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氫能之辯丨歐陽(yáng)明高:​麵向汽車應用的氫能戰略在哪裏?

來源:氫雲鏈  更新:2020-07-29 19:19:45 作者(zhě): 瀏覽:3115次

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為有力推進我國氫能產業高(gāo)質量發展,中國石化(huà)於 2020 年 7 月 24 日邀請國內氫能領域頂級院士、專家舉行(háng) " 結構氫(qīng)產業(yè),謀劃氫未(wèi)來 " 氫能發展(zhǎn)戰略研討會。

本次研討會對(duì)氫能發展現有問題把(bǎ)脈(mò)問診,為氫能未來發展獻言獻(xiàn)智,將為推進中國石化構建 " 一基兩翼三新 " 發展(zhǎn)格局、打造世界領先潔淨能源化工公司和(hé)促進我國氫能產業(yè)科(kē)學發展(zhǎn)、健(jiàn)康發展、高質量發展提供谘詢、把握方向。

 

中國科學院院士,清華(huá)大(dà)學歐陽明高教授在會上做了主(zhǔ)題演講。

 

以下為演(yǎn)講實錄

各位領導(dǎo)、各位專家大家下午好!

上午大家基本(běn)從(cóng)能源角(jiǎo)度看車,我從汽車(chē)能源動力革命角度看氫能燃料電池。兩個角(jiǎo)度對比看,大家更(gèng)好理解氫能戰略。我從係統綜合的角度來梳理,在各(gè)種各樣的車用動力(lì)技術中比較中看氫是燃(rán)料電池,不能局限在(zài)氫能燃(rán)料電池本身(shēn)看氫能燃料電池。車用(yòng)動力和一般能源技(jì)術不一樣(yàng),能源技術(shù)說推什麽就可以(yǐ)推什(shí)麽。但(dàn)是車用動力(lì)係統是市場化、國際化、競爭性的,不是說你推(tuī)一個客戶(hù)就買賬,汽車行業和能源行業有本質的區別就是市場化,尤其在中國,目前中國(guó)汽車(chē)市場是(shì)國際化、市場化、競爭性(xìng)最激烈的市場,所以我們(men)必須要考(kǎo)慮這個因素。所以我想從這個方麵來看問題。

我講三個問題,第一,麵(miàn)向能源革命的新能源汽車發展願景。第(dì)二,汽車能源動力轉型的(de)探索與實踐。第三,中國氫燃料電池汽(qì)車(chē)技術路線圖。

願景從哪兒看?我們從三大革命看新(xīn)能源汽車,包括動力電氣化革(gé)命、能源低碳化革命和係統智能(néng)化革命。我先說動力電氣化革命,它是不限能源(yuán),也可以用化石能源,也可以(yǐ)用可再生能源,隻是談動力本身,從(cóng)這個角度看有三種動(dòng)力,油 - 電混合動力、純電動動力、氫能燃料電池動力。三種動力目(mù)前是(shì)工程科技前沿領域(yù),去(qù)年工程院評審動力電池、燃料電池、氫能可再生能源、電驅動都是多(duō)次被提及。

中國(guó)氫(qīng)能燃(rán)料電池的開發也是(shì)從汽車開始的," 十五(wǔ) " 期間我們叫 " 三縱三橫(héng) ",燃料電池汽車是第一重點,因為那個時候動力電池還真的不行,大家對純電動(dòng)不看好(hǎo),那時候(hòu)是燃料電池汽車的(de)第一次高潮。

" 十五 " 萬部長是首席專家," 十(shí)一五 " 開始到現在都是我在(zài)主持項目和規劃," 十一(yī)五 " 期間正好遇上國家中長期科技規劃,我們提(tí)出(chū)了《節能與新能源汽車》戰(zhàn)略思路,燃料(liào)電池仍然是重(chóng)點,並且氫能燃料電池首次被寫入國家規劃——國家中長期科技規劃。

" 十二五 " 期間在國(guó)家領(lǐng)導人的直接推動下新能源(yuán)汽(qì)車真正從研發走向了產(chǎn)業化。雖然大家對今天的電動汽車抱怨還很多,但由於鋰離子電池的革(gé)命性突破,我國現在新(xīn)能源汽車保有量已經達到 450 萬輛,按預定的國家規劃今年底 500 萬輛(liàng)是可(kě)以完成的。在全世界所有新能源汽車國家規劃中隻(zhī)有中(zhōng)國有希望達標,德國、美國都是沒達(dá)標的。而且(qiě)占了全球市場的一半以上,這是很(hěn)不容易的。

" 十三五 " 期間燃料電池仍然是重中之重(chóng)。也(yě)就(jiù)是說燃料電池在國家科技計劃這 20 年中(zhōng)都是很重視的。現在正在醞釀," 十四五 " 有可能單獨規劃一個氫能燃料電(diàn)池專項。

新能源汽(qì)車應該說是在國(guó)家科技研發計劃的推(tuī)動下形成的戰略性新興產業,這還是很少見的。現在全球已經達成共識,新能源汽車絕對是不可逆轉的趨(qū)勢,隻要稍(shāo)稍接受一些信息我想就不會有太多爭議。

其次是能源低碳(tàn)化,這是新能源革命。能源低碳化為什(shí)麽能(néng)實現革命?因為有革命性的技術。

第一,光伏電池技術,現在實驗(yàn)室效率 30-40%,實踐使用的光(guāng)伏效率都在 20% 以上,十年成本降了(le) 90%,這就叫技術革命。技術進步同時成本大幅下降。

第二,鋰離子電(diàn)池革命,過去十年也是(shì)性能大(dà)幅上升成本(běn)大幅(fú)下(xià)降。現在是規模(mó)化(huà),繼續降成本,2024 年(nián)大眾汽車一家電池產量的布局就(jiù)超過一億千瓦時。大眾現在(zài)已經布局了國內好幾個廠,還有入股(gǔ)的,這個來勢是非常凶猛的。據(jù)國際谘詢公司預測 2030 年全球電池(chí)年產量將達(dá)到 10 億(yì)千瓦時。樂觀估計 2030 年就會中國電池產量就有可能達(dá)到 10 億(yì)千瓦時。

國內(nèi)動力電池這幾年性能上升,成(chéng)本下降,現在磷酸鐵鋰電池 600 元(yuán) / 千瓦時,十(shí)年前是 5000 元 / 千瓦時。中國現在是全球電池產業鏈最全、產量最大,而且已經占據多(duō)年,寧(níng)德時代和比亞迪兩家(jiā)占了市場 70%,國外很多其次公司都用中國電池(chí)。

往前看,中國動力電池技術發(fā)展路線圖目標(biāo)是:2020 年達(dá)到(dào) 300 瓦時 / 公斤,現在已經全方位技術突破,寧德(dé)時代已經有產品推(tuī)向市場,現在很多車已經裝用,隻(zhī)是對安全的要求比較高;2025 年達到 400 瓦時 / 公斤;2030 年之後 500 瓦時 / 公斤。

下一步新能源汽車的(de)電氣化還會持續發展,由於電力電(diàn)子技(jì)術的革命,電機越做越小,電(diàn)力電子器件也越做越小。這會帶來(lái)什麽革命?就是整個汽車設計製造,電池在這兒扁平化了,現在(zài)比亞迪的刀片(piàn)電池,橫著放,都是一片(piàn)片(piàn)疊起來。

由於結構上的創新,比(bǐ)能量極大提高,原來就靠提高單體電池比能量,其實單體隻占了整(zhěng)個係統重量的(de)一半,還有一半是其它的東西,這些東(dōng)西輕量化潛力更大。根(gēn)據電機驅動技術路(lù)線圖(tú),2025 年後(hòu)轎車電機和電機(jī)控製器總體積就 20 升左右,電機及其控製器和前(qián)軸可以集成一體化。

現在在車上有一個交流充電機,將來變成是直流搞 V2G 就不放在車上。整個轎車前(qián)艙就空下來了,就形成了非(fēi)常扁平化的轎車電動化底盤平台。還有智能網聯發展也非常快,為(wéi)什麽現(xiàn)在特斯拉那麽(me)好賣,自動駕駛,所以車變成了不僅僅是交通工具(jù),而且是智能終端(duān),這個(gè)會帶來(lái)整個(gè)汽車設計製造的革命。

隨(suí)著智能網聯技術水平提高,車輛碰撞事故將逐步消失。將來車身可以做的很薄、很輕,車身也可以隨便換,賣一個底盤可以配(pèi)五個(gè)六個車(chē)身,甚至做車身就像做衣服一樣。這將帶動(dòng)新能源汽車市場(chǎng)快速發展。根據(jù)中國汽車工程學會《節能與新(xīn)能源技術路線圖》最新預測,2035 年左右,新(xīn)能源汽車銷量將達到汽車總銷量 40-50%,累計保有量 1 億輛。

另外一個就是氫能燃料電(diàn)池技術,應該也取得了一定程度的突破。根據儲能裝置的特性,目前的基本共識是:動力電池是分布式、短周期儲能的最佳選擇;而長周(zhōu)期、大規模儲(chǔ)能要靠氫能(néng);在車下固定式儲能,氫能的成本比電池儲電(diàn)要低一個數量級(當然車(chē)上不是這(zhè)樣,車上(shàng)沒地方放,隻好高壓,成本(běn)就上去了),而且可以大規模、長周期儲能。另外儲氫和儲電互(hù)補。第三,運儲(chǔ)方(fāng)式(shì)也比較靈活,例如不一定要在新疆集中式可再生能源基地製氫,也可以在北京,對穩定電網無論哪裏都一樣。總之,氫是集中式可再生(shēng)能源大規模(mó)、長周期儲存的最佳途徑,一旦可再(zài)生能源成本降低,如(rú)果到 0.1 元一度電,儲存成本在總成本中間(jiān)占的比例就最大,那時候它的(de)優勢就出來了,這是它存在的合理性。

氫能和燃料電池是密切相關的技術,電解水製氫(qīng)是燃料電池發電的逆過程。現在質子交換膜電解裝置製氫(qīng)成本大概是堿(jiǎn)性電解裝置的 7-8 倍,質子交換膜燃料電池大規模發展之後就會促進質子(zǐ)交換膜電解水裝置成(chéng)本的大幅下降。現在可再生能源電解水製氫成本變動範圍很(hěn)大,如果用棄(qì)光(guāng)棄風的電可以很便宜。

綜(zōng)合看(kàn)從油(yóu)井到車輪全鏈條能效:如果基於(yú)化石能源,汽油(yóu)油電混合動力,51吃瓜网重整製氫的燃料電池,用煤發電的純電動,這三種動力係統其實效率是差不多的,誰都爭不過誰,總效率大約都(dōu)是(shì)百(bǎi)分之三十幾(jǐ)。

在這種情況下(xià)既然不比油電混合動力更好,那為什麽要(yào)搞電動汽車?邏輯上講不通。所以如(rú)果基於化石能源,油(yóu)電(diàn)混合動力是最合(hé)理的選擇。但是如果基於可再生能源,情況(kuàng)就不一樣了。

基於可再生能(néng)源的未來動力(lì),一種是純電動,直接發電就充電;一種是發完電製氫搞燃料電(diàn)池;還(hái)有製完氫之後再把空氣中二(èr)氧化碳捕捉起來再做成合成(chéng)燃料,合成(chéng)的(de)汽柴油,繼續用內燃機汽車。根(gēn)據歐(ōu)盟的研究,這三種車的全鏈條效率,充電的純電動是 77%,氫(qīng)燃料電池是 30%,陽光燃料也就是氫 + 二氧化碳燃料是 13%。

所以基於可再(zài)生能源,純電動和氫(qīng)燃料電池優勢凸顯。再看氫燃(rán)料電池和純電動車輛成本比較:20 年前剛開始搞電動(dòng)汽車專項時,按(àn)照當時的技術狀態,估計 2010 年純電動轎車隻能跑 150 公裏,150 公裏(lǐ)以上燃料電池就有(yǒu)優(yōu)勢。但是按照現(xiàn)在的狀態估計 2025 年車價,純電動轎車 500-600 公裏內都有成本優勢。但是重型商用車,氫燃料電池 300 以上(shàng)就有優勢 ( 這(zhè)裏不考(kǎo)慮換電重卡 ) 。

所以總的來看,氫燃料電池動力係統更適合長途大型高速(sù)重載車輛替代柴油機,替代轎(jiào)車汽油機不是優選方案。大家會說柴油車有多少?柴油車是不多,但柴油車的排放和能源消耗和汽(qì)油轎車差不多,所以能源和排放角度看和純電替代汽油機一樣意義重大。何況還有輪船、飛機、潛艇(tǐng)、火車、作(zuò)業機械都是柴油機(jī),用途極其廣泛。

第三是係統智(zhì)能化。電動汽車既是出(chū)行工具和儲能裝置,還是智能終端,將來是最大的智能終端。所以現在所有的 ICT 企業全部都在(zài)進軍汽車(chē)行業,很快(kuài)華(huá)為、蘋果全都來了,因為將來汽車行業隻有兩(liǎng)條(tiáo)路,一種往 ICT 行業發展,一種(zhǒng)往能源(yuán)行業發(fā)展。大家知道特斯拉剛開(kāi)始定位也(yě)是能源企業,也搞儲能,也給家庭賣儲能牆,給(gěi)家庭屋(wū)頂裝太(tài)陽能,房(fáng)前裝充電樁,再賣電動車,這是一個組合,也就是能源裝置變成了消費品。這裏係統智(zhì)能化(huà)我重點強調的是智慧能源。我們現在是無序充電,國家電網正在推(tuī)有(yǒu)序充電,就是說大家下班回家後別一(yī)塊馬上充電,而(ér)是後半夜再給你充電,自動有序充電。最後(hòu)到車網互動(dòng),就是說車(chē)也可以(yǐ)作為儲能(néng)裝置可以給電網放電(diàn),兩邊是雙向互動的。

這有多大的容量?2035 年(nián) 1 億輛電動汽車,我們至少 50 億度電儲在車上,將來會更多。車一天隻有 10% 的時間在行駛(shǐ),90% 都可以用(yòng)做儲能。儲能可以共享,通(tōng)過區塊鏈完全可以共享,這將有助於突(tū)破儲能源瓶頸,帶動可再生能源的革命。

未(wèi)來智(zhì)慧能源生態將有兩個組合:一個是黃金組(zǔ)合——分布式光伏 + 電池 + 電動汽車 + 物聯網 + 區塊鏈;光伏進入(rù) 2 毛錢電價,電池將會進入 5 毛錢一瓦時的時代,電動(dòng)汽車進入了億輛時代;還有一個是白銀組合,就是集(jí)中式風(fēng)電(diàn)與光伏(fú) + 氫能 + 燃料電池汽車 + 物聯網 + 區塊鏈。

綜上,我認(rèn)為氫(qīng)能是(shì)新能源技(jì)術體係的重要組成部分,因(yīn)為可再生能源上來(lái)之後氫能(néng)才被賦予戰略地位。這是第三次能源革命(mìng),也就是向可(kě)再生(shēng)能源轉型,集中式轉向分布式,用氫氣、電池儲存間歇式能源(yuán),發展能源互聯網,然後純電動、燃料電池汽車成為用能、儲(chǔ)能、回饋能源的終(zhōng)端。我認同這個理(lǐ)念,這就是新能源汽車願(yuàn)景。

第二部分(fèn),在這樣一個願景下我們做的汽車能源(yuán)動力轉型的探(tàn)索與實踐。

清華汽車動力係統科研團隊(duì)最早 1990 年代是做(zuò)柴油(yóu)發(fā)動機的;2000 年開始轉型做氫燃料電(diàn)池動力係統。2010 年開始了(le)鋰動力電池係統(tǒng)研究,今年我們又開(kāi)始氫電能源係統新方向。我們在這期間基於技術研究探索新能源汽車技(jì)術路線,我個人就多次向中央(yāng)政治局常委匯報過相關進展並提出發展建議。

我們主要聚焦節能與新能源動力係統三個交叉學科的(de)戰略選擇、科學問題、技術瓶頸、產業痛點開(kāi)展(zhǎn)研究。首先是多能源的混合動力,主要是排放問題,燃料電池我們聚焦的(de)是壽命(mìng)問題,大家可能(néng)現在看到的是成本問題,其實技術(shù)角度是壽命問題,應用角(jiǎo)度(dù)是成本問(wèn)題,所以我們是聚焦技術方(fāng)麵。純電動我們(men)聚焦(jiāo)安全問題。下麵分別介紹:

第一,內燃機及其混合動力排放控(kòng)製。從車的(de)角度(dù)降排放的(de)核心之一就是電子控製技術。電子控製是發動機(jī)領域的一場技術變革。所以我們就全方位搞發動控製,最底層的就是超高壓柴油噴油過(guò)程控製。其實這個難度不比動(dòng)力電池低。也是中國汽車行(háng)業卡脖子技術。更深入(rù)一步就是(shì)燃燒過程的控製。還有就是做混合動力。還有搞軍民融合轉化,開發了特種重型車輛輪(lún)轂電機和分布式電驅動係(xì)統(一個輪子一個電機),這個已經在產業化了。

這方麵我們(men)先後培育了好幾個公司(sī),例如我們學生的創業公司常州易控,是目前國(guó)產發動(dòng)機控製係(xì)統的唯一的大型供(gòng)應商,一年 20 萬套控製(zhì)係統,現在已(yǐ)經發展到電機控製、混合動力(lì)控製,整車控製等。

2000 年我開始關注氫燃料電池發動機概(gài)念。2003 年國家中長期科技規劃,我在能源領域專(zhuān)家組(zǔ),起草了 " 我國(guó)交通能源麵(miàn)臨的(de)挑戰與戰略選擇 " 的研究專報(bào),一個方麵是(shì)提了節能與新(xīn)能源汽車戰略思路,同時重點提到氫能戰略,所以氫能戰略在國(guó)家中長期科技規劃裏麵第一次出現(xiàn)在國家規劃上是 2003 年(nián),2006 年發布(bù)的,當(dāng)時爭(zhēng)議也是非常大。我很高(gāo)興現在大家都接(jiē)受了這個東西。

當時客車采用燃料電池直接驅動(dòng)壽命很短,不能(néng)滿足汽車,尤其是商用車的要求,所以(yǐ)我們聚焦壽命研究。我(wǒ)們最開(kāi)始做的就(jiù)是燃料電池與動力電池組成的電電混合動力(lì)係統,發動機外供的;第(dì)二步自己做發動機,因為我們本(běn)來是搞發動機出身的,電堆是買的;第三(sān)步電堆自己做,膜電極(jí)買的;現在膜電極我們也自己做,隻有膜是買的。我們把這叫做 " 剝洋蔥模式 ",20 年剝下來剝到今(jīn)天。基於形成了完整的(de)技術(shù)鏈和產業(yè)鏈。

為了提高壽命,就不能直接用燃料電池來驅動車,必須加電池,這就是我們前八年幹的事(shì),奧運會之前我們就幹這一件事。燃料電池不適應動態(tài)變載,壽命下降快,通過電電混合動力,凡是高頻波動負(fù)載全用電池吸收(shōu),把燃料電池(chí)的(de)工況變成發電的準穩(wěn)態工(gōng)況(kuàng),壽命延長一(yī)倍以上。

接著我們做發動機,為了長壽命,堅持石墨雙極板技術路線,到現在(zài)我們仍然堅持。金屬雙極板主要是針對轎車的(de),轎車五千小(xiǎo)時(shí)壽命就夠了。我們重點研發商用車,燃料電(diàn)池商用車要三萬小時才能和柴(chái)油車比,這是(shì)差別。

在這個基礎(chǔ)上,麵向長壽命電堆,現在我們石墨複合雙極板也可以做到厚度 1 毫米,和金屬雙極板差不多,而且通過連續生產工藝(yì),成本也大(dà)幅下降(jiàng)。

現在我們開始(shǐ)做膜(mó)電極,清華 - 豐田燃料電池有個聯合研究中心,在做膜電極的(de)衰減機理。我們培育的(de)億華通公司投(tóu)資億氫公司做膜電(diàn)極,現在產品(pǐn)都(dōu)是自(zì)己的,成本(běn)大幅(fú)下(xià)降。

還有示範考核,2008 年我們建成中國(guó)第一個加(jiā)氫站——北京永豐加氫示範(fàn)站,我們開發的燃料電池大客車也是中(zhōng)國第一批經過國家(jiā)產品認證(zhèng)的燃(rán)料(liào)電池汽車,也是奧運會第一次使用的燃料電池汽車。

產業化方麵我們重點培育(yù)了億華通。億華通 2015 年收購了神力科技,建立燃料(liào)電池電堆工廠;2017 年在張家口建立燃料電池發動機廠;2017 年在加拿大成(chéng)立海外研發中心;2019 年在張家口建設萬噸級風電製氫廠;2019 年同時建立膜電極廠;今年和豐田建立聯合研發中(zhōng)心,這是一個合資企業;今年 8 月 10 號(hào)億華通將登陸科創板。億華通還和豐田聯合開發了麵(miàn)向冬奧會的 2000 輛大客車的(de)燃料電(diàn)池發動(dòng)機。

第三方麵就(jiù)是(shì)純電動,技術路線方麵我們主要是研究了 " 純電驅動(dòng) " 技術轉型戰略。純電驅(qū)動是 09 年在北戴河高層會議上定的,2012 年國(guó)務院《節能(néng)與新能源汽車產業發展規劃》正式提(tí)出推行 " 純電驅動 " 技術轉型(xíng)戰略。所謂純電驅動就是以純電動汽(qì)車為平台,帶動混合動力汽車和燃料(liào)電池汽車的全麵發展。這(zhè)個戰略(luè)推動了新能源汽車的產業化發展。電動汽車進入(rù)家用以來進步很快,續航(háng)裏程等各種問題逐步解決,隨著高比能量鋰離子電池的應用,偶發(fā)的安全(quán)事故(gù)引發(fā)各方關注(zhù)。所(suǒ)以我們不做別的,就做電池安(ān)全係統,包括本征安(ān)全、主動安全、被(bèi)動安(ān)全。我們建立了清華電池(chí)安全實驗室係統從事電池安全研(yán)究。

我舉幾個例子,這就是大容量動力電池的熱失控後電池裏麵物質噴出來形(xíng)成的燃(rán)燒過程,我們開發了燃燒彈測試技術(shù)。一個(gè)電池發生熱失控之後,整個電(diàn)池包會(huì)蔓延,然後就是起火燃燒,這是目前主要的問題。我們現在 200 瓦(wǎ)時 / 公斤的電池已經完全解(jiě)決,現在是解決 300 瓦時 / 公(gōng)斤的電池,也就是電池比能量越高,安全的技術要求也越高。我們研發了 " 防火牆 " 技術。另外就是電方麵(miàn)的安全預警與主(zhǔ)動防(fáng)控技術。第三就是安全充電技術,主要(yào)是快充(chōng)時負極鋰離子會析出引(yǐn)發劇烈副反應。在充電(diàn)方麵我們正在和殼牌、北汽合作超級綜合能源補給技術,包括對轎車的高級快充和對卡車(chē)的快(kuài)換。目前國內外主要汽車企業和電池企業都在和我(wǒ)們合作(zuò)安全性。我們培育的(de)創業公(gōng)司(sī) - 北京科易動(dòng)力,在為轎車批量提供電(diàn)池包,為卡車提供換電裝置。

最後我簡要介紹一下中國燃料電池技術路線圖。

這個路線圖不(bú)是我個(gè)人的意見(jiàn),包括了所有這些人,我們在座的也有一些參與了,所(suǒ)有(yǒu)的主要能源公司、主要汽車公司和零部件公司都在裏麵,包括濰(wéi)柴(chái)、國電、國家能源(yuán)集團等。

首先看一下燃料電池電堆和(hé)關鍵材料和 2015 年相比進步很大,其中石(shí)墨電堆的壽命進步最大,已經到 1.2 萬小時。整車(chē)方麵,燃料電池大客車現在(zài)在城(chéng)市運行的成本大(dà)概可以和(hé)柴油車相當。

路線圖總體目標:到 2020 年累計推廣燃料電池汽(qì)車 1 萬輛,2025 年 5-10 萬輛,2035 年(nián)前 100 萬輛。

商用車燃料電池發動機每千瓦成本,2025 年降低到兩千元 / 千瓦,壽命從現在一萬(wàn)小時到 2025 年 1.5 萬小時,2035 年達到三萬(wàn)小時。

高壓儲氫技術路線圖,我(wǒ)要給大家重點說一下,高壓儲氫(qīng)瓶的(de)成本偏高,儲每公斤氫,到(dào) 2025 年 2000-4000 元,最終 2035 年降低能到 2000 塊錢以內。但要特別注意儲氫的成本下降比燃料電池成本下(xià)降要慢,這是一個大問(wèn)題,需要出現突破。

第三,氫能基礎設施(shī)。氫燃(rán)料需求量(liàng)今年 1-3 萬噸,2025 年(nián) 20-30 萬噸,2035 年 200-400 萬噸(dūn)。加氫站的數量 2025 年需要一千座,2035 年達到五千座。車(chē)用氫的需求量比(bǐ)我(wǒ)們想象的小,加氫站的數量比我們想象的要大的多,為什(shí)麽?20 多萬輛(liàng) LNG 重(chóng)卡兩千多座(zuò)加氫站,氫和51吃瓜网比分子量是 2:16,隻有它的(de) 1/8,這是一(yī)個挑戰。

所以我們急需要能源央企戰略支撐我國氫燃料基礎設施建設。氣體氫儲運,現在都是 20 兆帕,希望到 50 兆帕,以降低成本。在(zài)加(jiā)氫站環節,目前(qián)的(de)每公斤加氫成本高。氫燃料終端(duān)消費價格(gé)最終要到每公斤 30 元(yuán),這樣才能和柴油重卡(kǎ)競爭。

最後做一個小結。

麵向汽車應用的氫能戰略,需要簡化、需要聚焦,聚焦在哪裏?我還是(shì)強調綠氫。

1. 氫能定位:燃料電池汽車的合理性取決於氫能,氫能的(de)合理性主要取於可再生能源轉型中的大規模能量儲存與多元化利(lì)用需求。如果基於化石能源,氫能到終端利用的鏈條(tiáo)長,效率低,成本高,還有二氧化碳排放問題等,常(cháng)常受到嚴重質疑。因此主攻綠(lǜ)氫既突(tū)出重點又簡化(huà)問題(采用綠氫全鏈條也(yě)有效率問題,但此時效率問題可(kě)轉化為成本問題(tí),總成本(包括能源、製取、運輸、車下儲存、終端應用)不完全取決於效率。

2. 氫能製取:綠氫製取主途徑是風電光伏電解水。根據發改委(wěi)能源研究所研究,10% 的棄電(棄(qì)風、光、水)製(zhì)氫能夠滿足(zú) 2025 燃料電池汽車用氫需求,50% 的棄電(diàn)能夠滿足 2035 年年燃料電池汽車用氫需求。燃料電池對氫純(chún)度要求高,綠氫(qīng)也是最純淨的氫(副產氫提純質量要(yào)嚴(yán)格監管,以免加氫站、儲氫瓶和燃料電(diàn)池受腐(fǔ)蝕或中毒,造成嚴重後果);

3. 氫(qīng)能輸運:主(zhǔ)通道——千公裏以上長途輸電(當地製(zhì)氫)或管道輸氫 / 摻氫;氫配(pèi)送—— 200 公裏以內短(duǎn)途氣氫(中國的優勢是輸電主幹網全球領先,氣氫(qīng)管道和液氫儲運非常薄弱,基於綠電的綠氫給了我們揚長避短的機遇(yù))。

中國(guó)氫能燃(rán)料電(diàn)池汽車近(jìn)期麵臨的挑戰與建(jiàn)議:

1. 現實的挑戰——全球麵對的共同挑戰是氫(qīng)能燃料電(diàn)池全(quán)鏈條技術經(jīng)濟性和(hé)市場競爭力。各種車用動力技術百(bǎi)花(huā)爭豔、你追我趕,快魚(yú)吃慢魚。因此(cǐ)出路在於(yú)創新:理念創新、商業模式創新,最重要的是技術創新(動力電池和光(guāng)伏電池已經出現革命性突破,氫能需要一輪全鏈條(tiáo)科技革命)。

2. 市場突破口——拋(pāo)棄的電和副產的氫富餘地區,盡量在當地就近使用,低成本(běn)高安全儲氫瓶能夠覆蓋的裏程(chéng)範圍,最好能(néng)夠利用(yòng)燃料電(diàn)池餘熱,適合采用燃料電池深度混合動力的(de)車型,加之地方政府大力支持和有大型能源(yuán)企業願意建加氫(qīng)站。適用車型主要是卡(kǎ)車和公(gōng)路客車等長途重載運輸。市場競爭力主要在溫度較低的(de)北方地區(黃河以北,尤其是長城以北)。

所以要主攻(gōng)綠氫,創新(xīn)引領(lǐng),突破瓶頸、示範先行;安全(quán)為本,有序推進。

最後我(wǒ)要感謝我的(de)團隊,我們包括大概一百多人,有三個平台,緊密合作四個創業(yè)公司,現在還有(yǒu)三個成果推廣基地。

謝謝(xiè)我所有的同事,也(yě)謝謝各(gè)位的聆聽。謝謝!

編輯:陳丹 校對:楊東川 審核(hé):楊(yáng)東川

來源:新(xīn)華網,氫雲鏈整理

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