(唐子威博士在CABF2023尖峰论辩现场)
6月15日,如果科技电动化研究院院长唐子威博士受邀参加第十五届中国汽车蓝皮书论坛,并于下午与清华大学汽车安全与节能国家重点实验室教授、博士生导师帅石金,国家电投集团氢能科技发展有限公司总经理助理、宁波绿动能源科技研究院有限公司董事长陈平,安徽明天氢能科技股份有限公司董事会秘书沈洋,上海交通大学致远学院常务副院长、燃料电池研究所所长章俊良,以及北京氢璞创能科技有限公司副总经理、重大项目负责人管晓飞等专家共同参加了碳中和专场氢能板块中的尖峰论辩。
在论辩中,各位汽车领域专家、氢能行业从业者各抒己见,对氢能及氢燃料汽车的前景发表了各自独到见解。
(论辩现场,左起第四为唐子威博士)
本场论辩主要涉及两个问题:一是在世界范围内,已经具有石油补能体系、电力补能体系以及天然气补能体系的情况下,这三种动能技术路线的产品已经可以畅行天下,还有没有能力和必要,建设第四套氢能补能体系;二是为各种减少碳排放的技术路线(纯电、混动、氢能)进行排序。
在第一轮论辩中,唐子威博士这样解读:
推演这个问题的答案,我会先问自己三个问题:第一个问题,未来的能源是什么?现在工业、交通和社会生活使用的是化石能源、部分低碳能源,包括天然气、甲醇、e-fuel、bio-fuel等能源;同时,还有一些零排放的能源,如电和氢。随着全球能源的可再生化和低碳化进程,我的化学老师告诉我,未来的主流能源里面,是不能有碳元素的。在化学理论上,氢有机会成为“终局”能源之一,但是能不能拿到未来船票,登上诺亚方舟呢?
所以第二个问题来了,氢在未来的能源体系中占据一个怎样的位置?大家知道可再生能源,风能、太阳能、势能等等转变为电能,在应用环节存在有一些痛点。第一,一般这些可再生能源丰富的区域,距离需要大量消耗这些能源的城市都比较远,需要长距离的运输,运输到了之后需要储存,众所周知,用于运输加储存的高压电网和电池的成本是比较高的。
第二,在整个电能应用过程中,需要其他能源对电网进行填补,现在使用的是化石能源,比如在夏季、冬季的用电波峰利用烧煤或者天然气来补充发电。这样的场景下,我们应该思考未来用什么能源补充电网。氢能就是一个潜在的解决方案。氢能有一个重要特点,它与电之间能够互相转化。利用电解槽、燃料电池就可以完成这个可逆的过程。氢作为中间介质,就可以把可再生能源产生的电,变成了更便于运输的分子形态,这样借助于现有的天然气、液体燃料的输送网络升级就能实现氢的运输——事实上天然气和氢气的混运已经开始。如果氢气的占比不超过10%的话,天然气的输送网络都不用做大的调整。而且,氢气可以进行物理的储存,不止是能够储在罐里,甚至可以像天然气、页岩气一样,直接储存在地下。
同时,大家都知道,可再生电能的产生受到季节、天气等影响很大,会造成需求和供应的错配。而氢到电的转化受这些影响就很小,可以即用即制。所以我理解,氢能是未来能源网络不可缺少的部分,它能够给予电网更大的弹性、抗冲击性。
第三个问题,氢在未来很重要,但是为什么汽车需要氢作为能源?或者说氢燃料汽车放在什么场景下,最有优势、最能打?先说我的答案,在长途重载场景下,它是最具竞争力的。氢还有几个特性:其一,氢燃料的补给是物理过程,从加氢站到车内,氢只发生了物理变化,物理变化的特点是简易和可重复,对于车来说就是可靠性和耐久性很好,对比之下,电池的充放电是化学反应,尤其是快充快放时其本身伤害较大,对电池的寿命不友好。其二是氢的能量密度,同等重量的液态氢所包含的能量是电池的几十倍到上百倍,另外刚才也讲到,氢的季节适应性更好。有了这些特性,在长途重载场景下,氢能汽车会焕发出它的光彩。
在第二轮论辩中,唐子威博士基于自己对于汽车电动化的理解,给出了氢能普及的判断。
从技术上来说,纯电、混动、氢能这三种路线都是成熟的,就算相对发展较慢的氢能,也已经迈入了门槛级,所以商业化的技术基础已具备。纯电和混动的格局,在乘用车上已经很清晰,以后到了商用车领域也会是类似的情况。氢能最后挑战是谁?是混动。在长途、重载应用场景,混动和氢能在各自时代中会具有领先优势。
我们简单地算一笔账,就能预测这两种技术路线日后的发展趋势。现在电解水制备绿氢的成本大致是5美元/公斤,这个价格肯定是不能接受的。根据欧洲一家能源公司计算,3-5年内,全球的电解水装机量达到25GW,绿氢成本可以下降到2~3美元/公斤,这样的话,它的使用成本就低于长途重载所使用燃油的成本。
仅此而已还不够,因为氢能汽车不只是把燃料箱换了,还需要考虑所增加电机、电控、高压系统以及氢燃料电池的成本。我预测当绿氢的成本达到1美元/公斤,氢燃料电池汽车购置成本加上使用成本的全生命周期TCO会和混动车打成平手,规模普及的拐点就会到来。
这一观点,也得到了现场主持人及其他嘉宾的认可和赞同。
据了解,本届论坛的主题是“不负”,对于本届论坛的主题,中国汽车蓝皮书论坛组委会主席、《汽车商业评论》总编辑贾可博士这样解释:“‘不负’是当代中国汽车产业从业者对于当下和未来的一种从容姿态和勇敢精神。大道从来不负人,现在尤其需要唤起每个人内心‘不负自己,不负时代’的那种力量。”
作为一个专业的汽车行业峰会、论坛,中国汽车蓝皮书论坛(CABF)创始于2009年,至今已经连续举办15届,历年来,CABF紧扣时代脉搏,通过一场场演讲、一次次论辩,透视着汽车行业发展的方向。用持续近二十年的努力,不断推动中国汽车向前进。
在2015年的第七届论坛上,各路专家以“汽车四化”为主题展开讨论,提出了“智能化、电动化、电商化、共享化”的核心概念,时至今日,“新四化”的观念仍在影响着汽车行业的发展与革新。2019年,论坛以“勇气”为主题,鼓舞了中国车企直面当下全球汽车业的核心问题,在全球产业变革之际,争得新世界的一席之地。论坛内容涉及自动驾驶、燃料电池、车联网、智能座舱、大数据、共享出行、电动化、新零售等行业前端热点话题。而2021年的“先手”主题论坛,则围绕世界汽车竞争格局、中国汽车市场走向以及芯片、激光雷达等热点话题展开研讨。由此我们不难发现,依托于《汽车商业评论》的日积月累,CABF始终站在行业的前沿。
本次能够参加CABF2023的论坛,也说明如果科技在自主研发的技术上得到了行业的关注与认可,这对这家致力于给新能源商车领域带来更大改变的高科技企业来说,是深深的鼓舞,同时也是鞭策。
今年以来,如果科技已经与河钢集团、德龙钢铁、荣程钢铁等多家企业携手打造了多个示范运营项目,收获大量优质口碑。4月,还与河钢工业再次签下500辆氢能重卡大单。氢能燃料电池这一技术路线能够有效解决新能源商用车的里程焦虑问题,是新能源行业发展的一个重要分支、技术路线。在这条路线的探索上,如果科技从未停歇,生产了牵引车、翼展车等车型,将氢能燃料电池技术应用在各种车型上,以满足不同用户在各类使用场景的不同需求。
氢车刚上路,如果科技,也正在路上飞驰!
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