2024电动车百人会丨高顶云:氢能的利用与发展

日期:2024-03-17 21:22:52

来源:2024电动车百人会

2024年3月15日,中国电动汽车百人会论坛(2024)在京开幕。围绕“巩固和扩大新能源汽车发展优势”这一核心议题,中国电动汽车百人会论坛(2024)将举办1场高层论坛、1场国际论坛、2场闭门会议、10场主题论坛,全面强化高端前瞻、全球视野、跨界融合的论坛特色。其中,在3月17日下午举办的“汽车与能源融合发展论坛”上,上海舜华新能源系统有限公司董事长高顶云出席并发表演讲。以下内容为现场演讲实录:

各位嘉宾,各位朋友,下午好!我的题目是“氢能的利用与发展”。首先我做一个自我介绍,上海氢能利用工程技术研究中心是上海市民政局下面注册的,由上海市科委作为业务管理的一家民非机构,目前主要是定位服务政府,链接产业伙伴,推动氢能区域经济,聚焦氢能安全评价、数据分析、标准建立,还有平台的作用,进行人员交流、培训。2023年完成了全国两三百人培训的量。

舜华公司是我现在从业的一家公司,这家公司成立于2004年,到今年整整20年了,这家公司是为加氢站而生的一家项目公司,通过20年的发展,我们现在成为国内一家专业从事高压氢气流体管理以及控制的技术研究和装备研发的专业公司,目前业务覆盖加氢站,车载储氢系统,核电以及特种装备,还有分布式电源,检验制氢装备等五个方面。

今天有幸参加百人会的交流,主要是报告一下我们这几年的工作,谈一下对氢能的理解。

在“十四五”,国家对氢能发展做了很大的支持,对五个示范城市区进行了大力的支持,目前为止,示范区内完成了两万辆上下的车子,50%左右是重型货车,其他有中小型货车、大型客车、乘用车。舜华公司有几个特点,一个是乘用车方面的车载储氢系统方面市占率达到80-90%,目前有5款乘用车取得了公告,其中有1款乘用车已经投放了500辆车,上汽大通的乘用车。

我们在这个过程当中参与乘用车厂商的正向开发,特别是70兆帕的车载储氢系统,技术在国内处于领先状态。另外在乘用车,包括商用车的车载储氢系统的开发过程当中,注重关键零部件的生产,气瓶、压力容器我们公司是不生产的,我们注重于系统,以及系统上过滤阀的生产,也是国内第一家取得国家认证的瓶口阀的单位,目前也是瓶口阀唯一一家取得欧盟认证的产品。

加氢站,这几年特别是示范城市项目规划的推进取得了长足的进步,数据有一点出入,这里给大家一个参考,新建站、累计数量、投入运营的数量,投入运营的数量跟建成数量还是有差距的,这也是我们这几年建设加氢站过程当中需要总结的问题。前面中石化的刘总做了一个大概的介绍,我个人认为,改造新的油氢合建站,新建的油氢合建站,以及纯氢站,他的用户对象应该是有所区别的,区别对待能够更大的把加氢站资源充分利用起来。加氢站建设过程当中,我们比较注重关键设备的研发,目前从隔膜式压缩机、加氢机、加氢枪,微通道的加氢机专用的换热器,70兆帕的直流流量机,这些都实现了国内开发、投放应用。过程当中我们参与了80几座加氢站的建设。

氢能的发展,按照我的理解,大概有三个阶段。第一,技术示范阶段,2000年-2010年世博会期间,通过北京奥运会,上海世博会,特别是上海世博会,有190几辆车子进行了示范运行,可能大家不是很注意,但是当时已经算是全球规模最大的示范运行。世博会之后转入低谷,一直到日本的丰田推出Mirai车,在氢能行业又慢慢有一个复苏的过程。2018年到2020年,是技术示范和商业示范相结合的综合示范的过程。一直到2022年,我们国家中长期氢能规划推出之后,使大家明确了氢能发展的方向,燃料电池汽车和加氢站转入商业示范和产业布局的阶段。整个过程当中发现了商业示范方面很多的问题,特别是成本问题、标准、市场监管,以及氢气的供应,新能源汽车发展的技术路线,以及应用场景的选择等等。

无论怎么说,氢能能够站在碳中和的前沿,主要是燃料电池车让我们引起了特别的关注,这个源自于氢有一些特点。一是零碳,二是可以高效利用,三是可以以电、热、气、网进行转化,实现能源的互联。最主要的特点是储能,可以实现长时间、跨空间、大规模的储存,与电相比,互有特点,同时实现低碳的经济。

说到氢能,大家都会提到氢安全,这里具体的数据我就不说了,但是我可以举一个例子,氢跟我们是很熟悉,又陌生的东西。上海150年人工煤气的历史大家都很清楚,实际上人工煤气里面含氢量50%左右,假如改一个名字,富氢燃气,你就觉得氢气很熟悉了,所以它的安全,它的管理实际上都有一套很完整的手段和技术。目前香港的城市燃气含氢量49%,甲烷28.5%,二氧化碳,还有少量的一氧化碳。现在这种富氢的燃气还是在大规模使用,所以我觉得从这个角度来讲,安全角度,没有什么太多的顾虑,关键就是我们按照规则,按照标准来管理,这是一个很重要的要求。

氢的发展实际上用途相当广泛,存量市场,工业领域要达到3000多万吨,按照中国氢能联盟的预测,2060年将会达到1亿3000万吨的规模,我们从使用的场景进行分析,交通只占1/4,工业领域要占50%,其他还有发电、建筑领域的利用。氢能发展,存量市场通过绿氢来替代就是一个巨大的市场,为绿氢的发展提供了很好的起步条件,对氢能,特别是绿氢的发展,还是持比较乐观的观点,关键是我们要解决过程当中的瓶颈问题。

大家可以看到,目前市场上接近100%都是灰氢,蓝氢几乎没有,绿氢有少量的,但是真正规模化应用现在也不好说,只是规模还比较少,这样的情况给绿氢市场提供了很好的机遇。电动车行业一位大咖有1%的理论,拿出全国1%的沙漠来建光伏电站,他的发电量就可以供全国使用,这个数据经过专家的论证确实可以,按照1%的沙漠做的光伏电站,他的发电量可以是2021年我们国家整体用电量的1.7倍。问题来了,光伏电从规模上、数据上可以达到,但是光伏电有一定的随机性,还有一定的周期性,这个过程当中,假如解决他的储存的问题,这种光伏电就可以最大限度地把他用起来,这样对于我们碳排放的贡献能真正实现。

根据测算,到2060年的条件,能够达到绿氢+蓝氢1.3亿吨的规模,可以减少碳排放18亿吨,接近于目前总的中国的排放量100亿吨的19%。100亿吨,我们是54%左右的碳排放是通过碳汇和海洋汇来吸收,实际上真正碳中和的是46亿吨。从这个角度来讲,氢能,绿氢或者是蓝氢,加在一起对碳排放的贡献是相当巨大的,这也使得氢能在整个碳排放的过程当中处于不可或缺的地位。

这几年从氢的装备上,技术上也得到了大幅度的发展,从制氢环节,运输环节,一直到应用环节的技术和装备,特别是制氢环节,电解水制氢的技术,工业副产氢相关的技术在国际上都是处于前列的。

运输上,比较成熟的是压力容器的技术,现在大部分工业副产氢是通过高压方式运输的,至于天然气掺氢、高压气态储氢容器等等都是在不断发展过程当中。应用领域上,35/70兆帕的加氢机,以及相应的储氢设备都得到了规模化的应用,技术也是比较成熟的,只是我们在四型瓶上还有一定的距离。其他的,像化工领域的利用也是有成熟的技术和条件。

说到氢的利用,从我们理解他的关键问题我们还是要面对。

第一个,制氢的成本,我们现在的比较都是跟煤制氢,天然气制氢,绿氢都是要跟这些进行比较,在应用端,氢的使用的价格会跟汽油、柴油、电进行比较,跟电比较的话,氢的价格要在25块以下,根据现在可再生能源发展的情况来讲,应该是可以实现的,降成本最大的方式是通过低成本的运输方式,同时又能够实现大规模的应用,这样子应该可以解决整个氢能发展的瓶颈问题。

这里我简单谈一下加氢站发展趋势,我个人认为,结合我们国家燃料电池汽车主要是以商用车为主流的发展方向,我们应该在城际物流中心建一些专用的大站。同时,要结合一些制氢、加氢一体站的建设,我觉得也不排斥,我们现在也跟一些乘用车的厂商开展适应乘用车发展的加氢网络的建设,我们取了一个名字“小行星计划”,为后期乘用车的发展提供比较好的发展外围条件。

我谈一下上海这几年在氢能研究上的愿景。上海要建设碳中和贡献前列的单位,依赖于陆上的绿电、绿氢,以及海外的绿氢作为主供能源,传统能源作为保供能源,服务化工、冶金、建筑、发电等这些领域,为碳中和作出贡献。

谢谢各位!