中国电动汽车百人会| 张夕勇:探寻氢燃料电池汽车商业化路径

探寻氢燃料电池汽车商业化路径
张夕勇
北汽集团总经理
我从整车厂这个角度给各位领导、各位嘉宾交流分享三个方面的内容。
第一个是北汽集团的实践和布局。北汽非常重视氢燃料电池的技术储备和推广运营工作,特别是在商用车领域取得了突出成绩。北汽福田早在2006年就和清华大学、北京亿华通科技公司组建了联合研发团队,承担国家863计划氢燃料电池客车研发工作,并在两年之后成功推出了第一代氢燃料电池客车,服务于2008年北京奥运会。2014年,第二代12米氢燃料电池客车上市,目前已经具备车辆商业化运营基础条件。2016年,第三代8.5米氢燃料电池客车上市,前不久我们在张家口交付了49辆氢燃料电池公交车,下一步,张家口市计划结合2022年冬奥会,将相当比例的公交车替换为氢燃料电池客车。关于氢气供应保障,目前,亿华通在张家口的加氢站能力是每天4吨左右,可以满足300辆公交车的需求。
我们和河北建投就利用其在张家口的风电制氢开展合作,目前,河北建投风机装机容量已经达到300多万千瓦。经过多年积累和迭代,福田累计交付氢燃料电池客车超过150辆,累计运行里程超过10万公里,在长距离续航,1700米高海拔爬坡动力等各种工况下,安全性、可靠性、经济性都得到了很好的证明,这也为福田氢燃料电池客车进一步市场推广奠定了好的基础。面向2022年北京冬奥会,续驶里程超过450公里的第四代氢燃料电池客车和续航里程超过350公里的第二代氢燃料电池物流车正在开发。
乘用车方面,北汽集团已经确立了氢燃料电池乘用车未来发展规划。北汽研究总院的研发团队正在积极开展工程技术研发,建设燃料电池发动机系统和整车集成的自主开发能力。
面向未来,我们提出了全面氢能源化的发展战略,坚持纯电、混合动力和氢燃料三条技术路线并举,推动产品技术、产业链布局和服务生态的全面氢能源化。面对氢燃料电池的瓶颈,北汽下一步将秉承创新、开放、共享的发展理念,推动自主创新 + 协同创新 + 以点带面多措并举。具体做法:
一是依托国家级新能源汽车创新中心,打造国际一流的科研成果转化和产业化的平台,与国内优秀氢能企业、互联网创新企业、高校和科研院所一起,加快自主创新,突破基础共性技术和核心技术,与今天的会议主题十分吻合。
二是深化合资合作,实现优势互补。北汽目前正在瞄准氢能产业链的关键环节,积极开展对外合资合作,加快核心技术攻关、技术储备和产品的开发步伐,打造氢燃料电池汽车的产业链平台。
三是探索以点带面,构建产业生态。北汽以2022年北京冬奥会为契机,以商用车为切入点,联合氢能产业链各个环节,在有资源优势和应用需求的区域内,推动示范运营。
第二个方面是关于氢能燃料电池路径的几点思考。面向未来,技术路线是终极问题。技术路线的挑战和颠覆是根本性的,在众多技术路线较量中胜出,必须在技术上、成本上取得优势,在商业模式上走得通。这是一个复杂的模型,要高度关注。具体我们认为在氢燃料电池汽车的商业化方面要过三道关:
第一道关是技术关,目前氢燃料电池汽车的电堆体积功率密度、低温性能、气瓶压力等核心指标方面还有很大的提升空间。质子交换膜、双极板、高压气瓶等核心部件,从目前领先和追赶的企业指标上就能看出来差距。目前氢燃料电池汽车的发展阶段与十年前的纯电动汽车的发展阶段基本相似。随着各方面的重视和投入,氢燃料电池汽车技术、性能将在未来几年有望取得巨大突破。
第二关是成本关。目前从材料购置成本和使用成本的角度来看,氢燃料电池汽车都高于纯电动汽车,更无法和传统燃油汽车来竞争。在材料购置成本方面,国内商用车的电堆价格大约在每千瓦1.5万元钱左右,一个30千瓦的电堆价格在50万元左右,60千瓦的电堆价格接近100万元,已经占到了整车价格的一半以上。而同样性能的纯电动汽车动力电池的价格仅是其30%左右,是按目前1.2元一度电来算的。
在使用成本方面,不同国家的资源禀赋、技术水平不同、氢气的制备方面存在差异,导致终端用户的价格差距比较大。总体来看,目前可再生能源制氢将成为主流,风光电制氢在部分地区有一定的发展机会。目前国内氢气市场价格较低的是每公斤40块钱左右,其中运输价格就占到了相当的比例。国内采用高压气瓶运输,每车运输两百多斤氢气,每百公里的运输成本是五元。美国采用液氢运输,每车运输4—5吨,每公斤百公里运输成本不到1元钱。以公交车为例,每公斤40元钱的气价,每度0.5-1元钱的电价,每升6.8元的柴油价格来测算,氢燃料电池使用成本也比纯电动汽车高出一倍以上,比传统燃油车高出50%以上。从未来发展来看,如果要过成本关,在车辆方面必须通过技术升级和扩大规模,大幅度降低电堆价格至每千瓦500元钱以下。从氢气价格方面,要通过制氢成本和液氢储运技术的进步,将终端氢气使用价格下降到每公斤15元钱以下,这是目前按照电价和电池价格的初步推算。
第三,要过商业模式关,也就是场景关。从产品本身特点来看,氢燃料电池汽车在300公里以上长续航里程的使用场景更具优势。从制氢、储备、加注来看,条件好的地区,在制氢场所100公里内集中布局加氢站比较科学合理。氢气用量尽量稳定,避免大幅度波动。结合上述特点,可以勾勒出氢燃料电池汽车面向商业化的场景。比如中远途物流和小范围物流,比如公交车、班车、摆渡车、出租车、叉车等。国内部分城市已经推动这些方向。
结合以上三道关,我们判断,随着未来几年整车成本大幅度下降,示范推广有望在部分地区和应用场景中迅速增加。但从长期来看,氢气的价格、总产能和产能的区域布局,将影响氢燃料电池汽车在多条技术路线上的地位。
最后对未来的发展提三条建议:
第一,组织国内汽车企业、能源企业、科技企业和研发机构、高校,通过组建产业联盟,设立专项基金,技术引进、技术合作、产业孵化等方式,支持基础共性技术的研究和核心关键技术的研究,为技术突破提供有力支撑。
第二是综合考虑氢能和氢燃料电池汽车在全生命周期的能源效率、减排效果,利用补贴、税收、碳交易等政策杠杆,支持氢燃料电池汽车的加快推广。
第三是综合考虑制氢的条件、减排需求等因素,选择一批城市开展氢燃料电池汽车的推广试点。从细分市场确定商业推广、加氢设施建设等方面。从政策引导、推广规划、推广运营补贴等方面,加强政策引导和支持。探索加氢站和加油站、充电站合建的建设模式,解决加氢站城市用地比较难和安全管理问题。