刘建国:关于绿氢方面的思考
2023-09-21 18:56:42   来源:能源新闻网   评论:0 点击:

能源新闻网讯,9月16日,以“能源安全 绿色转型”为主题的2023全球能源转型高层论坛在昌平区未来科学城开幕。

开幕式后,与会领导来到华为、国家能源集团、隆基等展区,参观了论坛举办的科技成果展览展示。论坛期间,还将举行主论坛、九大专题分论坛、签约和揭牌仪式等活动。

下面是九大专题分论坛之氢能绿色高质量发展论坛活动中华北电力大学二级教授 氢能技术创新中心主任刘建国先生的发言:

尊敬的各位专家大家上午好,刚才听了几位专家的报告,我们感到非常振奋交通在氢能领域是一个先行者。接下来把氢燃料电池商用车的实践跟大家汇报一下。

氢燃料商用车迎来快速发展的机会,整个能源结构向绿色能源转型这个已经成为全球趋势,在57年全球碳排放增长近3.5倍,现在承诺碳中和国家有136个,涵盖80%以上全球经济总量、人员。

全球各个国家碳中和已经是一个共识了,刚才也讲到了欧盟,他们3.5吨以下的乘用车、商务车2035年就要求零排放,我们国内的政策也由原来能耗双控向碳排双控转变。

氢能是二次能源的载体,未来也是绿色能源重要的载体,应用领域是非常多的,交通领域只是其中一个部分。

各个国家纷纷制定了氢能发展的计划,涉及范围还是比较广的,我们国内这几年整个政策出台也是非常多的,包括氢能产业发展中长期规划,包括示范城市也出台一些政策帮助。

在我国机动车保有量是3.2亿辆,商用车只占了3100万,占比不到10%,碳排占了56%。现在除了重型和轻型火车排放量比较大以外,其他的像轻型客车,大中客车的体量并不大,氢燃料在全球发展非常快的,特别是在基础设施发展非常大,原电池保有量接近一万五千辆,中国现有358座加氢站,全球排第一,在运行的加氢站400座。加氢站到2035年预计有5000座。

接下来氢燃料电池在商用车的应用,商用车的本质是为客户创造价值,现在大的物流不是特别景气,整个运价比疫情之前下跌20%左右,比起十年前更是下跌了30%-40%,现在所有的成本都是高的,只有运输成本是下跌的,物流行业现在非常不景气。要求我们在车辆端,在能源消耗端为客户降低成本,港口集装箱运输总量下降还是比较明显的。

商用车应用场景是非常多的,有城市物流配送,城市作业,还有封闭场景的项目,像港口、矿山,城市的公转铁,这个领域主要用在重卡和中卡的场景,客运主要集中在短途客运,现在高铁、航空替代是比较明显的,中距离发展依然是比较快的。

氢燃料适合什么场景,乘用车现在到了30%,商用车中轻型包括微型物流车渗透率是比较高的,市场渗透率超过40%,而且还在持续增长,下一步我们认为氢燃料电池有它的特点,更适合环境适应性强的,氢燃料电池向气氢300-500公里中长途运输,液氢扩展到500-1000公里长途运输,集中在冷链物流、中长途运输。

张院士讲到能源价格集中在25元上下,对我们也是比较利好的,我们认为到2030年左右氢气成本能够降到25元左右,在这个情况下,随着规模的增大,燃料电池系统成本它的降低是非常明显的,现在成本高,研发投入大、分摊成本比较高。

还有一个储氢成本现在是比较高的,李教授也讲到这个点,现在我们在考虑未来能不能在金属市场上用液氢,基于这些成本我们预计在2030年左右燃料电池它的TCU能够跟现在的柴油车持平,考虑未来碳的交易,成本有进一步提高的优势。

去年我们在冬奥会在全球展示了氢能在交通领域使用的可行性,一次性提供了515辆燃电池的大巴车,在冬奥会上运行,冬奥会有一千多辆,包括轿车,其中有212辆大巴服务于核心区,能耗比较低的,能耗只有5.4公斤/百公里,安全运行320多万公里,减碳2600多吨,冬奥会要求我们做到零下35℃环境下能够正常运行,高海拔,现在最高的点接近于2000m,道路复杂,特别是临近赛区,道路是非常复杂的,坡道比较大,弯都是急弯,对安全的要求也高,整个运用下效果是比较好的。这些产品在赛后也得到非常好的利用,赛后这些产品用在了北京公交,从延庆到德胜门,市郊联络线,线路是德胜门到京张路口北和房山运营,能源保障都是中石化给我们做的保障。

我们从赛后改造完交到公交手上以后,一年多时间以后,运行里程超过一千八百万公里,加氢九百多吨,减碳9866.36吨,运营端比传统柴油车有一个优势,传统柴油车像这类公交大概在两块四、两块五一公里,按照现在北京的城市群价格大概在一块六七的水平,运营还是有优势的,购置成本是现在的痛点。

我们在示范城市运行的场景,冷链场景,现在冷链车的能耗是比较大的,为了保民生,现在冷链物流目前是没有限制柴油车的运行。

我们在第一年度推广380辆冷链物流氢氨车,氢耗在2.2公斤,运行1570万公里,减碳5000吨,目前在城市群政策加持下,目前政策TCO是有优势的,也为未来规模化以后,能源成本进一步降低以后能够实现利用可持续打下一个良好的基础。

在中长距离上我们也做了积极的探索,中长距离它的挑战还比较大,它这里主要来自于储氢、高功率发动机,储氢现在重量比较重,为了满足客户的运行,储氢站占了,影响客户在城市群运营,拉重货就会缺吨,对用户的收益是有影响的。

虽然我们做了轻量化工作降低重量,降了六七百公斤,在已经运行的车辆,续航现在可以做到450公里以上,也为城市运输做了一些探索,现在也做了一些底层的场景,现在是我们物流供应链的物流,一个乘用车的物流。

接下来是商用车(音),大部分用的是灰氢,如何实现灰氢向绿氢转型,国家能源有大的规划,氢能作为二次能源比较好的载体,可再生能源结合起来是比较好的场景,通过燃料电池交通领域的应用,能带动产业的发展,未来逐步向规模化应用转型。

目前的储运成本是比较高的,现在每公斤运输成本即便是效率比较高的运营成本也是五六百公里,未来中距离运输上,液氢是比较好的运输载体,成本做得比较低,目前美国大概在0.2美元每百英里的成本。这是目前运行的情况,用液氢来储存,加氢站上也可以用液氢储存,(音),这里面也提到了固体储运、固态储运,有机物储运,还有中石化推动的乌兰察布进京的管道运输,这也是未来大规模氢气转移非常好的方式。

我们有了氢源的保障就能从现在示范城市主要围绕着城市运营逐步向城市群发展,未来向干线运输发展,国家也在做氢高速规划,由点到线到面。

这个是系统成本降低,我们认为燃电池降低成本还是比较显著的,预计到2025年能够做到两千块钱一个千瓦的水平,到2035年做到五百,未来绿氢随着规模化应用,它的成本会逐步降低到比现在制氢成本还低的范围。

北京市为了推动氢能的发展,我们北京市最新立了一期液氢的项目,围绕着整个产业链,制、储、运加用,现在从液氢的液化、存储、运输等方面联合清华大学、哈利101(音)十几家企业,现在也欢迎国际公司参与到项目里面来,在中关村也成立了液氢标委会,也有国内外企业共同参与,建设我们的标准体系。

这些工作做完以后,预计2025年末能够推出针对商业化液氢的一千公里以上续航的重卡,能耗降到8公斤以下,未来结合气体价格的降低,实现氢能规模化应用。

这个是场景策划,氢气用在500公里的范围,今年我们有高功率发动机,这个车我们正在做测试,未来可以做到1500公里左右的范围。

这个是生态的构建,氢能的发展离不开生态的打造。

最后我们认为氢气氢燃料发展还需要政策支持,一方面加大示范推广力度,这个在路权、非财政支持下加快氢的发展。另外一方面是把氢燃料电池碳交易纳入到体系里,更重要加快标准体系的建设,让氢能够更通畅实现流转和运行。

我的报告就到这里,谢谢大家。

本文系能源新闻网整理自刘建国在全球能源转型高层论坛中九大专题分论坛之氢能绿色高质量发展论坛演讲实录,未经本人审阅。

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