1月20日-21日，電池聯(lián)盟、中國電子節(jié)能技術(shù)協(xié)會電池專委會、中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會、清華大學、北京理工大學聯(lián)合舉辦的“2019氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)技術(shù)峰會“在北京成功召開。20日下午，峰會主題為“燃料電池標準、法規(guī)及檢測技術(shù)全面解讀”。

 

      北京低碳清潔能源研究所何廣利博士在發(fā)言時表示，加氫技術(shù)和車載儲氫是相關(guān)的，現(xiàn)在國外用的都是四型瓶，國內(nèi)用的都是三型瓶，其實這個從車載的角度來講是一個儲氫量的區(qū)別。

      

      北京低碳清潔能源研究所何廣利演講實錄如下：

  

      感謝會議主辦方邀請，本身我自己是做上游的，我們集團從戰(zhàn)略和業(yè)務(wù)的角度更多的關(guān)注的是上游。下面我跟大家分享一下我在這方面的一些看法。首先先簡單介紹一下我們集團，我們做這個事情也是得到了集團的大力支持。國家能源集團這個名字可能有些人很陌生，它是去年的時候原來的神華集團和國電集團合并后的新名字。我們集團業(yè)務(wù)的幾大板塊我就不說了，需要特別說一點，我們?yōu)槭裁磳�這個比較重視，是因為我們現(xiàn)有的業(yè)務(wù)和以后的氫能一旦有燃料電池汽車大規(guī)模運用的話，我們現(xiàn)有的業(yè)務(wù)直接可以延伸到整個氫能工藝產(chǎn)業(yè)鏈里面來的。舉個例子說，世界上最大的煤炭供應(yīng)商煤制氫，以中國來說每年是一千七八百萬噸，無論從火箭還是從風電領(lǐng)域，我們集團也有非常大的量，另外一個是副產(chǎn)氫。

 

      我所在的北京低碳清潔能源研究院是一個二級單位，在北京、德國、美國三個地方，氫能是我們研發(fā)方面的一部分，我本人負責氫能基礎(chǔ)的開發(fā)，我們自己做技術(shù)開發(fā)，主要集中在四大塊，這塊我也不說了。目前經(jīng)過集團這兩年的支持，我們自己也做了一些基礎(chǔ)開發(fā)，2019年的時候大家有機會可以看一看在有些國內(nèi)的加氫站和上游的中心有打著我們標識的供應(yīng)技術(shù)。下面還是想根據(jù)我自己的了解和大家分享一下在氫能在上游這方面的內(nèi)容，剛才也介紹過了，在日本、歐洲數(shù)量比較多，包括美國。其實加氫站從整體上來講，我們國內(nèi)出的路線圖是在這兩年，國外的路線圖從2014年，2015年就做了規(guī)劃，不論是國內(nèi)還是國外，對加氫站和燃料電池汽車數(shù)量的預(yù)測還都是非常樂觀的。最近要強調(diào)韓國前兩天新出的規(guī)劃，我這個表里列的是以前韓國對這個的規(guī)劃，相對來說這個數(shù)字比較保守。最近韓國這邊對氫能這個事情比較發(fā)力，列出的規(guī)劃也很大，應(yīng)該說按照現(xiàn)在的規(guī)劃來看，以國家來算的話他應(yīng)該是最多的。國內(nèi)的情況是，現(xiàn)在有十幾座加氫站，規(guī)劃建設(shè)的大概有三十個左右。實際上可以看出來，剛才講的國外的這個加氫站數(shù)量比較多，國內(nèi)的比較少，這是其一。

 

      其二剛才講的國外的加氫站，我們指的是對外運營的加氫站，我們國內(nèi)的加氫站有相當一部分是廠內(nèi)自用或者示范的加氫站，并不是對外運營的，你有一臺汽車去加是不給你加的。這兩者的區(qū)別是它的程序并不是很完整，對外商業(yè)運營的加氫站車來加的時間是隨機的。對于加氫站來說，第一，加氫站的整體設(shè)計方案必須要考慮集團的情況，術(shù)語來講是峰值加氫能力。我這一天來了二十輛車，它是一兩個小時之內(nèi)來的，你還要應(yīng)付過去，還有一些加氫站是翹狀加氫站，這個在我們的標準里面是沒有這個詞的，國內(nèi)關(guān)于整站的標準是0516。還有一個是整站的加氫站，按我們的定義來講實際上它更類似于是一個設(shè)備，而不是一個站，我們現(xiàn)在很多地方運行的車輛實際上采用的是這種簡單的直接場館托管。通過界定，我們認為是存在問題的，用更準確的詞來說是加氫的設(shè)備還不是一個站，國內(nèi)的數(shù)量存在不僅僅少，問題也是比較多的。國內(nèi)的問題和國外不一樣，國外的總數(shù)是三百多個加氫站，但是這些99%以上實際上都是針對乘用車的加氫站，他的加氫站設(shè)計的加氫能力是比較低的，大部分是200公斤每天，高的是400公斤每天。我們國內(nèi)運行的車輛多數(shù)是大巴車和物流車，每天對加氫的需求比較大，現(xiàn)在國內(nèi)即使用翹狀設(shè)備，每天加氫能力也只能達到五六百公斤，好的能達到1000公斤左右。從這個來看，我們國內(nèi)現(xiàn)在包括以后發(fā)展加氫站的特點跟國外也是不一樣的。

 

      加氫站里面有幾大塊內(nèi)容，從供氫到儲氫，壓縮機，加氫機，還有供應(yīng)控制這幾塊，國內(nèi)都是用氣氫，20兆帕管束車。剛才巖谷產(chǎn)業(yè)也介紹了，國內(nèi)沒有的原因，首先從標準上來講，以前軍事上是在航天上有應(yīng)用，他們在用的時候比如說北京的101所，他們在北京生產(chǎn)的標志就是，火箭發(fā)射的時候再把液氫拉過去用，有一些特事特批，民用要想用液氫這一塊，第一標準要有，第二得有許可，得允許你液氫這個槽車能夠上路。

 

      所以國內(nèi)現(xiàn)在能用的，實際上運氫的就是一個，就是20兆帕的管束車，國內(nèi)現(xiàn)在據(jù)我了解絕大部分都是一型，國外的話首先說液氫可以用，另外他是三型、四型也允許使用。還有允許的壓力也比較高，國內(nèi)現(xiàn)在在運氫氣這樣一塊有一些障礙和矛盾，主要是現(xiàn)在運氫的壓力是規(guī)定死的，使用的氣瓶的種類也是規(guī)定好的，這就導致運輸氫氣的時候成本比較高。現(xiàn)在拖車的話總重是三十噸，運氫比重是三百多噸。此外，三型、四型的標準允許使用，這個四型在運輸上是可以使用，要想用液氫這回事兒，先把液氫的標準許可拿下來，這個事情才能做。

 

      剛才講的是供氫，其實加氫站很大一塊內(nèi)容是儲氫。儲氫的話就是說現(xiàn)在國內(nèi)有一些站用的，也就是所謂的翹裝加氫站的話沒有儲氫環(huán)節(jié)，就是一個長罐拖車。沒有儲氫的話罐的成本會降低，這是類似消費騙補的作用，因為剛才說了，正經(jīng)商業(yè)化運行的加氫站來的車是比較隨意的，它會有比較明顯的高峰期和低谷期，如果沒帶儲氫的話，實際它取決于兩點：第一個是壓縮機的排量，第二個是長罐拖車的容量，這個問題實際上是解決不了的，也是為什么要儲氫的原因。現(xiàn)在國內(nèi)很多地方要建站發(fā)現(xiàn)買儲氫罐比較困難，有了儲氫之后可以很好地應(yīng)對高峰。對于儲氫這塊來講，我們都知道，以前我們通常是設(shè)計所謂的30壓力的壓鑄，可以在不同的壓力之間來回的切換。這種切換，實際上就是剛才講的滿足不同加氫時段的需求。這里面是國內(nèi)統(tǒng)計的數(shù)據(jù)，還有國外統(tǒng)計的數(shù)據(jù)的實際情況。比如說這個站，我們可以看到，低的時候1個小時來3輛車，高的時候來6輛車，相當于這輛車的加重能力占1倍。這個挑戰(zhàn)還不是最大的。這個是2018年剛剛統(tǒng)計的站，統(tǒng)計了二十幾個站，它的平均需求是很低的，但是高峰需求1個小時可以達到80斤，一天平均下來不到10公斤，如果不用儲氫這個問題是解決不了的。雖然儲氫這個東西目前在國內(nèi)不是很好買，而且價格也不低，但是一定要用的，從技術(shù)角度來講就是這個原因。

 

      剛才講液氫的時候，說到我們現(xiàn)在只允許用20兆帕的長罐拖車，液氫的運輸成本遠低于氣態(tài)氫。剛才井上吾一上先生講的，實際上運輸肯定是成本低的，最關(guān)鍵的是我們要從全周期的角度看。在制取的時候能耗是很高的，目前國際上的水平不考慮有一些冷量的綜合利用的話，單純的用電把一公斤的汽氫變成液氫，應(yīng)該在十二三度電左右，這個能耗很高了，而這個運輸距離又很短。剛才說到前端制取氫的時候能耗會比較高，所以這個事情距離還比較遠。另外一個呢，剛才說的能耗，我們自己分析的是，如果按現(xiàn)在液化1公斤氫氣需要13度電的話，只算一個能耗的對比，可以看出來它相對的優(yōu)勢并不大，但是能夠把液化的能耗降到8的話它的優(yōu)勢就能體現(xiàn)出來了。這個8的數(shù)字不是隨便說的，8的數(shù)字國際上定義上說是在2025年不考慮冷量綜合利用�，F(xiàn)在的液氫工廠，陽谷的有一些聯(lián)產(chǎn)的那種，有一些冷量是可以利用的，不考慮那個的話，8是單純的用電，這個是國外的目標，說降到2025年在8度電左右，如果降到這個數(shù)字的話，液氫的體現(xiàn)力能很好的體現(xiàn)出來。還有一個很敏感的問題是電價的問題。按照商業(yè)的電價的話這個成本是很高的，國內(nèi)的特殊情況包括國內(nèi)偏陜北地區(qū)的電不管是風電還是火電，電價比較便宜，所以很有可能國內(nèi)要發(fā)展液氫，要進一步降低氫氣液化的能耗。第二個有一個很好的模式是有些地區(qū)能夠拿到很低的電價，這樣的話算起賬來就比較好了。

 

      其實用液氫呢，現(xiàn)在很多人提，它的優(yōu)勢不僅僅體現(xiàn)在氫氣運輸?shù)倪^程中成本低，還有一個是說對于現(xiàn)在的氣型加氫站對70兆帕四型瓶來講，要想達到加注是要預(yù)冷的，所以說就是實現(xiàn)在一些加氫站提液氫這個事情，它汽化完了之后溫度可以很低。通過美國統(tǒng)計的一個數(shù)據(jù)我們可以看出來，實際上不管是氣氫還是液氫，它的實際加注量增高的話它的能耗降低得非常明顯。每天不怎么用的時候，它的耗能還是比較多的，這個設(shè)備啟動一次工作時間很短，這樣的話我們算一下對于加氫站的消耗來講還是挺高的，要想降低它在加氫站的能耗，要保證都是比較滿的。

 

      液氫的另外的一個問題是：如果你建了一個加氫站，液氫在不斷的耗著，這個氫氣汽化了之后，給它再液化回來要有相應(yīng)的處理辦法，這種情況下就不適合。非常適合的就是液氫本身在站里面儲的時候儲存量就比較高，這個在加氫站里面是一個很大的優(yōu)點，可以減少土地占地面積，因為現(xiàn)在建加氫站很重要的問題是審批和土地的問題，城市里邊其實找一塊比較大的土地比較難，液氫的話有這個優(yōu)點。缺點剛才說了，如果你的負荷不滿，你就要不斷對付它不斷汽化的問題。

 

      剛才說如果是液氫，它汽化之后呢，其實有兩個處理辦法，第一個你再想辦法有沒有可能給它液化回去，第二個變成了氣態(tài)，你需要再配壓縮機，給它壓縮上去然后到高壓儲蓄罐里面，這是我問井上吾一先生的問題。第一條路通過這個里面走了，第二條路線是上面的壓縮機需要，后面的設(shè)備省了，相當于前端的液氫泵和壓縮機是需要有的。

 

      加氫技術(shù)和車載儲氫是相關(guān)的，現(xiàn)在國外用的都是四型瓶，國內(nèi)用的都是三型瓶，其實這個從車載的角度來講是一個儲氫量的區(qū)別。儲氫密度豐田做到5.7%，在整個過程中就涉及三型瓶和四型瓶的材質(zhì)不同，引起整個表現(xiàn)的問題不同。舉個例子來說就是：現(xiàn)在我們參照國外的協(xié)議，定了這個氣體，一輛車來了之后根據(jù)車里面的經(jīng)濟的壓力和溫度進行調(diào)節(jié)。溫度是有通訊的時候知道溫度，根據(jù)環(huán)境溫度來決定怎么加的時候，有一個表格，因為我們知道它的特性是很不好的，所以說可以看到那個表里面，它對外界的溫度是不敏感的，不管現(xiàn)在是冬天還是夏天，那層塑料的傳熱性能很不好，在加熱的過程中它的熱量是要散發(fā)到環(huán)境當中的，因為它的材料的傳熱屬性不好，所以短時間內(nèi)無論外界的環(huán)境是高一些還是低一些，其實它的貢獻比較小。三型瓶因為是鋁內(nèi)膽，所以它的熱傳導率和塑料相比要好很多，外部采取了什么措施讓外部的溫度比較低，還是有可能實現(xiàn)更快的加注的，這是從加注的角度來講看三型瓶和四型瓶的區(qū)別，是我們國內(nèi)外做的加注過程的分析。

 

      剛才講了，美國統(tǒng)計出來他的加氫站里面，氫氣的加注速度大概是多少。我們知道，現(xiàn)在豐田推出新車的時候，很多時候比較打動人的就是三分鐘加滿，大概在三分鐘五公斤這個水平。實際上三分鐘加滿是有先決的條件的，并不是隨便任何一個條件下就能三分鐘加滿。比如說它的初始壓力是10兆帕，這些都達到了要求，三分鐘五公斤是最好的情況，那么你要保證我什么時候加都能達到這個，那么在這個加氫站里面要做很多的工作，才能保證這個速率。實際上我們看美國的加氫站的情況可以看出來，大多數(shù)情況下有可能第一他的車里面剩的這個氫氣壓力比較低，因為這樣的話發(fā)熱會比較厲害一些。還有一個就是不管怎么樣美國的一些數(shù)據(jù)還是有一點參考價值的。

 

      另外呢，加氫機這一塊國內(nèi)沒有多少數(shù)據(jù)，參照國外的統(tǒng)計來看，很多因為我們國內(nèi)以前包括現(xiàn)在也是，CND車輛很多，很多公司做過加氣機，這個大原理上和加氫的原理是一樣的。實際上氫氣和天然氣的差別是很大的，除了分子小容易泄露之外，還有它加注過程中的效應(yīng)。有些人原來做加氣機的，覺得這個設(shè)想簡單，沒問題。其實這個加氫站里面，出故障最多的恰恰是加氫機這一塊。這是統(tǒng)計的每兩次出故障之間加了多少氫，可以看到，這一塊是很少的；相反的，包括我們說的壓縮機，相對來講還是比它要好的。加氫機這一塊我覺得需要引起一個重視。另外一塊剛才講的時候大概也稍微把這個意思也講了一下，對于這種示范的站，或者對車輛固定的站來講，其實和加氫站里面這幾個設(shè)備之間如何配合并不是很重要，剛才說了，直接銜接好就OK了。對于商業(yè)化站來講呢，你要滿足的高峰，你要有好的供應(yīng)控制，你要達到最大的加注量、最小的能耗這個是最好的。

 

      剛才講的都偏技術(shù)了，考慮錢的問題，美國DOE分析說現(xiàn)階段成本很高，那怎么能降到目標價格呢?幾個辦法。第一個是加氫站的用戶越來越多了，另外，單個的加氫站，一千公里的加氫站設(shè)備投資肯定是小于五百公斤的加氫站的兩倍的，這樣的話保證了運行的費用。通過幾種方法才能把這個加氫站里面它的整體能耗、工藝成本降低下來，這也是一些我們分析的結(jié)果，我就不詳細說了。包括壓縮機也是一樣的，壓縮機本身其實是一個很固定的設(shè)備，你讓它啟動就啟動，讓它干活就干活，讓它關(guān)了就關(guān)了，什么時候啟動是你策略的原因。壓縮機什么時候停，實際上和前面的情況是直接相關(guān)的，沒有一個通用的規(guī)律。真是要建一個商業(yè)化的加氫站的話，跟剛才的那幾個參數(shù)有關(guān)系，不是一個通用的規(guī)律。

 

      最后一部分介紹一下氫氣品質(zhì)，剛才徐總稍微也說了一下，正好我也準備了。首先對于氫氣品質(zhì)這個事呢，現(xiàn)在有些人認識存在誤區(qū)，覺得我們供應(yīng)的氫氣、制取的氫氣達到某個要求就算符合要求了，其實不是的。根據(jù)SAE的標準也好，ISO的標準也好，實際上要達到加注到車載儲氫容器中的氫氣品質(zhì)要求，你制出來了，它可能是污染的，哪塊不小心產(chǎn)生點污染就超過標準了。這不僅僅是制氫的時候純化技術(shù)的問題，更是整個的氫氣品質(zhì)如何保障的問題，涉及加氫站里面很多實際運行，包括設(shè)備本身零部件的問題。它的污染怎么產(chǎn)生的？污染不是說特污染，范圍不可能是氫氣的雜質(zhì)進去，那種污染的話就說明出事了，更多的是你用的這個設(shè)備里邊的零部件有可能產(chǎn)生或者稍微揮發(fā)一點點什么東西就有可能產(chǎn)生污染。這兩年大家對氫能這一塊都很重視，我們?nèi)剂想姵仄�車用的這種氫氣的品質(zhì)呢，現(xiàn)在也還沒有國標，原來發(fā)布過一個團標，也是參照國外的標準，國內(nèi)能找到的標準是2011年的超純氫的國標�？梢员容^明確的看出來，通常我們農(nóng)業(yè)上用的純氫搞純氫，對里面的雜質(zhì)有一個規(guī)定。隨便舉例子說一氧化碳。我們搞純氫的一氧化碳是PPM，純度要求3個就好了，但是一氧化碳要求0.2，現(xiàn)階段很多人說我用高純氫，但是不一定滿足燃料電池這個。這些雜質(zhì)不僅僅是在制氫過程中產(chǎn)生的，更多的是在運輸過程中采取不同的路線，有可能產(chǎn)生的一些雜質(zhì)，產(chǎn)生了對這個氫氣的污染，最終出現(xiàn)了這個物質(zhì)。如果單純的從源頭來分析這個雜質(zhì)是不會存在的，但是最后存在了，就是這個意思。這是我自己對加氫站還有氫氣方面的看法，供大家參考，謝謝！

    

      提問：未來十年里邊，在加氫站的儲運是液氫呢，還是氣氫呢，或者你認為另外一種方式占主流？

 

      何廣利：這個問題動態(tài)的看，第一我不認為這里邊有明確的答案，以后肯定是哪個，動態(tài)的看是什么？第一現(xiàn)在階段不好判定，其實現(xiàn)在都是在不同時間來對比。舉個例子，剛才說了現(xiàn)在液氫好，我們說要用液氫，運輸比氣氫成本低，已經(jīng)拿今天的氣氫和兩三年后的液氫進行對比了。你不知道兩三年以后氣態(tài)運輸、三四型瓶的問題是不是又不一樣了。第一，技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在這個程度還很難判定最后是哪個的。另外，你問的液態(tài)有機的問題好多人也關(guān)注，我是這樣看：它有兩個應(yīng)用方式。第一個呢我是把它作為一個運氫的載體，在制氫端產(chǎn)生端氫氣反應(yīng)，我到用氫側(cè)或者在加氫站里面，或者旁邊的地方，再把氫氣還原過來，再給運到加氫站里面用。另外一種方式是在制氫端，把這個反應(yīng)，直接給燃料電池用，首先僅僅作為儲運氫的載體來講，我覺得從技術(shù)發(fā)展水平來看呢，現(xiàn)在相對來說有一些成熟度，我覺得已經(jīng)應(yīng)用的話應(yīng)該會有些應(yīng)用到車上。我對這個問題持比較保守的態(tài)度，這個就跟我們的燃油車一樣，我不用加汽油了，我加原油，原油直接煉，煉是直接供給也是一樣的。靳總是搞航天的，應(yīng)該知道它是很困難的，里面用的零部件太多了，單個零部件失效的概率非常非常的低，但是很多個它的失效的概率就會很高，車上的也是一樣，應(yīng)該是簡化這個系統(tǒng)，而不是把所有的技術(shù)難度都壓到車上，這是我的觀點。

 

      提問：我問兩個問題，第一個是跟您請教一下您這邊了解到國內(nèi)建加氫站的話經(jīng)濟型測算，第二個是目前氫氣站的運營權(quán)是怎么樣的？不知道現(xiàn)在加氫站是什么狀況？

 

      何廣利：運營的話現(xiàn)在國內(nèi)加氫站還沒到那個階段，現(xiàn)在國內(nèi)加氫站的話到底從國家層面主管部門是哪現(xiàn)在都不知道，審批流程現(xiàn)在也不清楚。這個事情剛才你說運營啊，民營也好，國企也好現(xiàn)在還涉及不到，恰恰我們需要推動的就是在這。到現(xiàn)在為止，建設(shè)加氫站的話只在地方政府支持產(chǎn)業(yè)發(fā)展的地方，從國家的層面來講，比如說像加油站或者加氣站說你歸住建部管還是哪里，還不清楚的，因為哪一個局里都沒有這一塊，他不知道怎么受理你的事情。

 

      提問：經(jīng)濟型的分析。

 

      何廣利：經(jīng)濟型分析的話，分兩塊有點矛盾。我們都知道，推廣燃料電池汽車的時候肯定在講，第一，我購車的時候的成本，不高于或者是稍高于普通的車。另外一個我希望運營的時候成本也要低，至少小于等于燃油的成本。兩種情況，乘用車是能算過賬來的，參照日本或者美國的價格是挺高的，一公斤60左右。乘用車按國內(nèi)的油價跑一公里就耗氫一公斤，這個價格定在60，對于用戶來講是不會高于燃油車的，車的成本容易接受，對于投資來說也是有錢賺的。

 

      我們現(xiàn)在推大巴，它燒柴油就燒40個柴油，如果按60塊錢每公斤算的話，是遠高于燃油車成本的。大家說我要把經(jīng)濟上壓到40以內(nèi)，我運營那段就平了，那就看你加氫站這端。下一個林德的王總會講，他來講40行不行，應(yīng)該是可行的。

 

      (根據(jù)嘉賓現(xiàn)場演講整理，未經(jīng)本人審閱。)