燃料电池车,能否“燃”起来(六)

[《汽车纵横》2017年第08期], 甄文媛 发布于 2017/10/24


《汽车纵横》:除了燃料电池技术本身的挑战,当前国内燃料电池汽车的核心零部件供应商还面临哪些问题?您对当前发展中遇到的问题有哪些建议?

戴威:首先是与整车厂需求的沟通与顶层设计,比如电电混合的动力匹配,热管理系统和冷启动解决方案需要电池厂与整车厂配合,整车布置优化,关键零部件空压机、风机等等都是很大的挑战。其次是市场的需求与产品的定位,我们究竟要开发一个什么样的动力系统,这个动力系统是给谁来使用的,很多城市的补贴政策都没有明确。在国家的补贴政策中,运营车辆里程必须达到3万公里的要求给整车厂造成了很大的压力。还有就是如何找到合适的商业模式,燃料电池车型的推广不是为了推广而推广,而是我们在某些特定的场景找到一个合适的商业模式,让它自身通过市场的力量持续发展下去,早期需要通过国家的补贴政策和其他扶持将它扶上马送一程,但是最后还是要依靠市场的力量。

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关于亿华通

北京亿华通科技股份有限公司(简称:亿华通,股票代码:834613)成立于2004年,专注于氢燃料电池发动机研发及产业化的国家级高新技术企业。经过十多年的核心技术研发,公司先后承接国家“863”计划电动汽车重大专项的“燃料电池城市客车示范车开发与试验运行研究”、“可再生能源制氢及HCNG城市客车研发”项目、“新能源汽车动力总成控制器的研发和产业化”项目,联合国开发计划署(UNDP)“中国燃料电池公共汽车商业化示范”等项目,在氢燃料电池汽车整车设计、氢燃料电池发动机开发、电子控制系统开发、车用加氢站、氢能示范园的建设与运营方面取得重要成果。亿华通自主研发的氢燃料电池发动机产品应用范围覆盖:客车、物流车、乘用车、有轨电车、叉车、船舶等;当前主要合作伙伴:宇通客车、福田汽车、中国中车等国内主流整车厂。2016年,亿华通新三板正式挂牌上市,成为“中国氢能第一股”,实现中国氢能公司在资本市场的“零突破”。

走在前沿的丰田

(曹晓昂)

氢能源被公认为重要的清洁能源,氢能源车辆的普及有助于碳排放量的降低,发展氢能燃料电池是我国优化能源消费结构和保障国家能源供应安全的战略选择。目前,燃料电池在我国的发展尚处于初期阶段,技术研发和推广应用还有很长的路要走。来自丰田的经验,也许可以为我们带来启发。

“丰田认为,氢燃料电池技术拥有巨大潜力,可能成为未来动力系统的最终选择。”在一份公开声明中,丰田曾表示,“从打造世界上首款量产燃料电池汽车,到在日本引进燃料电池大巴,丰田在推广多功能交通出行应用和零排放技术方面一直是领导者。”

而关于丰田氢燃料电池车的最新的消息是,丰田北美汽车(TMNA)宣布将开展一项Porject Portal项目,研究在洛杉矶和长滩港口地区的重型货车中应用燃料电池技术的可行性。据了解,Project Portal项目的8级卡车平台以Kenworth T660为原型,并使用了量产Mirai燃料电池汽车的2个燃料电池堆栈、4个储氢罐及一个12-kW·h电池组(比雪佛兰Volt使用的电池组小)。车辆还配备了2个串联电机,可以输出670 hp(500 kW)马力和1325lb·ft(1796 N·m)扭矩,续航里程超过200英里(322 km)。在正常运行模式下,这款概念卡车在的总承重为80000(36,000 kg)

“纯电动卡车的电池重、质量大,非常占用货车的货舱空间和总承重,而燃料电池系统则是一种更好的选择。”丰田方面表示,Project Portal项目最终选择氢燃料系统,而不是其他替代能源系统,主要是考虑到排放和封装方面的要求。对比之下,油电混合动力系统仍会产生一定程度的排放,而纯电动动力系统的电池则过于沉重、庞大。“这个概念验证卡车项目的目的在于研究如何使用较小的电池,以及如何优化使用来自燃料电池和电池的能量,满足港口货运卡车的各种需求。”

事实上,丰田对于未来动力系统的基本思路是:推广普及以混合动力为代表的节能型产品,缓解能源环保的压力,积极推动以纯电动、氢燃料为代表的产业化,谋求替代能源。201412月,丰田FCV氢燃料电池轿车的量产版本——丰田Mirai(未来)在日本上市,价格是723.6万日元(含税),而美国市场是从201510月开始销售,20159月开始,欧洲也可以购买MIRAI(未来)

对于MIRAI(未来),丰田原本的计划是在2015年达到700辆,但上市后1个月内,就达到了1500辆的订单量,丰田随即上调了生产计划:2016年为2000/年;2017年是3000/年,到2020年,计划将达到30000/年。

不过丰田也同样面临着加氢站的建设问题。如果加氢基础设施跟不上,氢燃料电池汽车的大范围普及是根本不可能的。目前,日本正在建设完善中的商用加氢站共有约40个。随着丰田Mirai(美国市场中少数几款燃料电池车型之一)开始在加州正式起售,丰田也宣布将与壳牌(Shell)建立合作伙伴关系,共同在当地建设更多加氢站。

燃料电池汽车示范运行的广东样本

(甄文媛)

近期,又一批氢燃料电池城市客车在广东省云浮市城区投入运营。这距离去年在广东佛山市开通的全国第一条氢燃料电池公交运行线路还不足一年,而云浮作为佛山对口帮扶的对象,也在去年10月份迎来了市里的首批氢燃料电池城市客车。据了解,这批在广东两市公交线路上运行的氢燃料电池客车是国内首批量产产品。在国内燃料电池汽车产业化及市场推广进程中,广东的佛山、云浮示范历程给业内提供了参考样本。

首条商业示范运行线路

“三名试乘人员各持一空矿泉水瓶,分别从一辆氢燃料电池客车的排出管道处接到滴水,在一众人员的围观下干杯欢庆……”这一特写被定格在相机镜头之下,当时是201510月,具有自主知识产权的广东首辆氢燃料电池客车正式亮相之际,而这三名人员包括了时任广东佛山市委常委、佛山对口帮扶云浮指挥部总指挥的许国以及来自加拿大巴拉德公司的人员等。

自此,广东的氢能及燃料电池汽车产业化大幕开启。在不到一年的时间里,佛山市迎来了氢燃料电池公交的示范运行线路。随后,云浮也开通了氢燃料电池公交线路,投入10辆车进行试运行。这也是全国范围内首先开通的氢燃料电池公交车商业化示范运行线路,而且经监测分析,该批车辆各项技术性能指标均达到国际先进水平。据了解,目前佛山、云浮两市各县(市、区)正积极推动全面铺开氢燃料电池公交车的商业运营,计划率先实现1000辆此类公交车示范运营的目标。

目前,虽然燃料电池汽车产业化尚存在诸多问题,但经过数年发展,技术正不断成熟,多位业内专家认为,燃料电池汽车的商业化、市场化步伐应当进一步加快,而突破口正是商用车领域。

佛山、云浮两市正是看准了这一契机,依托两地对口帮扶和产业共建合作平台,相比国内大多数城市,早早进行了前瞻性创新以推进全产业链跨区域协同布局发展,到目前为止,已经建立起氢能汽车整车制造、氢燃料电池研发生产、加氢站投资建设、氢能公交车示范运行、氢能与燃料电池前沿技术与产业孵化等一批重点项目,氢能产业和新材料发展研究院建成省级新型研发机构,与中国标准化研究院共建国家级氢能及燃料电池检测实验室……这些都为当地乃至全国相关产业进入提速发展新阶段打下基础。

三大产业基地

据了解,佛山对口帮扶云浮加强了对颠覆性技术替代传统产业拐点的预判,曾委托业内权威机构组织编制《佛山云浮氢能源产业发展战略规划》、《佛山云浮氢能源产业“1135”战略部署方案》等系列规划,如何率先系统推进氢能与燃料电池技术研发与产业化?如何统筹在佛山、云浮两市延伸布局三大产业基地?如何形成跨区域的氢能及燃料电池全产业链协作发展新格局?两地早有谋划,一个庞大的氢能及燃料电池车辆产业链格局图渐渐浮现。

首先是佛山南海的广东新能源汽车核心部件产业基地,主要用于承载氢能源汽车和燃料电池关键零部件研发和产业化项目,先后引进氢能燃料电池工程中心、广顺新能源、科先精密机电等34家单位。在佛山高明的中车四方氢能源有轨电车修造基地主要推动氢能源有轨电车产业化发展和商业化运营,据介绍,全国的首条现代氢能有轨电车示范运营线路和首批8列氢能有轨机车订单就在佛山落地,而第二条现代氢能有轨电车示范运营项目则有望落户四川泸州。还有佛山云浮两市共建的氢能产业基地,主要功能是推动氢能汽车整车生产和上下游配套产业集聚发展,目前已经初步形成了以广东国鸿科技有限公司、云浮飞驰新能源汽车公司等为代表的龙头企业集群。据了解,飞驰客车原为佛山本地车企,整体搬迁云浮发展后建成投产年产5000辆氢能汽车整车柔性化生产基地,项目总投资8亿元。目前,飞驰客车自主研发的6.78.611氢能客车以及与东风特汽联合研发的4.5吨和7吨氢能物流车均已获国家工信部生产许可并予以公告,并列入《节能与新能源汽车示范推广应用工程推荐车型目录》。

为促进先进核心技术的消化吸收,加拿大巴拉德公司最新一代FC-9SSL燃料电池技术转让以及生产线项目被引入进来。资料显示,该项目(一期)年产能为20000套、30kW电堆产品,产品使用寿命可达到15000小时以上,与同类进口产品持平、比国产主流产品高300%以上,产品价格降低到进口产品的一半以下,并保持与国内同类产品较大的价格优势。目前生产线于2017630试生产成功并正式投入生产运行,产品质量达到加拿大巴拉德公司同等水平。

三大平台支撑示范推广应用

为支撑起当地新兴的氢能及燃料电池汽车产业链,确保示范推广工作的顺利进行,当地调动起各方力量搭起了三个重要平台。

据介绍,为确保资金来源充足,当地与中国建设银行共建总额为16亿元的氢能产业股权投资基金,设立总额为30亿元的氢能产业发展基金,引进对接上市企业资本共同合作推动氢能及燃料电池技术与产业向前发展,大力扶持培育氢能全产业链相关企业快速健康发展。

其次是搭建示范运营平台。具体做法包括组建“佛云”新能源交通投资发展有限公司,积极探索通过TC公交运营、金融租赁等模式促进氢能源汽车示范推广应用。资料显示,目前首批2811氢燃料电池客车已分别于去年928日和1018投放到佛山、云浮两市公交系统,在国内率先开通氢燃料电池公交车商业化示范运行,经监测分析该批车辆各项技术性能指标均达到国际先进水平,社会反响良好。现正积极推动在佛山、云浮两市各县(市、区)全面铺开氢燃料电池公交车商业运营,率先实现1000辆氢燃料电池公交车示范运营目标。

为确保运营车辆的能源补给,当地还搭建了基础设施平台。这一平台引进中广核集团深度参与佛山、云浮两市加氢基础设施网络的规划投资和建设运营,目前中广核集团与上海舜华新能源公司(德国林德集团合作方)、广东国鸿、广东联悦正在联合成立合资新公司,全面参与佛山云浮投资建设和运营的15个加氢站项目。据了解,目前前期工作已基本完成。同时,佛山、云浮部分加氢站选址规划也已初步确定。

300座与10000

据了解,在下一阶段,当地将规划建设300座加氢站,逐步构建起以珠三角区域为核心,辐射广东全省的加氢基础设施网络。这一举措也有利于促进广东省研究出台全省氢燃料电池汽车加氢站发展总体规划,在现阶段大规模推进充电桩建设的同时,同步推动加氢站布局建设。

在车辆推广方面,当地还将重点推动10000辆氢燃料电池汽车的普及,推动将氢燃料电池汽车纳入广东省新能源汽车推广应用实施计划,明确氢燃料电池汽车在新能源汽车推广计划当中的具体占比,并结合广东省各地经济发展和汽车保有量等制定下达年度推广任务,落实地方政府本地区推广应用主体责任,并建立相应考核指标体系,重点通过TC模式等,率先推进氢能汽车在公务、公交、出租、市政、邮政、物流等公共服务领域的规模化、商业化应用,带动氢能汽车尽快普及。

在资金保障方面,联合广东省建行、广东粤财投资控股有限公司组建总规模为100亿元的珠江西岸先进装备基金下属氢能产业发展投资子基金,专项用于扶持推动氢燃料电池汽车推广运营和加氢基础设施建设,为300座加氢站建设和10000辆氢燃料电池汽车推广运营计划提供资金支持。

此外,通过抓好创新驱动提升氢能产业发展核心竞争力,抓好全面布局以深化氢能全产业链协调快速发展也是当地下一阶段产业发展的重要任务。

关于发展燃料电池车的问与答

(曹晓昂)

由于工作原因,中国汽车工程研究院技术经济咨询部市场分析师吕一星可以接触到大量关于汽车产业未来发展的资料和分析报告,形成了自己独特的看法,近期,就燃料电池车的发展问题,本刊记者与吕一星分析师进行了探讨。

《汽车纵横》:为什么看好燃料电池车的发展?

吕一星:因为现在的电动汽车有很多难以克服的致命缺陷,第一是充电时间长,如果采用超高压电流的快充技术缩短充电时间,电池寿命又会大幅衰减。更换电池有高昂的成本;第二是电动车和传统内燃机汽车有个本质性差别:传统内燃机汽车无论是烧汽油还是烧柴油(也包括液化天然气),随着燃油的消耗和减少,车会逐渐变轻。但电动车不行,你充满电是多重,电用完了还是多重。随着奔跑里程的增加,其续航里程的边际效应是递减的。普通的民用乘用车这个问题还好一点,对于整备质量重的大巴、卡车来说,这个缺点几乎是致命的——光布置电池都已经占用了成吨的重量了,你还指望它有多强的运载能力吗?不可能的。只有氢燃料电池可以解决这个问题。

《汽车纵横》:成本问题如何解决?

吕一星:燃料电池的成本、建设加氢站的成本要降低到可以实现商业化应用,需要巨大的投入。必须由国家统筹,从战略层面进行长期投入和支持。这既需要雄厚的财力,也需要国家领导人的远见卓识。

就我的看法来说,我认为氢燃料电池车要把成本降低到可以投入大规模商业化应用,需要8-10年时间。如果在这8-10年的时间,国家从战略层面进行统筹,通过市场化机制进行产学研融合去发力,氢燃料电池车的成本是可以降下来的。

《汽车纵横》:有一种观点认为,外资品牌掌握着燃料电池车的关键技术,因此我们没必要继续发展?

吕一星:传统内燃机汽车的大部分核心技术也在外资品牌;电动车的大量核心技术同样如此,但也没有必要说大量核心技术在外资品牌手里,我们就不发展了。

《汽车纵横》:对于燃料电池车的未来发展,怎么看?

吕一星:在《节能与新能源汽车技术路线图》中,氢燃料是一个长远的发展方向,但它是不是能胜出,需要通过市场竞争去“赛跑”。从我个人的角度讲,我是支持氢燃料电池的技术路径的,但我认为无论是氢燃料电池车的开发,还是加氢站的建设和运营,可以先从大巴、大型运载车辆等商用车逐步进行推广和实验,在运营一段时间后,根据运营中暴露出的问题去逐步改进。

 

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