5月19日至21日，“第八屆中國(guó)國(guó)際儲(chǔ)能大會(huì)”在深圳隆重召開(kāi)， 來(lái)自中國(guó)、美國(guó)、德國(guó)、英國(guó)、加拿大、西班牙、日本、韓國(guó)、澳大利亞等國(guó)和地區(qū)1500余位政府機(jī)構(gòu)、科研院所、行業(yè)組織、電力公司、新能源項(xiàng)目單位、系統(tǒng)集成商等代表出席本次大會(huì)。

來(lái)自深圳市雄韜電源科技股份有限公司江海克發(fā)表了題為"氫能燃料電池發(fā)電系統(tǒng)的原材料選購(gòu)、電堆核心技術(shù)、動(dòng)力總成結(jié)構(gòu)中國(guó)低溫燃料電池發(fā)展現(xiàn)狀"的精彩演講。

演講內(nèi)容如下：

江海客：

我今天的演講的是行業(yè)環(huán)境、公司介紹、行業(yè)發(fā)展。

行業(yè)環(huán)境，我們都對(duì)燃料電池比較熟悉，剛才李老師講的有涉及PEM技術(shù)，一種低溫的發(fā)電裝置。還有SOFC，屬于那種高溫的一個(gè)發(fā)電裝置。燃料電池是高效、零排放、超長(zhǎng)續(xù)航里程的發(fā)電裝置。

深圳雄韜的主要應(yīng)用是車載電源，氫氣的來(lái)源也是一個(gè)難題，有煤和天然氣重整制氫，配上碳捕捉的裝置，有化工廢氫，雄韜在武漢基地是特別會(huì)發(fā)揮化工廢氫的優(yōu)勢(shì)，尤其是氯堿化工廠的氫。中國(guó)西北的棄風(fēng)、棄光，可以以電制氫，還有光化學(xué)的制氫。燃料電池是適合不同功率的應(yīng)用，有的比較小，比如說(shuō)軍用的單兵電源、無(wú)人機(jī)，還有之前講過(guò)日本強(qiáng)勁的熱電聯(lián)產(chǎn)的民用電源，還有應(yīng)急發(fā)電車，到了千瓦級(jí)的時(shí)候，這幾年比較火的車載應(yīng)用，比如說(shuō)本來(lái)我最早是在奇瑞的越野車裝了一個(gè)10KW，那是5年前的事，現(xiàn)在裝的都是40KW以上的裝置，能量密度越來(lái)越高，體積變小，功率變大，所以可以看這幾年中國(guó)這幾個(gè)民營(yíng)企業(yè)發(fā)展很快。再大的就是分布式發(fā)電，像剛才提到了遼寧營(yíng)口的荷蘭氫電的項(xiàng)目，也是比較有代表性的，最大的是大型電站，那是比較適合SOFC。PEMFC技術(shù)，我自己的研發(fā)方向可以做到MW級(jí)的發(fā)電站，不一定都是固體氧化物的。剛才提到的遼寧營(yíng)口的項(xiàng)目，那就是用PEMFC技術(shù)，所以可以做到。

燃料電池的性能，行業(yè)的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了規(guī)模的量產(chǎn)，像基建備電做到比較多，熱電聯(lián)產(chǎn)也是比較多，右邊的圖是不同燃料電池類型的熱交換膜，直接甲醇燃料電池，固體氧化物、堿性等，可以看到它的分布圖。到2015年還是以質(zhì)子交換膜為主。去年很流行的一個(gè)說(shuō)法，不知道今年是否還流行，全球燃料電池看中國(guó)，中國(guó)燃料電池看上海，希望你們也關(guān)注武漢。中國(guó)在燃料電池發(fā)展方面有很多政策，跟著中國(guó)政府走不會(huì)有錯(cuò)。他們有支持燃料電池發(fā)展的相關(guān)政策，主要是限制哪方面的，不是技術(shù)方面的，是功率密度方面的，就像對(duì)鋰電的能量密度有限制和要求，對(duì)燃料電池也有要求。還有一個(gè)說(shuō)法是到了2020年，燃料電池和鋰電不一樣，燃料電池補(bǔ)貼不退坡，鋰電會(huì)退坡，我們的補(bǔ)貼不退坡，但是我們的技術(shù)要求提高了。

氫能燃料電池主要的優(yōu)勢(shì)相當(dāng)凸顯，它是可再生能源，氫氣是可再生能源來(lái)源很廣泛的，前面提到了很多化學(xué)的來(lái)源，天然氣重整、甲醇重整、電解水發(fā)電等等，它是無(wú)污染的被稱之為終極能源，可以看元素周期表左上角就是氫氣，就是終極能源。更安全，相對(duì)燃油和鋰電池，氫氣容易消散，道路使用更安全。大家可能難以置信，氫氣怎么會(huì)更安全?氫氣有燃燒的比例，豐田為了推廣汽車做了很多視頻，他們對(duì)儲(chǔ)氫罐開(kāi)長(zhǎng)槍，他們從高樓上扔下去，他們做很多測(cè)試，到今天為止，我們敢說(shuō)氫氣用在交通領(lǐng)域是安全的燃料。續(xù)航里程超長(zhǎng)，能量密度很高。車載續(xù)航，續(xù)航里程達(dá)到500-1000公里。目前續(xù)航里程的設(shè)計(jì)目標(biāo)是350公里左右，加氫快，可以在3-5分鐘加滿氫氣，再回到能量密度高的說(shuō)法，有可能不是很對(duì)，氫氣雖然說(shuō)是一種終極能源，是一種無(wú)污染的能源，但是氫氣的能量密度其實(shí)沒(méi)有那么高，所以為什么我們做這行都很關(guān)心?像程老師提到的儲(chǔ)氫的技術(shù)，因?yàn)槲覀冃枰喈?dāng)大量的氫氣發(fā)一度電，如果氫氣濃縮到常溫、常壓的什么儲(chǔ)氫裝置，這是最理想的狀況。這個(gè)燃料電池相當(dāng)于一個(gè)燃料發(fā)電機(jī)，你給我們氫氣我給大家電，像燃料車一樣，有多少汽油續(xù)航里程就是多少公里。所以現(xiàn)在氫氣的儲(chǔ)存也是一個(gè)難題。目前國(guó)標(biāo)允許我們?cè)?5MPa氣壓下儲(chǔ)存氫氣，日本和德國(guó)已經(jīng)通過(guò)70MPa的儲(chǔ)氫標(biāo)準(zhǔn)了。

現(xiàn)在在國(guó)內(nèi)，中國(guó)燃料電池，汽車產(chǎn)業(yè)化，說(shuō)一下汽車的應(yīng)用。上海那邊2020年實(shí)現(xiàn)5-10個(gè)十座加氫站，燃料電池示范項(xiàng)目到三千多輛，2025年到3萬(wàn)多輛。湖北武漢，2020年聚集超過(guò)100家燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的企業(yè)。燃料電池汽車企業(yè)產(chǎn)值超過(guò)很大的數(shù)額，到江蘇蘇州，蘇州那邊也是要建設(shè)很多的加氫站。廣東云浮也有很多這方面的目標(biāo)。佛山，很多人不知道佛山，佛山南海區(qū)是中國(guó)第二大人均GDP的區(qū)，相當(dāng)于比較發(fā)達(dá)，他們比較有錢，對(duì)這方面的支持度也很大的，也在我們廣東省。

介紹一下公司情況，這邊介紹的是北京氫璞的情況，主營(yíng)業(yè)務(wù)是燃料電池電堆、電池系統(tǒng)等，現(xiàn)在有80個(gè)人，屬于國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)。右邊是我們?cè)诮K揚(yáng)州的新工廠，是中國(guó)的第一個(gè)全自動(dòng)化燃料電池電堆的生產(chǎn)線，落戶到那邊去了。

燃料電池的能效發(fā)電裝置，這邊橫坐標(biāo)是功率，縱坐標(biāo)是效率，可以看到燃料電池在比較低的功率情況下效率很高，ICE是內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)需要大功率才能達(dá)到相當(dāng)高的效率。像純電動(dòng)汽車在零轉(zhuǎn)速的時(shí)候時(shí)效最高，內(nèi)燃機(jī)需要增速比較高，這就是為什么深圳開(kāi)始推廣純電動(dòng)大巴的時(shí)候，很多老太太上這個(gè)車買菜，上這個(gè)大巴就感覺(jué)很使勁，功率很大。因?yàn)樗褪橇戕D(zhuǎn)速功率最大，不像柴油大巴慢慢上去。

燃料電池用在汽車領(lǐng)域會(huì)和其他先進(jìn)技術(shù)匹配，比如說(shuō)自動(dòng)駕駛，還有一些車聯(lián)網(wǎng)，比如全球交通電動(dòng)化是大勢(shì)所趨，燃料的技術(shù)歸類于電動(dòng)齊備。所以純電動(dòng)汽車仍然是耗電的，是國(guó)家電網(wǎng)的負(fù)擔(dān)。純電動(dòng)需要到處配置充電樁，很占地，充電很慢，燃料電池加氣站可以利用現(xiàn)有的加油站場(chǎng)地，最近通過(guò)的核電站的國(guó)標(biāo)就是加油加氫，還有充電，可以放在一起的標(biāo)準(zhǔn)。還有無(wú)人駕駛電動(dòng)化，燃料電池車載的增程器，這是屬于動(dòng)力領(lǐng)域未來(lái)的技術(shù)。比如說(shuō)車聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，物流車可以看實(shí)時(shí)的運(yùn)行的數(shù)據(jù)。

續(xù)航里程較長(zhǎng)，體現(xiàn)氫能的成本優(yōu)勢(shì)。在這邊橫坐標(biāo)是續(xù)航里程，縱坐標(biāo)是綜合成本，綠色曲線是燃料電池，然燃電電動(dòng)汽車，每公里成本的曲線圖。藍(lán)色這個(gè)曲線是純電動(dòng)汽車每公里成本的曲線圖。大家看一下這個(gè)圖，由于鋰電放電后仍然是很重，它會(huì)導(dǎo)致能量密度很低，燃料電池車載發(fā)電系統(tǒng)不光是氫能，也是“輕”之能。燃電成本曲線圖和鋰電成本曲線圖交匯處是左邊純電動(dòng)總成本便宜，右邊是燃料電池成本便宜。我們這邊續(xù)航里程較短，可以看到這個(gè)地方比較低，鋰電比較便宜，燃料電池比較便宜，你看這個(gè)曲線圖，說(shuō)明燃料電池在續(xù)航里程較長(zhǎng)的情況下，是綜合成本最便宜的一個(gè)傳動(dòng)技術(shù)。國(guó)外歷程持平點(diǎn)是兩個(gè)成本差不多的點(diǎn)。就算國(guó)內(nèi)電池便宜了一半，也會(huì)在200公里，但是今日市面的燃電貨車加滿氫氣可以跑400公里左右。

這個(gè)曲線圖為什么下降，燃料電池為什么下降?這就是補(bǔ)貼的作用。這個(gè)下降之后燃料電池持平點(diǎn)從較長(zhǎng)縮短到這里，我們200公里以上的就已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)成本優(yōu)勢(shì)。

動(dòng)力領(lǐng)域電動(dòng)化的迭代演變，這是機(jī)動(dòng)車動(dòng)力源演變的方向，演變的方向是往右邊，橫坐標(biāo)是普及時(shí)常，縱坐標(biāo)是功率，我們從這邊開(kāi)始，這是比較早期的混合動(dòng)力，動(dòng)力電池只占動(dòng)力總成的一小部分。柴油或者是內(nèi)燃機(jī)占絕對(duì)部分，比較大部分，汽油就可以配稍微大一點(diǎn)的鋰電，但是內(nèi)燃機(jī)仍然是50%以上，這邊是到所謂中等混合動(dòng)力，差不多各自一半，鋰電、動(dòng)力電池和內(nèi)燃機(jī)，到深混是動(dòng)力電池比較大。內(nèi)燃機(jī)越來(lái)越小。這邊實(shí)現(xiàn)純電動(dòng)化，這邊是發(fā)展趨勢(shì)，是全球交通發(fā)展趨勢(shì)。這個(gè)是代表氫能燃料電池在動(dòng)力總成的百分比，在增程式，也就是幾年前系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案，增程式依然以鋰電為主，有可能拿一個(gè)輕型卡車上面配了4個(gè)電池包，去掉一個(gè)或者兩個(gè)，配一個(gè)小型燃料電池。到今天國(guó)內(nèi)行業(yè)的現(xiàn)狀，就這邊的，我們現(xiàn)在在從增程式往電電混合，就是鋰電和燃電方向發(fā)展，這邊是鋰電又回到50%，燃料電池是50%，氫能汽車就是放電倍率比較高的鋰電，然后最大的動(dòng)力源就是氫能，現(xiàn)在已經(jīng)有樣車，有公司在做。豐田、本田他們都有車在做。這已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了氫能汽車。

燃料電池汽車發(fā)展的主要瓶頸，300MW到500MW，到2020年是以中等功率燃料電池與大容量電池混動(dòng)，公共服務(wù)用車規(guī)模示范，比如說(shuō)萬(wàn)輛級(jí)，然后再往多是越來(lái)越大，再就是節(jié)能新能源汽車的路線圖。燃料電池的動(dòng)力總成的燃料是什么?方案一是車載碳?xì)浠衔镏卣茪錂C(jī)，這在國(guó)內(nèi)也有人在做，有樣車，這是拿碳?xì)浠衔镏卣峒儯彩沁@個(gè)技術(shù)的瓶頸，到燃料電池可以發(fā)電。到這邊就是電控，配一個(gè)鋰電，這邊就是電機(jī)，這邊就是傳動(dòng)。方案二是車載高壓儲(chǔ)氫罐，傳動(dòng)，然后電機(jī)、電控，配鋰電，高壓儲(chǔ)氫，燃料電池和鋰電，動(dòng)力系統(tǒng)的總成設(shè)計(jì)大家設(shè)計(jì)好了，問(wèn)題是車載氫氣怎么來(lái)的。問(wèn)題是現(xiàn)場(chǎng)制氫，不能儲(chǔ)存，右邊的方案是高壓儲(chǔ)氫。

混合動(dòng)力的系統(tǒng)匹配，橫坐標(biāo)是時(shí)長(zhǎng)，縱坐標(biāo)是供電響應(yīng)，動(dòng)力電池動(dòng)態(tài)響應(yīng)比較高，但是供電時(shí)長(zhǎng)比較短，也就是純電動(dòng)汽車有可能續(xù)航里程有限，燃料電池供電時(shí)長(zhǎng)相當(dāng)長(zhǎng)，續(xù)航里程比較遠(yuǎn)，動(dòng)態(tài)相應(yīng)比較低，燃料電池是有固態(tài)的東西，業(yè)態(tài)的冷卻液，還有氣態(tài)，三態(tài)在一起，燃料電池是要升溫、升壓才能達(dá)到最佳工作狀態(tài)，所以動(dòng)態(tài)響應(yīng)是有限的，這兩個(gè)放在一起是取長(zhǎng)補(bǔ)短。這是混合動(dòng)力的汽車。

最后給大家看一下燃料電池電堆自動(dòng)化生產(chǎn)線，大家有需要可以過(guò)來(lái)參觀。非常感謝!

(本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)錄音整理，未經(jīng)本人審核)