在27日下午舉辦的以“氫能邁向規(guī)模示范新階段”為主題的氫能產(chǎn)業(yè)論壇中，國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司首席技術(shù)官柴茂榮發(fā)表了講話。

 

 

柴茂榮   國(guó)家電投集團(tuán)氫能科技發(fā)展有限公司首席技術(shù)官

 

 

 

各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，我是國(guó)家電投氫能科技公司的柴茂榮。我今天講演的題目是“氫能科技在北京冬奧會(huì)的應(yīng)用實(shí)踐與發(fā)展展望。”

 

我今天報(bào)告的內(nèi)容分為兩部分：第一是國(guó)家電投氫能技術(shù)在冬奧會(huì)的應(yīng)用實(shí)踐；二是國(guó)家電投氫能公司的介紹。

 

在“雙碳”目標(biāo)下氫能的產(chǎn)業(yè)要擔(dān)當(dāng)重任。今年2月份，在中央政治局學(xué)習(xí)會(huì)上，兩次提到了氫能，3月23日，發(fā)改委正式發(fā)布了2021—2035的國(guó)家氫能中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃，明確了氫能的戰(zhàn)略定位，提出了發(fā)展氫能的基本原則，“自主自強(qiáng)、安全為先、穩(wěn)慎應(yīng)用。”明確提出了氫能產(chǎn)業(yè)的示范應(yīng)用，要穩(wěn)步前進(jìn)、多元化發(fā)展，以市場(chǎng)應(yīng)用為牽引，有序推進(jìn)綠色氫能在交通、電力、工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。也就是說(shuō)到2030年的時(shí)候，我們國(guó)家的非化石能源的占比從現(xiàn)在的15%要提高到25%，增加10個(gè)百分點(diǎn)。終端能源的消費(fèi)氫能的占比，從2030年的5%左右到2050年的20%左右。

 

 

在北京冬奧會(huì)上，大家都看到了，我們?cè)瓉?lái)提出來(lái)的是“山地用氫，平原用電”，最后在實(shí)際執(zhí)行中平原也用氫。這次冬奧會(huì)一共是三個(gè)賽區(qū)，北京賽區(qū)主要承辦開(kāi)閉幕式，還有所有的冰上項(xiàng)目、自由式滑雪、大跳臺(tái)項(xiàng)目，在冬奧會(huì)和殘奧會(huì)期間，該場(chǎng)館可接納1700名運(yùn)動(dòng)員和隨隊(duì)官員，國(guó)家電投在北京賽區(qū)共投入了120輛氫能大巴，其中30輛備用，在延慶賽區(qū)，主要承辦了雪車、雪橇及高山滑雪項(xiàng)目，包括我們大家非常榮幸的可以看到在高山滑雪中谷愛(ài)凌高山滑雪的比賽都是在延慶賽區(qū)比賽的。

 

 

在冬奧期間，冬奧會(huì)和殘奧會(huì)期間，該場(chǎng)館可接納1430名運(yùn)動(dòng)員和隨隊(duì)官員，我們國(guó)家電投提供氫能大巴大概65輛，其中5輛是備用。張家口賽區(qū)主要是承辦雪車、雪橇、高山滑雪和自由式滑雪大跳臺(tái)之外的所有雪上項(xiàng)目，在冬奧會(huì)期間共容納2640名運(yùn)動(dòng)員和隨隊(duì)官員，我們國(guó)家電投在張家口賽區(qū)沒(méi)有提供服務(wù)。

 

氫能來(lái)講，我們指的是我們國(guó)家電投的氫能的一個(gè)商標(biāo)，也就是說(shuō)我們完全自主化的從催化劑到質(zhì)子膜、到膜電極、到雙極板、到電堆、到系統(tǒng)，整個(gè)都是我們國(guó)家電投自己開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)到生產(chǎn)的。我們以它作為氫能的商標(biāo)，來(lái)搭載在我們國(guó)家兩個(gè)，一個(gè)是北汽福田的大巴上，大概是50輛搭載在北汽福田上，還有150輛是搭載在宇通的大巴上。整個(gè)在這個(gè)圖上可以看到，我們從開(kāi)發(fā)到生產(chǎn)、到品質(zhì)控制、到裝配、到整個(gè)出廠，最后都服務(wù)于大巴整個(gè)的畫(huà)面，我們的催化劑是2018年3月份完成，我們的膜電極是2020年1月份，氣體擴(kuò)散、整車質(zhì)子膜，還有膜電極，還有電堆，還有系統(tǒng)，我們整個(gè)都在冬奧會(huì)前的半年全部都完成了，而且之前還在博鰲論壇上我們這個(gè)車做了一些示范運(yùn)營(yíng)。

 

 

我們國(guó)家電投在延慶賽區(qū)、北京賽區(qū)一共投入了200輛，其中延慶賽區(qū)是50輛，北京賽區(qū)是90輛，50輛整體備用。比賽期間，累計(jì)出車7205次，接駁人數(shù)160697人，總行駛里程是888599公里，約占北京賽區(qū)總運(yùn)力的60%、延慶賽區(qū)總運(yùn)力的80%左右。我們這些數(shù)據(jù)都是從奧組委交通保障組得到的數(shù)據(jù)，我們主要的接駁對(duì)象是技術(shù)官員、賽區(qū)的保障技術(shù)人員、企事業(yè)單位的領(lǐng)導(dǎo)及賽區(qū)觀眾、志愿者、運(yùn)動(dòng)員和裁判員、外國(guó)媒體等以及張家口賽區(qū)的一般人員，按奧運(yùn)會(huì)規(guī)定由豐田汽車提供的Mirai LL、考斯特和豐田委托指定生產(chǎn)的大巴承擔(dān)運(yùn)力。

 

除了我們的車以外，我們還派出了2000多位大巴的司機(jī)和保障人員，提供充分的保障服務(wù)，我們?nèi)娣?wù)奧運(yùn)會(huì)，從1月15日開(kāi)始，我們就進(jìn)駐了奧運(yùn)會(huì)的場(chǎng)館，1月21日比賽正式開(kāi)始，到3月13日為止，一共前后62天左右，我們整個(gè)奧運(yùn)會(huì)的保障，沒(méi)有出現(xiàn)一起事故或者一起故障，圓滿地完成了整個(gè)奧運(yùn)會(huì)的接駁任務(wù)。

 

我們整個(gè)來(lái)講，按照氫能大巴百公里減碳45公斤計(jì)算的話，我們整個(gè)冬奧會(huì)期間，含準(zhǔn)備期間，一共合計(jì)運(yùn)行了92.5萬(wàn)公里，總減碳大概700噸左右，我們的氫氣全部來(lái)自于燕山石化的工業(yè)副產(chǎn)氫。

 

國(guó)家電投的兩個(gè)車輛的信息，宇通和福田兩種11米大巴，其中宇通的大巴是強(qiáng)混，也就是說(shuō)鋰電池和燃料電池共同運(yùn)行的，總驅(qū)動(dòng)電機(jī)的峰值功率可以達(dá)到240瓦，對(duì)我們延慶賽區(qū)的高山賽事，特別是在落差1500米的，而且彎道非常多、而且是雪道的情況下，宇通的11米大巴表現(xiàn)非常不錯(cuò)，海坨山最陡的那段基本上是由我們宇通的11米大巴完成了整個(gè)的接駁任務(wù)。福田的11米大巴，因?yàn)橛玫氖窃龀淌降娜剂想姵叵到y(tǒng)，所以它的功率比宇通的要小一些，是170千瓦的功率，所以我們基本上是用在平地的燃料電池接駁任務(wù)。

 

除了燃料電池大巴以外，我們和商飛共同合作開(kāi)發(fā)了大概有三款無(wú)人機(jī)，用在我們這次的冬奧會(huì)上，其中兩款是用于巡線，一款是用于移動(dòng)基站和拍攝任務(wù)。我們因?yàn)檫@里面涉及到一些技術(shù)秘密，我們跟商飛合作的，所以我這里面沒(méi)有把所有的數(shù)據(jù)都擺出來(lái)。

 

 

 

國(guó)家電力投資集團(tuán)簡(jiǎn)稱國(guó)家電投，是中央直接管理的特大型重要骨干企業(yè)，成立于2015年7月，由原來(lái)的中國(guó)電力投資集團(tuán)和國(guó)家核電技術(shù)有限公司重組組建。國(guó)家電投是我們國(guó)家五大發(fā)電集團(tuán)之一，是全球最大的光伏發(fā)電企業(yè)，也是全球可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量最大的企業(yè)。我們?cè)谑澜缥灏購(gòu)?qiáng)里面排在第273位。國(guó)家電投氫能科技發(fā)展有限公司成立于2017年5月，是國(guó)家電投集團(tuán)直屬的二級(jí)子公司，也是國(guó)內(nèi)首家以氫能為主業(yè)的央企二級(jí)單位，國(guó)家科技示范行動(dòng)唯一的氫能企業(yè)，目前在北京、寧波、武漢、長(zhǎng)春、濟(jì)南、佛山、日本東京等地設(shè)立有10個(gè)子公司，目前共有員工520人，其中研發(fā)人員超過(guò)400人，研發(fā)隊(duì)伍中碩士學(xué)歷者超過(guò)85%，博士學(xué)歷者超過(guò)15%，歸國(guó)人員大概5%左右，平均年齡是31歲。

 

國(guó)家電投整個(gè)產(chǎn)業(yè)布局，一個(gè)是能源線，利用我們國(guó)家電投大量的可再生能源來(lái)制氫，消納過(guò)剩的電力，然后供給加氫站和分布式功能。我們這次北京冬奧會(huì)，其中我們提供服務(wù)的有兩個(gè)加氫站，還有裝配線，我們主要是通過(guò)技術(shù)研發(fā)，研發(fā)出燃料電池以及制氫設(shè)備，然后通過(guò)產(chǎn)品的生產(chǎn)、制造，最后供應(yīng)給比如說(shuō)大巴或者是我們自己的一些發(fā)電系統(tǒng)，然后通過(guò)這兩條線，一個(gè)是實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的自主化研發(fā)，然后就是基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，還有一個(gè)就是生態(tài)系統(tǒng)的構(gòu)建，建立整個(gè)的氫能經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

 

 

現(xiàn)在主要的催化劑、氣體擴(kuò)散層、質(zhì)子交換膜、膜電極、雙極板這些基礎(chǔ)的核心技術(shù)我們基本上是全部掌握的，這五大核心技術(shù)。兩大產(chǎn)品線，燃料電池產(chǎn)品和PEM制氫產(chǎn)品，我們基本上落實(shí)了整個(gè)生產(chǎn)規(guī)模。系列化產(chǎn)品，我們主要有水冷燃料電池系統(tǒng)和空冷燃料電池，然后還有PEM制氫、電解槽等等。我們的目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)自主化、高性能和低成本。我們現(xiàn)在爭(zhēng)取在2025年之前把燃料電池的電堆做到每千瓦在800塊錢以內(nèi)，加上系統(tǒng)在1500塊錢以內(nèi)，這是我們現(xiàn)在的一個(gè)主要的目標(biāo)。

 

 

我們的核心技術(shù)來(lái)講，高效膜電極，還有里面的催化劑、質(zhì)子交換膜、氣體擴(kuò)散層和七合一膜電極都是由我們自己自主生產(chǎn)的。還有鈦基雙極板，我們也是自己生產(chǎn)的，包括我們的鈦的原材料的加工，到札板，到最后我們雙極板的成型、制造，這些我們都有產(chǎn)線。電堆的話，我們是實(shí)現(xiàn)了材料級(jí)的全自主化，就是電堆設(shè)計(jì)、組裝工藝、密封工藝、快速活化設(shè)備，我們基本上全部都是自主化的。輔助系統(tǒng)，我們也實(shí)現(xiàn)了完全自主化，其中只有氫泵，我們現(xiàn)在沒(méi)有完全實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，最后我們現(xiàn)在在研究，基本上整個(gè)系統(tǒng)已經(jīng)研究完了，但是整個(gè)氫泵來(lái)講還沒(méi)開(kāi)始使用。

 

 

我們的催化劑，掌握了核心技術(shù)，并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)，產(chǎn)品的性能全部達(dá)到世界領(lǐng)先水平。因?yàn)槲冶救司褪窃谏蟼€(gè)世紀(jì)80年代在日本留學(xué)，我就進(jìn)行了催化劑的研發(fā)，就是上世紀(jì)80年代我就開(kāi)始開(kāi)發(fā)Pt/C催化劑，也是世界上最早開(kāi)發(fā)Pt/C催化劑的一批人之一。我們現(xiàn)在目前的催化劑，無(wú)論它的分散性、還是它的耐久性、還有它的活性、還有它的比表面積等等，我們?cè)谑澜缟隙际翘幱陬I(lǐng)先水平，因?yàn)槲以瓉?lái)在日本一個(gè)很大的公司，原來(lái)就是做催化劑的，所以這塊我非常有自信，我可以達(dá)到世界領(lǐng)先的水平。

 

 

質(zhì)子交換膜，我們現(xiàn)在兩講，目前我們是用國(guó)外進(jìn)口的樹(shù)脂來(lái)實(shí)現(xiàn)了量產(chǎn)，部分產(chǎn)品性能已經(jīng)達(dá)到世界更好的水平，但是下一步我們還想把這些質(zhì)子交換膜里面用的樹(shù)脂完成國(guó)產(chǎn)化的研發(fā)，并替換下來(lái)，就是我們現(xiàn)在850和1050的樹(shù)脂已經(jīng)完成了實(shí)驗(yàn)室的小試，最后我們正在根據(jù)化合之后做成中試線。我們可以看到在無(wú)加濕的條件下，我們的性能還是領(lǐng)先于進(jìn)口的質(zhì)子膜的。

 

 

碳紙擴(kuò)散層，我們已經(jīng)掌握了從碳纖維合成到GDL擴(kuò)散層的全套技術(shù)。碳紙已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)室的工藝技術(shù)開(kāi)發(fā)，計(jì)劃從今年的，這個(gè)我寫錯(cuò)了，應(yīng)該是今年8月份完成年產(chǎn)80萬(wàn)平方米產(chǎn)線建設(shè)并實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。GDL擴(kuò)散老早就用了，因?yàn)楝F(xiàn)在我們的質(zhì)子膜電極，冬奧會(huì)的膜電極，GDL是我們自己的，我們現(xiàn)在進(jìn)口的是碳張，但是下一步我自己的碳張也馬上就快出來(lái)了。

 

 

鈦雙極板，已掌握了流道設(shè)計(jì)、薄板壓延、沖壓、焊接和表面涂層處理得全套技術(shù)。雙極板的生產(chǎn)線已于2020年建成投產(chǎn)，目前產(chǎn)能是60萬(wàn)片。我們今年正在擴(kuò)產(chǎn)到300萬(wàn)片，就是一年一萬(wàn)堆的產(chǎn)線正在建設(shè)中，就是說(shuō)我們國(guó)家電投實(shí)際上是繼豐田之后，是全球第二個(gè)掌握了鈦雙極板的全套生產(chǎn)工藝的公司，而且鈦的雙極板雖然材料稍微貴一點(diǎn)，但是它預(yù)處理的成本比較低，因?yàn)槟透g性比較好，所以它總的成本實(shí)際上不比我們現(xiàn)在的不銹鋼雙極板高。

 

 

膜電極我們因此完成了催化劑、質(zhì)子膜、碳紙擴(kuò)散層全部的自產(chǎn)材料開(kāi)發(fā)，我們的產(chǎn)品性能從這張圖上可以看得出來(lái)，我們已經(jīng)跟豐田正在開(kāi)發(fā)中的Mirai Ⅲ基本上接近，因?yàn)槲以谌毡疚覀円恢痹诟S田聯(lián)合開(kāi)發(fā)的，所以我可以做到，在0.6V的時(shí)候可以做到3.2安培/平方厘米，應(yīng)該跟我們國(guó)內(nèi)大部分的膜電極比我們的性能還是高一大截的，這個(gè)接近豐田的水平。

 

 

電堆來(lái)講，我們已經(jīng)完成了三款，也就是80千瓦、110千瓦和150千瓦三款電堆。我們這次冬奧會(huì)用的是110千瓦的電堆，我們的產(chǎn)品性能來(lái)講，我們是以額定功率作為我們的標(biāo)稱的，也就是110千瓦的時(shí)候，我們平均單片的電壓0.6V是超過(guò)110V的，實(shí)際我們整個(gè)來(lái)講，平均的功率我們可以達(dá)到110千瓦左右。

 

 

動(dòng)力系統(tǒng)，我們現(xiàn)在，因?yàn)閯?dòng)力系統(tǒng)自己要用掉一部分的動(dòng)力，所以我們現(xiàn)在根據(jù)上面三款燃料電池電堆，我們有65千瓦、80千瓦和120千瓦三款動(dòng)力電池系統(tǒng)，分別用于我們的大巴車、我們的乘用車和我們未來(lái)的重卡等等，我們現(xiàn)在基本上都完成了這三款電堆的設(shè)計(jì)，當(dāng)然對(duì)重卡我們可能是用FCS120的兩套系統(tǒng)來(lái)完成。

 

 

電解槽，我們目前來(lái)講已經(jīng)完成了100標(biāo)內(nèi)的兆瓦級(jí)的電解槽的開(kāi)發(fā)，我們下一步正在準(zhǔn)備開(kāi)發(fā)10兆瓦級(jí)的電解槽，這個(gè)目前我們整個(gè)產(chǎn)品線是在長(zhǎng)春。

 

 

燃料電池核心材料部件，千臺(tái)套以下的產(chǎn)能，我們從這張照片上可以看出，北京我們布局了膜電極的中試生產(chǎn)線，寧波是雙極板以及電堆的生產(chǎn)線，長(zhǎng)春布局了生產(chǎn)線。

 

 

到我們整個(gè)項(xiàng)目產(chǎn)業(yè)布局來(lái)講，我們有北京、武漢、寧波、長(zhǎng)春、日本、濟(jì)南、佛山等產(chǎn)業(yè)布局，下一步我們要做的話，可能還會(huì)在中西部地區(qū)，比如說(shuō)河南或者是四川等地布局我們的產(chǎn)能。

 

我的報(bào)告就到這里。謝謝大家！