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汽車工程協會張進華:構建氫能社會或將成為新趨勢

來源:汽車信息網 | 2018-10-18 09:09:35
10月17日,第六屆中韓汽車產業發展研討會在京圓滿結束。中韓汽車產業發展研討會自2013年起,已經連續舉辦六屆,成為中韓兩國汽車行業交流的重要平臺

中國汽車新聞網 10月17日,由國家信息中心信息化和產業發展部,現代汽車(中國)投資有限公司雙方聯合舉辦的第六屆中韓汽車產業發展研討會在京舉辦。

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中韓汽車產業發展研討會自2013年起,已經連續舉辦六屆,成為中韓兩國汽車行業交流的重要平臺。新能源汽車快速發展,已發展至百萬規模,但純電動汽車仍面臨電池成本過高、續駛里程短和充電不方便等難題。而韓國現代汽車公司在燃料電池汽車方面具有較高水平。本次論壇旨對氫燃料電池汽車等方面的經驗進行分享。

以下是中國汽車工程學會常務副理事長兼秘書長張進華發言實錄:

尊敬的各位領導、各位專家、各位朋友大家上午好!非常感謝徐主任的邀請,今天是命題作文。有機會在這里就中國氫燃料電池汽車發展情況跟大家做一個交流,我將從三個方面進行介紹。

第一個就是經驗。韓國在氫能和燃料電池發展的規劃上做的非常系統且全面。中國的新能源汽車的發展比較快,制度建設上也比較全面。但兩國就氫能源的電池規劃差距較大。韓國從制度建設上考慮到氫的來源、供給,產品的儲備、基礎設施的建設等因素,其次,氫燃料在韓國不僅為汽車所使用,還有多用途的運用,整個氫能社會的規劃,對于中國氫能源汽車發展還是非常有啟發的。

以氫經濟為基礎的發展最早由美國提出,并分成四個階段,其中包括技術研發的準備、市場準備、基礎設施的建設、全面市場化分等,一經提出得到了政府、產業界全面參與協同推進。

氫能和燃料電池領域得到政府支持,投入超過100億人民幣。如此大手筆投入,得益于FCAR計劃,就是克林頓時期推氫能經濟,重點為混合動力系統,提高燃料經濟性。在小布什時期,重點推進氫能,以氫燃料電池為重點推動FCAR計劃。可以說現在在氫能技術領域,美國還是領先的。另外他在財稅支持政策上以補貼的形式,這也是我國值得借鑒的經驗。

再說日本,可以說日本是最早提出建立氫能社會,提出未來氫能社會的發展愿景的。2020年的東京奧運會有可能要全面展示這種氫能社會的技術。在日本很多戰略里面都提出了氫經濟、氫能社會這樣的戰略。未來的氫能經濟社會可能從四個方面進行:

一、充分利用可再生能源,實現低成本的制氫;二、高效的儲運和供給并在多領域的應用。實際上,我們所指的信息更多的是關于汽車,實際上他現在更多普及量最大是家庭的熱供聯。

同時,日本經產省發布了《氫能及燃料電池技術路線圖》,提出了三步走的策略。

一、擴大燃料電池的應用,形成世界領先的氫能和燃料電池市場,他是以應用來保證技術產業化。

二、關于氫的供給,氫能發電,氫能供給這樣的體系。

三、可再生,最終實現“零碳”氫能供應,這樣一定程度解決了日本的能源供給,可再生的。

不僅如此,在燃料電池汽車的家庭基礎設施方面又提出了明確的目標,對于2020年、2025年、2035年都提出來非常宏偉的目標。

日本發展氫能,推動氫能燃料電池的發展有一個機構就是新能源和產業技術的研發機構,NEDO,為氫能源發展提供了平臺。對于研發組織和跨產業的服務和汽車能源的產業協同上NEDO也發揮了重要作用。同時也是NEDO牽頭的路線圖、執行國家的計劃、也實現了跨產業的協同。在中國目前還沒有看到這樣的機構。今年日本政府也在大力支持氫能燃料電池的發展,投入30億(人民幣),對于多方面領域投資。在各國政府支持下,以豐田、本田、現代作為代表的企業,經過多年的努力,現在燃料電池技術總體評價基本上成熟。也就是說商業化的技術基本成熟。現在更重要就是達到規模這樣的話面臨著整個基礎設施的應用環境的配套。除了在乘用車領域,氫能源在商用車領域也有發展。特別是在叉車上的應用。

除了剛才說的這幾年,現在國內國際大的汽車跨國公司,應該說都有或者基本都有這種產品,只要環境具備就會快速推向市場。今年在多個國際汽車的展示會上,車企都推出來面向商業化、面向市場化的燃料電池產品,奔馳、寶馬這些都有。

全球的加氫站建設近幾年也是非常快的,加氫站分布也具有鮮明的特點。一部分分布在汽車發達國家或者經濟發達國家,最多的是日本、美國、德國、韓國。一部分在可再生能源比較豐富的地區,典型的像北歐,挪威、丹麥、瑞典。

第二方面簡單匯報一下我國相關的情況。大家都比較熟悉我國新能源汽車發展取得了舉世矚目的成績,特別是銷售量、保有量。今年我國汽車整車市場增速放緩,近幾個月已經是負增長了。新能源汽車繼續快速增長。中汽協發布的9月份新能源單月超過12萬輛,將近13萬輛,增速60%、70%,今年新能源汽車累計銷量超過100萬輛應該沒有什么問題,100萬到110萬之間,增速應該也在60%、70%。2020年達到銷售200萬輛,超過500萬輛目標應該是沒有問題。

現階段我國新能源汽車的銷量占總銷量的比例增長也是非常快的,去年將近2.7%,1到8月份應該將近3%,現在應該超過了3%。目前還是純電動為主,80%以上是純電動,所以燃料電池中國發展是非常重要的。

首先是能源結構,動力系統當中普及電動化,車用燃料電池全面電動化。所以從2016年開始國家多個部委,國務院出臺了很多規劃、計劃、行動,都把氫能燃料電池作為重要組成部分。從《能源技術革命創新行動計劃》創新驅動發展戰略、《“十三五”國際科技創新規劃》,戰略新興產業的規劃,規劃氫能和氫能燃料電池的研發產業化和應用作為重要的組成部分。

實際上從我國做新能源汽車開始,從規劃上就把燃料電池作為新能源汽車的重要組成部分,大家熟悉的就是“三縱三橫”。至少在“十五”規劃燃料電池是重中之重,實際上在“十五”的時候也是提出新經濟,重點發展燃料電池。但是因為技術的成熟度相對進展慢一點,所以可以說在“十一五”、“十二五”國家重點支持了純電動和插電混動。

中國燃料電池汽車發展,如果以五年為階段劃分,可以說“十五”還是基礎的研發,當時以高校、研究機構為主的基礎研發,“十一五”在基礎研發基礎上結合兩個重大的國際活動,2008年的北京奧運會,2010年的上海世博會推動了一些小規模的生產應用,技術檢驗等,當時有幾十輛的燃料電池為奧運會提供的奧運服務。有大概200輛左右的燃料電池為世博提供服務。“十二五”整車企業陸續進入,以上汽為代表的。客車以宇通為代表的整車企業進入,這是真正的產業化方案,產品化準備的。2016年以來,以公交車、物流車為代表的部分,像上汽這樣的企業乘用車就陸續推向市場,“十三五”也是中國燃料電池汽車發展產業化的突破。

經過將近20年,產業界的共同的支持,燃料電池從技術和產業化方面都取得了一些重要的進展。我們從電堆功率密度,現在從研發的產品也是將近3000瓦每升,其中有部分的材料器件、雙極板、膜這些還是用國外的技術。那真正通過產業化、自主化程度比較高的220、230這樣的,低溫啟動方面也有一定的差距,零下30度儲存沒有問題,啟動應該還是零下20度左右。像現代、豐田、本田基本上儲存和啟動都是零下30度的水平。循環壽命現在實際上,我們現在量產能夠達到,產業化還在三千到四千上下,所以這個壽命確實還是有差距。

國內金屬雙極板的研發這方面突破是比較大的,特別是上海交大的研發團隊,金屬雙極板從研發到產業化的技術可以說取得了成果,產品、工業技術產品也達到國際先進水平。像膜電極這方面的研發,我們鉑擔量持續下降,成本持續下降,這個也是比較好的。

燃料電池汽車產業,我們乘用車主要是上汽,兩個系列的車型,榮威750和950。另外一個現在規模最大的還是燃料電池,上汽大通2018年也做到了,應該說這是一個非常好的進展。商用車就比較多一點,剛才說的宇通、福田,還有很多客車廠。由全球環境基金支持的燃料電池客車三期的應用示范推動了很多車廠開展了產品研發。這兩年發展下我們物流車發展非常快,很多商用車企業都推出了中輕型的燃料電池物流車、商用車,在目前的保有量中規模最大。

從政策上,剛才張主任致辭的時候也說了,燃料電池補貼從2009年開始到現在,可以說基本上,我們說2020年中國的財稅政策會全面退出,但是用在燃料電池上最早是不多的,在加氫站也有一定的支持,最近應該會再重新啟動。

中國燃料電池從產業化階段來說,產業界的角度來說,近期最大的進展,值得關注的一個新進展,就是像濰柴,以濰柴為代表的這種,把燃料電池作為動力系統轉型升級的戰略進行了部署和安排,濰柴計劃近幾年通過大概50億推動燃料電池,特別商用車的燃料電池動力系統的研發和產業化,這不單單是一個戰略,也是正在執行當中的計劃。我們目前和博世、巴拉德對于系統集成,和全球的供應商進行戰略合作。

特別濰柴這樣的帶動像玉柴很多其他的燃料供應商都投入這個領域,這個應該說是非常高效的,濰柴現在因為整個產業重組還有一部分整車的研制,這個也是他們早期發展的優勢,自己有東西,這是我認為燃料電池,無論是技術還是產業化都加速會非常明顯。

到去年年底我們國內的燃料電池總額保有量大概一千多輛,最主要是去年一年。現在增速非常明顯,主要是物流車。加氫站這幾年也是非常快,長期就這幾座,近一兩年我們在建的加氫站10幾座,20多座,到2020年有可能就幾年我們就上百座,這個增速非常快。這個加氫站基本上分布在這樣幾個區域,長三角、京津冀、珠三角,基本上在這樣三個區域。

從技術上來說,這幾年形成一個比較有規模特色的,用“電電混合”動力系統,就是燃料電池和電池的混合,這個是目前比較符合燃料電池的發展水平,也符合燃料電池的技術特點,特別在商用車上。從2015年、2016年以來,到目前在氫能燃料電池發展,我們地方熱情高于中央。很多是地方推動的研發和應用發展。

比較典型的像江蘇的如皋,它是聯合國一個“氫經濟示范城市”,現在包括南通、鹽城、蘇州這幾個城市都把氫能燃料電池作為戰略性產業進行支持。佛山的云湖、南海推動在珠三角的應用。北京和張家口,一個是2008年的奧運示范,一個是2022年的冬奧會,現在冬奧會的交通提出零排放,零排放場館內的應該是可以,長距離的運輸除了軌道以外是燃料電池要有解決方案。2022年的冬奧會上有可能氫燃料電池在交通領域的應用會以非常大的規模進行展示。

上海大家都知道在我們地方層面最早發布《上海市燃料電池汽車發展規劃》,這個也帶動我們很多省市級地方規劃的出臺。從去年開始,可以說主要還是濰柴,因為戰略轉型的推動,整個山東省提出了“氫谷”計劃,以山東省三個地方為中心建立“氫谷”,青島、濟南、威海三個城市的應用為重點。現在山東省變成了全省戰略,推動速度非常快,從加氫站的建設、產品的準備以及應用領域的規劃,推進的非常快。還有大同提出“氫能之都”,因為它也是產業轉型,煤成氣,2019年煤成氣,是在現階段比較集成的一個概念,湖北也提出了氫能源之都。

最后我想對未來做一個簡單的展望。按照新能源汽車的退坡計劃,因為規模比較大,大家也擔心主要是以政府政策驅動,實際上從近兩年我們的政策退坡之后,市場驅動的這種動力應該說越來越理想,從產品結構上都有充分時間。大家都擔心2020年退坡之后我們新能源發展會不會斷崖式下降或者會中斷,我個人認為不會。一方面市場在中間已經在發揮作用了,我們電池成本大幅度下降,小型化管理的產品、中短里程,2020年投入繼續加大。

第二個非常重要的新能源汽車“雙積分”政策作為一個約束條件,確立新能源汽車不可能走回頭路,因為這是一個剛性要求,約束性的要求,所以我認為我們國家的新能源汽車發展的趨勢是有可能逆轉的。

氫能燃料電池在電動化轉型過程中將會起到越來越重要的作用。電動化是全面的電動化,涵蓋了純電動、插電式和燃料電池。剛才王秀福總經理,氫能是最終解決方案,我覺得現在說這個可能為時過早,但是至少純電動、插電式、燃料電池比較長時間根據它的技術特點在不同領域適合不同領域的技術解決方案。

現在我國實施藍天保衛戰,重點應該解決商用車電動化轉型,排量貢獻度比較大的商用車的電動化轉型,我強烈建議商用車的電動化轉型要充分考慮這種技術的合理性,經濟的合理性,不能簡單的用電池,我覺得可能燃料電池在中間會發揮重要的作用。

我們國家發展燃料電池還是有幾個優勢:一個就是我們推廣新能源汽車,以電動車為主的新能源汽車推廣積累的這些經驗還是值得借鑒的。

另外一方面我們氫資源豐富。我們低成本的工業副產氫就能滿足上千萬車輛的運行,我們的氣光這些仍然能夠滿足大幾百萬輛小型車輛的供給,這個方面的市場是巨大,另外我們的政策工具也相對比較多。

我們去年也是組織了系統的專門針對燃料電池系統的政策的研究,提出了幾點建議,這幾點跟中央部委提出了這樣的建議有的已經在計劃、規劃中有體現,有的可能在下一步的行動中有體現。我們提這樣幾個方面:

第一方面:關鍵技術突破,對中國來說,對全球來說也是仍然需要提高這種技術水平。對中國來說可能除了電堆系統這樣的技術之外,更主要要解決一些基礎的材料技術。,還有相關的副配件、循環泵、高壓的閥,需要系統的解決問題。

“十三五”國家正在實施的科技計劃,把氫燃料電池作為一個重點。原先規劃當中原來規劃60億,后來正經落實30億左右,大概四分之一投在新燃料電池的規劃。近期整個規劃實施后續的錢全部投入在燃料電池上,我認為現在總的投入大概是10億左右,但是和國外比仍然強度是非常弱,這次主要重點解決一些基礎,一些燃料配件、基礎。

第二方面:壯大產業鏈,抓短板。我剛才說了我們短板,當然短板是全面,但是重點是在基礎的材料和副配件。當然我們在供氫方面相關的技術也還是比較短缺,這是從產業鏈這個角度來說。因為近一兩年這個變化非常大,我認為至少我們現在基本上面是全的,但是水平還不行。

第三方面:推進示范應用,以點帶面有序推進。我們希望不要像電動汽車這樣全面推,但是有可能馬上要推動氫能燃料電池的發展,有可能還是按照資源生成的角度,我們當初還是確定幾個有基礎、有條件、有意愿的區域,總結經驗再推動。

生產層面剛才說要把基礎設施與政策補貼接續上。第二個有可能需要美國的方法,按照一定的比例加快補貼,限定最高生產,滿足最高生產范圍內才能給予一定的補貼,大幅度降低供氫的成本。

第四方面:科學規劃布局,建立氫能供給體系。在我們來說資源不是問題,但是現在就是說法規是一個重要的因素。這次我們司法的說,我認為有可能下一步還是會有大的變化。我認為在基礎設施建設上解決了很多問題,第一個就是把氫氣變成燃料。第二個就是把氫和油氣能夠合建,氫站和油氣是合建的,國外基本上都是這樣,只要把這兩個突破,我們基礎設施建設就什么問題都沒有。

我們現在也在跟上海、南通、如皋、鹽城幾個城市合作推動長三角走廊和氫經濟一體化發展規劃。我們想首先在長三角幾個城市都有意愿,都分別發布了規劃,我們把這幾個組織起來,能夠讓這幾個區域在基礎設施建設、氫氣構建應用領域能夠建一些統一的規劃,能夠首先在長三角形成應用小環境,也基于法規、政策的一些經驗,這樣為推動在全國其他區域提供幫助。在長三角建立規劃,先把這幾個城市按照高速公路連起來,在高速公路上先一步用起來,然后高速公路再擴展,能夠形成區域聯動。

第五方面:推進國際化,整合全球資源。我一直跟很多整車企業說,我說燃料電池汽車中國不能率先得到應用,在全球都很難推開,因為它需要強大的基礎設施,包括比較強的政策推動。也就是說氫燃料電池在交通領域的應用,如果在中國不能形成主流,那在全球很難形成主流。中國巨大的市場,所以我們希望能夠集中全球的資源率先在中國能夠推動燃料電池形成一個規模化的應用,這樣為全球或者為燃料電池的技術路線在交通領域確立提供幫助。

從這個角度來講我們去年也是和相關的機構籌建一個全球氫能燃料電池協會,通過這個協會來讓氫能、汽車、應用研發在這個平臺上共同交流、合作推動氫能燃料電池的應用。這個協會現在我們和國內外主要的相關企業、研究機構都一塊進入,我們目前正在走報批程序。

第六方面:標準法規,標準法規事實上我認為,剛才說的還是在氫供給這塊基礎設施還不夠。現在是3氫瓶、4氫瓶,現在從35已經提升到70兆帕,這個壓力問題解決了,至于是70兆帕是在3氫瓶還是4氫瓶,本質的話現在企業都希望我們應用4氫瓶,如果技術上安全上沒有問題就用4氫瓶,這個都不是核心的,最核心還是氫氣的供應。

公眾宣傳也很重要,之所以利用率不高,主要是一提氫,我們的關鍵少數,政府部門對氫是否安全仍然是存在疑問的,但是有充分的證據氫作為能源應用還是很安全的,有科學依據的,但是這個需要通過科普、宣傳讓更多的普通人了解這樣的知識,我們也是基于這樣的認識和長三角這幾個城市,最近也是開展了一個比較大規模的氫能燃料電池的宣傳教育活動,實際上就是科普宣傳。到這三個城市,讓這些城市組織起來,給企業介紹、展示氫的安全性,包括進行了直播,影響非常大,有數百萬人參與、了解科普相關知識,非常難得。

第七方面:拓展氫燃料電池的應用領域。剛才韓國專家也說的非常好,我們就光想到一個領域,如果這個功能能夠普及起來,實際上它能夠應用在很多領域,比如說家庭,還有一些固定地點,很現成的領域,如果我們用政策把它銜接起來,可能對于整個的推廣應用。我今天跟大家交流的就這些,不對的地方請批評指正,謝謝大家!

 
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