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汽车工程协会张进华:构建氢能社会或将成为新

作者/整理:中国汽车新闻网 来源:互联网 2018-10-18

 10月17日,由国家信息中心信息化和产业发展部,现代汽车(中国)投资有限公司双方联合举办的第六届中韩汽车产业发展研讨会在京举办。

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中韩汽车产业发展研讨会自2013年起,已经连续举办六届,成为中韩两国汽车行业交流的重要平台。新能源汽车快速发展,已发展至百万规模,但纯电动汽车仍面临电池成本过高、续驶里程短和充电不方便等难题。而韩国现代汽车公司在燃料电池汽车方面具有较高水平。本次论坛旨对氢燃料电池汽车等方面的经验进行分享。

以下是中国汽车工程学会常务副理事长兼秘书长张进华发言实录:

尊敬的各位领导、各位专家、各位朋友大家上午好!非常感谢徐主任的邀请,今天是命题作文。有机会在这里就中国氢燃料电池汽车发展情况跟大家做一个交流,我将从三个方面进行介绍。

第一个就是经验。韩国在氢能和燃料电池发展的规划上做的非常系统且全面。中国的新能源汽车的发展比较快,制度建设上也比较全面。但两国就氢能源的电池规划差距较大。韩国从制度建设上考虑到氢的来源、供给,产品的储备、基础设施的建设等因素,其次,氢燃料在韩国不仅为汽车所使用,还有多用途的运用,整个氢能社会的规划,对于中国氢能源汽车发展还是非常有启发的。

以氢经济为基础的发展最早由美国提出,并分成四个阶段,其中包括技术研发的准备、市场准备、基础设施的建设、全面市场化分等,一经提出得到了政府、产业界全面参与协同推进。

氢能和燃料电池领域得到政府支持,投入超过100亿人民币。如此大手笔投入,得益于FCAR计划,就是克林顿时期推氢能经济,重点为混合动力系统,提高燃料经济性。在小布什时期,重点推进氢能,以氢燃料电池为重点推动FCAR计划。可以说现在在氢能技术领域,美国还是领先的。另外他在财税支持政策上以补贴的形式,这也是我国值得借鉴的经验。

再说日本,可以说日本是最早提出建立氢能社会,提出未来氢能社会的发展愿景的。2020年的东京奥运会有可能要全面展示这种氢能社会的技术。在日本很多战略里面都提出了氢经济、氢能社会这样的战略。未来的氢能经济社会可能从四个方面进行:

一、充分利用可再生能源,实现低成本的制氢;二、高效的储运和供给并在多领域的应用。实际上,我们所指的信息更多的是关于汽车,实际上他现在更多普及量最大是家庭的热供联。

同时,日本经产省发布了《氢能及燃料电池技术路线图》,提出了三步走的策略。

一、扩大燃料电池的应用,形成世界领先的氢能和燃料电池市场,他是以应用来保证技术产业化。

二、关于氢的供给,氢能发电,氢能供给这样的体系。

三、可再生,最终实现“零碳”氢能供应,这样一定程度解决了日本的能源供给,可再生的。

不仅如此,在燃料电池汽车的家庭基础设施方面又提出了明确的目标,对于2020年、2025年、2035年都提出来非常宏伟的目标。

日本发展氢能,推动氢能燃料电池的发展有一个机构就是新能源和产业技术的研发机构,NEDO,为氢能源发展提供了平台。对于研发组织和跨产业的服务和汽车能源的产业协同上NEDO也发挥了重要作用。同时也是NEDO牵头的路线图、执行国家的计划、也实现了跨产业的协同。在中国目前还没有看到这样的机构。今年日本政府也在大力支持氢能燃料电池的发展,投入30亿(人民币),对于多方面领域投资。在各国政府支持下,以丰田、本田、现代作为代表的企业,经过多年的努力,现在燃料电池技术总体评价基本上成熟。也就是说商业化的技术基本成熟。现在更重要就是达到规模这样的话面临着整个基础设施的应用环境的配套。除了在乘用车领域,氢能源在商用车领域也有发展。特别是在叉车上的应用。

除了刚才说的这几年,现在国内国际大的汽车跨国公司,应该说都有或者基本都有这种产品,只要环境具备就会快速推向市场。今年在多个国际汽车的展示会上,车企都推出来面向商业化、面向市场化的燃料电池产品,奔驰、宝马这些都有。

全球的加氢站建设近几年也是非常快的,加氢站分布也具有鲜明的特点。一部分分布在汽车发达国家或者经济发达国家,最多的是日本、美国、德国、韩国。一部分在可再生能源比较丰富的地区,典型的像北欧,挪威、丹麦、瑞典。

第二方面简单汇报一下我国相关的情况。大家都比较熟悉我国新能源汽车发展取得了举世瞩目的成绩,特别是销售量、保有量。今年我国汽车整车市场增速放缓,近几个月已经是负增长了。新能源汽车继续快速增长。中汽协发布的9月份新能源单月超过12万辆,将近13万辆,增速60%、70%,今年新能源汽车累计销量超过100万辆应该没有什么问题,100万到110万之间,增速应该也在60%、70%。2020年达到销售200万辆,超过500万辆目标应该是没有问题。

现阶段我国新能源汽车的销量占总销量的比例增长也是非常快的,去年将近2.7%,1到8月份应该将近3%,现在应该超过了3%。目前还是纯电动为主,80%以上是纯电动,所以燃料电池中国发展是非常重要的。

首先是能源结构,动力系统当中普及电动化,车用燃料电池全面电动化。所以从2016年开始国家多个部委,国务院出台了很多规划、计划、行动,都把氢能燃料电池作为重要组成部分。从《能源技术革命创新行动计划》创新驱动发展战略、《“十三五”国际科技创新规划》,战略新兴产业的规划,规划氢能和氢能燃料电池的研发产业化和应用作为重要的组成部分。

实际上从我国做新能源汽车开始,从规划上就把燃料电池作为新能源汽车的重要组成部分,大家熟悉的就是“三纵三横”。至少在“十五”规划燃料电池是重中之重,实际上在“十五”的时候也是提出新经济,重点发展燃料电池。但是因为技术的成熟度相对进展慢一点,所以可以说在“十一五”、“十二五”国家重点支持了纯电动和插电混动。

中国燃料电池汽车发展,如果以五年为阶段划分,可以说“十五”还是基础的研发,当时以高校、研究机构为主的基础研发,“十一五”在基础研发基础上结合两个重大的国际活动,2008年的北京奥运会,2010年的上海世博会推动了一些小规模的生产应用,技术检验等,当时有几十辆的燃料电池为奥运会提供的奥运服务。有大概200辆左右的燃料电池为世博提供服务。“十二五”整车企业陆续进入,以上汽为代表的。客车以宇通为代表的整车企业进入,这是真正的产业化方案,产品化准备的。2016年以来,以公交车、物流车为代表的部分,像上汽这样的企业乘用车就陆续推向市场,“十三五”也是中国燃料电池汽车发展产业化的突破。

经过将近20年,产业界的共同的支持,燃料电池从技术和产业化方面都取得了一些重要的进展。我们从电堆功率密度,现在从研发的产品也是将近3000瓦每升,其中有部分的材料器件、双极板、膜这些还是用国外的技术。那真正通过产业化、自主化程度比较高的220、230这样的,低温启动方面也有一定的差距,零下30度储存没有问题,启动应该还是零下20度左右。像现代、丰田、本田基本上储存和启动都是零下30度的水平。循环寿命现在实际上,我们现在量产能够达到,产业化还在三千到四千上下,所以这个寿命确实还是有差距。

国内金属双极板的研发这方面突破是比较大的,特别是上海交大的研发团队,金属双极板从研发到产业化的技术可以说取得了成果,产品、工业技术产品也达到国际先进水平。像膜电极这方面的研发,我们铂担量持续下降,成本持续下降,这个也是比较好的。

燃料电池汽车产业,我们乘用车主要是上汽,两个系列的车型,荣威750和950。另外一个现在规模最大的还是燃料电池,上汽大通2018年也做到了,应该说这是一个非常好的进展。商用车就比较多一点,刚才说的宇通、福田,还有很多客车厂。由全球环境基金支持的燃料电池客车三期的应用示范推动了很多车厂开展了产品研发。这两年发展下我们物流车发展非常快,很多商用车企业都推出了中轻型的燃料电池物流车、商用车,在目前的保有量中规模最大。

从政策上,刚才张主任致辞的时候也说了,燃料电池补贴从2009年开始到现在,可以说基本上,我们说2020年中国的财税政策会全面退出,但是用在燃料电池上最早是不多的,在加氢站也有一定的支持,最近应该会再重新启动。

中国燃料电池从产业化阶段来说,产业界的角度来说,近期最大的进展,值得关注的一个新进展,就是像潍柴,以潍柴为代表的这种,把燃料电池作为动力系统转型升级的战略进行了部署和安排,潍柴计划近几年通过大概50亿推动燃料电池,特别商用车的燃料电池动力系统的研发和产业化,这不单单是一个战略,也是正在执行当中的计划。我们目前和博世、巴拉德对于系统集成,和全球的供应商进行战略合作。

特别潍柴这样的带动像玉柴很多其他的燃料供应商都投入这个领域,这个应该说是非常高效的,潍柴现在因为整个产业重组还有一部分整车的研制,这个也是他们早期发展的优势,自己有东西,这是我认为燃料电池,无论是技术还是产业化都加速会非常明显。

到去年年底我们国内的燃料电池总额保有量大概一千多辆,最主要是去年一年。现在增速非常明显,主要是物流车。加氢站这几年也是非常快,长期就这几座,近一两年我们在建的加氢站10几座,20多座,到2020年有可能就几年我们就上百座,这个增速非常快。这个加氢站基本上分布在这样几个区域,长三角、京津冀、珠三角,基本上在这样三个区域。

从技术上来说,这几年形成一个比较有规模特色的,用“电电混合”动力系统,就是燃料电池和电池的混合,这个是目前比较符合燃料电池的发展水平,也符合燃料电池的技术特点,特别在商用车上。从2015年、2016年以来,到目前在氢能燃料电池发展,我们地方热情高于中央。很多是地方推动的研发和应用发展。

比较典型的像江苏的如皋,它是联合国一个“氢经济示范城市”,现在包括南通、盐城、苏州这几个城市都把氢能燃料电池作为战略性产业进行支持。佛山的云湖、南海推动在珠三角的应用。北京和张家口,一个是2008年的奥运示范,一个是2022年的冬奥会,现在冬奥会的交通提出零排放,零排放场馆内的应该是可以,长距离的运输除了轨道以外是燃料电池要有解决方案。2022年的冬奥会上有可能氢燃料电池在交通领域的应用会以非常大的规模进行展示。

上海大家都知道在我们地方层面最早发布《上海市燃料电池汽车发展规划》,这个也带动我们很多省市级地方规划的出台。从去年开始,可以说主要还是潍柴,因为战略转型的推动,整个山东省提出了“氢谷”计划,以山东省三个地方为中心建立“氢谷”,青岛、济南、威海三个城市的应用为重点。现在山东省变成了全省战略,推动速度非常快,从加氢站的建设、产品的准备以及应用领域的规划,推进的非常快。还有大同提出“氢能之都”,因为它也是产业转型,煤成气,2019年煤成气,是在现阶段比较集成的一个概念,湖北也提出了氢能源之都。

最后我想对未来做一个简单的展望。按照新能源汽车的退坡计划,因为规模比较大,大家也担心主要是以政府政策驱动,实际上从近两年我们的政策退坡之后,市场驱动的这种动力应该说越来越理想,从产品结构上都有充分时间。大家都担心2020年退坡之后我们新能源发展会不会断崖式下降或者会中断,我个人认为不会。一方面市场在中间已经在发挥作用了,我们电池成本大幅度下降,小型化管理的产品、中短里程,2020年投入继续加大。

第二个非常重要的新能源汽车“双积分”政策作为一个约束条件,确立新能源汽车不可能走回头路,因为这是一个刚性要求,约束性的要求,所以我认为我们国家的新能源汽车发展的趋势是有可能逆转的。

氢能燃料电池在电动化转型过程中将会起到越来越重要的作用。电动化是全面的电动化,涵盖了纯电动、插电式和燃料电池。刚才王秀福总经理,氢能是最终解决方案,我觉得现在说这个可能为时过早,但是至少纯电动、插电式、燃料电池比较长时间根据它的技术特点在不同领域适合不同领域的技术解决方案。

现在我国实施蓝天保卫战,重点应该解决商用车电动化转型,排量贡献度比较大的商用车的电动化转型,我强烈建议商用车的电动化转型要充分考虑这种技术的合理性,经济的合理性,不能简单的用电池,我觉得可能燃料电池在中间会发挥重要的作用。

我们国家发展燃料电池还是有几个优势:一个就是我们推广新能源汽车,以电动车为主的新能源汽车推广积累的这些经验还是值得借鉴的。

另外一方面我们氢资源丰富。我们低成本的工业副产氢就能满足上千万车辆的运行,我们的气光这些仍然能够满足大几百万辆小型车辆的供给,这个方面的市场是巨大,另外我们的政策工具也相对比较多。

我们去年也是组织了系统的专门针对燃料电池系统的政策的研究,提出了几点建议,这几点跟中央部委提出了这样的建议有的已经在计划、规划中有体现,有的可能在下一步的行动中有体现。我们提这样几个方面:

第一方面:关键技术突破,对中国来说,对全球来说也是仍然需要提高这种技术水平。对中国来说可能除了电堆系统这样的技术之外,更主要要解决一些基础的材料技术。,还有相关的副配件、循环泵、高压的阀,需要系统的解决问题。

“十三五”国家正在实施的科技计划,把氢燃料电池作为一个重点。原先规划当中原来规划60亿,后来正经落实30亿左右,大概四分之一投在新燃料电池的规划。近期整个规划实施后续的钱全部投入在燃料电池上,我认为现在总的投入大概是10亿左右,但是和国外比仍然强度是非常弱,这次主要重点解决一些基础,一些燃料配件、基础。

第二方面:壮大产业链,抓短板。我刚才说了我们短板,当然短板是全面,但是重点是在基础的材料和副配件。当然我们在供氢方面相关的技术也还是比较短缺,这是从产业链这个角度来说。因为近一两年这个变化非常大,我认为至少我们现在基本上面是全的,但是水平还不行。

第三方面:推进示范应用,以点带面有序推进。我们希望不要像电动汽车这样全面推,但是有可能马上要推动氢能燃料电池的发展,有可能还是按照资源生成的角度,我们当初还是确定几个有基础、有条件、有意愿的区域,总结经验再推动。

生产层面刚才说要把基础设施与政策补贴接续上。第二个有可能需要美国的方法,按照一定的比例加快补贴,限定最高生产,满足最高生产范围内才能给予一定的补贴,大幅度降低供氢的成本。

第四方面:科学规划布局,建立氢能供给体系。在我们来说资源不是问题,但是现在就是说法规是一个重要的因素。这次我们司法的说,我认为有可能下一步还是会有大的变化。我认为在基础设施建设上解决了很多问题,第一个就是把氢气变成燃料。第二个就是把氢和油气能够合建,氢站和油气是合建的,国外基本上都是这样,只要把这两个突破,我们基础设施建设就什么问题都没有。

我们现在也在跟上海、南通、如皋、盐城几个城市合作推动长三角走廊和氢经济一体化发展规划。我们想首先在长三角几个城市都有意愿,都分别发布了规划,我们把这几个组织起来,能够让这几个区域在基础设施建设、氢气构建应用领域能够建一些统一的规划,能够首先在长三角形成应用小环境,也基于法规、政策的一些经验,这样为推动在全国其他区域提供帮助。在长三角建立规划,先把这几个城市按照高速公路连起来,在高速公路上先一步用起来,然后高速公路再扩展,能够形成区域联动。

第五方面:推进国际化,整合全球资源。我一直跟很多整车企业说,我说燃料电池汽车中国不能率先得到应用,在全球都很难推开,因为它需要强大的基础设施,包括比较强的政策推动。也就是说氢燃料电池在交通领域的应用,如果在中国不能形成主流,那在全球很难形成主流。中国巨大的市场,所以我们希望能够集中全球的资源率先在中国能够推动燃料电池形成一个规模化的应用,这样为全球或者为燃料电池的技术路线在交通领域确立提供帮助。

从这个角度来讲我们去年也是和相关的机构筹建一个全球氢能燃料电池协会,通过这个协会来让氢能、汽车、应用研发在这个平台上共同交流、合作推动氢能燃料电池的应用。这个协会现在我们和国内外主要的相关企业、研究机构都一块进入,我们目前正在走报批程序。

第六方面:标准法规,标准法规事实上我认为,刚才说的还是在氢供给这块基础设施还不够。现在是3氢瓶、4氢瓶,现在从35已经提升到70兆帕,这个压力问题解决了,至于是70兆帕是在3氢瓶还是4氢瓶,本质的话现在企业都希望我们应用4氢瓶,如果技术上安全上没有问题就用4氢瓶,这个都不是核心的,最核心还是氢气的供应。

公众宣传也很重要,之所以利用率不高,主要是一提氢,我们的关键少数,政府部门对氢是否安全仍然是存在疑问的,但是有充分的证据氢作为能源应用还是很安全的,有科学依据的,但是这个需要通过科普、宣传让更多的普通人了解这样的知识,我们也是基于这样的认识和长三角这几个城市,最近也是开展了一个比较大规模的氢能燃料电池的宣传教育活动,实际上就是科普宣传。到这三个城市,让这些城市组织起来,给企业介绍、展示氢的安全性,包括进行了直播,影响非常大,有数百万人参与、了解科普相关知识,非常难得。

第七方面:拓展氢燃料电池的应用领域。刚才韩国专家也说的非常好,我们就光想到一个领域,如果这个功能能够普及起来,实际上它能够应用在很多领域,比如说家庭,还有一些固定地点,很现成的领域,如果我们用政策把它衔接起来,可能对于整个的推广应用。我今天跟大家交流的就这些,不对的地方请批评指正,谢谢大家!

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