侯中军:聚力以至广大,深耕以尽细微

  2023年7月5日-7日,由中国汽车工业协会主办的第13届中国汽车论坛在上海嘉定举办。本届论坛以“新时代 新使命 新动能——助力建设现代化产业体系”为主题,设置“1场闭门峰会+1个大会论坛+16个主题论坛+N场发布”共18场会议及若干发布、展示、推广等活动,旨在凝聚各方力量,形成发展共识,为建设现代化产业体系贡献汽车行业的智慧和力量。其中,在7月7日下午举办的“主题论坛十二:探索氢能多元化应用及商业化发展”上,上海捷氢科技股份有限公司副总经理侯中军发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

  非常荣幸来到中国汽车论坛-氢能论坛,前面陆区长、付会长、商业化促进中心张博士把宏观的信息介绍得非常详细,有非常多的干货,我的题目是从企业的视角在行业中,如何在现在的发展环境下,从技术研发不断地发展到商业化探索的实践,给大家做一个分享。
  主要从三个角度来介绍:
  1、行业状态。
  2、企业在技术产品端,基于核心研发能力如何不断提升技术,打造产品的进展情况。
  3、氢能在蓬勃发展的今天,燃料电池企业如何把产品在市场端不断推广,实践的情况给大家把场景、信息做一个详细的介绍。
  一、产业迎来全面发展窗口期。
  从宏观层面上,目前在氢能战略、能源战略方面,在全球已经形成共识,有140多个国家做出了“碳中和”的承诺,从氢能战略上也有40多个国家发布了各自的氢能战略。另外这40多个国家,其中全球主要经济发达体基本都在里面。
  我们国家的氢能发展,从上个世纪90年代开始进行燃料电池汽车的科技研发,一直到今天,从新能源汽车产业和能源创新发展的大背景下,国家也制定了氢能发展的自顶向下的规划,从国家层面到省市层面、到地方政府层面也发布了一系列的产业政策、各种各样的规划,对整个行业的发展起到了非常大的引领和支撑作用。
  在目前氢能行业,各项政策的感召下,我们国家目前在氢能燃料电池行业发展最快的还是绿氢产业。当然绿氢产业的发展也是燃料电池产业非常重要的上游产业基础。
  我们统计了一个数字,今年上半年绿氢的制备,以电解槽为主要的设备产品为载体,出货量来看,上半年的招标电解槽项目数量超过2022年全年的数量,可以体现出绿氢产业的蓬勃发展态势。
  从燃料电池汽车的上游加氢站来看,在燃料电池城市群示范项目的应用需求下,再加上氢能产业的快速发展,加氢站数量在不断地上升,也有力地支撑了燃料电池汽车的商业化应用推广。
  从燃料电池汽车本身来看,燃料电池汽车的销售数量确实在稳步地发展中,但是到2025年和2030年期望的爆发式增长来说,还是有一定的挑战。
  从车型上来看,,商用车确实是主要的结构。捷氢科技秉承“商乘并举”的应用策略,坚持乘用车的应用推广,可以看到在全国几个示范城市群里,燃料电池乘用车的配套是以捷氢科技为主,已经推出了几百辆燃料电池乘用车的商业化示范应用。
  总体来说,这和目前的能源结构、供氢基础设施的状况以及新能源汽车发展的阶段来看,商用车可能是燃料电池汽车近期主要的应用场景。确实我们国家在乘用车端,新能源汽车、纯电动汽车发展得非常快,也给燃料电池乘用车进入到市场中带来很大的壁垒效应。但我想未来随着技术和成本不断发展,燃料电池汽车在乘用车应用端也是有非常好的机会。
  从用户端、场景端最关注的还是成本,对于不同的燃料电池汽车车型在各种场景下TCO也做了详尽的分析,因为在分析中可以关注到其中成本最主要的组成部分还是燃料,也就是能源的成本,当把氢燃料的价格假定为25元每公斤的时候,燃料电池汽车在各种场景下,甚至包括乘用车的网约车场景下,在TCO上和传统燃油车有竞争力。
  当然和纯电动相比,我们国家纯电车的基础设施非常发达和电价相对低廉,所以纯电动车在TCO竞争优势还是比较明显的。
  从TCO的分析,包括去年参加第一阶段的上海示范城市群的示范实践来看,目前燃料电池汽车的示范运营规模在不断上升,也呈现非常好的应用效果。但是我们也发现其中遇到很多瓶颈问题,可能遇到的问题也适时地展现给政产学研的生态中,希望大家联手起来解决这些问题。
  目前以几千辆示范运营的规模来看,几个示范城市群在加氢的基础设施方面仍然不足以支撑目前的示范应用便利性。另外比较突出的问题是目前的加氢设施是以35兆帕加氢的实际应用。实际上在技术方面,包括产品端70兆帕的车载储氢系统已经非常成熟,在加氢站端70兆帕的技术和相应的法规标准也都是具备的,所以我们呼吁目前在示范城市群要尽快推广70兆帕加氢站的应用。
  另一方面,刚才讲到从TCO角度来看,燃料成本是燃料电池汽车商业化示范运营的核心问题,在后期如何一起努力,把燃料的价格不断地降低,提升燃料电池汽车商业化应用的竞争力,这是我们共同面临的挑战。
  二、提质降本助推高质量发展。
  刚才从行业角度和商业化实践中的情况,下面再把企业内部如何提升产品和技术竞争力,具体研发的工作和技术进展给大家做一个分享。
  捷氢科技的核心能力和核心技术是从燃料电池汽车的动力总成开始,一直纵深延伸到燃料电池电堆的核心零部件,包括膜电极、双极板,所以在整个技术链之中也建立了完整的正向开发能力。从核心零部件(双极板、膜电极)的自主设计,包括零件的生产制造,到电堆的集成、系统的控制、架构设计,以及整个车载的燃料电池动力系统整车工程,能力是完全具备的。
  具体展开来看,在最核心的产品平台-电堆,从膜电极和双极板两个核心零部件开始打造电堆的核心性能。
  比如从膜电极层面,捷氢科技成立以来,已经量产应用两代膜电极。第一代膜电极在国内率先应用了超薄质子交换膜的产品技术,质子交换膜可以用到8微米的厚度。而且基于质子交换膜的特性,可以使燃料电池的膜电极和电堆实现无空气增湿的操作。在第二代膜电极中,通过扩散层的优化和催化层的优化,进一步降低了催化剂的用量,同时功率密度也提升30%。目前我们在开发第三代膜电极,从成本和性能角度会做出更多原创性的技术。
  从双极板方面,主要是进行双极板的设计和关键技术的开发。比如在金属板都关注金属板燃料电池的耐久性问题,产品量产投放之前,在长寿命的金属板涂层方面做了大量的开发,和合作伙伴一起解决了金属双极板的耐久性问题,使电堆在燃料电池汽车应用上的寿命和可靠性要求,满足整个汽车的售后和质保要求。
  从燃料电池的电堆开发完成之后,打造了燃料电池无空气增湿系统的技术路线。具体而言,从系统的架构方面、电堆水管理的设计方面和在线诊断几个技术方面,通过一系列的技术创新,可以保证系统在无空气增湿条件下稳定操作和运行。
  无空气增湿是个概念,具体用户可以体会到什么?在燃料电池系统中,可以减少高成本的空气增湿器的器件,使产品在架构、体积功率密度、成本方面具有更好的竞争力。
  刚才讲到燃料电池的寿命,除了零件的寿命之外,采用超薄质子交换膜,用了更低的铂单量,相当于用了更少的核心材料要实现更长的寿命,这时需要非常精细的燃料电池系统控制技术,来辅助保证燃料电池的工作状态处于非常稳定的工作窗口。
  第一,要有非常好的控制算法。
  第二,控制的平台和架构是核心能力之一。
  通过精细算法、燃料电池的温湿度的控制、功率算法高于同行水平,通过这些控制算法使燃料电池的膜电极一直工作在非常稳定的区间,实现长寿命的运转。
  这是上汽集团针对燃料电池汽车乘用车推出的专属架构,基于捷氢启源P4L燃料电池系统、H70储氢系统开发出一款燃料电池乘用车,这辆车目前的续航里程可以做到大于800公里,捷氢科技最近在FCVC展会上对外进行展出。在好的市场化场景应用情况下,我们也会适时把车推向市场。
  在技术的保障和产品工程的保障下,在产品端,公司建立了车规级的产线,通过车规级的产线实现了公司内燃料电池膜电极的自主制造、电堆的高速装配、系统的车规级组装和快速活化,这条产线支撑了目前市场需求下的产能。
  我们还具备完整的开发和产品测试验证能力,这套体系有300多套测试装备,同时覆盖了三高环境测试能力,同时建立了专有70多项测试标准,保证产品是可靠的。
  我们公司在研发端和产线上也不断地推出数字化管理技术,通过数字化的技术,为整个研发和生产赋能,提升效率。
  同时我们一直在不遗余力地推进燃料电池关键材料的国产化,已经研发出了基于全国产材料的车用燃料电池电堆,在质子交换膜、催化剂、碳纸方面,电堆产品已经完全实现了国产化。
  三、协同创新扩建产业新生态。
  最后简要把商业化示范推广中的场景做一个分享。
  燃料电池汽车应用目前是相对比较复杂的问题,需要有站、有氢、有运营、有可靠的车辆,几个要素在一起,所以我们作为牵头单位,组织了相应的资源,去年上海第一轮示范项目里,比如城市网约车围绕着虹桥机场,以上汽大通的燃料电池乘用车为基本的车型,进行网约车的服务,产生了非常好的社会效应。
  同时我们配套了燃料电池的客车,在团体客车,比如企业的通勤、几个公交线路进行了专用班车和城市公交的燃料电池汽车的示范运行。
  在城市物流中,我们也配套了4.5吨的冷链物流车,通过燃料电池的物流车,在长三角区域也进行了大量的城市物流配送。
  在中重卡和专用车方面,在工业物流中,特别是汽车零部件的配送、市政环卫等场景,燃料电池汽车也产生了很大的运力,为行业做了一些贡献。特别是在用氢量上,这两个车型比较大,也做出了很大的贡献。
  同时现在除了道路车辆,也在探索非道路车辆的应用场景。比如叉车、场地车、机场拖车场景,目前产品已经完全实现了量产,整个应用场景正在和合作伙伴共同推进,在一些物流场景能够推广燃料电池叉车产品的应用。
  今年和合作伙伴在轻型载具上推出了一款车规级的燃料电池系统产品,燃料电池二轮车未来会在共享单车、快递小哥的车辆上进行一些商业化的探索。
  在发电领域,氢能在工业用电方面有非常大的应用场景,所以我们目前也已经完成了兆瓦级的固定发电站产品的开发,同时这个项目近期会交付客户,这方面在不遗余力地推广,使燃料电池的车用技术不断推广到各个领域,发光发热。
  捷氢科技也会尽全力不断地提升产品,降低成本,在氢能中贡献我们的一份光热,谢谢!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)


报道 日程 顶部