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首届隐形独角兽大会|王亚波:氢能重卡零它干线物流新动能

作者:大叶 2023-03-18 23:40:58 来源:新能源汽车网
  2023年3月18日,首届中国汽车隐形独角兽大会在江苏张家港举行,大会围绕“汽车隐形独角兽与供应链重塑”展开了热烈的讨论,社会各界贤达各抒己见。

  上海鲲华新能源科技有限公司董事长、创始人王亚波博士为大家做主旨演讲,他的演讲主题是氢能重卡零它干线物流新动能。以下是内容摘要:

  上海鲲华科技是一家燃料电池的系统企业,我们主要聚焦于氢能重卡、氢能干线物流。我今天汇报的题目是氢能重卡零碳干线物流新动能。

  这是中国电动汽车的“十城千辆”成长曲线。中国电动汽车“十城千辆”是从2009年开始的,所谓的燃料电池“十城千辆”虽然大家不这么叫,但是我们业内也这么讲,是从2021年开始的,晚了差不多有12年的时间。燃料电池到目前为止,车辆的保有量,燃料电池汽车还比较少。截止到去年年底,总共是1.31万台,在整个汽车的版图里面还显得微不足道。目前按照中国新能源汽车路线图,到2030年中国燃料电池汽车保有量要达到100万台,当然也有很多专家呼吁或者预测,中国到2030年将达到200万台燃料电池汽车的保有量。应该说这也是汽车的新物种,也是个新势能、新动能,我相信也必将会重塑汽车的产业链。

  这张图是整个汽车去年上牌数的具体比例。去年中国氢能上牌数是5009台。重型卡车占到了47%,这实际上是一个巨大的变化。倒推3年前,中国氢能重卡是没有的,中国氢能车真正开始走向市场、走向真正的实用,不是像奥运会、世博会这种示范,是从2016年底开始的,那个时候基本上是客车、小型货车,所以3年前基本上看不到氢能重卡。但是从2020年底,第一批氢能重卡的投入使用,2020年底到2022年有了快速的成长,去年上牌数超过了2000台。

  为什么氢能重卡会突然异军突起,这里面有两个因素。第一,技术的进步。以前我们做燃料电池汽车的核心还是发动机,也就是系统的功率做不到那么大。如果是五、六十KW这样的功率,无法支撑氢能重卡的动力。第二,政策的原因。从国家对燃料电池的导向来看,特别是2021年以后,从国家政策的趋势来看,还是鼓励氢能在重载中重卡长途干线物流这个方向发展。政协的万钢副主席提出一个问题,在去年的中国汽车论坛上提出,我们能不能搞一条氢能高速,跨城际间的,让它跑起来,实现大的协同,而不是点对连的试点。事实上过去两年,中国在有些区域已经出现了氢能高速的萌芽。嘉兴到上海、嘉兴到宁波已经有企业做氢能高速的试点,主要是在加氢港来加的,还没有实现整个氢能网络大的协同。

  这是河南新乡到安阳之间有一条氢能干线,已经开始试运行。

  这是山东,临沂到青岛之间已经有200多台车在跑这条干线,在运营。临沂和青岛各有一个加氢站。

  这是山西,一个是从山西南部的临汾到山西的太原,一个是从山西的吕梁孝义到山西的长治,这两条线一条是跑钢铁的,一条是跑煤炭的。

  氢能干线物流还有哪些挑战。如果做干线物流,对车辆、对发动机有什么需求。第一,续航里程要长,需要储氢容量要大。第二,车速高,动力要强劲,系统的功率要大。第三,干线物流工况复杂,需要产品保持稳定,系统可靠性高。我们总结,这些在传统商用车里不算什么问题,但是对一个新的物种就是问题,每一个都是问题。我总结了14个字,对你的产品的需求氢能重卡就是多拉快跑、省氢气,皮实耐造寿命长。虽然比较通俗,但是能做到这14个字你的氢能重卡就可以上路了。

  具体来说有几大挑战。第一,基础设施和氢价。现在全国只有300多个加氢站,分布在每个城市只是星星点点。另外氢价也比较高,没有办法支撑它的盈利模式,因为与油车相比,它还是贵。

  这张图对燃料电池产业链感兴趣的可以看一下,我们把燃料电池整车的成本分解了一下。这些数据各家还不太一样,我这里只是一个大数。传统电动的底盘占40%,发动机占40%,储氢系统占20%,也就是“442”。发动机最贵的是电堆,电堆在整个发动机里的成本占了将近65-70%这是非常高的。所以要降发动机的成本核心是降电堆,电堆的核心是膜电极,膜电极占电堆的60%以上,膜电极最关键的就是三个材料,质子交换膜、催化剂、碳纸,所谓的“卡脖子”就卡在材料上。所以中国业内都是在突破材料,因为器件级的现在国内已经全部突破了,燃料电池器件级的。

  整车目前燃料电池成本在135万左右,氢能重卡的成本在135万左右,预计今年能降到120万,明年能降到100万,到后年肯定在100万以里。所以第一个挑战就是把价格做到100万以里,到2025年。我们一直在业内做,我有信心肯定没问题。

  第二,系统和整车的生命可靠性。5年前,燃料电池系统基本上在2000、5000的寿命,现在至少在1万小时的寿命。按干线、干每小时七八十公里,只能跑几十万公里,干线如果按照5年肯定是不够用的。所以整个系统,包括整车寿命必须能做到1万5到2万小时。另外质保,国家要求质保5年20万公里。我们自己必须要做到5年100万公里,这样才能支撑干线物流的寿命。

  第三,氢耗。我们的产品目前氢能重卡氢耗百公里基本在10-14公斤,这个氢耗肯定是没有经济性的。如果想做到经济性,氢耗必须做到7-10公斤,最好8公斤左右。这也是一个巨大的挑战,因为氢耗每一公斤的下降都非常不容易,需要发动机系统的效率不断去提升。

  第四,整车的续航能力。现在燃料电池重卡基本上都在200-400,500很少有,国内应该目前还没有燃料电池重卡可以跑500公里的。光氢系统的成本还是比较高的,如果用四型瓶和70Pa成本还要增加,我们觉得不能再增加了。所以这对我们业内挑战是非常大的。

  第五,系统效率。要想实现多拉快跑,动力强劲,必须要有足够的动力。国内氢能重卡基本上都是在100-130KW的功率为主流。我相信到今年年底或者明年年初我们就可以突破200KW,如果到200KW这个量级,基本可以满足长途干线各种工况的使用。我们行业氢能重卡还面临的六大挑战。

  最后简单介绍一下我们在氢能重卡方面的实践。鲲华科技在上海嘉定氢能港,主要产品就是燃料电池系统和燃料电池发电系统。目前单一大股东是上海申能,上海最大的能源集团。物产中大也是我们的股东。

  这是我们团队,都是新能源的老兵。

  红色的都是我们自己的产品,包括发动机里面的核心零部件,电堆我不做,但是里面的几个核心零部件,包括氢循环系统、空压机的控制器等等都是我们独立开发的。像电堆的端板,包括封装也是我们独立开发的。除了这些之外,我们还开发了高压瓶阀,我们已经完成了6万次的实验,现在正在做产品的准入。我们这是个平台,平台意味着什么,我可以适配不同家的电堆,既可以是金属板的,也可以是石墨板的,因为整个封装都是我们自己来做的,后续电堆企业只要给我提供堆芯就可以了。发动机的功率,与上一代相比整整提高了1倍,单堆单系统达到了250KW,目前也是全球最高的。另外效率也是在上一代基础上提高了4个点。

  这是我们做的几个核心零部件。

  这是我们部分整车公告,包括大运、包括东风、包括陕汽。

  这是31吨自卸车,陕汽的、大运的。

  这是我们和中联重科、鸿祯智能一起开发的125吨的氢能矿卡,用了2台发动机,所以系统效率是240KW。右边是我们和徐工一起开发的5.6吨的燃料电池装载机。

  我们除了重卡之外,也做矿卡,做工程机械,一切重的东西都是我们想做的,我们只做重的,不做轻的。

  这是我们在山西的晋南钢铁,最大的民营钢铁企业投放的40台重卡,其中有80台49吨牵引车,还有32台31吨自卸车。自卸车虽然31吨正常只能拉20吨,但是基本上都能拉70吨。在这种情况下,我们氢耗做到了11.5,在严重超载的情况下。这个车从去年上线一刻没停过。这是中国燃料电池历史上从来没有过的。这个公司的老板以前把所有的物流都是外包的,这个车队是他自己的,他自己建了个车队,内部开玩笑叫皇家车队。自己的车队自己跑,跑自己的运输,100多万买的一台车居然能赚钱,所以他已经做成盈利模式的。能做成盈利模式,我认为有两点。第一,氢价比较低,自己有氢,氢价做到25块钱,比我们前面讲的35、40要低。第二,它的使用方式运输效率非常高,几乎不停。不管通过什么方式,这也是中国燃料电池历史上第一个商业化的不依赖任何补贴的案例,对于我们来说是一个非常大的鼓舞。

  这是我们春节前在云南的白马雪山做的高原试验,4292米。那个是在漠河,今年漠河特别冷,最低零下53度,我们在零下38度的时候做了一个低温试验。所以我们严格地按照车规级的要求来要求我们的团队。

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