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上汽集团程伟:燃料电池和纯电动应该是竞争关系

上汽集团程伟:燃料电池和纯电动应该是竞争关系
2018-10-18 11:04:55 凤凰汽车

凤凰网汽车讯  10月17日,第六届中韩汽车产业发展研讨会在北京举办。今年的论坛以“分享氢燃料电池车产业化经验,共筑为欸来氢能社会”为主题。现代(中国)投资有限公司和国家信息中心信息化和产业发展部,联

凤凰网汽车讯  10月17日,第六届中韩汽车产业发展研讨会在北京举办。今年的论坛以“分享氢燃料电池车产业化经验,共筑为欸来氢能社会”为主题。现代(中国)投资有限公司和国家信息中心信息化和产业发展部,联合产业界人士共同探讨和交流氢燃料电池汽车产业的发展。

目前,电动汽车为主的新能源汽车是中国汽车产业发展的主流,在政府的支持下,今年中国新能源汽车产销量即将突破100万辆。从续航里程来看,纯电动汽车受电池技术影响,续航里程主要在500公里以下。燃料电池车在续航里程上相比电动车具有长续航的优势。

从续航里程角度来看,现在的主流观点是燃料电池车和纯电动车是相互补充关系。在论坛上,上汽集团前瞻技术研究部程伟认为,两者从短期来看是一个补充关系,因为燃料电池车动力系统架构仍然需要动力电池,启动的时候辅助系统需要高压的供电,在车辆制动的时候能量回收需要动力电池,动态加速也需要动力电池的补充。但是个人观点来讲,他认为燃料电池和纯电动应该在中长期来讲还是一个竞争关系。

上汽集团程伟:燃料电池和纯电动应该是竞争关系

以下是上汽集团前瞻技术研究部程伟发言实录:

各位专家、各位同仁大家下午好,我是来自上汽前瞻技术研究部的程伟,我个人一直在做燃料电池汽车的整车开发,这次借这个机会谈下上汽在燃料电池汽车方面取得的进展和下一步的设想。整个报告分四个部分,首先还是谈一下发展燃料电池汽车的驱动力,燃料电池汽车行业是两到三年大概就会有一个波峰,有一个波谷,现在还是比较热了,在峰顶。

但是实际上上汽这么多年一直在坚持做燃料电池这块,我们有一些我们对整个行业的理解和认识。第二块就是上汽对燃料电池汽车研发,这些年我们取得的一些成果包括我们对下一步的一些设想。第三块就是底下有人问上汽有哪些产品推出来,就是我们现在在国内推的几个地方的运行情况。最后就是对目前燃料电池商业化遇到的问题,发展瓶颈,谈一些我们个人的思考。

谈燃料电池汽车我们一般还是从汽车用户的角度看这个问题,大家都在问为什么做燃料电池,每到两三年都会问这个问题,我们企业内部也会问,其他团队都会挑战这个事情。燃料电池我们谈四个方面:第一个就是零排放,这个会和纯电动车和传统燃油车做一个对比,零排放我们电动车也有,我们讲二氧化碳排放,这个都是谈的相比传统车。那么在续航这块大概五年前我们谈的时候还是蛮有优势,现在特别对乘用车来讲这个挑战还是蛮大的。现在我们内部上汽推的,多环性的其实我是想在这里重点强调的,大家都讲电动车很好,现在续航里程也很长,但是我们燃料电池汽车FCV80去年已经销售到辽宁,据我所知乘用车还没有过过山海关,在东北销售的。这个也体现我们比较强的低温防御。

另外就是便利性,加氢的事情,3到5分钟的加氢时间,现在谈加氢的事情还是比较尴尬,因为加氢站还是比较少,和纯电动车相比优势没有那么明显。总得来说燃料电池汽车我们是兼具环保性能与实用性,一方面加氢时间比较短,续航里程比较长,它的驾驶习惯更接近于燃油车。

第二个从汽车用户角度看或者行业角度看,燃料电池汽车和混合动力或者纯电动的关系。现在一种比较主流的观点是讲燃料电池车和纯电动是相互补充的,本质上谈的还是燃料电池和电池的关系。短期来看是一个补充关系,因为对燃料电池车动力系统架构仍然需要动力电池,启动的时候辅助系统需要高压的供电,在车辆制动的时候能量回收需要动力电池,动态加速也需要动力电池的补充。但是个人观点来讲燃料电池和纯电动应该在中长期来讲还是一个竞争关系。

我记得之前有一次开会一个电池专家提到一个观点,你们做燃料电池的人完全可以考虑电电混合或者是做一个增程式的燃料混合动力车,你可以把燃料电池做的再大一点或者把燃料电池做的再小一点。但是我们要考虑一个问题,从需求来拉动技术的进步来讲,如果我们仅仅停留在这个程度,这个电堆的功率非常小,对这个体积功率密度没有要求,低温需求没有那么大的话,随着动力电池的技术进步燃料电池肯定不复存在。还有就是我们谈到新能源基础设施的布局,现在这个发展推动了整个充电设施快速的发展,现在加氢的设施还比较缓慢,如果等到国内全部的所谓的加氢设施建成的话,对整个加氢站的建设有非常大的压力。

第二块从整个汽车工业或者是能源战略来看这个问题,我们讲实现中国汽车工业由大变强,燃料电池技术是促进汽车产业转型和占据未来技术制高点的一个最关键的点,第一个谈能量转化效率,我们做过一个测算,就是碳排放。一个B级车,一个1.8吨到2吨的车来讲传统燃油车大概油耗可能9到10吨左右,那么基于现在国家的这个能源结构,它的碳排放每公里大概到200多克。同样等级的车做纯电动电耗百公里18到20度电左右,现在煤电占60%多,它的碳排放大概100多一点。我们在这样的平台上做燃料电池乘用车氢耗百公里一公斤,基于天然气制氢的一公里50到60克左右,这个还是比较明显的。

另外谈汽车工业升级转型的问题,今天中午我和李处也交流了一下,现在全面升级比较早,可能整个一切换,目前传统产业的零部件企业可能比较艰难,比如说做油箱的就想接下来怎么弄呢。但是对于燃料电池来讲相对来说比较容易。我们现在集团业内的企业其中寰宇也在往燃料电池这个方向转型。比如说原来做燃油箱现在做氢瓶UV,吹塑工艺也是比较类似的。因为对于燃料电池来讲它其实类似于发动机,它有它的燃油供给系统,有空气供给系统,有热管理,这些都是比较类似的,对整个产业转型是非常有帮助的。

第二块就是今天上午何博士谈到的对能源战略的意义,氢能和电能作为二次能源相互转化对国家整个能源的发展。弃风、弃电的事情今天也谈到了,我们做过一个测算,目前氢气能源发展由于不稳定性,大概有10%直接弃掉了,如果我们用2020年的发电去测算,10%我们算了一下大概能够支撑4800万辆燃料电池车的运行。

第三个谈一下燃料电池车的发展趋势,从我们对燃料电池车的发展历程分这么几个阶段:第一个概念验证,这个阶段的话对新能源汽车已经实现,新能源汽车这里面最关键的是实现整个技术和成本的提升。商业化起步更多是推动整个基础设施,包括法规标准的完善。商业化爬坡更多是产业的提升和社会普及的加大。这四个阶段来看国外和国内面临不同的形势,国外来讲大家也知道一直以来讲的三大联盟,现在有一个联盟已经停掉了,但是这些联盟在一起是长期的投入燃料电池技术,而且分享整个技术和产业链。研发过程基本上完成,现在开始有量产计划,有量产车型推出。另外技术路线来看国外还是大功率的技术路线,几乎没有大概30%到40%这种功率等级的燃料电池。

国内特别从2014年正式发布以后国内的车企开始积极进入这个领域,但是产业链还是比较弱的。当然现在非常热,我之前看一个报道这两年燃料电池这块资本方面大概投入超过两千亿人民币以上。另外就是最近几年这个非常多,但是总得来说全是商用车还是都在商用车领域。技术路线有的叫氢电混合,有的叫电电混合,不管怎么样就是中小功率的燃料电池加上功率比较大的动力电池的技术路线。

整个产业是这样的,第一个国家这几年陆续产业政策推的挺多的,比如说《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》提到的,发改委的《能源技术革命创新行动计划》里面燃料电池是作为15个方向燃料电池之一在重点推的,上海去年,包括上海市的发展规划,它是比较明确整个燃料电池的发展,整车的产销量,加氢站的加强数量,包括整个的产业规模。近期来讲在2020年加氢站应该是5到10座,车辆是推到3000辆。现在来看这个目标相对来说应该还是比较容易完成的。

总得来说整个国家产业政策还是要求推进燃料电池的研发和产业化,2020年能够实现一个批量和示范。市场现在来看,今天上午也讲到了,一个是各个地方政府推动,特别是长三角、珠三角或者京津冀这个地方,还有社会资本的介入。现在车型大部分是客车、物流车、通勤车比较多。2020年万辆级,就是整个国家的规模应该还是能够实现的。企业方面刚才讲到这些整车厂加快整个的步伐,特别最近这段时间长城收购了三元动力,离我们公司也不远,然后潍柴入股巴拉德,以这个来讲的话,实际上发展一直在坚持,十几年,在2016年开始就正式启动商业化这个事情。

第二部分简单介绍上汽在燃料电池研发的情况。首先还是回顾一下上汽燃料电池研发的历程,上汽对新能源汽车的发展战略还是比较明确的,一个就是推进插电混合和纯电动汽车规模产业化。这个是2015年我们成立了节能公司由他们负责整个动力总程的产业化,在纯电动、插电式混动的销量在国内目前还是领先的。

第二个就是推动燃料电池汽车产业化应用开发,因为上汽最早接触这个当时还是在GL8的平台上开发了第一款燃料电池车。当时我不在,他们说后备箱里面基本上都是燃料电池,那是第一次接触。2006年我们成立了事业部,2010年通过几个研发部跟同济、清华的合作有一批燃料电池车的推出在世博会做了运行。2010年到2014年我们更多还是做科技示范比较多,因为整个产业环境和技术还没有到,2014年做了全国巡游的活动。2014年到2017年我们在工程化做了大量的努力,一个是成本的大幅度下降,另一方面就是推动整个商业环境。2016年荣威950推出,2017年的FCV80,包括今年我们申沃的客车也推出了。

研发情况也想做几个介绍,第一个就是自主开发。我们是汽车开发应该是从上至下,比如说第一阶段我们大概知道比如说性能、MH,整个结构在这个层面。第二阶段我们做什么呢?做动力系统集成,燃料电池和动力电池怎么匹配,能量分配这个层面。第三块我们做燃料电池系统,围绕燃料电池电堆做燃料电池的控制,系统架构的设计。到目前为止我们做了燃料电池电堆,双极板、电机,整个电路的封装我们开始做这个,那么通过这样的努力我们具备了自主的迭代开发能力。就是我们可以做大功率的电堆,下一代我们仍然可以自己完成这样的开发工作。

除了自主开发我们现在也在进行国际合作,我们国际合作和以往不同的,之前的国际合作更多是引进国外的产品和技术,现在的国际合作我们分两个层面:第一层面在基础研究领域,对一些机理性的问题,包括法规标准。比如说我们和美国的阿贡实验室,在耐久性包括标准性上面,那么在人工智能算法我们跟腾讯(音)有项目上的合作。另外就是产业链方面,因为产业链大家也知道燃料电池领域国内还是比较薄弱的,比如说我们面临的东西跟一些国际的供应商有一些合作。

总得来说,通过这些年的努力,我们完成了两个燃料系统的定型开发,我们叫200A,200B,四款的整车,最早荣威750到荣威950,大通的FCV80和申沃的燃料电池客车。

从科技示范这个角度,刚才也讲到了,就是世博会期间我们174辆的燃料电池车,有6辆的燃料电池客车,还有68辆的燃料电池轿车,还有100辆的燃料电池观光车,世博会还是比较好经历了当时的暴雨、雷电、高温天气的考核,这块积累了很多数据。2014年我们搞了一个全国巡游,那么总里程接近一万公里,北线到大连,南线到昆明,西线到了拉萨,基本上把整个中国道路情况下运行做了一个验证。之后从昆明我们到了成都,2014年有一个挑战赛,当时我们纯电动、混合动力都参加了这个比赛,拿了第一名。

三个车型,目前为止在市场销售的,第一个就是荣威950,这个是2016年我们批产的小批量的,现在做分时租赁,这个续航里程430公里,这个也是国内第一个采用70兆帕的储氢系统,当时国家标准还没有,当时中期找了很多专家做评审。第二个就是FCV80,现在我们在上海、佛山、辽宁的抚顺有一些批量投放和运营。然后就是燃料电池的客车,燃料电池客车刚好上个月,我们三辆车在安亭的6线,从安亭新镇到老街那边单程7公里左右有一个运营。

接下来简单介绍一下车型,荣威950大家可以看到,整车的布置和传统车非常类似了。很简单你们可以这么理解,整个燃料电池动力总程替换传统的发动机和变速箱,你的油箱替换了这个,所以最大程度能够确保准确的操控性和舒适性。950和前一代产品相比最大的变化就是续航里程的提升。第一个就是系统效率的提升和上一代提供系统效率可以提高2%到3%,第二个就是这个储氢量,以前我们是35兆帕,这块直接提到70兆帕,所以储氢量到72公斤。另外就是低温,低温我们到零下20度。这款车实际上2016年销售了51辆,现在有一些分时租赁的运营,现在单车最大运行有4万到5万公里差不多。

这些图片就是整个燃料电池汽车开发过程中进行的一些实验。实际上可以这么理解,燃料电池整车和传统车比较类似,我们整个开发过程还是基于传统车,所以像整车的高温、耐久都是经历过的。上面这张图就是在黑河的高寒实验,下面是在格尔木的高原,我们经过两轮的高寒、两轮的高温、两轮的高原测定,应该说都是非常笼统。系统的话一个是MK实验,一个是EMC的测试,所以总得来说燃料电池和整车非常类似,对于客户来讲对它的使用和认识应该是一样的,所以这样完整的认证过程是必须的。

第二个就是FCV80,大家看和上面唯一不一样就是我们空调冷凝器做了一个顶置。大家觉得商用车好做,但是商用车还是有它的特点,所以这个高度方向有空间,但是纵向空间比较小,所以我们把空调顶置在上面,这样比较好解决了热的问题。这款车现在投放的地方比较多,刚才讲国内几个地方都在卖。这个车的售价是130万人民币,国家补贴可能100万,国补加地补这样一个情况。

和950类似也是经过高温、高寒,包括耐久应该是一个完整的开发过程。

接下来谈一下整体上对燃料电池发展的规划。其实也比较简单,两条线:第一个就是商业化。目前商业化已经提到日程,正好借这个机会也跟大家讲一下,上汽今年6月份成立一个公司叫上海捷氢科技有限公司,把上燃料电池汽车相关的这方面,在系统这块的业务全部剥离出来在这个公司进行商业化运作。商用车这个板块我们更多要围绕商业化,大家也知道商用车和乘用车有很大的不一样,国内为什么大家说做燃料电池商用车,一方面可以定点、定线、定区域,对加氢站的建设有很大的帮助。第二个燃料电池商用车国家补贴比较高,乘用车技术难度比较高,补贴只有20万对商用车来讲补贴物流为30万,客车50万,这是非常现实的。

但是对于上汽来讲,除了商用车的商业化我们更关注乘用车的核心技术掌握和关键技术的突破,对功率密度,薄载量和低温是我们非常关注的,所以希望从乘用车切入在商用车推广,反过来再推动乘用车的发展。

第三块简单谈一下运行情况,这个大家都知道,在博山等几个地方,上海这边是87辆燃油汽车,其中有40辆的950,6辆燃料电池的客车。大通这个车截至去年年底我们完成100万的销售,其实我们还是在控制整个推出的节奏,因为不同的地方售后要跟得上,同时要考虑整个地方的运营环境,我们南面到佛山,北面到抚顺,在上海当地也在推,和运营公司和加氢站企业同步推这个事情。现在在抚顺那边是40辆,因为抚顺新宾县是一个满族自治县,是一个旅游城市,所以他就做这种摆渡,因为FCV80是一个轻型客车。

接下来谈一下对燃料电池汽车发展的一些,应该来说燃料电池汽车发展更新颖一点,目前来看就是产业化前景和以前相比,以前都是谈研发,做做样车,现在产业化前景已经非常清晰了。未来还是在燃料电池技术开发加氢站建设还有用户使用习惯的培养进一步加强。

再一个,今天何博士也谈到政府、车企、能源、用户这块加强合作,现在氢能联盟就是做这个事情。燃料电池车遇到最大的困难,从应用端推这个事情非常难的,对燃料电池汽车来讲只是一个应用,关键是国家能源结构里面氢能是不是作为一个很关键的一环在整个国家推,否则即使车做出来加氢站跟不上也没有办法。比如说我们的950,70兆帕,我上下班会开,现在大概开了一年多了,一万多公里了。但是加氢非常难,因为加氢站是35兆帕的,我可能只能用我们做开发的设备做一些加氢的工作,这个非常麻烦。

对于现在中国燃料电池汽车发展的路径我们这里有一些建议,大家现在谈的比较多的是商用车,刚才徐主任也谈到乘用车,徐主任刚才提的非常好,是从资源端来讲。从我们来讲,乘用车除了资源以外,当然我们说续航里程和纯电动已经没有非常大的差距,包括加氢,纯电动的快充。对于乘用车来讲我们一直认为是我们掌握核心技术,推动技术发展非常关键的一环,这是技术领域。还有一个就是大家一直在回避的,如果我们单纯做燃料电池商用车以这样的规模能不能支持整个成本的下降,乘用车还是相对比较容易把规模做上去,成本做下来。上午谈到每千瓦做到47美金,它是基于50万的规模。那么国内现在这个量非常非常小,乘用车如果不积极介入,后阶段整个成本下降也是有非常大的挑战。所以我们的建议就是乘用车做全功率的这种技术路线,然后推动整个技术进步,提高自主开发能力。

反过来切入到商用车领域,商用车可以通过电电混合的技术路线和商业化先行,陆续推动积极设施和法规的标准的完善,提高市场认可度。最后反过来推动乘用车的发展。在这个过程中,我们也碰到很多挑战,这里跟大家简单介绍一下。第一个就是技术进步,国内现在整个的投入跟国外比还是有非常大的差距,所以产业链方面还是比较薄弱的,特别是材料领域。像膜,碳纸、催化剂实际上国内没有任何一家企业可以参与到应用,而下一个阶段我们要成本大规模下降,比如说用低铂或者是非铂催化剂,整个行业材料没法支撑实际上到后阶段这个成本也面临非常大的压力。

第二个就是氢气供给,这个最核心的问题,我们做下来发现还是对氢的认识,国内来讲各个地方政府目前来看氢还是作为危险化学品管理的,没有像汽柴油一样作为燃料来讲。带来的问题就是加氢站大家都非常担心安全问题,所以这是非常非常大的一个问题。

第三个就是政策扶持,财税政策里面提的补贴,还是比较好的推动了整个产业的发展,但是问题也有。比如说现在大家都会贴着政策的下线去做,比如说我们提到的30千瓦功率占50%,对于很多企业就会贴着这个去做的,这个对于推动整个技术进步实际上没有太大的帮助。

另外就是对于双积分政策对燃料电池车来讲也没有太大的优势。大家知道对乘用车来讲新能源车的单车有一个上限是5,纯电动可以放宽有一个系数到6,就是0.16乘P,就是它的功率,做到30千瓦左右就可以到上限了。对于乘用车就没有必要做100以上的所谓全功率的燃料电池,这是现在一个很现实的问题。

第四个就是消费者的接受度,现在车的价格如果有国家补贴还是有一定的优势,但是最大的问题就是氢气的使用价格。今天中午吃饭和韩国的同仁也交流过,他们提到韩国的氢气价格一公斤大概30到40,国内现在多少钱呢?上海安亭这个加氢站氢气70到80块钱一公斤,如果以传统燃油车类比的话,百公里用一公斤的话那就七八十块钱,那实际上跟传统燃油车相比没有太大优势,更不用说和电动车相比,这是我们面临的问题。

最后谈一下整个的建议。产业链这块我们建议还是围绕商业化,把大家的责权利谈清楚,整车企业拉动,政府的定位就是对基础性的进行布局,推动整个的商业化。另外就是大家现在老谈补贴,包括2020年以后怎么补贴的事情,我们希望对整个国内的行业的成本做一个分析,政府牵头来做,这样把成本分析报告也可以定期发布出来。到后面到底怎么补,我现在知道整个行业成本什么样的,政府来补也相对更科学一点。

氢基础设施这块,首先还是把氢气危化品的帽子摘掉,像汽柴油作为燃料管理,包括低温液态的储氢成本可以降下来,另外就是四氢瓶标准逐步的放开,对下一步的技术进步还是有比较大的帮助。加氢站各个地方都在动,主要还是确定整个行业的牵头主管部门,到底谁审批。每个地方都不一样,有的是住建委,有的经信委都不太一样。上海刚好定下来是经信委牵头推动加氢站的建设。

还有我们希望在氢气这一端,特别对用户来说氢气使用成本降一降,这样对推动车辆使用有很大的帮助。

产业政策我们还是要鼓励自主研发,特别是国外淘汰的技术,现在引进来再补贴是不太合理的,另外就是蓝天保卫战也在谈替代商用车。特别是柴油这块大家还是有共识的。再就是刚才谈到对乘用车,乘用车的补贴20万,加上双积分最高限制到5分,好像很多企业都不愿意做这个事情,这个是费力不讨好的,也只有上汽一直在坚持,我们希望在这块有一些变化。

再一个就是在推广使用这里提一点,我们现在很着急的,就是氢瓶现在的年检,我不知道韩国怎么样?中国氢瓶是归国家质监总局管理的,三年检一次,然后两年检一次,检一次的费用35兆帕一个瓶两千块钱,70兆帕五千块钱,这个过程中车辆不仅没法运行,还要拆下来运过去,我估计一个瓶就是一万五千左右,这个是现在很现实的问题,所以在标准法规这块,我们希望就是尽快的要把这个解决掉,对整个燃料电池商业化能够加快推动。以上是整个的报告,谢谢大家!

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