WNEVC 2021 | 上海捷氢科技有限公司总经理卢兵兵:燃料电池产业化的新起点、新征程、新篇章

来源:中国汽车工程学会

2021年9月15-17日,“第三届世界新能源汽车大会”(WNEVC 2021)在海南国际会展中心盛大召开,由中国科学技术协会、海南省人民政府、科学技术部、工业和信息化部、生态环境部、住房和城乡建设部、交通运输部、国家市场监督管理总局、国家能源局共同主办。本次大会以“全面推进市场化、加速跨产业融合,携手实现碳中和”为主题,邀请全球各国政产学研各界代表展开研讨。

在9月17日上午举办的“燃料电池商用车示范应用与技术创新”主题峰会上,上海捷氢科技有限公司总经理卢兵兵发表精彩演讲。

 

卢兵兵主要观点如下:

 

卢兵兵先生对燃料电池产业化发展的现状及未来进行了深入的分析,介绍了燃料电池的最新政策与示范城市群,对比了锂电池“十城千辆”政策的发展及后续,并对燃料电池产业下一步的发展进行了预测。卢兵兵认为,通过国家政策的落地,“十四五”阶段将是燃料电池产业大力发展的阶段,到2025年及2030年会出现较大拐点,届时燃料电池成本将大幅降低,燃料电池的应用将大幅延伸至乘用车领域。同时,卢兵兵还对燃料电池产业的下一步发展提出了建议,他认为燃料电池产业的发展,最关键是降低成本,应从产业链的规模化、大国产化,以及工艺、材料、技术等方面的突破去实现成本的降低。

 

以下内容为现场演讲实录:

 

谢谢,非常高兴有这个机会能够在本次峰会里面给大家做一个介绍:《燃料电池产业化发展的新起点,新篇章和新征程》,首先我们讲新起点。

氢能是二次能源,化石能源重整可以制成氢气,氢气和二氧化碳加水可以制成甲醇,氢气和氮气也可以转化为氨,化学能源和氢气是可以互相转化的。燃料电池可以把氢气和氧气转化为水,正是因为氢气安全、高效的特点,以至于它在很多的领域都可以运用。

倘若将氢能纳入终端能源体系,与电力协同互补,其未来可能成为终端的消费主体。而大家翘首以待两年多的相关示范政策,也终于在今年8月份正式落地了。国家以奖代补的政策现阶段共有三个示范城市群:首先是北京也就是京津冀地区,此外就是长三角,长三角地区是上海加6个城市,而广东省以佛山牵头包括一些省外的城市,这个政策颁布之后很多人把它和2009年的锂电池的情况相比,锂电池从2009年到2021年配装车辆超过了200万辆,有的时候是300万辆,我觉得燃料电池可能也会像锂电池那样迎来几年的高度增长期。

政策正式示范之后会带来什么样的效果,我这边有三张图,最左边灰色的可以看出,以奖代补政策结束后,燃料电池汽车肯定会达到的保有量是4到5万辆,保守估计的话我们国内的保有量也将达到10万辆左右,基本上吻合了这里的保守估计,如果能够达到乐观估计的量,那样的话示范应用就将以重卡为主,客车、乘用车为辅,这必将促进燃料电池核心化、规模化的应用。

因为我们公司是在上海,以奖代补的政策中,上海是1+2+2+2的城市之一,1就是上海,这个2,一个是淄博一个是南通,淄博大家都知道,因为将质子交换膜技术实现国产化、规模化,自然也希望把燃料电池项目落地;南通也有一定好的产业基础,怎么样一起推动长三角的一体化,加上苏州、嘉兴之后就可以跟长三角有着比较好的互动,我们以前提过长三角的氢能走廊,有了基础设施,有了比较好的产业,同时有了比较好的应用场景,因此就可以发展的更好。

鄂尔多斯和宁东两座资源型城市,聚焦在氢燃料重型卡车的应用以及清洁低碳氢示范应用。另外现在传统的电能来源包括很多的光伏、风能还有新能源绿电,未来绿色电能肯定是氢能的主要来源,同时此类资源型地区有很多的重卡,就像鄂尔多斯拥有37万辆重卡,如何在重卡频繁使用的地区同时优化其使用环境,这将给节能减碳作出巨大的贡献。

再来看我们产业发展的新征程,相信昨天大家在主会场已经看到了这张图,左边是“十城千辆”项目,至今走过了10多年的历程,到2020年锂电汽车保有量超过600万辆。燃料电池的话现在的保有量是七千多辆,从我们推动燃料电池整个产业发展的时间点上看,燃料电池和锂电池对比相差8到10年左右的时间,我个人认为燃料电池产业的第一个拐点会在2025年左右出现,现在更多的是在商用车领域的应用,下一个拐点会在2030年实现,届时我们氢气的成本会更低,以此给乘用车奠定良好的基础,所以希望通过这次以奖代补的政策让燃料电池可以有更好的发展,我们也能在产业链各个细分领域形成各自的领军企业。

我们希望通过示范城市的发展,使得氢气的基础设施建设与供应能够为未来大规模的商用化打下基础。如果想要可持续性发展,那么肯定要坚持绿色氢气的制造。通过这几年氢能源规模化的拉动,我们的绿电制氢从规模上能够进一步的提升,成本上进一步的降低,与之相配套的制储输用也可以得到很好的管理。上海制定了4年比较清晰的加氢站建设项目,广州这边也制定了相应的规划,中石化希望在“十四五”期间布局1000座加氢站。氢气供应能够有突破,绿氢的规模化运用才能具备基础。

同时我们讲到,既要有上游的制氢规模化,又要有中游的储运以及下游的应用,燃料电池产业才能够长足发展。当然我们通过这次以奖代补政策之后,核心技术方面,也就是我们的电堆技术,我们的BOP零件。电堆里面主要是膜电极和双极板。锂电大家都很清楚,占据了95%左右的市场份额,而到了2025年之后进入后时代,市场逐步集中于电堆的技术和核心的两大领域,把氢转化为电,另外方面把电转化为氢,也就是前面图中氢能和电两个双向互动的两个核心技术。

同时我一直在提倡一个大国产化,我们的锂电走在世界最前端,我们的CAT出货量是世界第一,无锡的新岛智能也是全球第一,工艺和设备供应商购买的生产线就是由无锡新岛提供的;特斯拉电池有部门的是CAT提供的,但其工艺和设备也是无锡新岛提供的,我们国内的工艺和设备也是走在全球的前沿,同时也包括像正极材料和负极材料,同样也是走在前面的,所以我们整个的产业链其实是具备产业链的整体优势。

因此,尽管美国宣称要在2050年把锂电池产业做到50%市场份额,但其实他们整个的产业链绕不开中国很多的技术和产业,所以我一直在想,燃料电池要想发展,离不开大国产化,首先一点我们核心材料就要国产化,现在除了BOP零件全部国产化,除了膜电极里面的催化剂、质子膜没有国产化,其余零部件均要国产化。装备零件要国产化,研发要国产化,其实现在我们和相关的合作方都在大力的推广这方面,电堆和零部件的国产化,研发和测试设备的进步在这几年是非常快的,我们200千瓦及以上的燃料电池电堆系统的测试设备,部分的国内也有,但是进口设备的性能优于国内,2021年以后国内也要马上赶超上去。

还有就是大家都在讲,希望青山绿水,希望蓝天白云,可真正到了运营场景的时候,大家又说成本太高,成本由谁来支付,规模化可降低成本70%左右,没有规模就没有一起,降成本肯定是第一位的,国产化是推动车辆降成本非常重要的一步。八十年代一辆桑塔纳22万,现在比他配置高的车辆才五六万块钱,配置可能是两三倍的变化;还有货币贬值,我们八五年的20多万和现在的五六万,这个价格已经变成20年前的几分之几了,国产化是非常重要的降成本的途径。

第三,需要我们整个的工艺、材料、技术的突破来实现降本,充分运用降成本的能力,同时上下游的协同,加之我们国家法律法规的助力,这几个方面的合力可以让我们把成本降下来。我们的目标是2023年燃料电池系统的成本降低50%,到2025年再降30%,这样就可以实现和燃料车的持平。下面我举两个例子:一个是49吨的全生命周期的FCV,还有35MPa的储氢,如果氢气的价格在25块钱300公里,在这个场景当中,上面是FCV,下面是内燃机,BEV是没有优势的,还有中型SUV的场景,如果也是25块钱的售价的话,总共700块钱,也有机会实现和内燃机成本持平,当然锂电池还是要更便宜的。

最后再来看看产业化发展的新篇章,目前整个产业的发展是什么样的状态。我们在上海的氢能港有63亩地的园区,我们是在氢能港里面第一个落户投入运营使用的公司。我们在新园区里面有全方位的生产能力,我们有膜电极、电堆、燃料电池系统、储氢系统,全产业链的自主研发和自主生产能力,也实现了自动化、数字化话、柔性化。

另外就是说在整个的研发过程当中也少不了整个的虚拟评估和方针,我们从微观到宏观、从材料到系统的全尺寸和多维度仿真分析模型的考虑,这些方式方法加快了我们的技术应用,降低我们整个的研发成本。这里也可以看到我们的测试方法和能力,因此通过这么多年的努力,我们建立了强大的研发能力,从材料、短堆,长堆,我们建立了测试方法,我们全面对标内燃机的方法,同时也拥有完善的测试方法。测试能力方面,我们涵盖了开放验证和生产等功能,有效的设氢、有效的管理,对环境的适应性都有很好的布局。

我们总部是在上海,江苏常熟有我们的一个分公司叫捷氢能源科技有限公司,在北京英博有一个合资企业叫北京英博捷氢科技有限公司,内蒙古也有我们的分公司。

刚才讲过了如何降成本,就是要:核心技术的研发,产品的迭代供应链的国产化,和相关的供应链合作,以此来大幅度的降低成本,预计在“十四五”期末燃料电池的成本能够和燃油机相当。

目前我们批量提供的产品—PROME P3X,系统功率是117kW,电堆功率密度是3.7kw/L,零下30℃的低温启动,我们58个一级零部件都是百分百的国产化。下个月我们会发布M4和P4系统,敬请大家期待,谢谢大家。

 

 

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)