李建秋
第一,目前在客車(chē)方面,從美國(guó)到歐洲再到日本都開(kāi)始出現(xiàn)了燃料電池車(chē),時(shí)間關(guān)系不再詳細(xì)講這些參數(shù)了。一個(gè)大概的情況就是,燃料電池的功率是比較大的,燃料電池作為主動(dòng)力的這樣一種構(gòu)形。
美國(guó)在2006年開(kāi)始推行國(guó)家燃料電池客車(chē)計(jì)劃National Fuel Cell Bus Program,有燃料電池作為主動(dòng)力的,還有燃料增程作為方案的。最早是2010年投放市場(chǎng)的,今天還在運(yùn)行,已經(jīng)連續(xù)在線上運(yùn)行了6年,12輛車(chē)藍(lán)色的已經(jīng)平均使用壽命超過(guò)了1萬(wàn)公里,其中最長(zhǎng)的一輛車(chē)專(zhuān)門(mén)跑里程的已經(jīng)累計(jì)超過(guò)了2萬(wàn)小時(shí),全球來(lái)看,燃料電池客車(chē)壽命6年已經(jīng)做到了,DOE 2020年的標(biāo)準(zhǔn)是2.5萬(wàn)小時(shí),現(xiàn)在還差最后的5000小時(shí),這些車(chē)都在繼續(xù)跑。
另外一個(gè)情況,對(duì)燃料電池采用電池主導(dǎo)、燃料電池增程也開(kāi)始在釋放,這是大概客車(chē)方面的情況。轎車(chē)方面的情況,清一色的都是燃料電池作為主動(dòng)力的構(gòu)形,迄今100千瓦,這個(gè)車(chē)跟我們傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)差不多,續(xù)駛里程都是到了500、600公里,通用這個(gè)車(chē)型老一點(diǎn),大概2009年的車(chē)型,短一點(diǎn),其他的都在500公里以上,加氫時(shí)間都在3分鐘左右,所以轎車(chē)基本上已經(jīng)具備了跟傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的車(chē)在性能上全面競(jìng)爭(zhēng)的特點(diǎn)。舉個(gè)例子,像MIRAI的車(chē),我想豐田都已經(jīng)介紹過(guò)了,這次我們也有一個(gè)實(shí)車(chē),大家可以去看。
給大家舉第二個(gè)例子,戴姆勒奔馳采用了插電式燃料電池的概念,這個(gè)電池裝了9度電也是可以充電的,純電續(xù)駛里程也可以做到50公里,整個(gè)燃料電池的功率大概是100千瓦,這種構(gòu)形也是可以的。也就是說(shuō),我們?cè)趧?dòng)力系統(tǒng)的選擇上面,現(xiàn)在國(guó)際上在客車(chē)和轎車(chē)領(lǐng)域都出現(xiàn)了將動(dòng)力電池和電池實(shí)行電電混合的構(gòu)形。
下面再給大家匯報(bào)一下燃料電池有軌電車(chē)的情況,這是一個(gè)新的東西,我們來(lái)看一下國(guó)內(nèi)外的進(jìn)展。
在國(guó)際上,最早是在2002年的時(shí)候出現(xiàn)了軌道上面采用燃料電池動(dòng)力,后來(lái)比如說(shuō)出現(xiàn)了吊車(chē)的機(jī)車(chē),還有測(cè)試這些性能,日本也開(kāi)始有這樣的用柴油機(jī)改成燃料電池,主要是看到它的排放。同時(shí),也測(cè)試它的性能,包括比如說(shuō)客車(chē)的示范運(yùn)行,大概最高車(chē)速能到110公里/小時(shí)。丹麥有一條旅游線路,現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始運(yùn)行了,而且累計(jì)客運(yùn)量還是比較多的,西班牙也有,就是有軌電車(chē)的情況,德國(guó)也開(kāi)始,最早2005年開(kāi)始用巴拉德的,同時(shí)加拿大也開(kāi)始這樣的工作,我們國(guó)家西南交大也做過(guò)機(jī)車(chē)的樣車(chē)。阿爾斯通和另外一個(gè)公司簽訂了一個(gè)批量的供貨協(xié)議,前面介紹的那些情況都是做樣車(chē),這個(gè)是第一次開(kāi)始批量超過(guò)了5千萬(wàn)歐元量產(chǎn)項(xiàng)目。他們第一輛樣車(chē)在去年德國(guó)柏林的交通展上展出了,我也是通過(guò)網(wǎng)絡(luò)上的資料看到的,大家上網(wǎng)可以搜到這些資料。
我們是跟中車(chē)青島四方在2014年的時(shí)候開(kāi)始合作,做燃料電池有軌電車(chē),2015年完成了首臺(tái)樣車(chē)的研發(fā),現(xiàn)在正式的產(chǎn)品樣車(chē)第二輛車(chē)正在研發(fā),今年年中將會(huì)到佛山示范運(yùn)行。說(shuō)到這里,可能大家會(huì)比較奇怪,為什么要發(fā)展燃料電池的有軌電車(chē),跟我們普通的有軌電車(chē)相比優(yōu)勢(shì)是什么?我們從全生命周期的角度對(duì)這個(gè)做了系統(tǒng)的分析,包括我們青島四方自己也做了分析,我們兩邊分析的結(jié)論是一樣的。這里面包括初始的基建成本、投資成本、運(yùn)行成本、更換燃料電池和動(dòng)力電池的這些成本以及殘值,我們做了全生命周期的分析,針對(duì)一個(gè)20公里軌道的長(zhǎng)度做的分析,可以看到,根據(jù)現(xiàn)有的水平,燃料電池六年換一次,最后看到它的全生命周期是成本最低的,基建的成本也最低的,所以我們感覺(jué)這個(gè)事可能將來(lái)對(duì)于那些南方很多容易漲水的城市比較適合。因?yàn)榈谌壒╇娀蛘吖╇娋W(wǎng)供電容易漏電,選擇燃料電池有軌電車(chē)則不同。傳統(tǒng)的有軌電車(chē),包括我們的地鐵,它的供電軌道,還有它的變電站這個(gè)投資的成本很大,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了燃料電池的成本,所以這個(gè)事情我們就感覺(jué)可以做。
同時(shí),我們還做了參數(shù)的敏感度分析,也就是說(shuō)整個(gè)全生命周期的成本,隨著燃料電池的成本、氫的成本是怎么樣變化的。時(shí)間關(guān)系我這里給大家舉一個(gè)例子,我們當(dāng)時(shí)算這個(gè)成本是按照氫氣20元/公斤算的,即使按照60元/公斤的氫氣,全生命周期的成本大概46億,可以看到,在整個(gè)表格里面它仍然是最低的,這樣我們就相信這個(gè)城市將來(lái)可持續(xù),因?yàn)?0元就是我們現(xiàn)在你在任何一個(gè)地方用電解水制氫的氫氣成本大概是這么多。
我們清華團(tuán)隊(duì)已經(jīng)經(jīng)歷了三個(gè)階段,現(xiàn)在已經(jīng)進(jìn)入第三個(gè)階段,客車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng)從去年開(kāi)始進(jìn)入規(guī)?;茝V階段,我們已經(jīng)在物流車(chē)、客車(chē)和有軌電車(chē)上推廣應(yīng)用。過(guò)去這些年當(dāng)中,我們突破了電控的平臺(tái)、動(dòng)力系統(tǒng)的控制算法以及它本身構(gòu)形的優(yōu)化,同時(shí)培育了相應(yīng)的零部件,比如我們采用增程的方式,我們整車(chē)的成本只要200萬(wàn)人民幣,而其他的大概是要120萬(wàn)美元,大概就是100萬(wàn)美元左右,所以我們這個(gè)是有優(yōu)勢(shì)的。同時(shí)相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)在也慢慢起來(lái)了。我們現(xiàn)在基本上動(dòng)力系統(tǒng)從客車(chē)到物流車(chē),并且開(kāi)始進(jìn)入轎車(chē)領(lǐng)域。
這是我們預(yù)測(cè)的,到2020年大概國(guó)內(nèi)的燃料電池汽車(chē)量是萬(wàn)輛級(jí)的規(guī)模,下一步我們想開(kāi)展的工作,主要是在基礎(chǔ)設(shè)施當(dāng)中氫電互動(dòng)跟車(chē)輛端的氫電互動(dòng)協(xié)同發(fā)展,就是在那些氫能源比較富足的城市推廣燃料電池汽車(chē),并不是所有的地方都推廣,推廣的車(chē)型是燃料電池汽車(chē)有優(yōu)勢(shì)的那些車(chē)型。
我們現(xiàn)在給福田大概做了60輛燃料電池客車(chē),今年會(huì)投入示范運(yùn)行,目前為止我們大概有40輛,2017年大概有60—100輛出來(lái),也是正式的進(jìn)入產(chǎn)業(yè)化階段。在這里希望各個(gè)地方要因地制宜,不要在沒(méi)有氫氣的地方推廣燃料電池,那個(gè)會(huì)很吃力的,還是要在有氫氣富余的地方,氫基礎(chǔ)設(shè)施比較好的地方來(lái)推廣。同時(shí)要注意純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)的比較優(yōu)勢(shì),什么意思呢?就是說(shuō)如果你就搞200公里續(xù)駛里程的純電動(dòng)轎車(chē)就搞純電動(dòng)好了,燃料電池車(chē)怎么比也比不過(guò),從使用成本各方面都比不過(guò),200公里就別搞了,只比長(zhǎng)續(xù)駛里程的,比如我們的卡車(chē)、客車(chē)、有軌電車(chē),需要能量很大的,電池一下子還滿足不了的,這個(gè)時(shí)候上燃料電池有優(yōu)勢(shì),而且發(fā)展燃料電池車(chē)你也可以是既可以充電、也可以加氫的,兩者互補(bǔ)的發(fā)展。