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氢途科技周鸿波:突破城际重卡应用,发力分布式发电场景

日期:2022-08-24    来源:高工氢燃料电池

国际氢能网

2022
08/24
14:08
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关键词: 氢燃料电池 发力分布式发电 氢途科技

在用氢成本难以在短时间内降低的情况下,企业要生存发展就必须找到合适的应用场景和出路。”氢途科技董事长周鸿波表示。

在2022(第四届)高工氢电产业峰上,周鸿波发表了“突破城际重卡应用发力分布式发电场景”的主题演讲。他结合近三年来的观察,提出成本依然是困扰行业发展的痛点,而降本的压力和矛盾主要体现在供氢端。

氢途科技是如何化解成本难题?周鸿波从分布式发电和长途重载的城际重卡两个应用场景给出了答案。

成本依然是困扰氢能行业的瓶颈

周鸿波在演讲中表示,回过看自己在2019年高工氢电会议上讲的行业在当时遇到的困难,一共提了三点:第一个是燃料电池产品的可靠性与寿命,第二个是加氢站基础设施的问题,第三个是成本。经过三年之后,再看这几个方面,行业有哪些进步,又遇到哪些问题?

第一部分是产品的可靠性和寿命。2019年氢途的第一批燃料电池系统在湖北武汉投运,到现在差不多3年时间的运行,这批氢车基本上都运行了10万公里以上,最长的一辆已经有23万公里。3年时间里,没有一台车的氢燃料电池发动机从车上拆下来维修过。

“当然也有小问题,可靠性不如燃油车和电动车那么高,总体上公交公司也没有太大的抱怨。”周鸿波表示,跑了20多万公里之后燃料电池的衰减在2.5%到3%的左右,由此推测跑50万公里以上是没有问题的。显然,经过这三年时间的发展,燃料电池产品的可靠性和耐久性已经得到一定程度的验证和认可。

第二部分是加氢站,截至目前,国内有差不多300个加氢站。去年氢途在浙江的金华投放了20辆燃料电池公交车,也面临建站的问题。通过沟通之后发现,中石化和浙江省的能源公司都有意愿,当地的国资也有意向,已经不像三年之前大家普遍争论是先有鸡还是先有蛋的问题。只要有车就一定有人会去干加氢站,加氢站的问题已经得到了很大程度的缓解。

“成本是当前行业最大的一个痛点。”周鸿波表示,困扰行业的主要问题目前已经突破了2个(燃料电池的可靠性、寿命以及加氢站基础设施建设),剩下的成本问题正在努力的突破中。

成本问题从两个方面来看,一方面燃料电池的成本在过去的5年里面有了大幅的下降,从2018年高于2万元/kW,到2022年系统的平均成本有望降到4000元/kW以下,降本的速度令人惊喜;另一方面,氢气的价格依然高居不下,降本的压力和矛盾主要体现在供氢端。

“2017年我们买一个10kW的DC/DC要7万元,一个空压机要10万元以上。”周鸿波指出,整个燃料电池产业链的降本是很快的。截至目前,DC/DC单台价格已经降到1万元左右,用于100kW的空压机单台价格也是1万元左右,功率变大了,但成本是10倍级别的下降。这是整个产业链公司协力降本的结果。

但是燃料电池产业链的这种降本情况并没有在氢能端出现,目前用氢的成本依然居高不下,氢气的储运加部分所占的比例过大,使加氢环节遇到很大的难题。

“燃料电池汽车领域当前的用氢量太小了,目前储运加这一块所占到的成本比重非常大。“周鸿波表示,在氢气这个环节,没有像燃料电池领域有系统和电堆这类的公司在主导这个行业的进程和发展。在氢气这一条产业链上,不管是用户、加氢站,还是储运方面,都没有太大的话语权。

分布式发电模块化解用氢和用电难题

在用氢成本难以在短时间内降低的情况下,企业要生存发展就必须找到合适的应用场景和出路。

氢途科技的策略是发电场景和车用场景并重。一方面,把燃料电池作为一个发电的产品在氢气富足的地区就近发电,为此,氢途科技研发了DP500集装箱式的固定式发电模块,寿命高达4万小时;另一方面,深耕燃料电池商用车场景,尤其是城际重卡领域,为此,氢途研发了200-250kW的大功率燃料电池系统。

周鸿波还算了一笔账,从成本层面考虑,在副产氢的地区采用燃料电池用于分布式发电的经济效益。

例如,在化工园区里面,有便宜的氢气,直接通过一根低压管道,把氢气的使用成本降低下来。以浙江区域的使用场景作为例子,假设发出来的电是在白天使用,就是8小时的峰电和4个小时的尖电,对于浙江地区来讲峰电的价格是1.07元/kWh,尖电价格是1.28元/kWh,白天平均电价就是1.14元/kWh。一年的用电时间是432000小时,算下来整个发电量是432万度电,每年的用氢量是272吨。

如果再把这个度电成本进行拆分,分成设备成本和氢气发电的成本,燃料电池系统每千瓦按6000元计算,每度电设备分摊的成本大概是0.14元,如果要把发出来的电能够跟市电去平衡,这样去反推氢气的价格,算出来16元/kg的氢气价格。

根据氢发电系统大致的一个经济模型测算,一个化工园区的氢气成本控制在16元/kg以内。

在这样的背景下,氢途科技开发了固定式发电的模块,在一个 20尺标准集装箱,集成了500kW的发电功率,对于发电的模块来讲,它的转化效率是最为核心的指标,每公斤氢气的发电量大概16.8度电,超过50%的发电效率。

在寿命设计方面,发电场景和车用的场景有区别,车用燃料电池跑了8000小时,启停的次数在1万次左右,基本上1个小时1次左右,因为启停对膜电极、催化剂是一个巨大的考验,但在发电这个场景下,启停和动态响应的变化会比车上温和很多。固定发电这个场景对燃料电池很友好,反过来对时长的要求要达到4万小时的区别,比车上的寿命更长。

而在可靠性方面,不同的模块之间互相的协同,还要兼顾效率和寿命,预防万一哪一个模块出现故障,其他模块不受影响。在应用场景方面,这种固定式发电模块可以在工厂、港口、城市、住宅这些场景落地应用。

大功率系统突破城际重卡应用

车用市场依然是目前燃料电池最重要的应用市场,而车用市场短期内则主要体现在商用车上。近期来看,国内主要的燃料电池企业都在关注氢能重卡。只有高强度、长距离使用的重卡,才是燃料电池竞争最少的场景。

“120kW功率的系统没有办法满足长途高速行驶,目前大家都瞄准在200到250kW。“周鸿波表示,氢途科技目前正在开发的200kW+平台,并采用自营电堆。公司采用的是双堆石墨板方案,单堆功率达到150kW,通过两个电堆组成300kW的集成模块,可以满足城际重卡在高速行驶的要求以及百吨级矿卡的要求,效率可以达到60%,额定电效率达到45%。

作为一家成立于2016年燃料电池企业,氢途科技专注于氢燃料电池的研发、生产与销售,并提供工程服务。公司已实现公交车、物流车、冷藏车、重卡、叉车的产品批量配套。

从发展历程来看,2020年,氢途科技推出第三代额定功率125kW的燃料电池系统,并在当年完成5000万元A轮融资,启动金华生产基地建设;2021年,氢途科技在金华一期的年产5000套燃料电池系统产线正式投入使用,并在当年完成1.24亿元B轮融资;2022年氢途科技的金华生产基全面投入使用。

技术方面,氢途科技拥有一支高素质、专业化的研发团队,专业范围覆盖电化学、控制、结构、电气、仿真、材料等多个学科,硕博士比例超过50%,已经与浙江大学建立了“氢能与燃料电池联合研发中心”,并设立浙江省博士后工作站,建立了完善的产品开发流程和评价验证体系,具备成熟的正向开发能力,申请专利40余项。

在市场应用方面,氢途科技已与东风、金龙、中通等十多家知名车企建立了深入的合作,并在湖北、广东、四川、山西、天津、山东、广西和浙江等多个省市批量商业化运营。氢途科技最高单车累计行驶超过7000小时20万公里,产品的可靠性和寿命处于国内领先水平。


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