中汽中心朱成:典型区域下燃料电池车运行的性能变化
发布时间:2018-11-08 09:08:00
关键词:CBIS 锂想峰会

中汽中心朱成:典型区域下燃料电池车运行的性能变化

图为中汽中心朱成在CBIS2018“锂想”峰会上发表主题演讲

 

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2018年11月8日,以“新时代·破而立:前行中的产业转折之路”为主题的“锂想”2018第三届动力电池应用国际峰会(CBIS2018)在北京兴基伯尔曼饭店开幕。中国汽车技术研究中心有限公司朱成在峰会上发表主题演讲,以下为主题演讲内容。


中汽中心朱成:


尊敬的各位嘉宾,大家下午好!主办方给我定的题目“典型区域环境变化”,实际我们现在燃料电池示范运行到现在为止还没有满一个完整的年度,所以在这种情况下,这种环境的性能变化现在说有点早,最起码要等这个冬天过后,我看一下现在燃料电池性能的变化,在低温、高温环境下的变化,可能更有意义一些。所以我的报告主题变为“中国燃料电池汽车示范运行现状及趋势。”

   

我的介绍分四个部分:

    

第一,示范运行背景及总体情况。

第二,UNDP示范运行项目介绍。

第三,科技部燃料电池示范项目介绍。

第四,示范运行的问题及建议。


首先,燃料电池汽车是新能源汽车的一种,简单的说,燃料电池汽车优点类似于混合动力电动汽车,只是把传统的燃油发动机变成了燃料电池发动机或者电堆系统,其他的跟燃油发动机不一样的,我们燃油发动机可以直接驱动车辆行驶,而我们燃料电池的电堆系统或者燃料电池发动机它是发了电之后驱动车辆进行行驶,所以燃料电池汽车实际上也是电动的,只是与我们说的纯电动汽车用电池的不一样,它的电是用氢发出来的,通过燃料电池电堆系统发出来的,而不是储存在电池里头的,从这个意义来讲,实际上它也属于纯电驱动的汽车。


近几年从全球的情况来讲,全球燃料电池汽车技术这两年取得了突破性的进展,这个突破性进展主要表现在,包括丰田、本田、现代都推出了他们的燃料电池的乘用车,而且是正式在国际市场进行销售的燃料电池乘用车,这意味着至少从国际上来讲,这些企业认为技术是成熟了,可以上市销售了。


这是国际上包括燃料电池商用车主要产品的一些情况,这里不做详细介绍了。这是乘用车的情况,包括丰田、现代、本田、日产、奔驰这些乘用车产品的技术情况。


燃料电池汽车发展的最大制约因素实际上还是加氢站,这个图是全球加氢站的主要分布情况,是到2017年的,主要包括在日本、美国、欧洲的情况。这是主要的分布及规划情况,从2017—2025年,全球包括中国,规划的情况,可以看到,到2017年是全球320多座,其中商业化运行的是200多座,到2025年计划到1000多座,当然只是一个规划。


再看我们国家,首先是我们国家出台燃料电池汽车相关的政策,实际上燃料电池汽车就是新能源汽车,所以实际上新能源汽车的各项鼓励政策,不管是补贴也好,包括不限行、不限购也好,都包含燃料电池汽车,国家鼓励新能源汽车的政策也都包含燃料电池汽车,尽管由于技术、产业的原因,燃料电池汽车还没有大规模推广,但是从国家政策来讲,都包含。


我们国家燃料电池汽车技术的情况,我们国家燃料电池汽车技术应该说研发启动也比较早,从“十五”开始,一直进行攻关,通过多年的攻关技术研发也是取得了一定进展,基本建立了具有自主知识产权的燃料电池轿车和燃料电池城市客车动力系统的技术平台,但是与国外的技术相比,我们国家在燃料电池的基础关键材料,包括零部件、整个高端的集成、电池的寿命、成本、批量制备能力,技术上还是存在着比较大的差距,这个差距应该说还是比较大的,这要正视这个差距。


这是我们国家现在燃料电池汽车示范运行的情况,包括在辽宁、郑州、湖北、成都、北京、张家口、上海、广东,共有大概800多辆车,包括接入国家监控平台的,其中应该说物流车比较多,物流车大概有六七百辆,客车有两百多辆,乘用车有10辆,实际接入国家监控平台的应该可能只有6辆。


这是全国加氢站的主要分布及规划的情况,包括在全国各地的加氢站分布规划情况。


第二部分、第三部分,重点给大家介绍一下我们国家此前示范运行项目当中比较重要的两个:UNDP燃料电池示范运行项目;科技部的燃料电池示范运行项目。


UNDP示范运行项目它的全名叫“中国燃料电池公共汽车商用化示范项目”,是由全国环境基金(GEF)、联合国开发计划署(UNDP)共同支持,科技部和财政部联合地方城市共同实施的项目。到现在进行了三期项目,项目三期的城市是北京、上海、盐城、佛山、郑州五个城市。就在前天,佛山也启动了UNDP的示范运行项目。该项目是一个国际项目,相当于是国际组织出钱,采用资金支持的方式,鼓励各个城市购买车辆进行示范运行,同时也采用资金支持的方式资助一些公共类的课题研究,包括预期成果。为的是中国燃料电池汽车的商业化,但它实际上是一个国际项目。


(PPT)这是UNDP项目示范车辆的方案,在北京、盐城、上海、郑州、佛山五个地区进行实施,这五个城市当初在选择的时候也是根据这五个地方的发展程度、氢能产业的发展程度以及汽车产业相关的发展程度综合挑选出来的五个城市,选取的时候还考虑工业副产氢、可再生能源,制氢方面这五个城市有一定优势,所以才最初选了这五个城市,这五个城市都是有直接的资金项目来购置汽车的。


(PPT)这是具体的示范车辆的方案,总共计划是112辆,包括直接支持和配套的。


这是北京示范运行的计划和情况,包括北汽福田招标的车辆在384路上运行,加氢站是在永丰加氢站。上海是氢燃料电池公交车、乘用车、物流车、通勤车、客车都比较全,这是它的计划情况。上海还有包括东风搞的530辆燃料电池物流车目前正在示范运行,累计平均每天的行驶里程大概将近100公里,在上海也是有一定的影响力。郑州主要是宇通客车,在郑州进行燃料电池客车的示范运行,包括也自建了加氢站,在上周启动了示范运行。盐城,目前客车已经到位了,但是加氢站目前正在建设当中,预计年底建成。因为这个加氢站建的规模比较大,盐城不管是工业副产氢还是可再生能源,都比较多,所以它具有这个优势。佛山,是目前全国差不多唯一的商业化的加氢站,突破了很多加氢站建设的政策限制,制定了完整的地方政策体系。这是它示范的计划。这是项目三期的总共资金和来源,总预算大概6千多万美金,这是直接的资金支持。


目前项目已经开始工作,包括整个项目的启动,五个城市的项目启动目前已经启动了四个,另外还有一些公共的,包括消防规划的研究、数据监控、商业模式、制氢技术的研究等等,也开展了项目的宣传。同时,这个项目应该说在很大程度上带动我国燃料电池产业的发展环境,像如皋、常熟、张家口、辽宁新宾县、天津临港等都想加入这个项目,为中国燃料电池的商业化做出贡献。


接下来介绍一下科技部支持的我国燃料电池汽车示范的项目。科技部支持的这个示范项目实际上是个技术研发类的项目,属于研发示范类的项目,项目实施周期从2018年—2020年,中国汽车技术研究中心是项目的牵头单位,来支持进行典型区域、多种燃料电池汽车示范当中发现示范中的问题并提出解决方案,验证燃料电池汽车在典型环境区域下运行的安全性、可靠性、耐久性,包括研究不同氢源条件下氢能的经济性、商业运行模式这些技术内容。


这是项目的研究内容,针对四个典型区域,基本上是延用了UNDP的四大块区域,京津冀、中原、长三角、珠三角,通过研究一些包括数据分析处理、测试评价、氢能产业链经济性,研究三个科学方法、突破六个关键技术问题,完成整体示范。


这是项目的技术路线,实际也包含了示范运行的维保体系、消防安全、实施监控、测试评价等等这方面的内容,包括氢能这方面的内容,在这儿不详细的说了。


本身这个项目分五个课题:第一个课题,主要是侧重于共性技术研究和组织示范,包括测试评价、消防安全、实施监控等等方面的应用。第二个课题,主要是针对京津冀地区展开,主要城市是北京和张家口,主要是验证面向寒区环境的燃料电池汽车示范情况。第三个课题,在中原地区进行燃料电池城市客车的示范运行,保障体系的研究,包括研究安全快速加氢技术的应用。第四个课题,在长三角进行燃料电池汽车的示范运行,它包括建立氯碱工业副产氢的实证平台,以及可再生能源制氢方面的研究,包括弃光弃电的研究,因为华东地区还是有很多可再生能源的。第五个课题,华南地区,主要是珠三角地区进行燃料电池的示范运行,研究的技术重点主要包括加氢站建设的政策法规体系的完善,因为现在的加氢站建设的政策法规体系大部分还集中于地方政策,现在佛山在这块应该说有很多成功的经验,所以它在这块会做比较多的研究。另外还有氢能的产业发展规划,基于当地氢能产业发展规划的研究。

    

以上就是两个示范项目的情况,我给大家简单做个介绍。

    

第四部分,示范运行当中的问题和建议。

    

问题分技术问题、产业问题、政策问题、成本问题。每个问题都是从整车、关键部件、加氢技术、氢能几个方面展开。技术问题,目前燃料电池汽车的核心是燃料电池的发动机,就是电堆系统,我们国家的电动系统在可靠性、耐久性、运行效率方面与国外目前存在比较大的差距,离实车应用的要求相差较多,核心还是燃料电池发动机。加氢技术和氢能技术方面,主要是包括现在的车用氢瓶的储存压力,现在是35兆帕,国外都是70兆帕,包括制备氢能技术方案相对要好一些,但是与整体的要求还都有着比较大的差异,因为现在氢气大规模储运技术现在还有待突破,只适合于少量的短途用氢。在整车方面,实际燃料电池核心不是整车,车都是固定的,无非就是用的发电的来源,实际现在我们在示范当中也是发现了,很多车的整车匹配集成很不合理,导致车辆运营的效率比较低下,比如30千瓦的电池电堆不能满足10米以上公交的运行,我们调研的时候当地公交的负责人就反映这个问题,我们从早上交班车不能关就一直开着,一直开到晚上还经常电不够用,因为它用加氢,实际上因为功率低,电都补充不过来,以至于问他说这个车的优点是什么?优点说是这个车能充电,当然这属于开玩笑,说缺点是什么?缺点不能快充,这都属于开玩笑,实际上30千瓦的燃料电池电堆充电的效率不够、充电的功率不够,导致这个车实际上必须还得补电一些,正常不能用燃料电池电堆进行运行,这是整车方面的技术,本身不是重点,因为实际上应该说30千瓦电堆在10米以上公交车上运行是有很大问题的,不能满足公交实际的运行需要。

    

产业方面,同样还是关键部件方面,我们国家目前在电堆系统的关键部件、材料、高端集成方面,跟国外差距比较大。现在做系统的比较多,就算都用国外的东西,集成出来的也不能做到高端水平,不管是集成水平和关键部件材料的水平,都有比较大的差距。另外,像关键材料催化剂、碳纸、交质子交换膜、膜电极、氢气泵循环等几乎都依赖进口。目前供氢系统氢瓶也都是依赖进口的,这些产业都是存在短板的。本身燃料电池汽车核心不是整车,整车就是集成,整车水平我认为完全取决于其他三个的发展情况。

    

第三个,政策问题,目前关键部件这方面政策,包括科技部、发改委、工信部都已经启动或者正在研究对关键部件和产业化进行支持,包括科技部搞的国家科技重点专项,发改委和工信部马上要出核心竞争力和关键技术产业化攻关以及技改的项目,都是针对关键部件的,就是防止出现产业短板问题,这块也都是下一步政策支持的重点。加氢和制氢产业方面,氢气制备、储存、运输、加注方面也是目前制约氢燃料电池汽车主要的问题,包括氢气危化品的定性等方面都有亟待解决的问题。整车产业这块,目前还有行政许可、生产准入。成本问题,应该说统一的就是一个,那就是成本要降低,目前的成本还是太高。从政策方面,要降氢耗,关键部件要降低采购的成本,包括氢气的成本。

    

针对这些问题建议从五个方面着手:

    

1,燃料电池目前的发展情况,现阶段的示范还是研发当中的技术示范,不是产业化示范,各个地方应该根据自身产业,尤其是氢能产业基础来布局燃料电池产业,没有必要或者说也不能一哄而上造成低水平重复建设,因为我们国家燃料电池技术水平本身就比较落后,不会一下子突然出现多大的突破。在2020年之前,不宜启动大规模的产业示范,目前还是技术示范。

    

2,发展燃料电池汽车的核心不在于做车,而在于突破燃料电池发动机技术以及保障氢气的低成本安全可靠的供应,需要警惕的就是整车的一哄而上,再掀起一波造车的浪潮,那实际上是本末倒置。燃料电池的核心不是造车,而是氢能和燃料电池发动机。

    

3,发展燃料电池汽车应该重点支持的是关键部件、材料部件和发展高端集成,补齐产业短板,提升关键技术,增强核心竞争力。我们前边也说了,包括哪些关键部件目前国内都还是空白,实际上都是很大的商业机会,国产替代是很重要的,而不是非得去搞现在已经应该说产能过剩的汽车,包括中低端的集成,这个实际上意义不大。

    

4,发展燃料电池汽车,其实最应该关注的是氢能经济,关注氢能在我们国家和地区能源战略当中的地位,只有以氢能为能源重点的地区,才适合发展燃料电池汽车,实际上拿日本举例,好多人都说,李克强总理去了丰田之后看见燃料电池汽车说,我们这个路线走错了,实际上日本发展燃料电池汽车是跟日本的国家能源战略相关的,日本没有石油,也没有足够的电供电池进行储存,用氢能是日本的能源战略,它们发展燃料电池汽车是因为它们发展氢能,而我们国家,我们有国家电网,也有石油,能源有很多,能源的多元化战略,我们是不是一条腿发展氢能,这个还是能源战略决定燃料电池汽车的战略。

    

5,发展燃料电池汽车除了技术突破之外还需要突破跟氢气相关的政策法规方面的限制,这是目前我们在做这几个项目课题示范的一些心得跟大家进行交流,请大家批评指正。

    

谢谢大家!


(根据嘉宾现场演讲整理,未经本人审阅)


稿件来源: 电池中国网
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