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林琦:“一亿公里零碳出行的探索与实践”燃料电池汽车商业化应用

发布日期:2022-11-16   浏览次数:2771

2022年11月8日-10日,由中国汽车工业协会主办的第12届中国汽车论坛在上海嘉定举办。作为党的“二十大”召开后的汽车行业首场盛会,本届论坛以“聚力行稳蓄势新程”为主题,共设置“1场闭门峰会+1个大会论坛+16个主题论坛”,以汽车产业的高质量发展为主线,与行业精英一起贯彻新精神,研判新形势,共商新举措。其中,在11月10日上午举办的“主题论坛8:能源转型中的汽车行业碳达峰”上,上海重塑能源科技有限公司董事长兼总裁林琦发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:
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何秘书长,各位行业同仁:

大家好!

我是来自重塑集团的林琦,今天非常荣幸能够参加中国汽车论坛,在这里跟大家分享一下我们在燃料电池商业化应用上的探索。今天我分享的主题是《“一亿公里零碳出行的探索与实践”燃料电池汽车商业化应用》。我们成立到现在,持续不断地在推进燃料电池汽车、燃料电池技术在交通运输领域规模化的应用。到目前为止,已经超过了一亿公里零碳出行里程。在这个过程中,特别是在“双碳”背景下,我们非常深刻地感受到了氢能产业在全球范围内的快速发展和进步。

报告分为三部分:

一、氢能发展的重要性

二、氢能在全球范围内的发展进程

三、重塑集团在氢能及燃料电池领域的工作

一、氢能发展的重要性

相信在上半场的时候,各位专家也都做了对于氢能的一些认识和理解。我们觉得在目前的“双碳”背景下,能源转型已经成为共识,氢能作为一种能源载体,一种什么样的能源载体?清洁、灵活、万能的能源载体,是目前实现全球范围内能源转型的必经之路,也能够助力“双碳”目标在达成的过程中产生重大的意义。简单来说,我们把氢能作为一种可以实现能源的时空转移能源载体,可能是对它相对比较形象的定义。

回到今天的汽车论坛主题,我们认为氢能可以帮助汽车行业去深度脱碳,对于汽车行业的碳达峰具有重要意义。与此同时,氢气作为一种能源载体或者能源形式,它可以在很多领域发挥作用。比如说工业、发电、建筑,都可以看到氢能和燃料电池技术的应用。以此展开的话,我们可以看到氢能技术、燃料电池技术已经跨越了我们生活的各个领域,也可以达到加速能源转型的进程。

在这样的“双碳”背景下,氢能被公认是推动传统能源向低碳清洁能源转型的重要抓手,也可以助力煤炭消费的逐步减量或者替代。同时,我们也可以看到,在全球范围内,特别是当下,在疫情反复、地缘政治冲突等背景下,能源安全的韧性带来了挺大的考验。我们认为氢能可以帮助缓解国家对于石油、天然气的总体对外依存度,起到保障能源安全的作用。

从产业的角度看,(如图)从上游的制氢,从能源的来源、储运、加注以及能量转换到终端应用,涉及到能源、化工、交通等多个行业,这也为氢能的经济发展带来了非常广阔的机会。我们做了数据搜集,截至去年年底,中国氢能相关的企业超过2000家,这个数据在这几年有非常大的增长。涉及到“氢”这个业务的上市公司有150多家,氢能企业相关注册数量是近十年来的新高。根据中国氢能联盟的数据显示,2025年中国氢能产值将突破万亿,2050年预计产值超过10万亿。

回到汽车论坛的主题,(如图)总体汽车保有量,商用车占比12%左右。道路交通污染物排放中,它贡献了整体碳排放量的55%。我们现在应用得比较多或者说现阶段市场探索首先开始批量示范应用的,商用车、重卡这块,污染排放量也占了相当大的比重。我们知道中国的重卡保有量占全球的1/3左右。因此,我们觉得商用车,特别是现阶段重点推广示范应用的燃料电池重卡将在节能减排降碳过程中发挥重要作用。

二、氢能及燃料电池汽车在全球的发展进程

(如图)2019年、2020年、2021年到今年,过去四年我们收集了全球主要经济体、主要国家的氢能相关的政策发布,世界能源结构面临深刻调整的发展进程中,全球各国对于减缓气候变化和完善气候法规的承诺比历史上任何一个时期都要强烈。特别是《氢能发展规划》中展现出了不约而同的默契。最早提出国家氢能战略的是日本,截止到目前全球已经有40多个国家发布了国家级氢能规划,详细制定了氢能产业的发展计划,也拨付了巨额的资金去积极推动先进氢能技术的研发和规划,从而抢占国际氢能产业竞争领域的制高点。

今年3月份,这是我们行业里的一个非常重要的里程碑,我们中国氢能产业的顶层设计由国家发改委、能源局在3月份联合印发了《氢能产业中长期发展规划(2021-2035)》与此同时,我们中国有30个省份、直辖市发布了氢能相关的政策法规,大多数省区市都将氢能发展纳入了整个能源规划中,包括《战略新兴产业发展规划》,以及“十四五”期间的规划。其中,一共有13个省出台了氢能产业发展的专项政策。毫无疑问,我们认为整个产业政策的完善也为氢能产业可持续性的发展提供了长期的保证。

在产业政策的支持下,我们看到在全球范围之内,氢能产量和需求量不断攀升,根据主要的国际能源组织预测,就像图表中的彭博新能源财经为例,预测到2050年,全球氢能产量达到8亿吨,相比2021年的0.7亿吨,增长了超过10倍。我们国家从去年的数据来看,制氢量大约是3300万吨,同比增长了32%,已经成为了世界上最大的制氢国,中国氢能产业联盟预计2030年碳达峰期间,我国氢能的需求量大概达到4000万吨,在终端能源消费中占比大概5%。2060年碳中和的情境下,氢能年需求量有望达到1.3亿吨,在终端能源消费占比20%。

在交通领域,是目前氢能应用相对比较成熟的领域。我们熟悉的燃料电池汽车也从乘用车开发到商用车的批量应用,以重卡为代表,到目前为止,能源企业、整车企业、零部件企业以及终端场景的一些企业都进入到了氢能领域。在全球范围内,氢能应用领域生态雏形已经逐渐出现了。(如图)2017年达沃斯论坛上由全球著名汽车公司、能源公司、气体公司以及创新型企业成立的Hydrogen Council(国际氢能委员会),向全球推广氢能。到目前为止,参与企业越来越多。这两年可以看到应用端企业加入到这样的组织成为一些非常典型的案例,比如最近微软也加入了Hydrogen Council。所以我们认为全球的氢能燃料电池已经进入可落地的示范应用阶段。

进入这个阶段之后,基础设施就成为了整个生态中的重要环节,或者说从氢气的制造、存储、运输到加注、终端消费到整车上就显得尤为重要,也是行业发展需要形成网络的重要部分。现在加氢站的数量在持续增长,到目前为止,全球燃料电池汽车保有量大概是5万辆,我们国家是1万辆左右。过去几年我们可以看到,在中国、日本、韩国、欧洲、美国等等都实现了比较快速的增长。(如图)可以看到乘用车、公交车以及商用车的数据。

基础设施也需要同步跟上,到2021年,中国已经建成的加氢站数量和在营业数量,以及新建的加氢站数量,实现了三个全球第一。到2022年6月底,中国已经建成的加氢站有270座,占全球总数的40%。

总结一下,在“双碳”背景下,能源转型已经达成了共识,氢能对于包括汽车在内的多个行业,深度脱碳有重要意义。全球主要国家的产业政策有大力支持,制氢规模、氢能终端消费占比在不断增长。以燃料电池为代表,在交通领域率先实现氢能应用突破,我们也看得到,在能源端、产品端、场景端的企业都纷纷入局,已经形成了氢能产业生态圈的协同发展,也能够为汽车产业的碳达峰做出贡献。

三、重塑集团在氢能及燃料电池领域的工作

重塑集团2015年成立,今年是第七年,我们主要聚焦在燃料电池系统及控制领域,第二个专业领域是电堆及膜电极领域,还有电力电子领域,这三块是我们主要的技术和产品布局。

在过去七年里,我们持续发展,主要从产品的技术深耕到推动生态建设以及推广应用,实现从0到1的探索。

(如图)这是一个燃料电池系统,当氢气和氧气在系统当中产生电化学反应发电,唯一的排放物是水。我们做了三部分工作,包括电力电子领域,以及电堆及膜电极,还有系统零部件。目前也是行业里为数不多从材料设计到部件、产品全链条打通的一家企业,我们在电堆、膜电极、双极板、氢气循环系统等关键零部件上已经实现了自主开发和制造。目前,国产化率可以达到接近90%。

众所周知,在这个阶段其实是产品和技术快速迭代的阶段,因为这也是一个新兴行业。我们的理念和思路是用技术赋能产品,用产品为终端用户创造价值。(如图)新一代系统中的功率升级,到今年年底,也就是下个月,我们会发布图中第三款产品,220-260kW的系统,特点是更大的功率,会带来效率的提升,可靠性也会提升,关键是寿命也会超过30000小时。希望这款产品能够进入市场,真正为用户创造价值。

我们的整体思路还是秉承长期主义,过去在研发上的投入持续几年都是非常高的,基本上占年营业收入的30%左右。我们构建了全球化的研发团队,温哥华和上海有两个研发中心,从材料设计到部件、产品开发。去年我们的实验室也通过了CNAS认证,目前研发人员占员工比例也超过了30%。同时,在制造这块,我们在嘉兴、常熟和佛山分别有不同的制造基地,燃料系统在常熟,电堆在佛山,电力电子在嘉兴,在这三个地方主要从事生产制造工作。

我们认为在这个阶段,特别是五部委发布了为期四年的燃料电池示范政策期,其实是我们产业发展的窗口期,窗口期对我们产业初期起到了非常大的作用。我们也希望利用这四年政策窗口期,预计到2025年通过自主可控、技术进步、设计优化以及规模化扩大的路径,将燃料电池的成本在2025年能够降到1800元/千瓦,这是我们目前的规划和目标,同时我们也有信心能做到。

精进产品和技术我们也特别重视,有效的路径是通过生态的构建来落地产品应用。生态构建上,能源、产品和场景就显得至关重要。我们一直致力于打通这件事,形成微观的闭环去落地应用,也希望未来在不同的地区携手当地的能源合作伙伴去构建氢能生态,把氢能产业落地,也能够做实。

生态构建方面,除了上海,包括几个重要示范城市群在落地相应的生态,我们也非常重视和能源企业的合作。比如我们跟中国石化全面协同,一起探索氢能大生态,各个地方都积极参与到交通能源规划和氢走廊的计划中,我们在西北地区也和中国石化的新星公司共同推动风光氢储一体化项目,共同探索未来绿氢制储的重要路径。在碳计算方面,我们今年也携手了上海环交所和中石化,在氢能燃料电池的用户端探索碳减排方法学的开发认证、碳交易体系建设以及碳金融研究,在这块也达成了战略合作,尝试通过新路径、新模式为我们国家的3060做出贡献。

除了中国本土的应用之外,我们也积极出海,构建了全球氢能的合作网络。我们是继长城汽车、国家能源集团、国家动力和中石化之后第五家加入Hydrogen Council国际氢能委员会的中国企业,我们在德国和合作伙伴,像CleanLogistics等探索了重卡以及客车应用,已经在勃兰登堡州下奥得河河谷国家公园投入运营。另外我们和舍弗勒合作开发了一款小型商用车,在今年的德国汉诺威国际交通运输博览会上亮相,收获了很多好评。

推广应用是我们重要的第三个抓手,目前为止,我们在车用领域已经累计部署燃料电池汽车超过3000辆,覆盖了城市公交、环卫、物流、重卡等专用车型。就像开篇提到的,现在累计运行了超过1亿的零碳出行记录,累计帮助减少碳排放7万吨。

截至目前,我们的业务已遍布中国的10个省、22个城市。在海外包括德国、瑞士、日本、马来西亚,都开展了一些商业化的探索。今年也是我们的欧洲登陆年,伴随着欧洲办公室今年建立,我们会携手更多合作伙伴进一步推动中国的氢能技术、燃料电池技术在全球范围内能够使用起来。

除了交通领域,我们也在探索基于系统和控制技术、电堆及膜电极技术、电力电子技术的三个重要平台去开发除了车用领域之外更多元化的应用。今年我们和杭叉集团联合发布了3.5吨的燃料电池专用叉车,这也搭载了我们的系统,它可以满足多维度、多工况的终端应用。我们今年和正泰集团一起完成500KW-1MW的燃料电池发电站开发,会在今年的碳博会上发布。我们希望把氢气作为能源,让燃料电池在交通领域以及更多领域得到应用,扩大氢能综合使用的范围。

到今年,我们在商业化推广上,随着示范城市政策落地,也做了一些努力。接下来我放一个小视频,是我们在上海的示范城市项目落地的应用展示。

(播放视频)

在应对气候变化,包括协同绿色低碳发展,践行“双碳”目标的道路上,我们希望能够携手产业链上的伙伴一起,精进技术、打磨产品、构建生态、推广应用。我们希望以今天的一亿公里作为新起点,用氢能科技创造地球可持续发展的未来。谢谢大家!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅) 

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