鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:479次 | 2021年12月03日
李建秋: 燃料動力電池汽車的發(fā)展要多方共同努力
八月二十五日,坐落于張家口空港技術(shù)開發(fā)區(qū),由北京億華通科技股份有限公司總投資10億元興建的氫燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)生產(chǎn)基地首臺氫燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)下線,這標(biāo)志著我國首條自動化氫燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)大批量生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。
億華通與張家口市政府達(dá)成氫能戰(zhàn)略合作是在2016年。至今,搭載億華通第三代氫燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)的新能源客車已經(jīng)完成張家口地區(qū)工況適應(yīng)性試驗(yàn),表現(xiàn)良好。
2022年,第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動會將在北京和張家口舉辦。按照規(guī)劃,億華通和張家口市將共同建設(shè)該地區(qū)氫能綜合利用產(chǎn)業(yè)體系,建設(shè)京張奧運(yùn)氫能高速公路,以及多個(gè)風(fēng)光電氫綜合能源利用示范項(xiàng)目,并于今年率先啟動百輛級燃料動力鋰電池客車示范運(yùn)營。
清華大學(xué)汽車工程系教授、燃料動力鋰電池專家李建秋在此次下線儀式上接受了記者專訪,對我國燃料動力鋰電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進(jìn)行了回顧和展望,并提出了自己的建議。輯錄于此以饗讀者。
圖為李建秋(右一)與億華通張家口生產(chǎn)基地總經(jīng)理孫海英(右二)在接受媒體采訪
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我國燃料動力鋰電池汽車的研發(fā)經(jīng)過了三個(gè)階段。第一個(gè)階段從“十五”期間開始,即2001年到2005年,是燃料動力鋰電池汽車的研發(fā)階段。當(dāng)時(shí),科技部啟動了電動汽車專項(xiàng),燃料動力鋰電池汽車與純電動汽車并行。那時(shí)很多零部件都不成熟,包括燃料動力鋰電池、動力鋰離子電池、驅(qū)動電機(jī)。所以那個(gè)時(shí)期重要是做一些概念,比如研究燃料動力鋰電池是怎么樣工作的,怎么樣提高水平。我們與福田汽車合作試裝的第一輛客車是把座椅都拆掉的,因?yàn)槿剂蟿恿︿囯姵叵到y(tǒng)占了大半個(gè)車箱。
第二個(gè)階段從2005年到2010年,在“十一五”期間。重點(diǎn)圍繞燃料動力鋰電池加動力鋰離子電池的混合動力系統(tǒng)開展研究。那時(shí)候,零部件的成熟度在快速提高,包括動力鋰離子電池和電機(jī)的技術(shù)也在快速提高。所以使燃料動力鋰電池整車,包括動力系統(tǒng)的技術(shù)水平得以迅速提升。經(jīng)過那一時(shí)期,尤其是2008年奧運(yùn)會期間,燃料動力鋰電池試驗(yàn)車經(jīng)過春夏秋冬完整一年的示范運(yùn)行,基本上把動力系統(tǒng)的構(gòu)型進(jìn)行了優(yōu)化,得到了比較好的電量混合動力系統(tǒng)的構(gòu)型。就是說,燃料動力鋰電池系統(tǒng)的構(gòu)型基本上固定了。
但是,燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)本身還有很多問題沒有突破。所以在“十二五”期間,2010年到2015年,重點(diǎn)針對燃料動力鋰電池的可靠性、耐久性和成本問題開展攻關(guān),迎接燃料動力鋰電池系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。到2015年,億華通已經(jīng)掌握了電電混合動力系統(tǒng)技術(shù),包括整車控制技術(shù)再加上發(fā)動機(jī)本身的技術(shù)。在2015年前后,我們開發(fā)的客車和物流車陸續(xù)完成了通告。從2015年開始推廣應(yīng)用。與北汽新能源、福田、宇通,還有物流車公司開始進(jìn)行合作。
假如與國外同類產(chǎn)品比較的話,我們動力系統(tǒng)構(gòu)型的特點(diǎn)是成本低。就是我們系統(tǒng)的燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)可以比較小,而動力鋰離子電池的容量比較大,形成電電混合動力,使發(fā)動機(jī)基本上工作在穩(wěn)態(tài)。假如燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)工作在穩(wěn)態(tài),它的耐久性是很好的。
燃料動力鋰電池汽車要發(fā)展起來,一定要有幾十家高水平的關(guān)鍵零部件公司,就像我國電池產(chǎn)業(yè)相同,有比亞迪、CATL等,有一大批技術(shù)和產(chǎn)量都居于世界前列的零部件公司,才能夠支撐起這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,才能像電池產(chǎn)業(yè)那樣達(dá)到國際領(lǐng)先水平。
標(biāo)稱電壓:28.8V
標(biāo)稱容量:34.3Ah
電池尺寸:(92.75±0.5)* (211±0.3)* (281±0.3)mm
應(yīng)用領(lǐng)域:勘探測繪、無人設(shè)備
與純電動汽車相比,燃料動力鋰電池汽車有優(yōu)勢。首先,純電動汽車在低溫環(huán)境下,電池的溫度會下降,造成啟動困難,能耗新增。因?yàn)?,除?qū)動車輛行駛外,動力鋰離子電池還要拿出一部分能量用來維持車廂的空調(diào)、采暖系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn),所以純電動汽車冬天運(yùn)行時(shí)續(xù)航里程要打折扣。而燃料動力鋰電池汽車冬季的表現(xiàn)非常好,一臺30千瓦的燃料動力鋰電池發(fā)動機(jī)除輸出30千瓦的電功率之外,冷卻水還能供應(yīng)約25-30千瓦的余熱,溫度大概有60-70度,足夠車廂取暖之用,還能為電池保溫。即使在零下10度或20度的環(huán)境溫度下,客車內(nèi)的溫度也會保持在零上10-20度,電池的溫度保持在零上10-20度。電池的電量不會下降,充放電性能不會下降,壽命不會衰減,車輛的續(xù)航里程也不會下降。而且冬天比純電動汽車更加節(jié)能,因?yàn)樗怯脧U熱采暖。
隨著電池技術(shù)的進(jìn)步,純電動汽車和燃料動力鋰電池汽車可能會根據(jù)自身的特點(diǎn)向不同領(lǐng)域發(fā)展。續(xù)駛里程在300公里以下的車型,尤其是緊湊型車會以純電動為主。出遠(yuǎn)門的物流車、卡車、有軌電車等,越重的、要能量越多的、續(xù)航里程越長的車型,燃料動力鋰電池汽車就越有優(yōu)勢。
其次,兩者都是純電驅(qū)動,都是零排放,但都有自己細(xì)分的市場,都會相互配合。比如在新能源利用方面,風(fēng)、光等可再生能源發(fā)出的電,既可以給電池充電,電解水制氫后也可以給燃料動力鋰電池用,我們叫氫電互動,就是氫能源和電能相互用途。什么意思呢?假如太陽能發(fā)出來的電用不了、存不住的話,可以電解水制氫,把氫氣作為電能存儲的載體。到用電高峰時(shí),燃料動力鋰電池發(fā)電再上網(wǎng)補(bǔ)充電能,這個(gè)時(shí)候就是能源端的氫電互動。假如發(fā)生地震等災(zāi)害,市電斷了,車用燃料動力鋰電池發(fā)電連上市電可以救急,在緊急情況下它可以作為一個(gè)電站用。這是車載端的氫電互動。當(dāng)然,目前這還是一個(gè)愿景。
燃料動力鋰電池汽車發(fā)展從現(xiàn)在開始慢慢地爬坡,到2020年會達(dá)到萬臺車的規(guī)模,2025年會達(dá)到10萬臺甚至百萬臺的規(guī)模。在這個(gè)發(fā)展過程中,我預(yù)計(jì)會是商用車先行,乘用車滯后3-5年。
目前,我們培育和扶持億華通這樣的公司做國內(nèi)的領(lǐng)頭羊,研究如何把發(fā)動機(jī)這個(gè)關(guān)鍵零部件,像傳統(tǒng)柴油機(jī)那樣,由自己掌握核心技術(shù)和自主生產(chǎn)。只有這樣,將來才具備降成本和大批量商業(yè)化生產(chǎn)的可能。我們從2015年開始布局這條生產(chǎn)線,并且在張家口政府的大力支持下迅速落地了,將來還會布局電堆的升級版和核心材料的生產(chǎn)線。通過這樣的布局,讓國內(nèi)掌握整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈自主配套,成本也會大幅下降。
燃料動力鋰電池汽車的推廣與純電動汽車的推廣是有差別的,純電動汽車只要有電力設(shè)施供電就可以推廣,而燃料動力鋰電池汽車的推廣取決于氫能基礎(chǔ)設(shè)施的配套情況。所以我們推廣燃料動力鋰電池汽車的指導(dǎo)方針是選擇氫能源和制氫成本比較低的區(qū)域。張家口就具備這樣的條件。
第一,張家口是國家新能源推廣重點(diǎn)示范城市。張家口地區(qū)有大量的風(fēng)電和光電資源,我們的發(fā)展規(guī)劃是,利用張家口這些沒有碳排放的風(fēng)電進(jìn)行電解水制氫,供給燃料動力鋰電池汽車使用,讓這些電出現(xiàn)價(jià)值。
水資源是稀缺的,電解水的用量大家不用擔(dān)心。電解水用的是經(jīng)過凈化的工業(yè)用水,而且用水量并不大,已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)了。
有關(guān)政府來講,燃料動力鋰電池汽車不再使用有二氧化碳排放的傳統(tǒng)燃油,有關(guān)老百姓來講,燃料動力鋰電池汽車的使用成本比燃油車便宜或者相當(dāng),有關(guān)我們這個(gè)能源制造公司來講,它使用的是上不了網(wǎng)的棄電制氫,會進(jìn)一步出現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益,這樣,就可以從各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)雙贏、三贏或者多贏的局面,有利于燃料動力鋰電池汽車的推廣。
有了氫氣之后怎么推廣燃料動力鋰電池汽車?下一步就是在推廣區(qū)域布局加氫站。目前,我們正在幫張家口做加氫站布局規(guī)劃。因?yàn)槿剂蟿恿︿囯姵仄嚨睦m(xù)航里程比較長,借鑒日本、美國一個(gè)加氫站替代兩個(gè)加油站的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),第一批在張家口布局19-20個(gè)加氫站(張家口有19個(gè)區(qū)縣,保證每個(gè)區(qū)縣1個(gè))。
燃料動力鋰電池汽車的發(fā)展和加氫站的建設(shè),是相互促進(jìn)相互影響的關(guān)系。世界上燃料動力鋰電池研發(fā)推廣比較好的是日本,它的車已經(jīng)準(zhǔn)備好了,但制約燃料動力鋰電池汽車推廣的障礙是加氫站的建設(shè)沒有跟上。沒有加氫站,車就推廣不起來。我們充分吸取日本的相關(guān)相關(guān)經(jīng)驗(yàn),幫助張家口市政府做的氫規(guī)劃,將加氫、制氫和車的推廣同步規(guī)劃,同步建設(shè)。
從國家長遠(yuǎn)的能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來講,加氫站將來要跟加油站慢慢兼容。就是說隨著燃油汽車比例的下降,現(xiàn)在的加油站會慢慢地轉(zhuǎn)化成加氫站。所以這套基礎(chǔ)設(shè)施不用完全新建,只是在原來的基礎(chǔ)上升級。據(jù)了解,現(xiàn)在中石油、中石化也在論證什么時(shí)候能夠大規(guī)模上加氫站。他們可能先找一兩個(gè)加油站試點(diǎn)改造成兼顧加氫站。第一步是兼顧35兆帕的加氫站,下一步再升級到70兆帕加氫站,然后是一個(gè)既有35兆帕加氫口,又有70兆帕加氫口的加氫站,將來甚至還有液氫加氫口。我相信,未來5到10年,有些加油站會變成混合運(yùn)行模式的。在城市里,還可以同時(shí)布局充電和加氫基礎(chǔ)設(shè)施,兩者配合,形成真正的純電驅(qū)動,又是零排放的城市交通體系。
現(xiàn)在這個(gè)階段,我們是先把車輛端的技術(shù)通過張家口這個(gè)項(xiàng)目做好,通過冬奧會示范沒有問題,氫能源的制取生產(chǎn)可以持續(xù),國家決定大規(guī)模推廣時(shí)會有能源公司大規(guī)模地介入。
氫氣的來源是多樣化的。中石油、中石化的態(tài)度是,假如將來汽油車、柴油車少了,氫能源車多了,他們會對石油裂解工藝進(jìn)行改進(jìn),不再生產(chǎn)那么多柴油汽油,多生產(chǎn)氫氣。另外,天然氣重整制氫、煤重整制氫,成本大概也是10元錢左右。我國現(xiàn)在有大量的棄風(fēng)、棄光和棄水,先把這部分棄電用好是當(dāng)務(wù)之急。我記得去年的棄電加起來是1500億度,1500億度除以50,可以制成的氫氣是多少,大家可以自己算一算。1公斤氫氣加到1輛轎車上可以跑100公里,你算算這些棄電能支持多少轎車行駛。這是我國可再生能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)非常重要的著力點(diǎn)。
燃料動力鋰電池汽車的可行性和可靠性,要經(jīng)過春夏秋冬來測試和檢驗(yàn)。業(yè)內(nèi)有一句話叫:發(fā)動機(jī)是試出來的,不是算出來的。就是說車好不好一定要經(jīng)過不同的環(huán)境,不同氣候的全方位檢驗(yàn)。
我國燃料動力鋰電池汽車還處在發(fā)展初期,離不開政府的支持。我們希望,國家能夠出臺燃料動力鋰電池汽車區(qū)域示范的相關(guān)政策。這方面有一個(gè)非常好的例子,就是純電動汽車的示范推廣。它是通過十城千輛這個(gè)大規(guī)模的示范運(yùn)行帶動了產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展,使我國新能源汽車居于全球領(lǐng)先的位置。燃料動力鋰電池汽車也要一個(gè)示范推廣過程。上汽也好,福田也好,宇通也好,關(guān)鍵零部件公司億華通也好,都有技術(shù),都能做產(chǎn)品,但是都沒有量。沒有量就形不成產(chǎn)業(yè)鏈,就降不下成本,就難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。所以希望通過區(qū)域示范把成本降下來,把質(zhì)量提上去,把規(guī)模推上去。并且通過我們這條生產(chǎn)線,拉動上游的閥,關(guān)鍵材料,關(guān)鍵零部件的發(fā)展。希望國家能夠出臺示范推廣政策,比如在3到5個(gè)城市或者10個(gè)城市以內(nèi)進(jìn)行示范,甚至也搞個(gè)燃料動力鋰電池汽車十城千輛示范。那么,一個(gè)城市有幾百到千輛的規(guī)模就可以了。通過示范,3到5年后再進(jìn)行大范圍推廣。
第二個(gè)建議是對燃料動力鋰電池汽車的補(bǔ)貼要加強(qiáng)。在我國燃料動力鋰電池汽車的產(chǎn)業(yè)鏈沒有形成之前,公司前期的研發(fā)投入是比較多的,所以希望除了中央對燃料動力鋰電池汽車的補(bǔ)貼不退坡之外,各個(gè)重點(diǎn)區(qū)域的地方政府要進(jìn)一步地加強(qiáng)對燃料動力鋰電池汽車發(fā)展的補(bǔ)貼和扶持。通過政府的扶持把量推上去,待累計(jì)到一個(gè)量級,比如萬輛級別就開始退坡或停止補(bǔ)貼。這些都是可以商量的。
第三個(gè)建議,是希望媒體多宣傳燃料動力鋰電池汽車綠色和環(huán)保的理念,宣傳燃料動力鋰電池汽車安全的概念。除了給老百姓宣傳,還要給政府宣傳。通過宣傳為綠色的氫能源推廣、安全應(yīng)用打下一個(gè)群眾基礎(chǔ)。
(根據(jù)錄音整理未經(jīng)本人審閱)
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