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余卓平:碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望

时间:  2021-05-24 18:23   来源:  氢智会    作者:  Summer

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2021年5月21日,长三角氢能科技高峰论坛在上海科学会堂举行。现场来自长三角多个城市,以及北京、山东等地燃料电池行业的政、产、学、研、投等各方面代表100多人,与在线观看直播的十万余(人次)通过氢能基础研究、产业应用规划和技术开发等全产业链协同发展研讨。

会上,中国氢能联盟专家委员会主任、同济大学教授、上海智能新能源汽车科创功能平台有限公司董事长余卓平发表了主题演讲,以下为演讲实录:

余卓平:碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望

回顾历史,作为当事人的我还是很激动,讲起燃料电池的活动,今天我特别高兴,高朋满座。我曾经有一次大概是2013年也主持燃料电池的交流会,在场只有3-5个人,很惨淡,有高峰期,有低谷期,但是新一轮的热潮我相信能够持续下去,今天来交流一下碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望》,现在这些信息确实非常鼓舞人心,分三个方面。

一、碳中和目标在全球已经形成共识

44个国家已经承诺碳中和目标,我国宣布2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和,所以这个全球共识已经非常明确,也成为了驱动全球能源转型的非常大的驱动力。

余卓平:碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望

氢能在能源体系里面刚才张院士介绍了很多优点,我也不拉开了,最重要的优点是减碳,实际上可再生能源将来在新能源体系中发挥重要作用,但是由于电的不可储存性,现在的储能技术还没有到非常大规模大功率储能的阶段,所以大家的目光放在氢能上,可再生能源的大规模推广、大规模应用将来一定和氢能的发展紧密联系在一起。在这个背景下,大家可以看到氢能的发展也成为全球共识。占全球GDP一半以上的27个国家里面,16个已经全面制定了氢能的发展战略,11个正在制定中,包括我们国家,我们国家的氢能战略本来是在去年要出台的,相信在今年应该会出台,所以我们讲发展低碳经济的氢能源也成为全球的主要趋势。

刚才讲到氢的来源非常广,所以到底是带碳的氢还是脱碳的氢,这又是一个现在议论非常多的事情,但是现在这一点共识是一样的,将来的氢气一定是紧密的和可再生能源绑在一起,所以中国的氢能联盟在去年做了一件非常有意义的事情,就是整个氢能联盟在全球应该说是代表中国率先发布了《低碳氢、清洁氢和可再生氢的标准及认定》,也就是说将来的氢,我们把氢的含碳量为依据,将来的氢气是带碳来发布的,所以中国在这一点是走在全球前列。

在此大背景下,全球越来越多的国家在布局低碳清洁的制氢项目,全球启动清洁氢的制氢项目非常多,在座的原来是讲燃料电池汽车大部分是在装备业里,下一轮我们认为在氢能领域的发展更加令人鼓舞,发展速度会更快。

余卓平:碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望

当然在交通领域,我们一直在讲燃料电池汽车是不是拉动这一轮氢能发展的火车头,氢作为能源来看待最早就是作为燃料电池的拉动下出现的,因为它要取代石油作为新型汽车燃料,电动车如果是纯电动车是电力,燃料电池汽车就是氢作为燃料取代石油,所以氢能在交通领域的发展正在稳步推进。这两年燃料电池汽车的保有量和销售量稳步上升,20年前我们搞联合国的燃料电池推广项目的时候,第一轮准备在北京和上海同时拉动,但是没有这个钱,160万美元还是欧元一辆的燃料电池大客车,最后我们只买了3辆在北京运行,第二期结合世博会在上海运行,但是由于自主创新技术的拉动,我们在上海世博会期间运行了200辆燃料电池汽车。

加氢站的部署,这两年在中国我们觉得特别兴奋,2018年全国没有几所加氢站,就这三年现在已经一百多座了,而且最近听说能源巨头中石化宣布1000个加氢站紧锣密鼓地在布局建设中。所以氢能发展的大石头确实令人鼓舞,我相信这也是今天高朋满座的很重要的原因。

二、碳中和目标下我国低碳清洁氢能发展愿望

氢能联盟刚刚把2020年中国氢能白皮书准备好,所以这个章节基本上我是把白皮书成果在这里作一个宣传和介绍。

第一,中国氢气产能约4100万吨,产量3342万吨,但是制氢的分布也比较均匀,制氢分布有西北、华北和华东三大块,但是总的来讲还是比较均匀的,但是大家可以看它的来源是不清洁的,现在的氢气大部分是我们讲的灰氢,就是石化能源里提出来的带碳的氢气,所以目前来讲是氢能制造大国,但是是一个不干净的氢气制造产业。从碳中和的目标来看非常严峻,现在大概120亿的二氧化碳排放量,全国绿化覆盖以后能够吸收的大概在10亿吨左右,排放的主要因素是人员活动中95亿吨,我们预计2030年要达峰的话,达峰的时候大概105亿吨左右的能源活动,能源活动还是最主要的,如果到2060年要实现碳中和,大家可以看到压力基本上最大就是在能源活动中,当然工业活动里面也要从现在的将近40亿吨的氢气降到10亿吨以下,这就是刚才讲的4000万吨的目前在工业用的氢气都是脏氢,而这个脏氢将来一定要被滤氢替代掉,所以将来的发展压力就在能源口里。

余卓平:碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望

碳中和情景下氢能需求预测。中国氢能联盟连续两年发布白皮书,当时我们估计2050年左右在终端能源结构力,氢能大概会占10%左右,这是当时我们的估计,很保守,那个时候中国还没有宣布碳达峰、碳中和。2020年的白皮书在新的形势下,我们进一步深化模排中国氢能的情况,第二在碳中和的目标下进一步梳理,我们认为到2060年,碳中和的目标下在终端能源结构里大概氢能要占20%,这个指标和国际的指标很接近,国际认为2050年左右会达到18%,我们到2060年达到20%,应该来讲不是非常冒进,当时我们提10%的时候大家都认为非常保守,但是不敢冒进,这个数据我认为更加客观,大概1.3亿吨的氢的用量,这是我们的目标。燃料电池汽车在这样的背景下会迅速发展,到2050,2060年的时候在碳中和的目标下,我们估计65%的商用车会是燃料电池汽车,其中15%左右的乘用车会是燃料电池汽车,相对来说也是比较客观和保守的,这是在交通领域有这样的预估。

在这样的预估下,大家就问有没有可靠的氢资源?如果没有氢资源这个目标是假的。大家看一下我们国家可再生能源的情况,实际上有足够保障,我国可再生能源对于这样的氢能发展是有足够大的支撑力,所以刚才张院士讲到实际上到未来1.3亿吨氢气的时候,1亿吨是可再生能源,占80%,所以从这点来讲,我们国家有丰富的资源,不像现在的天然气,我们现在非常依赖于进口,将来如果这个能源转型,对中国的能源将是非常大的福音,我们会摆脱对石油的依赖,对天然气的依赖。从分布来看,可再生能源的发展随着水电、风电、光伏的发展,应该来说整个结构还是非常有信心。而且到那个时候,整个氢能所需要的可再生能源的电力不到10%,不是支撑不住,有足够的量。

余卓平:碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望

另外大家担心的就是成本,大家可以看到可再生能源支撑下的氢的价格很快会降低到这一块,也就是和石化能源制氢的价格基本在一个块里面,只要可再生能源降低到0.2元钱一度电以下就进入到这里。所以无论是经济性还是资源丰富性能够支撑我们国家这一轮的能源转型,而氢气将会在里面发挥重要作用。

三、碳中和目标下燃料电池汽车发展展望。

毕竟我是搞车的,最后回到车的角度看一看碳中和目标下燃料电池汽车的发展会怎么样。

第一是国家一系列的战略支持,原来没有氢能战略,我们讲今年可能会公布,但是国家在燃料电池汽车上的支持政策可以从2001年那时候三纵三横国家的科技布局就有燃料电池汽车,从那时候开始一路拉下来几乎没有中断过。新一轮的燃料电池汽车示范城市的拉动,有一系列奖励政策,大家都知道基本上第一轮评审已经结束了,第一批的示范城市很快会出台。上海在这一轮评估中我们是排头兵,上海的前期积累在这个时候还是体现出它的优势来的,凭示范城市的得分上海就是一个排头兵,就不详细拉开了。

余卓平:碳中和目标下我国氢能及燃料电池汽车产业发展展望

各个地方在氢能的发展里面都在发布政策,当然这一轮的重点聚焦在燃料电池的商用车特别是重卡领域,现在越来越多的装备业都关注这个,当然这里发表一下个人观点。我一直认为,重卡肯定是最重要的方向,但是我认为只要是运营性的车辆,小型车也是很重要,一天如果续航里程是300公里到400公里以上,比如城市里面的网约车我非常赞同应该用燃料电池轿车拉动,为什么?只有到乘用车领域,这个产业的规模才能够迅速发展,而重卡产业一下子拉开会很困难,所以我们还是希望未来在运营性的小型车里面也应该给燃料电池汽车足够的重视,尽管它对减排,对二氧化碳排放的作用和重型车相比差得很远,不在一个数量级上,但是它对产业的拉动会非常有力,而产业一旦拉动起来,重卡的价格也降下来了,所以还是要引起大家的重视。一辆重卡排放相当于200辆小车,在这个意义上重卡肯定是主要的,但是在产业化上我还是呼吁大家要重视小型车。

刚才讲到各个地方都在推动建设,从技术来看20年来有非常好的技术,这里举了个例子,上海是推动燃料电池汽车技术研发的很重要的基地,这个成果是我们的代表,上汽20年来不断耕耘,所有的指标在国际公布的燃料电池的指标里,我们一点都不落后,所以大家要有信心,不要认为什么东西都是我们远远落后,在新能源领域里,我们落后的不多,我们的基础工业还是有差距,但是在新的领域里,由于我们抓的方向当年抓得准,所以做了积累。关键零部件尽管有个别的关键材料还要进口,但是绝大部分的零部件是自主,所以我们非常有信心。

刚才讲到贡总是国家新能源汽车专项的责任专家,因为在电驱动领域贡总耕耘了20年,一直是电动车领域的非常关键的专家。我是十一五参加到现在。我以为十四五新能源汽车专项不会再补了,因为已经有四个五年计划了,已经20年了,十四五再列专项好像会有问题,结果十四五仍然是作为重点专项,所以国家对这个领域高度重视。大家可以看到仍然是这六大块,燃料电池在能源与电力里面仍然是这一轮的重中之重。大家可以看到燃料电池的目标从新的结构体系到长寿命、高功率这两个特点,长寿命是针对商用车的,高功率是针对乘用车的,我们仍然在技术上在布局,在车载系统也仍然是重点布局的领域,所以我们讲十四五仍然在耕耘,产业发展一定会有很强的科技支撑力的。这是几个重点。

今天论坛的题目有一个叫长三角,大家也来看看长三角的情况,刚才列举了全国很多地方在布局氢能产业,长三角仍然是最集中的一个区域。刚才谢主任发布的连续两年我们在布局长三角的氢能产业,也在规划氢走廊,我相信未来这些规划会逐渐变成现实。长三角与氢能相关的产业有这么丰富的产业群。燃料电池汽车在我们这个区域里目前也是最多的,现在京津冀由于冬奥会的布局在快速加码,但是我相信如果长三角发起力量,也不会落后,不要以为冬奥会在京津冀那一带,长三角脚步就会放慢。各地的产业园区都在紧锣密鼓地建设,这里举了一个案例,就是嘉定汽车城有一个氢能港的布局,已经全面拉开建设,刚才讲到节氢就是在这个氢能港的区域范围里,所以我们讲整个氢能港的建设包括国际上的巨头包括丰田等等都在氢能港布局。

接下来隆重介绍一下也是科委、经信委、嘉定区大力推进下的上海智能型新能源汽车研发与转化功能型平体,这个功能平台投入6个多亿,应该来讲非常重要的就是要搭建一个公共平台支持这个领域的创新,一半以上的制氢都在燃料电池上,也就是30多个亿投在燃料电池上。新能源汽车就是以氢能燃料电池汽车为主要的布局点,功能主要是在政府智囊、公共平台、产业孵化几个领域发挥作用。政府智囊就是谢主任布置任务的那几个深度研究的报告,就是我们参与在做的,待会儿会重点介绍一下公共平台,今天来的很多是产业界人士,我相信这个公共平台一定会提供最好的服务。

第一是整个链条的布局,从零件到整车,我们的定位是怎样的?平台和高等院校的联手,将来支撑基础理论的研发。我们和企业联手支持企业的开发工作,和认证部门联手将来在强制性检验方面加强能力,所以是这样的布局情况。在燃料电池的测试服务中,从电化学基础的材料到核心器件到单元电堆以及发动机的动力系统整个测试体系在全面布局,谢主任,你们第一批投入的2个亿基本上合同订单签完,到10月份我们这个实验室可以开始调试试运行,所以我们讲这个工作现在在紧锣密鼓地运行。这就是在氢能港的园区中,将近8千多平方米的试验楼全部给我们征用,作为第一个现代化的氢能实验室在加紧建设。同时我们的股东方上海汽检在氢能港有有6.7个亿的布局在氢能燃料电池汽车的测试检测里面布局,加起来我们现在已经有10个亿的投入。

我们检测中心还有一个基地是在如皋,现在投了2个多亿的实验室,这是一个联动的,我们整体规划,在科创平台上我觉得我们这个平台还是做出了非常好的样板。最近我们又在无锡惠山政府的支持下,又有2个多亿的燃料电池的研发公共服务平台在建设,而且这个平台也是一体化规划。这几个实验室的规划是一体规划,不重复建设,有效利用资源,所以这一点干得非常漂亮。是我们在电池的材料领域和燃料电池,燃料电池在电化学的基础里面还有很多共性的东西,所以这里面还有一个电池材料电化学的实验室在紧锣密鼓地建设。

在这样的背景下,我们相信燃料电池汽车的发展在技术上我们在全面深化,在公共研发平台上也有非常重要的投入,刚才随便算算12个亿的投入,估计就这两年全面建成,支持企业的创新、科研院所的创新,我们会全方位地提供我们的支撑,我们讲将来燃料电池的成本会大幅度降下来,燃料电池的技术会不断深化,所以未来一定会在碳中和的目标中,氢能发挥重要作用,燃料电池汽车同样会发挥重要作用。

谢谢大家!
 

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