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HIDIS 2020 |国富氢能魏蔚:氢能储能更具规模效应,或逐步成为中国特色

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时间:1900/1/1 0:00:00

2020年10月15日,2020氢能产业发展与创新峰会在山东济南举行。本次峰会由中国电动汽车百人会、氢理事会、山东省工业和信息化厅主办。以“引领氢能示范应用,推动黄河流域高质量发展”为主题,主要围绕氢能应用场景与商业化路径、关键技术、标准与安全、面向未来的氢能供应体系三个方面展开。在本次峰会中,郭芙氢能技术装备有限公司R&D及战略总监昕薇发表了题为“中国氢能基础设施发展路径及产业化进程”的精彩演讲。

Mercedes-Benz, Futian, Dongfeng

昕薇,R&D董事,郭芙氢能技术装备有限公司战略总监

其要点如下:

1.氢能储能可能比锂电池储能更有规模效应,所以氢能储能是中国的特色,未来十年将逐渐成为中国能源的优势。

2.目前最应该做的是先将氢源液化产业化,大规模降低液氢成本,然后继续发展深冷高压高密度储氢技术。

3.在中国这个能源大国,我们在做产业化发展的时候,需要根据中国的工业基础来看待如何推进氢能基础设施和发展燃料电池汽车。

以下为现场演讲:

昕薇:非常感谢百人会和山东人民给我这个机会,在这里和大家分享我们对氢能设备领域政策的理解,对发展道路的思考,以及我们企业取得的一些成绩。

我今天要分享的是中国氢能基础设施的发展路径和产业化进展,主要通过国家战略,氢能基础设施的发展历程,我们在氢能领域确定的发展方向,以及中国氢能装备基础设施的产业化进展。

我国发展氢能的意义在于保障国家能源安全。氢能是一种能源。现在发展燃油车只是发展能源的开始。未来汽车能源占比不超过20%,中国石油对外依存度在70%以上,天然气占总能源结构近17%。氢能可以把国内还没有开采出来的可再生能源,无碳一次能源变成清洁低碳能源体系的一部分,石油天然气会更多的用在终端。

关于中国用可再生能源替代进口油气的可行性,从我们的能源占比和可再生能源的装机速度可以看出,刚才不止一位专家提到,已经开采的不到5%,90%以上的可再生能源还可以继续开采。我国风能光伏装机速度和容量始终处于世界前列。此前我们的动力电池锂电池已经发展到现在的年产100G GW。要摆脱可再生能源所需的5500亿千瓦时的储能,需要5000G GW的电池,这是我国目前锂电池容量的50倍。如果这些可再生能源使用氢气来储存能量,这足以使2000万吨氢气的容量增加一倍。氢能储能可能比锂能储能更有规模效应,所以我们认为氢能储能是中国的特色,在未来十年甚至更长时间内,会逐渐成为中国能源的优势。

随着燃料电池技术的发展,氢气将不再像天然气一样只是一种燃料,也不再像火一样燃烧。而是通过燃料电池提高能量释放效率,在储能和能源安全领域发挥更大作用。氢气作为二次能源,正是因为有了燃料电池才能发挥其重要作用。

为了发展氢能,随着燃料电池技术的进步,我国也在氢源和加氢基础设施方面支持燃料电池汽车的发展,并以此为主导推动……整个行业蓬勃发展。在氢能的政策导向上,我国从1999年的政府工作报告,到氢能燃料电池的技术路线图,再到国务院刚刚通过的新能源汽车产业发展规划,都提出要加强氢能基础设施建设,提高燃料储运技术,逐步降低氢燃料储运成本,从而更大规模地发展氢能。在基础设施完成之前,新能源汽车的发展计划也提出了利用现有的。

在氢能基础设施建设上,天然气产业链和氢能产业链非常相似。建设什么样的天然气基础设施,氢能就有了参考依据和发展前景。中国的天然气基础设施发展了20年,拥有管道、加气站、40多个海上液化天然气终端、200多个液化天然气厂和7万多公里的天然气管道。中国约有1万座加气站,这是过去20年中国天然气基础设施发展的结果。其中一半以上依靠液化天然气,近一半是管道。20年前我们刚开始发展天然气的时候,选择的路径是从0到1,就像现在发展氢气一样。我们还可以展望2035年甚至2050年以后,氢可以成为中国能源份额的一部分甚至更重要的是,我们的基础设施会像现在的天然气基础设施一样完备。

可以想象,未来氢能的基础设施也将从可再生能源、电解水制氢、催化制氢,通过高效液化和长距离管道输送,来到终端,气化配送到加氢站。这些氢气管道液化和液氢运输、液氢船、液氢海上接收站,未来都将一一展示。

利用现有油气设施发展氢能基础设施,我国住房和城乡建设部两项国家标准进行了修订,增加了液氢加氢站的内容。国家电力投资公司正在进行的天然气与氢气混合的吸收将迅速增加氢能的消耗,并通过天然气管道提高氢能的经济性。

将于今年年底修订颁布的《中国氢能基础设施技术路线》是氢能燃料电池路线图的篇章之一。清华大学教授从2016版开始总结升华,加氢站规模从2020年的100个增加到2030年的1000多个。液氢技术在能源领域的商业化不仅在燃料电池汽车上实现,5年后在能源领域也将实现。在未来,

美国和日本走在前面,液氢的海上贸易开启了全球氢能贸易的新篇章,就像全球液化天然气贸易的现状一样,这也是全球氢能贸易的未来。

要支撑这样的基础设施,就要有相应的技术发展方向。特别是中国有中国的国情和工业基础,我们要选择的技术发展道路与发达国家不同。中国是世界上最大的重卡国家,中国重卡年销量超过百万辆,占世界总量的48%。目前重卡以柴油为主,中国重卡全球增量最大,但燃料电池加氢站基础设施建设相对落后。中国也可以自豪地说,我们现在拥有世界上最大的燃料电池商用车市场,每年增加1000多辆,这也是中国燃料电池汽车的特点和发展方向。

燃料电池重卡不同于乘用车和小型车。24小时商业应用的属性减少了填充时间。美国DOE的目标是2030年平均行驶里程达到960公里,2050年达到1200公里。所以可以看出,不仅北汽福田jo……今年与清华大学和101合作推出首款液氢重卡,但奔驰也推出了该系列的液氢重卡概念车型。液氢重卡不仅是燃料电池汽车的方向,也是飞机、轮船、火车等大功率电气化车辆的发展方向。机载储氢的能量密度和安全性要提高,液氢和冷深高压要高于75 MPa。

要想达到储氢密度最高的深冷高压领域,没有大规模的液氢产业链就没有液氢的重卡,所以目前应该做的是先把氢源液化产业化,大规模降低液氢成本,然后在此基础上继续发展深冷高压的高密度储氢技术。因此,在我国大力发展基础设施的趋势下,液氢不仅可以保证产业链上氢气的质量,而且更加安全高效。而且解决了高压产业链中50 MPa的快速灌装问题。高压和液氢在这个产业链上的结合,未来会相辅相成,让未来的基础设施更加完善、安全、高效。

目前国内大规模的氢气液化储运技术已经与欧美进行了对比。我们的瓶颈在于实现日处理能力超过30吨的超大型氢气液化装置。在中国这个能源大国,我们需要根据中国的工业基础来看如何推进氢能源基础设施和发展燃料电池汽车,这在长三角的物流领域有很好的应用场景。中国燃料电池汽车的商业化中心也位于长三角。2017年,长三角地区首创闭环产业联盟运营模式,重塑东风汽车、嘉禾实业运营平台。这种商业模式来自美国,为燃料电池汽车客户提供一体化包装服务,使这些创新产品能够降低用户在推广产品时的使用风险。

在国内获得国家补贴,超过规定运营里程获得工信部批准。

最后介绍一下我们公司。2014年开始转型常温常压吸附储氢。后来我们觉得这个领域可能更适合化工,可能不适合车用能源。所以2016年我们转型高压低温领域,明年在科创板融资上市的路上做了IPO申报。在25年低温设备和18年能源液化经验的基础上,我们团队还在2002年开始做液化天然气厂,2009年-2013年在海南文昌火箭发射场做液氢储存。最近我们看到了国内第一座8.5吨的氢气液化厂,明年将通过液氢罐运输液氢。目前国内只有高压技术的时候,我们的车载供氢系统和加氢站在国内的市场占有率很高,加氢站上将近一半的设备都是我们提供的。我们的合作伙伴主要是燃料电池的系统集成商,国内主要的新能源汽车企业,以及以石油和天然气为原材料的能源集团。在石油方面,我们知道天然气有三大油五大气,而在氢气方面,它们的布局正在加大,传统能源也在升级,而且很多。

我们还关注国家标准的编制,包括氢气瓶、加氢站和液氢相关的国家标准。我们希望通过智能工厂的规模化制造和供应链、原材料的国产化,通过引进和与国外先进技术的合作,在70 MPa液氢产业链中,做好我们在装备领域的布局。河南洛阳氢气液化厂目前的设计产能为8吨,到明年年底可能会达到10吨的日产量。所以请拭目以待,尤其是如果河南是……离山东大约500公里。在这样的范围内,从河南向山东输送液氢是可能的。事实上,山东可以放心地开始规划建设液氢储氢站。

在关键核心设备上,通过与欧美尤其是欧洲企业的合作,在加氢液化装置工艺包、膨胀机、冷箱等领域做得很好。自主开发和国外引进相结合,使我们能够自主推广液氢储存设备,实现关键核心设备的国产化,包括容器,也是通过国家标准体系建立的,运行在路上更加安全高效。在低温高压设备方面也有一定的储备,为其打下良好的基础。

这是我们总结的各大能源集团的液氢产业基地布局。除了中石化在河南洛阳,国家电力投资公司在湖南,三峡集团在内蒙古等等。这几大能源集团已经有了液氢产业基地的布局。我相信在中国未来的能源领域,尤其是氢能领域,液氢以及背后的能源集团将会对中国氢能产业的发展和燃料电池的推广起到非常好的支撑作用。

最后,我要感谢百人会和整个行业。只有不断创新,国家才能富强,只有生生不息,氢能才能延续。谢谢大家!(注:本文根据现场速记整理,未经发言人审核。)2020年10月15日,2020氢能产业发展与创新峰会在山东济南召开。本次峰会由中国电动汽车百人会、氢理事会、山东省工业和信息化厅主办。以“引领氢能示范应用,推动黄河流域高质量发展”为主题,主要围绕氢能应用场景与商业化路径、关键技术、标准与安全、面向未来的氢能供应体系三个方面展开。在本次峰会中,郭芙氢能技术装备有限公司R&D及战略总监昕薇发表了题为“中国氢能基础设施发展路径及产业化进程”的精彩演讲。

Mercedes-Benz, Futian, Dongfeng

昕薇,R&D董事,郭芙氢能技术装备有限公司战略总监

其要点如下:

1.氢能储能可能比锂电池储能更有规模效应,所以氢能储能是中国的特色,未来十年将逐渐成为中国能源的优势。

2.目前最应该做的是先将氢源液化产业化,大规模降低液氢成本,然后继续发展深冷高压高密度储氢技术。

3.在中国这个能源大国,我们在做产业化发展的时候,需要根据中国的工业基础来看待如何推进氢能基础设施和发展燃料电池汽车。

以下为现场演讲:

昕薇:非常感谢百人会和山东人民给我这个机会,在这里和大家分享我们对氢能设备领域政策的理解,对发展道路的思考,以及我们企业取得的一些成绩。

我今天要分享的是中国氢能基础设施的发展路径和产业化进展,主要通过国家战略,氢能基础设施的发展历程,我们在氢能领域确定的发展方向,以及中国氢能装备基础设施的产业化进展。

我国发展氢能的意义在于保障国家能源安全。氢能是一种能源。现在发展燃油车只是发展能源的开始。未来汽车能源占比不超过20%,中国石油对外依存度在70%以上,天然气占总能源结构近17%。氢能可以把国内还没有开采出来的可再生能源,无碳一次能源变成清洁低碳能源体系的一部分,石油天然气会更多的用在终端。

关于中国用可再生能源替代进口油气的可行性,从我们的能源占比和可再生能源的装机速度可以看出,刚才不止一位专家提到,已经开采的不到5%,90%以上的可再生能源还可以继续开采。我国风能光伏装机速度和容量始终处于世界前列。此前我们的动力电池锂电池已经发展到现在的年产100G GW。要摆脱可再生能源所需的5500亿千瓦时的储能,需要5000G GW的电池,这是我国目前锂电池容量的50倍。如果这些可再生能源使用氢气来储存能量,这足以使2000万吨氢气的容量增加一倍。氢能储能可能比锂能储能更有规模效应,所以我们认为氢能储能是中国的特色,在未来十年甚至更长时间内,会逐渐成为中国能源的优势。

随着燃料电池技术的发展,氢气将不再像天然气一样只是一种燃料,也不再像火一样燃烧。而是通过燃料电池提高能量释放效率,在储能和能源安全领域发挥更大作用。氢气作为二次能源,正是因为有了燃料电池才能发挥其重要作用。

为了发展氢能,随着燃料电池技术的进步,国家也支持发展燃料电池汽车……n氢源和加氢基础设施方面,以此为主导,带动整个行业的蓬勃发展。在氢能的政策导向上,我国从1999年的政府工作报告,到氢能燃料电池的技术路线图,再到国务院刚刚通过的新能源汽车产业发展规划,都提出要加强氢能基础设施建设,提高燃料储运技术,逐步降低氢燃料储运成本,从而更大规模地发展氢能。在基础设施完成之前,新能源汽车的发展计划也提出了利用现有的。

在氢能基础设施建设上,天然气产业链和氢能产业链非常相似。建设什么样的天然气基础设施,氢能就有了参考依据和发展前景。中国的天然气基础设施发展了20年,拥有管道、加气站、40多个海上液化天然气终端、200多个液化天然气厂和7万多公里的天然气管道。中国约有1万座加气站,这是过去20年中国天然气基础设施发展的结果。其中一半以上依靠液化天然气,近一半是管道。20年前我们刚开始发展天然气的时候,选择的路径是从0到1,就像现在发展氢气一样。我们还可以展望2035年甚至2050年以后,氢可以成为中国能源份额的一部分甚至更重要的是,我们的基础设施会像现在的天然气基础设施一样完备。

可以想象,未来氢能的基础设施也将从可再生能源、电解水制氢、催化制氢,通过高效液化和长距离管道输送,来到终端,气化配送到加氢站。这些氢气管道液化和液氢运输、液氢船、液氢海上接收站,未来都将一一展示。

利用现有油气设施发展氢能基础设施,我国住房和城乡建设部两项国家标准进行了修订,增加了液氢加氢站的内容。国家电力投资公司正在进行的天然气与氢气混合的吸收将迅速增加氢能的消耗,并通过天然气管道提高氢能的经济性。

将于今年年底修订颁布的《中国氢能基础设施技术路线》是氢能燃料电池路线图的篇章之一。清华大学教授从2016版开始总结升华,加氢站规模从2020年的100个增加到2030年的1000多个。液氢技术在能源领域的商业化不仅在燃料电池汽车上实现,5年后在能源领域也将实现。在未来,

美国和日本走在前面,液氢的海上贸易开启了全球氢能贸易的新篇章,就像全球液化天然气贸易的现状一样,这也是全球氢能贸易的未来。

要支撑这样的基础设施,就要有相应的技术发展方向。特别是中国有中国的国情和工业基础,我们要选择的技术发展道路与发达国家不同。中国是世界上最大的重卡国家,中国重卡年销量超过百万辆,占世界总量的48%。目前重卡以柴油为主,中国重卡全球增量最大,但燃料电池加氢站基础设施建设相对落后。中国也可以自豪地说,我们现在拥有世界上最大的燃料电池商用车市场,每年增加1000多辆,这也是中国燃料电池汽车的特点和发展方向。

燃料电池重卡不同于乘用车和小型车。24小时商业应用的属性减少了填充时间。美国DOE的目标是达到96万公里的平均里程……2030年1200公里,2050年1200公里。所以可以看出,今年不仅北汽福田与清华大学、101联合推出了首款液氢重卡,奔驰也推出了该系列的液氢重卡概念车型。液氢重卡不仅是燃料电池汽车的方向,也是飞机、轮船、火车等大功率电气化车辆的发展方向。机载储氢的能量密度和安全性要提高,液氢和冷深高压要高于75 MPa。

要想达到储氢密度最高的深冷高压领域,没有大规模的液氢产业链就没有液氢的重卡,所以目前应该做的是先把氢源液化产业化,大规模降低液氢成本,然后在此基础上继续发展深冷高压的高密度储氢技术。因此,在我国大力发展基础设施的趋势下,液氢不仅可以保证产业链上氢气的质量,而且更加安全高效。而且解决了高压产业链中50 MPa的快速灌装问题。高压和液氢在这个产业链上的结合,未来会相辅相成,让未来的基础设施更加完善、安全、高效。

目前国内大规模的氢气液化储运技术已经与欧美进行了对比。我们的瓶颈在于实现日处理能力超过30吨的超大型氢气液化装置。在中国这个能源大国,我们需要根据中国的工业基础来看如何推进氢能源基础设施和发展燃料电池汽车,这在长三角的物流领域有很好的应用场景。中国燃料电池汽车的商业化中心也位于长三角。2017年,长三角地区首创闭环产业联盟运营模式,重塑东风汽车、嘉禾实业运营平台。这种商业模式来自美国,为燃料电池汽车客户提供一体化包装服务,使这些创新产品能够降低用户在推广产品时的使用风险。

在国内获得国家补贴,超过规定运营里程获得工信部批准。

最后介绍一下我们公司。2014年开始转型常温常压吸附储氢。后来我们觉得这个领域可能更适合化工,可能不适合车用能源。所以2016年我们转型高压低温领域,明年在科创板融资上市的路上做了IPO申报。在25年低温设备和18年能源液化经验的基础上,我们团队还在2002年开始做液化天然气厂,2009年-2013年在海南文昌火箭发射场做液氢储存。最近我们看到了国内第一座8.5吨的氢气液化厂,明年将通过液氢罐运输液氢。目前国内只有高压技术的时候,我们的车载供氢系统和加氢站在国内的市场占有率很高,加氢站上将近一半的设备都是我们提供的。我们的合作伙伴主要是燃料电池的系统集成商,国内主要的新能源汽车企业,以及以石油和天然气为原材料的能源集团。在石油方面,我们知道天然气有三大油五大气,而在氢气方面,它们的布局正在加大,传统能源也在升级,而且很多。

我们还关注国家标准的编制,包括氢气瓶、加氢站和液氢相关的国家标准。我们希望通过智能工厂的规模化制造和供应链、原材料的国产化,通过引进和与国外先进技术的合作,在70 MPa液氢产业链中,做好我们在装备领域的布局。河南洛阳氢液化厂目前的设计能力为8吨,日处理量为100万吨。到明年年底,可能会达到10吨的生产能力。所以请大家拭目以待,尤其是如果河南距离山东500公里左右的话。在这样的范围内,从河南向山东输送液氢是可能的。事实上,山东可以放心地开始规划建设液氢储氢站。

在关键核心设备上,通过与欧美尤其是欧洲企业的合作,在加氢液化装置工艺包、膨胀机、冷箱等领域做得很好。自主开发和国外引进相结合,使我们能够自主推广液氢储存设备,实现关键核心设备的国产化,包括容器,也是通过国家标准体系建立的,运行在路上更加安全高效。在低温高压设备方面也有一定的储备,为其打下良好的基础。

这是我们总结的各大能源集团的液氢产业基地布局。除了中石化在河南洛阳,国家电力投资公司在湖南,三峡集团在内蒙古等等。这几大能源集团已经有了液氢产业基地的布局。我相信在中国未来的能源领域,尤其是氢能领域,液氢以及背后的能源集团将会对中国氢能产业的发展和燃料电池的推广起到非常好的支撑作用。

最后,我要感谢百人会和整个行业。只有不断创新,国家才能富强,只有生生不息,氢能才能延续。谢谢大家!

(注:本文根据现场速记整理,未经发言人审核。)

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