料汽車的焦點就是降低車輛成本和加氫站的建設,同時著手示范運行;

  一年之后的現在,衣寶廉院士認為,中國應該開始大規模示范運行氫燃料電池汽車,重點首先要從客車和物流車開始。

  他表示,要想開展燃料電池的大規模示范運行,要具備以下四個條件:首先要解決的是發動機(相當于內燃機的燃料電池)的可靠性和耐久性問題,要建立健全各種安全標準。第二,車輛的售價扣除補貼以后,應該跟電動汽車相差不大,可以比燃油車稍貴一點。第三,要有足夠氫能燃料供給。第四,初期政府給予一定補貼,中后期燃料電池產業鏈的企業都應該盈利。

  衣寶廉在接受中國客車網采訪時,指出燃料電池汽車在結構和性能方面,與傳統內燃機汽車有一定的相似性,但兩者相比的優越性在于,傳統汽車排放是含有污染物的尾氣,而燃料電池汽車排放的是氫氧結合物——水(H2O)。

  而燃料電池汽車與純電動或混動汽車相比,不但具備續駛里程長、動力性能高的優勢,還在于其燃料加注時間短,方便快捷。

  綜合這些優點,衣寶廉院士認為:氫燃料電池汽車才是新能源汽車的未來方向,至少,在不遠的將來,它會在長途、重載方面取代燃油汽車,同時彌補電動汽車的不足。衣院士對中國客車網表示,希望借助媒體的力量,呼吁更多的人了解氫燃料電池汽車,使用氫燃料電池汽車。他說:

  要讓大巴車、物流車的用戶了解我們的優勢:在相同行駛里程和工況下,當依靠副產氫和棄風等電解水制氫時,車用氫的價錢會低于汽油或柴油;

  要讓整車制造企業了解,雖然我們的燃料電池發動機目前比國際先進水平略有差距,但國產發動機在耐久性和低溫啟動等方面已滿足國內使用要求。

  要讓配套和研發機構了解:加速加氫站,空壓機,氫循環泵,儲氫瓶等研發,降低成本。

  要讓各級政府了解到:除了組織,協調外,還要有一定的經費支持產業鏈中的薄弱環節,比如在氫站的建設、儲運等環節,政府給以一定的補貼。

  要讓社會各界了解:氫燃料電池汽車需要整車和配套技術同步發展,需要相適應的規模效益,要搞官產學研,要做好組織、協調和參與工作。

  這是一個完整的產業鏈體系,這個體系產生的經濟價值和長遠意義甚至有可能超過電動汽車,但衣寶廉院士認為,其中存在的難度也不會低于電動汽車推廣時遇到的問題,所以更需要更多的人能正確理解和認識。

  衣寶廉:燃料電池車已迎來新的發展機遇

  衣寶廉告訴中國客車網,他從事燃料電池汽車研究和開發已有逾四十年的歷史,縱觀國家對氫燃料電池汽車發展的態度,態度越來越積極明朗,政策支持力度越來越大,研發和生產企業要抓住時機,不可錯過。

  據中國客車網了解,早在2001 年,科技部發布“十五”國家“863” 計劃重大專項,將電動汽車研究開發列入其中,確立了“三縱三橫”的國家新能源汽車研發布局:“三縱”即燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動汽車,“三橫”則是指多能源動力總成系統、驅動電機、動力電池3 種關鍵技術。衣寶廉是當時的專家組成員和燃料電池發動機責任專家。

  2006年國務院發布《國家中長期科學和技術發展規劃綱要(2006-2010 年)》,將“低能耗與新能源汽車”和“氫能及燃料電池技術”分別列入優先主題和前沿技術;2012年國務院在發布《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》時提出,到2020年,燃料電池汽車、車用氫能源產業與國際同步發展;2015年到2016年,國務院、發改委、工信部、財政部、科技部連續發文,明確了氫燃料電池汽車的發展路線和補貼政策:

  2017年,工業和信息化部、國家發展和改革委員會、科學技術部聯合印發《汽車產業中長期發展規劃》,燃料電池技術發展路線以2020年、2025年及2030年為三個關鍵時間節點,依據產品研發-制造驗證-批量應用的規劃思路,使車用燃料電池電堆的性能、壽命、成本三個關鍵指標依次達到商業化要求,并且完成電堆及關鍵材料的批量制造能力建設,滿足燃料電池汽車發展需求。

  2016年12月30日,四部委聯合發布了“2017年新能源汽車推廣補貼政策”,其中動力電池客車補貼縮水,然而氫燃料電池客車補貼標準不變,輕型客車30萬元/輛,大中型客車50萬元/輛。目前各地政府也出臺相應的補貼政策,多數地方燃料電池車補貼維持與國家補貼1:1的額度。在加氫站建設上,對符合國家技術標準且日加氫能力不少于200公斤的新建燃料電池車加氫站,每站獎勵400萬元。加氫站建設補貼不退坡。

  衣寶廉:大規模示范運行有極大優勢和盈利條件

  正如萬鋼部長6月份在長春所說(詳見國家推進氫燃料汽車發展規劃及政策索引》),燃料電池從國際上來看壽命、可靠性、使用性上達到了車輛使用的要求,中國初步掌握了相關的核心技術,基本建立了具有自主知識產權的燃料電池動力系統平臺,所以應該加強協同創新,推進燃料電池全面應用。

  基于當前技術和資源等條件,衣寶廉院士表示,目前中國開展燃料電池車大規模示范運行的技術基礎已經具備,并趨于成熟,尤其是氫燃料電池客車和物流車這兩種車型對加氫站的依賴度較低,可以率先示范。

  1.國內氫燃料電池可靠性與耐久性基本達到要求,如壽命達到5000-10000小時,通過結構、電和氫安全的檢測等基本的安全規范。

  2.國內燃料電池車的售價在扣除政府補貼后,與鋰電池車或燃油車基本接近,略高一點。

  3.中國有充足的廉價氫燃料供給,加氫站能滿足車加氫的需求,消除或盡量減少加氫焦慮。

  4.計入政府補貼后,燃料電池車生產企業和燃料電池車大規模示范運營單位均應盈利!

  據統計,我們國家每年約有副產氫1000萬噸,價格每公斤13元左右,這意味著,燃料電池在十年之內僅用副產氫就足夠了。此外,利用棄風,棄光,棄水的電一年可制氫約300萬噸,兩項合計,一年就是1300萬噸。這是歐美、日本所不具備的兩大優勢。

  眾所周知,我國可再生能源發展非常快,導致目前國內棄風,棄光,棄水現象嚴重,2016年,僅僅四川、云南兩省棄水超過400億千瓦時;三北地區棄風達497億千瓦時;西北五省平均棄光率20%,約為70億千瓦時,這些能源如果用于電解,可制氫達300萬噸。


  因此,衣寶廉建議,要選摘靠近副產氫,或棄風,棄光,棄水的地點進行大規模示范,減少氫遠運輸距離;對碳水電解、純水電解、高溫蒸汽電解這三種氫的運輸路線進行考核,通過大規模示范運行,從運行成本的角度,提出三種氫的儲運的的優缺點,找到各自適合的范圍;通過大規模示范運行,與電動車,汽油車從運行成本的角度進行對比,證明氫燃料電池車商業化的可行性;對燃料電池車的可靠性,耐久性進行考核,提出改進意見,確保燃料電池車的出勤率達到燃油車或鋰離子電池動車的水平。

  衣寶廉指出,根據人群聚居和交通出行特點,產氫與用氫不在同一地方,將廉價的副產氫和棄風等電解水制氫的氫儲存和運輸到用氫地點—加氫站,是燃料電池車大規模示范的關鍵環節,也是大規范示范運行要從大巴車、物流車開始的主要原因之一。

  他繼而解釋,當采用副產氫或棄風等電解水制氫,每標方的氫生產費用將低于1.5元;加上魚雷車的運氫費用,每公斤氫的費用在20元左右;即使考慮加氫站的折舊費和運營費,也不會高于30元/Kg氫。轎車一公斤氫的運行里程100公里與6-7升油相當,按現在的油價需40-45元。

  也就是說,從市場規律來講,如果氫的價格低于40元,必然會有盈利;如果超過45塊則競爭不過傳統燃油車。現在我們國家氫的價格在30塊錢左右,競爭力明顯,符合市場規律,這就是在我國有大量副產氫的優勢下,燃料電池車大規模示范運行的運行費用的優勢和盈利條件!

  但是,優勢背后也有不足,現在建設一個日加氫能力大于200公斤的加氫站費用超過1000萬元,即使國家補貼400萬,但仍舊需要深入研發,大幅度降低建設成本。

  目前加氫站全世界有270幾個,其中加州有30個,已經進行了商業運行。中國只有8.5個,包括上海2個,北京2個,廣州1個,深圳1個,一個移動加氫站(0.5),還有大連新源動力公司還有一個加氫站并可以做各種實驗。宇通客車自建一個,國家補貼400萬已到位。

  加氫站的不足也是燃料電池車大規模示范要從對加氫站依賴度低的公交車和商用車開始的原因之一。

  衣寶廉:我國車用燃料電池技術的現狀

  據中國客車網了解,截止2017年10月第301批工信部公告,已經通過工信部產品公告的客車企業有宇通、福田、金旅、申龍、南京金龍、青年、飛馳等;輕客品牌有上海大通;物流車品牌有東風、青年。

  此外,中植、中通、申沃、揚子江、五洲龍、陸地方舟、沂星等客車企業的氫燃料電池樣車先后亮相,青年、重汽、聯孚等客車企業也都紛紛宣布有相關樣車問世。

  衣寶廉介紹說,目前車用燃料電池發展有2條技術路線,一條以新源動力股份公司為代表的自主研發,另一條則是以廣州國鴻為代表的引進國外技術,這兩種代表目前都做出了顯著成績,尤其在示范運營方面,帶給整個行業很多寶貴經驗。

  據此,衣寶廉院士針對整車的示范運行與安全實驗提出以下4點技術要求和建議

  1)自主研發的企業和科研機構,應當進一步提高電池系統的可靠性與耐久性,并降低電堆成本和鉑用量;

  引進國外先進技術的企業,希望能消化吸收并再創新如解決引進技術的電堆不能在低溫儲存和啟動問題。

  2)加速研發并降低電池系統的空壓機,氫循環系統和高壓儲氫瓶成本,進而降低電池系統成本。

  3)加速制定燃料電池大巴車,各種專用車用的燃料電池系統安全標準,為大規模示范運行奠定基礎。

  4)加強各種燃料電池車的安全實驗。

  衣寶廉院士告訴中國客車網:氫燃料電池汽車技術已經成熟,這個技術并不神秘,但它需要政府、研究機構、企業和用戶共同學習、共同了解;在氫燃料方面,我們國家具備其他國家不能比擬的優勢,但如何把它用好,產生利國利民的價值,還需要所有的人共同努力。

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