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张小飞对话张华农:重新定义燃料电池汽车

作者:高工氢燃料电池

以"四海共享氢能汽车盛八方共创系统高"为主题,2021高工业氢电燃料电池系统技术与应用峰会将于9月13-14日在上海索菲特酒店华工厅一楼举行。

在号召下,五部委终于发布了一份红头文件,确定了北京、上海和广东等地首批示范城市群,"长期旱雨"燃料电池行业喜庆高涨,士气十足。随着行业"加速按钮"正式启动,预计下一个示范期燃料电池汽车销量将大幅上升。

在这个燃料电池汽车大规模发展的关键节点上,高工氢动力董事长张晓飞与熊轩董事长张华农展开了高端对话,双方围绕"重新定义"的话题,从燃料电池汽车设计、燃料电池效率与成本、燃料电池与锂电池的关系、燃料电池汽车未来等四个方面提出了发人深省的观点。双方同意从新的角度看待燃料电池产业生态,以实现真正的"蝴蝶式变革"。

张小飞对话张华农:重新定义燃料电池汽车

雄毅董事长张华农(左)、高工氢电董事长张晓飞(右)

以下是对话的核心要点:

1、重新定义燃料电池汽车——结合用户需求和车辆效率设计

在电动汽车发展的早期阶段,技术非常不成熟,模型并不是真正的电动汽车,也无法真正满足车队实际运行的需求。张晓飞和张华农都充分经历了电动汽车的发展,他们认为国内燃料电池汽车正处于发展阶段,就像10年前的电动汽车一样,吸取了教训,燃料电池汽车实现了更快的高质量发展。

张晓飞:在电动汽车占据上风的情况下,燃料电池汽车要提升竞争优势,应该在主机厂考虑要卖什么样的燃料电池汽车,从车辆需求出发,再与上游燃料电池系统和反应堆厂商一起对车辆进行全面设计。这样,汽车的设计就符合市场需求,才能实现商业化潜力。在燃料电池汽车市场即将进入快速增长路径的时候,这一前提尤为重要。

张华农:当我们与顺风快递、JD.co、中国邮政等下游用户讨论燃料电池汽车应用时,他们说商品的包装是标准的,负载相对固定,而现有的燃料电池型号往往被更多的氢气瓶挤出一定的空间,这不符合他们的使用需求。

这也让我们深刻地反映,燃料电池汽车不能走过曾经电动汽车的老路,不仅仅是在传统燃料车型中"难以添加"的东西,而是要考虑如何使车辆布局更简洁、运行效率更高。为此,雄轩大力配合整车企业共同设计燃料电池汽车专用底盘,并产生大量专利。

2、重新定义燃料电池效率和成本——节约成本的效率空间大

由于处于发展初期阶段,目前国内燃料电池运行效率尚未达到理想状态,存在耐久性不足、成本高等问题,制约了燃料电池汽车的商业化。人们对燃料电池应用的未来提出了质疑。张晓飞和张华农一致建议,氢能和燃料电池不应以"固定思维"来看待,未来节约成本效率存在巨大空间。

对于对成本敏感的终端用户来说,目前氢燃料的生产和使用成本过高,直接阻碍了氢能的使用,也影响了燃料电池汽车技术路线的市场。这种观点只是计算了当前模型下的工业成本,看似合理,但如果将整个产业链中的全生命周期、环境污染和气候变化成本考虑在内,环境污染的成本负面外部性效应将需要内化,氢燃料的成本需要重新定义。

此外,在政策支持的带动下,燃料电池发动机性能在快速提升,零部件国产化程度也在不断提高,大规模生产必然导致成本大幅下降。总体而言,随着全国工业效率、产品效率和用户效率的提高,未来燃料电池的效率和成本将被重新定义。

燃料电池发动机将氢气的化学能直接转化为电能,无需燃烧,能量转换率为60%-80%,远高于常规内燃机的热效率。不过,现阶段,燃料电池发动机的效率一般在50%左右,从理想状态来看还有很大的提升空间。提高效率的重要途径之一是提高氢气的利用率,熊磊正在与武汉理工大学合作开发氢气循环系统控制的尖端技术,旨在大大提高燃料电池系统的效率和经济性。

我们还需要找到燃料电池与它们一起工作的最佳解决方案,以便它们始终在最经济,最有效的条件下运行。例如,现阶段,燃料电池重卡100公里氢气消耗量高,目标是大幅降低氢气消耗量,这样未来就可以挑战传统的柴油重卡。在注重提高重卡氢利用率的同时,需要找出不同工况下反应堆与电池的最佳契合度,使反应堆效率和经济性达到最高水平。

3、重新定义燃料电池与锂电池的关系——拥抱发展

在新能源汽车市场,目前锂电池"独一无二",但随着燃料电池热度的崛起,关于谁是未来新能源汽车市场"主角"的争论更加激烈。未来锂和氢之间是否会有"你死我活"的战斗?张晓飞和张华农一致认为,燃料电池和锂电池不是"一次性"的关系,而应该"拥抱发展"。

燃料电池汽车需要锂电池作为辅助电源,因为燃料电池不能快速启动和停止,而锂电池可以。除了需要锂电池实现快速启停外,燃料电池在运行过程中要实现更平稳的运行并保持较长的使用寿命,还需要锂电池的帮助。双方紧密合作,提供了车辆的整体运行效率,同时也缓解了用户的里程焦虑,合作其实非常完美。

此外,从产业发展的角度来看,电动汽车的发展也为燃料电池汽车的发展提供了条件。例如,电动汽车电机、蓄电池和电气控制的三个主要部件,经过多年的发展,技术趋于成熟,成本大幅下降,而这些部件也是燃料电池汽车所需要的,其发展是非常有帮助的。

发展新能源汽车是促进交通运输领域节能减排、满足安全、高效、便捷出行需求的重要举措。目前,中国已成为全球新能源汽车产业最重要的市场。燃料电池汽车和电动汽车是新能源汽车,可以相互促进,为碳中和做出贡献。

如果只有锂电池是核心发展,可能会导致资源不匹配。事实上,燃料电池和锂电池相辅相成,可以并行开发,未来燃料电池汽车和电动汽车可以在正确的情况下实现效益的最大化。

4、重新定义燃料电池汽车的未来——比你想象的更快

目前,氢燃料电池行业正站在风之浪上,一方面是资本市场的疯狂追求,另一方面,部分产业链上下游企业生存困难,似乎陷入了"叫好不叫"的困境。燃料电池汽车行业的未来是什么?先锋如何才能不跌倒在行业繁荣的前夜?

目前,国有企业、国有企业等巨型企业纷纷涌向海滩氢能市场,氢气储运加上整个生态系统正在逐步完善,必须对未来氢能的前景充满信心。燃料电池汽车作为氢能应用的突破口,是目前处于产业发展之窗,产业链企业敢于创新,敢于"试错",迫切需要这样的智慧和勇气,站在全球竞争的制高点,高瞻远瞩抢占产业链布局的先机。

根据燃料电池行业现有的产量和现有的技术,政府需要首先帮助渡过难关。现在北京、上海和广东首个氢能示范城市群登陆,对于行业来说是一大效益。未来5-10年,燃料电池行业已经发展到一定数量,市场空间将非常广阔。

具体路径,要实现关键材料和部件的量产,初步降低燃料电池发动机的成本,首先要将低依赖性商用车商品化,特别是重型卡车、加氢站;

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