雄韜電源科技有限公司CTO陳宏作主題演講
8月25日,由中國電池工業協會、電池中國網聯合主辦的“2023氫能與燃料電池技術及應用國際峰會”在中國上海隆重舉行。中國電池工業協會理事長劉寶生、中國工程院院士彭蘇萍、中國科學院院士孫世剛、上海市嘉定區副區長李峰等出席峰會,來自行業主管部門、高校、科研機構和產業鏈知名企業,以及外賓代表共300余人與會。
雄韜電源科技有限公司CTO陳宏在會上作題為《加快構建氫燃應用新生態》的演講。
以下是發言內容實錄,未經嘉賓審閱:
陳宏:今天跟大家簡單分享一下雄韜在氫能領域,推動我們整個氫燃料電池產業發展做的一些工作。
剛才戴教授特別提到像新的鈉電池,我認為確實鈉電池的誕生其實給清燃料一個非常好的補充,目前看因為我們的鋰電大部分像動力鋰電就有點像0.3C、0.5C,包括儲能可能最多到1C使用,但是剛剛戴教授也有講到像鋰電本身的特性,能量補充是間斷的。但是,但是相應很快。
那我們的燃料電池能量補充持續,但是響應確實沒有鋰電那么快,所以鈉電池誕生是非常好的,特別是高倍率,可以做到10C都是沒有問題的,高倍率的響應特別是大電流的響應非常迅速,再加上本身大家都知道鈉的資源非常豐富,未來可降價的成本還是非常有潛力的,所以從這個角度看,未來如果說負荷能源的話,我覺得鈉和氫的結合,實際上對我們一些領域是非常有幫助的,包括在電動車還有儲能領域。
鋰電儲能大家比較熟悉,特別這兩年我們國家在推可再生能源包括風光的配儲,大部分都用的鋰電這一塊。特別大型的儲能場景里面,未來我認為鈉離子也會替代一部分的鋰離子用在大型的儲能方面。
對氫燃料來講,我覺得未來如果說在儲能里面應用的話,我想更多的還是在風光、可再生能源這一塊的制氫,包括制氫后,其實大家都知道現在的化學電源短周期的調節還是可以的,就是我今天儲明天用這個削峰填谷還是比較好的,但是很難長時間存儲,因為即使長時間存儲也存在著自放電,但是氫這個介質作為能源產品還是非常不錯的,可以把它制成氫氣儲存起來,未來可能過一個月用也可以,通過管線輸送到其他地方,把電力使用的區域不均衡平滑也是可以的,但是電池是很難的,化學電源不可能從西北搬到南部,電用得非常多的地方來,這個是非常難的,但是可以把氫氣運過來,通過管道運輸和各種方式。
整體來說氫肯定發展前景還是非常巨大的,包括在交通、船舶、熱電聯供、備用電源。我們最近在做的一些工作就是想在我們本身原來鋰電和鉛酸的傳統領域,就是我們的備用電源領域拓展一些新場景的應用。大家都知道我們數據中心用了電池做萬一停電的及時響應,另外還有一套柴閥系統的,但是有它非常大的弊端,一是噪音特別大,二是用的柴油污染還是比較大的。未來有可能我們想在氫燃料上做一些工作,讓它作為替代柴閥的備用電源。
目前發展氫能大家都知道,在氫氣的制、儲、運、加是亟需解決的問題。目前加氫站我們還是不足夠,當然我們中石化也提出了千座加氫站在2025年實現的計劃,我想隨著未來整個前面的基礎建設的發展,應該會解決這些問題。
另外在挑戰里面,其實各個環節我認為都有一些關鍵的技術需要突破,不管是原材料、零部件到系統,到我們整車的配合等等各方面都還是有非常多的核心技術,我認為是可以不斷地迭代升級突破的。
氫燃料發展到現在我們雖然做了很多的國產化,空壓機基本上國產化了,電堆里面像極板等等,但是實際上真正在市面上跑的像質子交換膜這種核心的還沒有說大量在用國產的,只是在用一些嘗試,主要還是因為測試的周期非常長,我們缺少很多數據,要試一個質子交換膜核心零部件,我們一年八千多天真正試兩萬小時也得將近3年時間還要不犯錯,所以測試周期和測試的代價成本還是非常高的,包括我們去測催化劑、MEA等等。當然我們會用到預判仿真等等這些技術,但是這些技術不能代表實際的驗證,有時候需要通過驗證的數據積累,所以電堆開發包括零部件的開發,其實研發投入還非常巨大的。
第三個方面講一下我們雄韜整體的情況,其實雄韜板塊里面就四塊電池,鉛酸、鋰電、氫燃料電池、鈉電,我們是這四塊電池,也只做這四塊電池業務,其他的即使有一些投資或者參股的,基本上都是圍繞著四塊電池上下游做一些布局。
雄韜本身是一個上市公司,在做氫能這一塊也是在2014年開始布局相對比較早,所以下面的產業鏈的上下游參與度也相對高一些。同時我們企業鋰電大家可能看到看到很多像動力這些做得非常好的企業,像CATL、比亞迪等等,但是實際上雄韜在高倍率的鋰電領域應該做到了全球的第一的水平,因為目前像世界500強的施耐德等等我們都是主攻方,但是目前的量沒有完全起得來,因為UPS電池大家都知道對安全性的要求非常高,所以目前我們在UPS鋰電領域還是做得非常好。同時我們在通信鋰電在海外做也非常好,當然傳統的鉛酸我們本身在全球就算得比較靠前的位置。
2014年開始布局,2017年正式成立氫雄作為第一家氫燃料公司,后面慢慢的就把我們自己的電堆也投資了武漢理工新能源做膜電極等等,但是目前主要在華南、華中為主,這是我們四塊電池板塊,然后一些應用場景。其實目前我們還是集中在UPS、儲能和通訊基站這三個方面對上市公司的貢獻最大,氫能目前還是一個重投入的階段,一年可能一兩個億的銷售,并沒有帶來很大的銷售業績,但是每年投入要上億。
雄韜跟別的企業有所不同的,就是我們現在在往海外走了,氫能我們也在往海外走,我們本身原來鉛酸和鋰電都在海外銷售占了65%,所以我們今年開始已經建了歐洲氫能研發中心,陸續在跟歐洲這邊一些合作性的開發,目的就是不要在國內去拼補貼等等,因為實際雄韜做的傳統業務里面基本上沒有靠補貼的,所以我們也比較習慣這種市場化的競爭做一些工作。
這里列出來了像膜電極、電堆還有發動機這三個板塊是我們可能核心的目前布局的板塊。這是雄韜氫能在市面上的報道,這是我們在產學研上做的一些工作,這里我們在應用場景上推廣的可能400多臺車,當然高的像廣州我們已經跑到近30萬公里了,所以還是有非常多不錯的數據。
這是我們的電堆產品,目前我們下面氫瑞的電堆產品主要還是兩塊,一塊是金屬堆,一塊是石墨堆,目前石墨堆市面上在賣的就是40-80千瓦的,新的150-200千瓦的今年也會量產。
金屬堆目前主要是我們1.0代5.4kw/L 125kw,現在下一代預計也在今年年底會推出來,目前主要還是在跟一汽、廣汽這一塊做乘用車的合作。
紙電堆是我們一直在研究而且現在已經樣品化,可能預計會在每年推出來,確實是一個比較革命性的產品。目前大家都知道市面上的石墨堆和金屬堆各有優勢,但是每種產品有優勢也有一些缺點,我們紙電堆其實原理基本上用碳纖維結合起來做的,可以做得非常薄,因為它的材料又是碳基的材料,碳基的材料耐腐蝕性可以做得非常好,所以未來其實用在乘用車也好,商用車也好都會非常容易,同時另外他在極板制造的時候,可以借用一些鋰電的設備做聯系生產,不像我們現在可能石墨板要做模壓,我們金屬板要做沖壓等等,效率可以做得非常高。
這是我們目前比較的競品,從目前來看因為國家的功率密度補貼的要求2.5,我們基本上現在量產了3.5,下一代可能做4.5的石墨堆,金屬堆的話目前差不多還是保持在5.4。這是我們在關鍵材料上做的突破,我們有一個中院研究院專門在比如低鉑或者無鉑的催化劑上做了一些工作。
發動機產品目前覆蓋的是30-130千瓦,再開發的是200千瓦水平的,發動機目前成本我們是陸續在做一些降低,就是說從雄韜的角度來講,我們還是想做用戶買得起和用得起的產品。
我們應該在前年年底,應該是去年年初區間我們就已經推了999塊的電堆水平,我們的系統去年其實實際對外銷售也不到3000塊錢一千瓦這樣的水平,我們目標也還是希望在2025年水平能推出一千塊錢的系統,那個時候大概是500塊錢左右的電堆的成本。
同時我們在用得起上,作為雄韜專門做電池的我們很難去參與或者說去解決它的痛點,但是我們在氫耗這一塊我們做了非常多的工作。其實現在氫燃料車大部分還是氫和鋰電混動的,不完全是只有氫沒有鋰。這兩年集中在突破的就是怎么把氫耗降低,其實就是把效率提升,在這方面我們確實做了非常多的工作。
目前我們的水平就比如到2023年現代我們的公交車的水平差不多,其實已經降到了4公斤的水平,基本上現在的重卡的水平也在10公斤左右的水平,我們整體是希望到2025年希望把發動機的效率做到66%的水平,我們整個的氫耗要降30%以上,這樣就可以給前端的制儲運加降低一些壓力,就是氫氣價格不要那么敏感,我們現在大家工人就是說35塊未來是不是40塊也能算得過賬來。氫電的平價點說18塊,是不是25塊也能算得過來,不一定要那么低。
這是后面一些詳細情況,氫儲能目前其實我們有一個項目在申請,就是跟國家的氫鈉儲能項目,目的在湖北投第一個示范站,我們自己的鈉電和氫電預計是按這個方式去做的。
這后面是一些我們在自主開發的一些,比如說一體化集成技術、電堆的協同技術、自增濕、無輔熱等等。同時我們也在推進我們自己的測試,因為我們在深圳還有武漢都有自己的測試中心,我們測試也在做CNAS的認證,未來我們不但是把,十自己的測試標準化,也可以帶動當地的氫燃料企業做一些標準化,包括行業做一些標準化。
同時我們開發維保系統,目的是為了預防一些車輛做一些預保養或者預維護的工作,避免車在使用的過程中拋錨。
主要就這些內容,謝謝大家。