上汽捷氫盧兵兵：油改氫勢(shì)在必行
來(lái)源：原創(chuàng) 2020-09-15
上海捷氫科技有限公司成立于2018年6月，是上汽集團(tuán)整合集團(tuán)內(nèi)外資源以加快燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展而成立的全資子公司。
捷氫科技作為中國(guó)氫燃料電池技術(shù)研發(fā)的“領(lǐng)跑者”，堅(jiān)持自主開(kāi)發(fā)，目前掌握從電堆核心零部件開(kāi)發(fā)（雙極板、膜電極）、電堆集成、燃料電池系統(tǒng)集成到動(dòng)力系統(tǒng)集成、整車集成的完全正向開(kāi)發(fā)能力，已完成多款燃料電池電堆和系統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，功率涵蓋30kW~130kW以上，廣泛應(yīng)用于乘用車、輕型客車、城市客車和輕中重型卡車等諸多領(lǐng)域。
其全新一代電堆產(chǎn)品—PROME M3H，其功率高達(dá)130kW，功率密度達(dá)3.8kW/L， 58個(gè)一級(jí)零部件全部國(guó)產(chǎn)化，自主化程度和國(guó)產(chǎn)化率均達(dá)到了100%。
在今日由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)舉辦的第五屆國(guó)際氫能與燃料電池汽車大會(huì)上，盧兵兵以“中國(guó)燃料電池客車示范推廣應(yīng)用及面臨的實(shí)際挑戰(zhàn)”為主題，從為什么油改氫是勢(shì)在必行的策略、燃料電池重卡經(jīng)濟(jì)性以及捷氫科技的產(chǎn)品和服務(wù)優(yōu)勢(shì)三個(gè)方面做了演講。
第一元素網(wǎng)整理了其核心觀點(diǎn)，以供讀者參考。
1、中國(guó)在2035年以后逐步降低碳排放的挑戰(zhàn)非常巨大，氫能未來(lái)將成為終端能源的主體，氫能是中國(guó)降低碳排放以及實(shí)現(xiàn)安全、高效能源體系的關(guān)鍵；
2、燃料電池汽車的四大特點(diǎn)：全過(guò)程零排放、長(zhǎng)續(xù)航、高環(huán)境適應(yīng)性、便高利性；
3、燃料電池在商用車領(lǐng)域率先使用的三大原因：當(dāng)前燃料電池功率水平下商用車的布置更加方便、商用車排放問(wèn)題嚴(yán)峻、鋰電不適合重卡；
4、當(dāng)氫氣價(jià)格達(dá)到20元/公斤時(shí)，燃料電池汽車整個(gè)生命周期的經(jīng)濟(jì)性將會(huì)非常好；
5、鋼鐵園區(qū)、化工園區(qū)、煤炭礦區(qū)、港口、機(jī)場(chǎng)等場(chǎng)景將率先實(shí)現(xiàn)燃料電池商用車的大規(guī)模應(yīng)用；
6、燃料電池的開(kāi)發(fā)是一個(gè)top down的過(guò)程，捷氫科技采用正向開(kāi)發(fā)建立了完全自主的燃料電池的核心技術(shù)；
7、燃料電池需要從三個(gè)方面來(lái)降低綜合成本：一是從技術(shù)上降低成本；二是通過(guò)上下游協(xié)同來(lái)推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)進(jìn)步，減少重復(fù)投資從而降低成本；三是推出與大規(guī)模生產(chǎn)、應(yīng)用相適應(yīng)的法律法規(guī)來(lái)降低成本。
以下為盧兵兵演講全文：
今天主要給大家講三個(gè)方面：第一個(gè)方面我們來(lái)看看為什么油改氫是一個(gè)勢(shì)在必行的策略，同時(shí)我們來(lái)看看燃料電池重卡目前經(jīng)濟(jì)性情況怎么樣，第三給大家介紹一下我們捷氫的產(chǎn)品和服務(wù)優(yōu)勢(shì)怎么樣。
為什么說(shuō)油改氫勢(shì)在必行？大家可以看到我們?nèi)祟惿鐣?huì)的發(fā)展史也就是整個(gè)能源密度不斷的提高，同時(shí)又是一個(gè)去碳從氫的過(guò)程，大家可以看到煤炭時(shí)代這幾個(gè)時(shí)代，碳的比例不斷降低，氫的比例不斷提升，零排放的全部是氫氣的。
目前我們國(guó)內(nèi)也存在幾個(gè)問(wèn)題，首先就是我們的能源消費(fèi)持續(xù)增長(zhǎng)，其次我們目前的能源還是以化石能源為主，那也就是碳排放壓力非常大，巴黎氣候協(xié)議里面對(duì)中國(guó)的壓力也很大，怎么樣在2035年以后達(dá)到高峰，到最后逐步往下減這個(gè)面臨巨大挑戰(zhàn)。
另外可再生能源這幾年得到了充分的發(fā)展，目前整體比例還是比較低的，大概占15%，同時(shí)可以看到，也就是路網(wǎng)以及其他電場(chǎng)發(fā)的沒(méi)有路網(wǎng)的電是500億度電左右，這個(gè)和目前整個(gè)能源的效率和安全不匹配的。講到效率這邊，每個(gè)GDP單位產(chǎn)量能量消耗比平均水平還要高1.5倍，所以我們必須要進(jìn)行能源革命，提供安全高效的能源體系。
為什么說(shuō)燃料電池或者氫氣在這個(gè)能源結(jié)構(gòu)里面這么重要呢？大家從左上角的圖中可以看到，右側(cè)是傳統(tǒng)能源，當(dāng)中是一個(gè)氫能，左上角是一個(gè)電網(wǎng)，其實(shí)氫氣可以在這個(gè)里面做到一個(gè)很好的轉(zhuǎn)換介質(zhì)和媒介的作用，我可以把石化能源轉(zhuǎn)換成氫氣，同時(shí)氫氣和電可以用燃料電池發(fā)電，同時(shí)有多余的電可以通過(guò)電解水把它制氫，所以說(shuō)燃料電池具有低碳、安全、高效清潔的作用，也就意味著它的這些優(yōu)勢(shì)可以作為能源轉(zhuǎn)換媒介，使它在我們的交通工業(yè)建筑許多領(lǐng)域發(fā)揮應(yīng)有的作用，將氫能納入終端能源體系，未來(lái)將會(huì)成為終端能源的主體，并帶來(lái)十幾萬(wàn)億的新興產(chǎn)業(yè)。
那大家說(shuō)為什么燃料電池汽車會(huì)在商用車領(lǐng)域率先使用呢？大家都非常清楚，燃料電池的四大特點(diǎn)，首先是零排放，這個(gè)不光是在使用過(guò)程當(dāng)中，包括在報(bào)廢以后整個(gè)對(duì)環(huán)境的污染也是零排放的，這個(gè)和鋰電池比起來(lái)有一個(gè)巨大的差異，鋰電池還要進(jìn)行回收。長(zhǎng)續(xù)航，這是針對(duì)鋰電池車?yán)锍探箲]和充電焦慮而言。多環(huán)境的適用性是指它具有零下40度到零上50度的工作環(huán)境，它可以根據(jù)具體環(huán)境適用，因?yàn)殇囯姵卦诘蜏丨h(huán)境下有低溫衰減的特點(diǎn)，而燃料電池沒(méi)有這個(gè)特點(diǎn)，所以也適合于低溫使用。便利性是指跟充電時(shí)間比，它3-5分鐘加氫的時(shí)間和燃油車加油的時(shí)間相媲美。
那為什么會(huì)在商用車領(lǐng)域率先使用呢？目前碰到的第一個(gè)問(wèn)題就是基礎(chǔ)設(shè)施，乘用車是滿天飛的，一天在A城市一天在B城市，后天不知道在哪里，商用車相對(duì)固定，我只有在固定行駛范圍內(nèi)有一個(gè)加氫站就可以比較好的解決這個(gè)問(wèn)題。目前燃料電池還在發(fā)展的初期階段，所以說(shuō)它將來(lái)的功率密度不斷提升，相對(duì)來(lái)說(shuō)還有巨大的空間，目前來(lái)說(shuō)它的功率密度還不是足夠高，所以說(shuō)它在整車布置里面相較于轎車，尤其是ABC級(jí)車部署還是比較困難，所以到D級(jí)車以及大的SUV相對(duì)布置容易，商用車布置相對(duì)比較方便。
一輛卡車的排放相當(dāng)于200輛轎車的排放，因?yàn)楝F(xiàn)在轎車排放都走在世界前面，所以它的排放已經(jīng)足夠好了，而我們的商用車可能還在國(guó)III、國(guó)IV，所以一輛卡車你們也可以看到排放量清清楚楚如果從節(jié)能減排來(lái)說(shuō)，它的效果更好，所以國(guó)家也向中重卡去傾斜。
后面也有具體的數(shù)據(jù)，我們?nèi)剂想姵卣麄€(gè)儲(chǔ)能的特點(diǎn)以及功率密度的特點(diǎn)，以及它的長(zhǎng)期里程的特點(diǎn)，可以很好地克服鋰電池現(xiàn)在在中重卡領(lǐng)域技術(shù)路線的不足。
再來(lái)看看目前整個(gè)國(guó)內(nèi)商用車對(duì)環(huán)境壓力的問(wèn)題，大家從左邊這張圖可以看到，藍(lán)的柱子從一氧化碳、碳?xì)浠衔铩㈩w粒物來(lái)說(shuō)，這個(gè)里面它做出的負(fù)面貢獻(xiàn)是不斷上升的，右邊這張圖大家可以清楚地看到，中重卡如果到顆粒物PM排放的話，中重卡已經(jīng)占到60%的排放，所以說(shuō)如果我們能夠把中重卡的柴油機(jī)污染問(wèn)題解決的話，其實(shí)對(duì)中國(guó)的藍(lán)天保衛(wèi)戰(zhàn)和青山綠水的貢獻(xiàn)是巨大的。
同時(shí)看看國(guó)內(nèi)目前重卡大概一年是怎么樣的規(guī)模。從17年開(kāi)始目前基本上徘徊在110萬(wàn)輛上下，為什么鋰電池和燃料電池比有它的弱勢(shì)呢？假如我們選40噸的卡車，如果按570km續(xù)航里程的話，它的鋰電池重量要達(dá)到5噸，如果同樣的續(xù)航里程，應(yīng)用燃料電池的話是3.0噸，光這個(gè)驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力系統(tǒng)重量就差2噸。從18噸的重卡舉個(gè)例子，續(xù)航里程570km是3.7噸，如果用燃料電池的話1.3噸，這里就差2.4噸，大家知道如果多2.4噸有效載荷比例顯著下降，同時(shí)始終多承載一個(gè)2.4噸的鐵疙瘩，對(duì)能源的消耗也是一個(gè)巨大的浪費(fèi)。
同時(shí)國(guó)家也在不斷推出我們?nèi)绾喂?jié)能減排從鼓勵(lì)政策上，或者是治污的性質(zhì)措施上也在給這個(gè)行業(yè)加緊去污染，去柴油機(jī)。
另外來(lái)看看，大家都說(shuō)到這樣的話，那是不是會(huì)忽如一夜春風(fēng)來(lái)，燃料電池重卡會(huì)馬上滿天飛？其實(shí)也不會(huì)，因?yàn)檫@里存在著一個(gè)巨大的問(wèn)題是什么呢？是成本。為了比較好的去測(cè)算整個(gè)燃料電池重卡的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題，我們做了一個(gè)分析，一個(gè)叫TCO，就是整個(gè)生命周期里面所有的使用成本，這里涵蓋了購(gòu)車成本、政策補(bǔ)貼收入以及使用成本、維保成本、殘值和它的維修管理費(fèi)用，對(duì)三個(gè)不同的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)形式ICEV，BEV還有FCV，大家可以看一下是怎么樣的結(jié)果。
如果基于像采用我們捷氫內(nèi)部的390系統(tǒng)，500km續(xù)航里程，儲(chǔ)氫量29公斤，生命周期行駛50萬(wàn)公里，整個(gè)殘值的話做相應(yīng)的處理，18噸運(yùn)輸車按照每公里油耗28升，柴油按5.1元每升，純電消耗每百公里85千瓦時(shí)，電價(jià)取1元錢平均，續(xù)航里程是500公里，燃料電池是每百公里綜合工況按照5公斤，氫氣價(jià)格取40塊錢每公斤的話，大家可以看到，內(nèi)燃機(jī)整個(gè)生命周期里156萬(wàn)，純電動(dòng)173萬(wàn)，燃料電池273萬(wàn)，基于目前的假設(shè)來(lái)說(shuō)燃料電池的成本肯定是比另外兩種動(dòng)力高。
那有沒(méi)有其他的辦法可以讓這個(gè)成本降下來(lái)？現(xiàn)在國(guó)家也在考慮各種各樣的支持政策，所以說(shuō)一方面考慮，如果能夠考慮燃料電池系統(tǒng)的補(bǔ)貼和免過(guò)路費(fèi)的話，依然按照40塊錢每公斤的氫氣價(jià)格，最右邊FCV的價(jià)格已經(jīng)比內(nèi)燃機(jī)的便宜了，所以結(jié)合政策的支持，中重型卡車18噸的車型是具備一定的可行性的。
再加上假如哪一個(gè)區(qū)域里面它有氫氣的價(jià)格可以到20塊錢左右，那樣的話大家可以看到FCV價(jià)格將補(bǔ)貼和過(guò)路過(guò)橋費(fèi)減免的話可以到1百萬(wàn)，就是整個(gè)生命周期里面，剛才日本的白井俊行先生講的，2030年，3美金每公斤，2050年2美金每公斤，3美金公斤也就是21塊錢，這個(gè)假設(shè)和特殊環(huán)境下我們的假設(shè)其實(shí)是一致的，所以說(shuō)大家在氫氣價(jià)格可以到20塊錢左右的時(shí)候，燃料電池的經(jīng)濟(jì)性會(huì)顯示，所以我們?nèi)剂想姵叵到y(tǒng)本身系統(tǒng)要不斷提升，成本不斷降低，同時(shí)制氫、儲(chǔ)氫、加氫、運(yùn)氫各個(gè)環(huán)節(jié)大家共同努力，把氫氣的價(jià)格降下來(lái)的話，可以大大提升燃料電池汽車的保有量。
再來(lái)看一個(gè)42噸的情況，如果在沒(méi)有補(bǔ)貼的情況下，目前這個(gè)情況大概燃料電池753萬(wàn)，純電動(dòng)車388萬(wàn)，內(nèi)燃機(jī)是365萬(wàn)。如果我們考慮到燃料電池系統(tǒng)的補(bǔ)貼和過(guò)路過(guò)橋費(fèi)一定的減免的話，可以降低1百多萬(wàn)，燃料電池整個(gè)的生命周期總成本大概605萬(wàn)。
再來(lái)看看，如果是我們有辦法獲得20塊錢每公斤的氫氣的話，其實(shí)大家說(shuō)的重卡，42噸是一個(gè)主流的重卡，所以很多牽引車、渣土車等許多車型，也包括集裝箱的那些車子都是42噸的話，在一定的補(bǔ)貼情況下，還是有機(jī)會(huì)從經(jīng)濟(jì)性上比內(nèi)燃機(jī)好的，當(dāng)然后續(xù)我們整個(gè)業(yè)內(nèi)人員還要考慮，如何在沒(méi)有補(bǔ)貼的情況下我們的經(jīng)濟(jì)性依然可行？大家有不同的應(yīng)用場(chǎng)景，在整個(gè)車輛的使用有即時(shí)配送，有0到5公里需求，有同城的，有2百到5百公里，還有5百公里以上的，所以燃料電池車更多應(yīng)該在城際和省際發(fā)揮它中重載和長(zhǎng)續(xù)航的優(yōu)點(diǎn)。這又碰到另外一個(gè)問(wèn)題，加氫站在我行駛的過(guò)程當(dāng)中能不能在我需要的時(shí)候加到氫氣？
在哪些場(chǎng)景會(huì)率先相對(duì)比較大規(guī)模的燃料電池整車應(yīng)用落地呢？我們歸納了幾個(gè)：鋼鐵園區(qū)、化工園區(qū)、煤炭礦區(qū)、港口、機(jī)場(chǎng)。這些結(jié)合了氫氣的供應(yīng)，也結(jié)合了相對(duì)封閉的園區(qū)里面，我們可以比較容易形成氫氣的獲得性問(wèn)題。
再看看捷氫快捷通過(guò)這么多年的發(fā)展，目前整個(gè)產(chǎn)品和服務(wù)處于怎么樣的情況。通過(guò)這么多年的努力，我們?cè)?月24號(hào)也發(fā)布了我們的產(chǎn)品，目前我們的峰值功率密度130，體積功率密度達(dá)到3.8，低溫啟動(dòng)是零下30度，我們采用超薄的金屬板，超薄的質(zhì)子交換膜，鉑載量低于0.3克。大家看起來(lái)比較簡(jiǎn)單，但是由58個(gè)零件組成的，現(xiàn)在我們58個(gè)零件可以做到自主化設(shè)計(jì)和研發(fā)，同時(shí)一級(jí)零件全部實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化。
我們從公司成立之初就得益于，因?yàn)槲覀兪莵?lái)源于汽車行業(yè)，我本人也是在汽車行業(yè)從業(yè)了24年，對(duì)于汽車零部件開(kāi)發(fā)、整車開(kāi)發(fā)應(yīng)該說(shuō)相當(dāng)熟悉，我們一開(kāi)始就制定了非常嚴(yán)苛的燃料電池系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程，我們有測(cè)試認(rèn)證，對(duì)所有的系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。我們的耐久測(cè)驗(yàn)已經(jīng)跑了1000多小時(shí)，循環(huán)工況8872小時(shí)，啟停次數(shù)898次，加載次數(shù)39.9萬(wàn)，降載次數(shù)30.2萬(wàn)，耗氫質(zhì)量6噸多。右邊的圖是我們測(cè)試的功率圖，8872次的循環(huán)就是按照里面的這個(gè)圖功率輸出進(jìn)行的耐久測(cè)試。
燃料電池的開(kāi)發(fā)其實(shí)是一個(gè)top down的過(guò)程，我們從整車需求分解到系統(tǒng)，分解分到零件，然后我再根據(jù)正向設(shè)計(jì)，從材料的選型，到零件一級(jí)，再分系統(tǒng)一級(jí)的，再做測(cè)試，滿足了再做下一級(jí)，所以這樣我們就建立了完全自主的燃料電池的核心技術(shù)，從催化劑、交換膜到所有的零部件設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的正向開(kāi)發(fā)。
另外我們一直秉承著應(yīng)用一代、開(kāi)發(fā)一代和規(guī)劃一代這個(gè)原則，不斷提升我們的性能，同時(shí)降低我們的成本，來(lái)提高我們整個(gè)產(chǎn)品和服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)力，從這個(gè)圖上可以看出來(lái)，我們會(huì)生產(chǎn)一代、應(yīng)用一代，同時(shí)通過(guò)我們的產(chǎn)品去開(kāi)發(fā)一代，同時(shí)我們會(huì)規(guī)劃一代，將來(lái)要對(duì)規(guī)劃的新機(jī)技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)和新機(jī)價(jià)格進(jìn)行開(kāi)發(fā)，我們會(huì)一步一步來(lái)推出新一代的產(chǎn)品。
大家講到燃料電池，現(xiàn)在從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，并不是說(shuō)這個(gè)技術(shù)不可行，其實(shí)現(xiàn)在最大的障礙除了加氫站以外，最重要的還是成本，所以成本有兩個(gè)方面，燃料電池要不斷降低成本，同時(shí)氫氣也要降低成本，作為燃料電池的供應(yīng)商我們也要降低成本，那無(wú)外乎就是4個(gè)方面：首先是技術(shù)，然后是工藝技術(shù)材料的突破，還有國(guó)產(chǎn)化，國(guó)內(nèi)化降本是非常明顯的驅(qū)動(dòng)因素，還有一個(gè)我個(gè)人認(rèn)為產(chǎn)業(yè)園區(qū)整個(gè)上下游的協(xié)同，大家共同來(lái)推動(dòng)整個(gè)產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步，那可以少重復(fù)投資，少重復(fù)做很多東西，那也可以降低我們的成本。其實(shí)還有一點(diǎn)，第五就是法律法規(guī)的匹配，我們與大規(guī)模的生產(chǎn)、應(yīng)用相適應(yīng)的法律法規(guī)的推出，其實(shí)對(duì)成本降低也是有非常大的好處。
我們目前是自適應(yīng)的，我們可以非常靈活的布置，同時(shí)我們的操作系統(tǒng)和布置也是采用了很多自適應(yīng)的技術(shù)和智能化的技術(shù)，可以更廣泛地進(jìn)行匹配，目前在中重卡方面配了12噸的物流和底盤，42噸的牽引。這是業(yè)內(nèi)的，業(yè)外我們也和東風(fēng)有合作，包括福田，謝謝大家！
