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氢能人士说燃料电池与锂电
双击自动滚屏 发布者:zq1229 发布时间:2021/6/5 22:43:09 阅读:204次 【字体:
 

氢能人士说燃料电池与锂电
灰氢蓝氢绿氢,首先是要保证制出的氢气符合质量标准,其次看制氢过程中的碳排放是否经过处理,这才是最重要的,因此要因地制宜地结合不同场景来制氢。

 
6月1日,“浦江创新论坛 –全球技术转移大会氢能峰会”顺利召开。全球氢能行业顶级企业发表了演讲。 
上海市科委副主任谢文澜
氢是实现交通运输、工业和建筑等领域大规模深度脱碳的一个最佳的选择。发展氢能产业越来越成为了一种全球的共识。
我们国家非常重视推进氢能技术的发展,在国家“十四五”规划纲要中,氢能被列为未来六大产业规划之一。
前不久,科技部发布了国家氢能技术一个重点专项,我们希望我们上海的、中国专家也积极申报,申报国家的重点专项拿到的话,我们上海有相应的配套,而且我们配套的经费是可以灵活使用,可以用于购买仪器设备、劳务费等方面。
根据重点专项的申报指南,在技术方面覆盖了绿氢制取、转存、储存、输配、氢能利用等各个环节的基础前沿技术、共性关键技术和示范应用。
我们上海科创中心“十四五”规划和科技中长期发展规划,也将氢能技术作为一个重点的方向,涉及氢能的制储运,全面助力未来的氢能产业的大力发展。 

国家技术转移东部中心总裁谢吉华
让技术更好地赋能产业、造福人类是技术转移大会的宗旨。国家技术转移东部中心和上海技术交易所相辅相成:国家技术转移东部中心是一个功能性平台,致力于推动技术成果的转移转化;上海技术交易所负责交易,是一个枢纽。技术跨界交易,旨在推动包括氢能等新兴领域的交易,目的使人的价值量化出来。我国现在真正建立了技术和数据要素市场,技术可以让人的价值获得体现,让产业赋能土地,通过和资本结合让企业获得更大的发展。
 
衣宝廉院士
衣院士指出未来行业研究重点将围绕大幅度降低氢燃料电池系统和氢气成本,降低加氢站费用,提高催化剂使用效率等方面展开。
大连物化所已开发完成三代制氢机,PEM电解水技术能耗已达到国际先进水平,每标方氢气仅消耗4.2kWh电力,低于水吉能的4.9kWh和美国Proton Onsite公司的6.2kWh。
围绕燃料电池汽车发展,衣院士指出,行业应围绕两方面进行研发降本:一是通过探索削减除湿器、扩散层等部件简化系统和电堆结构;二是通过研发高温膜和抗毒阳极电催化剂,降低电堆对氢气质量的要求,实现燃料端降本。

普拉格副总裁邓凯|Lance Deng
2020年疫情期间,美国30%的零售食品和生活必用品的物流都使用了普拉格产品,在沃尔玛、亚马逊等大型商超物流客户中达到99%的在线率,几乎实现完美地无故障运行。
普拉格目前正加速布局上游氢源。截止目前,普拉格在美国已打造5个绿氢项目,并在全美投运超过120个加氢站,预计2021年底加氢站数量将达到160座。公司预计到2024年将在全美运营超过500座加氢站,日用氢量有望超过85吨。
2020-2021年,公司就绿氢和燃料电池的车端应用与跨国企业展开了广泛合作:
• 雷诺:合资开发针对欧盟市场的氢燃料物流配送车;
• BAE System: 战略合作开发生产北美客车平台氢燃料动力系统方案:
• SK集团:针对韩国及东亚地区市场的绿氢制售及电解槽业务战略合作;
• Acciona:针对基于西南欧地区的绿氢制售战略合作;
• Universal Hydrogen: 投资开发MW级商用区域客货机氢燃料动力系统。
  
现代汽车氢燃料电池系统(广州)有限公司总经理吴承灿
现代汽车从1998年起开始研发FCEV,已积累20年的燃料电池专有技术,目前Nexo已成为全球销量第一的氢燃料乘用车,2020年销量占当年全球的75%。
现代汽车FCEV 2030年愿景:到2030年累计在氢燃料电池领域投资438亿元,实现年产FCEV 50万台,并推进构筑70万台的年产量。
目前,现代汽车正通过其HTWO品牌拓展氢燃料电池的应用。现代汽车于今年年初成立了该品牌的中国分支HTWO广州,预计2022年下半年开始量产燃料电池,年产能达6500套,并计划运营工厂内的HTWO创新中心。
现代燃料电池系统具备高效性、组件化,更小体积,并将逐步实现轻量化,未来将逐步推广在道路车辆、船舶等多领域的应用。在中国,韩国现代将通过与相关企业合作建设包括制备、储运、供应、应用等在内的氢能产业链,共同推动行业发展。
 
 
丰田汽车研发中心(中国)有限公司 执行副总经理
联合燃料电池系统研发(北京)有限公司 副总经理 权藤宪治
权藤先生对丰田的氢能业务作出全面介绍。丰田有清晰的新车减排目标:计划到2050年,将降低新车的总二氧化碳排放量的90%(对比2010年);到2030年实现PHEV和HEV电动车销量450万,BEV和FCEV销量达100万台。
未来预计电动车、混动车和氢燃料电池汽车并存共生,在不同场景应用中得到应用。另外由于不同地区的客户需求不同,电动车的大小和动力系统也会不同,纯电动车适用于短途运输,混动和插电式混动车用于中途运输,而FCEV则适用于长距离运输。
 
丰田致力于促进面向中国市场的FC产品本土研发设计,并与中国政府、院校、企业三方进行合作,推动中国FC产业发展,未来目标是FCEV产品在性能、寿命和经济性(TCO)方面与柴油车水平相当。
 
据丰田测算,为了使25吨级别氢燃料电池卡车的TCO于2030年接近同吨位柴油车,需要全产业链共同努力减低成本,例如燃料电池系统成本降低至1000元/kW,并持续推动氢气成本的下降。
捷氢科技总经理卢兵兵
卢兵兵预计,2025年氢燃料电池汽车会迎来第一轮拐点,2030年迎来第二轮拐点,理由有四:
1) 以奖代补政策实施后,加氢站布局更加完善,氢源更多。
2) 各个细分领域将逐步出现头部企业。
3) 国产化可以突破,预计未来1-2年内催化剂、碳纸、质子交换膜实现国产化。
4) 到2025年,TCO可与柴油机相当,可以进一步推广。
当前燃料电池行业面临四个痛点:1)氢气获得性少2)成本高3)材料依赖进口4)法律法规不完善,批量化应用受到制约。其中最困难的还是降本。
预计2025年捷氢的FCV产品在很多场景和燃油车相比具备竞争力。
捷氢在推广氢燃料产品方面持续发力
1. 持续降本:逐步实现TCO与燃油车持平。
2. 不断提升燃料电池系统效率:1)提高电压;2)降低辅助功耗,其中空压机效率提高尤为重要;3)提高氢气利用效率。
3. 提升燃料电池寿命:未来将从催化剂的操作条件着手,减少催化剂流失,提高双极板耐久性,降低双极板成本,精细化控制燃料电池系统。
4. 加强合作尽快推动燃料电池生态圈的形成:上游如何低成本制氢、下游如何低成本制造电堆系统等、如何尽快实现国产化等成为关键。 
 
申能集团党委委员、副总裁、东方证券党委书记宋雪枫
在双碳目标持续加压的前提下,申能以传统能源为主的产品结构面临较大挑战,申能发展新的产业是必然选择。氢能产业起步阶段较难实现盈利,原因是氢气和燃料电池成本高昂,规模化和成本存在矛盾点。
从基础设施建设角度来看,申能从氢源和加氢站布局角度推动基础设施建设,计划建设“上海市燃料电池氢源保障基地”,利用垃圾填埋场生物质天然气制取低成本绿氢,同时在上海规划的加氢站中,拥有17座加氢站。
申能集团以氢能产业关键技术和装备作为重点投资对象,目前确定了电堆(神力、氢晨、擎动等)和储运环节(浙江蓝能)两条线。 
申能积极探索应用场景,旨在打造区域氢能生态。计划于上海临港四团建设零碳产业园,布局光伏分布式电解水制氢,联合氢晨等多家产业链企业布局公交车、物流车等应用场景探索。同时在长治、包头利用当地资源优势,寻求应用场景支撑,扩大规模效应。
申能采取绿色信贷、清洁委贷基金、设立碳资产专业核证和交易机构等多种方式,开展绿色消费信贷,整合相关资源,助力氢能产业发展。
 
重塑集团董事长兼CEO 林琦
林琦表示,在氢能与燃料电池产业迈向更上一个规模的新阶段,重塑以科技创新持续助力产业变革。
业务布局方面,重塑围绕和燃料电池系统集成技术及系统控制技术紧密关联的三大业务领域 —— 燃料电池系统技术领域、电堆和膜电极技术领域和电力电子技术领域展开积极布局,并形成核心技术竞争力。
 
技术创新方面,基于未来不同重卡应用场景对燃料电池系统提出的具体需求,重塑以提升燃料电池产品全生命周期成本的经济性和产品可靠性为核心目标,以燃料电池电堆的材料和工艺以及燃料电池系统级控制策略为技术开发重点,逐渐建立起三大核心技术,包括面向高经济性的系统设计和控制技术,面向高寒环境的无损低温启动技术和面向长寿命的电堆材料体系及水热平衡技术,并将这三项技术应用在了公司的PRISMA镜星系列燃料电池系统。
 
近期,该系列即将迎来一款更大功率产品,采用公司自主研发的ELECTRA电堆,功率密度达4.4kW/L,设计寿命约30000小时,提升产品经济性的同时,为更多元应用场景下的重卡提供高效且稳定的动力输出。
商业化应用探索方面,重塑与产业伙伴积极构建氢能应用生态圈,建立能源端、产品端、场景端上企业的合作闭环,验证和复制商业场景,为未来更大规模化的市场打好基础。 

国鸿氢能副总经理刘志祥
燃料电池企业需要重视当下、规划未来:即保持现有业务的发展并规划未来的战略布局。
随着燃料电池汽车的规模化发展,对氢气需求的提升,液氢技术是不得不考虑的技术路径。
对于FCV推广应用,经济性最为重要,不宜为氢气划定“肤色”区别对待,煤重整制氢与液氢相结合,是中短期内可考虑的技术方向。燃料电池需要“啃锂离子电池啃不动的硬骨头”,布局在重载、长途、高寒地区的应用场景,发展氢能商用车,保障中国能源安全,实现碳中和目标。
政府应看得近一点,企业应看得远一点,资本应看得宽一点,技术应看得严一点。 

清能股份总经理张弛
张弛坚定认为长途重载是燃料电池商用化的方向。长期来看,燃料电池汽车将与锂电较量,短期与燃油车较量。燃料电池在加氢,重载长途领域更具备优势。
张弛表示,应该最先将氢燃料电池技术应用于不依赖于补贴的商业化细分市场。比如长途重载领域。尼古拉预测,卡车成本将降至19万美金,这个我国未来2-3年年内有可能实现;尼古拉预计氢气成本可达2.47美元/kg,主要受益于当地优惠电价。根据上述假设,尼古拉预计可实现30%的毛利。预计未来3-5年内,我国氢燃料电池商用车的TCO在政策支持下将有望和燃油车竞争。
大功率、长寿命、高效率是燃料电池商业化的技术方向。在示范城市中远途运输场景下,至少需要2万小时电池寿命,但产品验证需要时间,目前市场上公布的寿命大多为合理预期而非实际水平。功率方面,49吨重卡至少需要200kW的功率,这也是为何清能股份今年年底将陆续推出200kW的系统。未来应用场景将聚焦固定发电,长途重载和船舶等。
客户需要一体化解决方案商业化模式:燃料电池单独销售比较困难,客户最终将需要一个解决方案,因此产业链一体化解决方案十分重要。

 
风氢扬董事长刘军瑞
双碳目标背景下,高能耗、高排放项目被严格限制,氢能不可避免地被推向发展高地。目前,氢能已在出行(客车),装载(物流车、专用车、港口机械),能源综合利用(热电联供)几大重点领域开展以小批量示范运营为主的全场景应用尝试。
刘军瑞认为,因场景差别产生的不同产品差异化定义,以及因技术差别产生的相同产品差异化制造,是目前整个燃料电池系统行业所面临的困境,也是迎来氢能规模化应用之前所必须突破的巨大障碍。
从汽车工业或者全工业体系专业化分工以及纯电动行业的发展轨迹来看,燃料电池时代的发展趋势也必然向着平台化、模块化、标准化的方向不可逆地前进。
具体来说,
平台化:原理平台化是前提、结构平台化是实现零部件兼容的基础,而要实现控制平台化,则需要原理打通,结构通用,系统才能实现不同电堆、部件的匹配。
模块化则需要实现子系统理论研究及模块化设计,高效解决系统匹配及终端应用。
标准化体现在零部件标准化、对外接口标准化和整车应用方法标准化。
 
这些技术趋势将是燃料电池系统或者说氢能走向规模化经济化发展应用的必要条件,也是风氢扬科技所坚持的研发技术路径。

 
格罗夫创始人/董事长郝义国
氢能推广有三个维度:1)氢能可以提高可再生能源在终端能源的比重2)氢燃料电池汽车可替代传统燃油车3)氢能在工业中的应用。
人类能源是去碳加氢的过程,氢能源是低碳零碳的过程。氢能对化石能源的替代性:目前88%的石油用作燃料,12%用作化工原料,未来氢能将逐渐替代石油。
氢能源应用领域包括:1)大交通领域2)大规模储能、热电联供、分布式发电。能源市场是交通领域的5-8倍,预计2024-2025年开始发力。
我国能源有两方面不平衡:时间( 白天与晚上)和地域。氢能和氢储能是平衡终端需求的最好平衡器。预计到2030或2040年前后氢燃料汽车将有机会主导时代。
氢能和储能是国家“十四五”规划的六大未来产业之一。相对于化石能源1.0时代,氢能源可谓是2.0时代,将深刻影响人类经济生活和生存环境数十年或上百年。相对应的,汽车也将进入新的汽车替代马车的2.0时代。同时,氢气能源具有工业属性,氢能工业时代已经到来。
郝义国认为,氢能汽车和智能网联汽车是真正颠覆传统汽车行业的两大力量。氢能汽车时代是中国实现由汽车大国到汽车强国百年一遇的时代机遇。
氢能不仅适用于重卡,也适合乘用车和轻卡,氢能乘用车在2023、2024年有机会走进中国百姓的家庭。与同行相比,格罗夫在氢能源产业领域每个月公开专利数全球领先,2021年以来专利公开量仅次于丰田,连续几个月位居全球第二。
 
骥翀氢能创始人/董事长付宇
骥翀自2019年4月起正式运营,1年时间完成产品开发工作,推动产业链及示范应用布局。
骥翀主要业务为:电堆销售、电池装备销售、技术服务。骥翀积累了较为深厚的产品设计开发、工艺、测试验证等能力,自主产品技术指标达到国际一流水平。
设计能力:基于丰富数据积累实现高性能定量设计,保证产品高性能、一致性。
工艺能力:整合国内优质设备生产商,具备核心工艺和自助设备。
测试验证体系:建立完善测试能力,覆盖1-180kW;同时具备完善的DV实验体系。
 
产品规划:第二代MH290完成设计验证、模具开发,预计第四季度完成;第三代产品预计功率密度达到7.7kW/L。
金属板同行对标,能够实现成本处于全行业最低价格区间。
目前,骥翀已在张家港、广州建设产能,预计6月底7月初完成产线调试。同时在北京、河南新乡、山东滨州等地多点布局。
骥翀正在全面布局在重卡、船舶、飞机等交通领域及热电联供等应用领域的示范和与探索。
上海神力总经理戴威
FCV车能否销售取决于客户痛点。燃料电池是能量转换装置,锂电池是能量储存装置。
燃料电池汽车:1)解决电动汽车客户痛点:里程焦虑,充电时间长,冬季体验差,充电桩不足等;2)商用车电动化诉求:跑的远和充电快。
中国为何做燃料电池汽车:1)能源安全考虑,多煤少油少气,而且目前煤炭也即将不足,已经开始开采褐煤;可再生能源丰富但不稳定,存在很多弃风弃光弃水,氢能可以使可再生能源更加稳定。2)实现双碳目标需要氢能。
纯电动更适合短途和轻载,氢燃料电池汽车更适合长途中重载。
中国燃料电池汽车产业的破局之路: 跟随国外还是走自己的路?
 
戴威表示神力选择走自己的路:即通过商用车推广促进加氢站建设,解决先有鸡还是先有蛋问题。
技术层面也走了自己的路线:没有跟随丰田全功率路线,而是选择商用车氢电混合技术路线,实现小步快跑,多步迭代,逐渐跟进。戴威认为,长远来看真正要破局需依赖TCO的下降,其中氢气的降本是关键。
 
潍柴动力新能源研究院高级工程师赵强
山东具备产业、政策、资源及示范基础优势,氢进万家有助于推动山东产业和能源结构转型升级,旨在打造全国氢能示范应用样本。
氢进万家在济南、青岛、潍坊、淄博四地同步实施示范工程,明确移动场景“车、站、路”三方协同、固定场景(社区楼宇、产业园区)微型氢能生态的打造。除此之外,重点打造管控平台,实现氢能“制、储、输、用”环节关键数据采集和监测。
赵强表示,氢进万家力争实现政策法规突破、助力实现双碳目标、供需双侧发力拉动产业发展、建立综合管理运维体系等多个示范效果。
佛吉亚零排放事业部总经理白立松(Alban BRISSET)
佛吉亚预计到2030年氢气成本可降至为2欧元/kg(约为15元/kg),到站成本约为6欧元/kg,预计约不到人民币40元/kg。佛吉亚预计,到2030年全球乘用车和商用车销量将达250万台,虽然占总汽车保有量比例依然不多,但这意味着储氢瓶市场到2030年较现在增长26倍。
最近斯林达已拿到IV型瓶的生产资质。白立松透露了佛吉亚在欧洲的两个储氢系统和储氢瓶订单:1)现代起亚在瑞士的1600辆氢燃料重卡订单,搭载佛吉亚储氢系统35Mpa的IV瓶;2)法国标致轻型商用车系统订单,使用三个70Mpa储氢瓶取代原有的锂电池。
浙江蓝能副总经理赵海岚
浙江蓝能正积极打造氢能2.0时代储运体系建设。
1.0时代,氢能储运体系过于传统,储运效率低、成本高。进入氢能2.0时代,需建立专业高压氢能网络。
具体体现在:制氢端以蓝氢为主力,道路运氢应用20MPa和30MPa碳纤维缠绕二型瓶长管拖车,加氢站站内储氢应用45MPa和100MPa联级式瓶式压力容器组,车端逐渐向70MPa四型瓶过渡。
针对站内储氢装备:联级式瓶式储氢容器组将成为主流;其具备单个容器水溶积大、适应场地能力强、批量化制造方便、制造周期短、成本相对较低(相对罐式下降50%以上)、运行成本低等优势。
 
蓝能相继通过氢相容性、氢密闭试验,作为唯一通过三新技术评审的产品,2020年下半年新建的接近50座加氢站中,42座加氢站采用了蓝能瓶式容器组,市占率极高。
而针对于道路运氢装备而言,20MPa&30MPa是二型瓶的最佳方案,氢气装载效率最高,若压力持续上升,壁厚随之上升,效率反而下降;目前蓝能承接国家重点研发专项,正推动道路运氢四型瓶研发,将开发出52MPa以上的四型瓶道路运氢装备。
车载端蓝能供氢系统已匹配国内多家主机厂,多款产品登录工信部整车公告,积极助力燃料电池车发展。
安瑞科氢能小组技术总监李怀恩
灰氢蓝氢绿氢,首先是要保证制出的氢气符合质量标准,其次看制氢过程中的碳排放是否经过处理,这才是最重要的,完全靠绿氢不现实。
国内光伏等可再生能源分布地区缺水,不利于电解水,储运成本也高,因此要因地制宜地结合不同场景来制氢。
目前国内氢气管道主要应用厂内,氢气管道成本高,约为一公里30-95万美元,平均为60万美元,更适用于长期大量稳定需求的情况,输氢量达每小时5000立方米。
未来需要开发大排量氢气压缩机。为克服氢脆等问题需要开发低成本高强度管道材料。
 
长管高压氢气运输技术运输效率不高但技术最成熟、商业化程度最高。
未来趋势是增压。
50Mpa的好处是,加氢站里相对45Mpa的加氢站来讲投资复杂程度降低。
我国液氢主要用于航天和军工。液氢在绝热性等方面技术要求高于LNG,现场储罐宜采用更大容积,以减少漏热引起的蒸发损失,也可节省占地和管道工程量。
目前国内商业化成规模的氢液化设备还没掌握。长管拖车经济运距中国为100-300km,美国最大为320km。
以LNG参考,液氢经济运距小于780km,美国液氢槽车经济距离最大960km,超出此距离应该考虑现场制氢。卸气率方面,安瑞科可以达到90%,未来计划达到95%。 

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