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专 题
■ 商 车
宇通:2030年燃料电池车成本60万元 运营成本0.5元/公里宇通已开发三代 正在开发第四代截止到2017年12月底,宇通已在国内320多个城市累计推广85977辆新能源客车,其中,2017年宇通新能源客车销量24865辆,份额继续扩大。在燃料电池客车的开发上,宇通同样领先一步。“宇通于2009年开始燃料电池客车的开发,2012年组建了燃料电池客车专职研发团队。经过多年努力,突破了多项核心技术,完成了三代燃料电池客车开发,取得资质认证、公告和安装资质。”宇通客车集团股份有限公司国家电动客车电控与安全工程技术研究中心副主任李飞强介绍说。宇通已经开发三代燃料电池客车,正在开发第四代燃料电池客车,突破了整车、集成、控制等关键技术,提高了系统的使用寿命和环境适应性,延长了续驶里程。关键技术主要包括动力系统匹配技术、氢电结构偶合安全技术以及整车节能控制技术。“我们开发完成的8米和12米燃料电池客车产品,进行了完整的燃料电池客车示范验证,验证了实车道路环境下的动力性、经济性和可靠性。2016年12月至今,累计运行里程超过35000公里,燃料电池基本无衰减,保证了燃料电池客车的示范运行。”他说。高成本问题 能不能解决众所周知,氢燃料电池客车面临的挑战,包括电堆成本高、车载氢系统成本高、燃料系统成本高,同时导致整车成本非常高;此外,氢气使用成本高,加氢站和运营成本高。如此多的高成本,到底能不能解决?李飞强表示,整车成本方面,宇通重点分析的数据来源于国家节能与新能源汽车技术路线图以及与产业链相关合作伙伴的调研。随着整车关键零部件的国产化和规模化,整车成本会降低到60万元,和现在传统车成本相当。从整车角度来看,燃料电池系统成本、车载氢的成本都会大幅度降低,最后会降低到和传统车成本相当。“最重要的就是燃料电池系统。随着燃料电池辅助系统的批量制造,实现关键零部件(包括空压机、增湿器)
的批量化,燃料电池系统的成本可以大幅下降。技术路线图规划2020年成本是5000元/千瓦,到2030年可达到600元/千瓦。电堆成本主要包括催化剂、膜和双极板,随着关键材料国产化和电堆体积功率的提升,电堆成本可以大幅提升,从2020年的1000元/千瓦降低到2030年的150元/千瓦。”他说。通过车载氢系统的高度集成化和模块化设计以及关键部件的规模化和国产化生产,到2030年,车载氢系统成本,可以从3000元/公斤降低到2030年的1800元/公斤,如果储存的氢气是1公斤,整个车载氢系统成本是1800元/公斤。氢气的成本也会大幅下
降。目前最低是40元/公斤,随着大批量规模化运氢,到2020年可以降低到20元/公斤,最终可以降低到2030年的9元/公斤以下。加氢站的成本主要来自关键零部件,比如氢气压缩机和加氢机,这些大部分是进口产品,随着批量化和国产化,可以大幅降低加氢站成本。现在,一般2吨以上的加氢站成本在1000万元以上,2030年
可以降到350万元。按照国家新能源汽车技术路线图的规划以及国家对产业链的调研,随着关键材料和关键零部件的国产化和规模化,2030年,整车成本可以大幅降低到60万元,运营成本可以降到0.5元/公里,加氢站可以降低到330万元,氢气成本可以降到9元/公斤。届时,氢能燃料电池产业就会起来,燃料电池汽车就会实现大规模推广应用。
还有很大的优化空间“燃料电池主要是5个
方面:整车、燃料电池系统、车载氢系统、氢能以及加氢站。燃料电池整车经济
性会逐步提升,续驶里程会
大幅提升。氢耗还有很大的
优化空间,包括整车纯电动
系统平台的电耗降低以及燃
料电池系统效率的提高,都
会降低整车氢耗,续驶里
程也会大幅提高,甚至可
以达到1000公里以上,低
温冷启动也会达到-30℃甚
至-40℃。”他介绍说:“随
着燃料电池效率和功率密度
的增大以及车载氢系统储氢
密度的增加,燃料电池动力系统的能量密度将远大于纯
电动的电池能量密度。随着
关键零部件的国产化和规模
化,电电混合系统的成本也
会远低于纯电动成本。”
目前,燃料电池能量密度是205瓦时/公斤,主
要是燃料电池系统功率比较
小,动力电池比较多,导致
重量比较重。“未来,随着
燃料电池功率的增加,动力
电池功率减少,我们会大幅
度提升电电混合系统的能量
密度,可以从472瓦时/公
斤到1400瓦时/公斤,甚至
接近2000瓦时/公斤。
”他介绍道。
随着关键零部件的国产化、系统的规模化,燃
料电池电电混合系统的成
本也会大幅度下降,最终燃
料电池系统可以降低到0.15
元/瓦时。
燃料电池系统的寿命将
持续延长,额定功率和效率
将持续提高,满足整车8年
使用寿命的要求,也会逐步
达到现在纯电动客车出口到
欧洲15年寿命的要求,额定功率也会大幅度增加,最终,燃料电池系统的额定功率会
和现在柴油车的额定功率相当。功率的提高会带来燃料
电池效率的提高,达到60%。
车载氢系统的储氢密度和储氢压力,可靠性也会逐
步提高。目前,国内的储氢密度在3%左右,未来用高压储氢和液氢,可以把储氢密度大幅度提升,达到
7%以上。储氢压力则从35MPa 向70MPa 迈进。我国氢气资源非常丰富,2016年,中国氢气产量1850万吨,煤制氢占到60%,副产氢占到近20%,其实这些副产氢可以满足40万辆燃料电池公交的需要。氢气的来源非常多样,可以因地制宜选择合适的来源,也可以根据运输量选择管道运输和高压运输等不同的运输方式。目前,全球加氢站建设正在提速,加氢站和加油站合建的方式已经出现。如今,世界上有289个加氢站,相比2015年的54座增加了70%。目前我国的加氢站正在快速建设,已经建成14座。按照国家节能与新能源汽车技术路线图的规划,随着燃料电池车对氢气需求量的增加,我国的加氢站数量会逐步增加,从2020年的100座到2030年的1000座。对产业的4个建议最后,李飞强提出了四点建议。电堆方面。建议促进燃料电池电堆全产业链的发展,提高电堆寿命和降低成本。燃料电池系统方面也要抓关键领域,补短板环节,联合国内外优秀的厂商生产燃料电池专用零部件,提高其可靠性,降低成本。氢气方面,联合氢能产业链相关企业,共同推进氢能产业链不断发展,降低氢气生产、存储以及运输成本。加氢站方面,三站合一,要在国内实施加氢站、加油站和加气站的合建,解决城市用地难的问题和安全管理的问题。燃料电池电动汽车
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