鄭州宇通客車股份有限公司客車專用車分公司

宇通客車集團股份有限公司

國家電動客車電控與安全工程技術研究中心副主任 李飛強

尊敬的徐部長、干院士，各位來賓，大家上午好！各位專家，我是宇通客車集團股份有限公司的李飛強，下面向大家匯報四個部分：

宇通燃料電池客車的發(fā)展現(xiàn)狀

最新的國際氫能委員會已經(jīng)發(fā)布了氫能利用的重要方式，指明了清能是社會發(fā)展的重要方向，2050 年氫能將占整個能源的 18%，二氧化碳排放減排方面僅占到 20%。能源技術的發(fā)展方向是高效、清潔，發(fā)展過程是脫碳加氫，所以氫能源是燃料技術的重要發(fā)展方向。汽車技術的發(fā)展趨勢是從化石燃料到新能源汽車促進節(jié)能減排，具體就是內燃機油電混合動力到純電動再到燃料電池汽車。

宇通在新能源方面也做了很多工作，截止到 2017 年 12 月底已在國內 320 多個城市累計推廣 85977 輛新能源客車，其中 2017 年宇通新能源客車銷量是 24865 輛，行業(yè)內的份額繼續(xù)擴大。

宇通于 2009 年開始了燃料電池客車的開發(fā)，2012 年組建了燃料電池客車專職研發(fā)團隊，經(jīng)過多年的努力突破了多項核心技術，完成了三代燃料電池客車的開發(fā)，取得了資質認證、公告和安裝資質。

宇通已經(jīng)開發(fā)了三代燃料電池客車，正在開發(fā)第四代燃料電池客車，突破了整車、集成、控制等關鍵技術，提高了系統(tǒng)的使用壽命和環(huán)境適應性，延長了續(xù)駛里程。關鍵技術主要包括動力系統(tǒng)匹配技術、氫電結構偶合安全技術以及整車節(jié)能控制技術。

我們開發(fā)完成的 8 米和 12 米燃料電池客車產(chǎn)品進行了完整的燃料電池客車示范驗證，驗證了實車道路環(huán)境下的動力性、經(jīng)濟性和可靠性。2016 年 12 月到現(xiàn)在，累計運行里程超過 35000 公里，燃料電池基本無衰減，保證了燃料電池客車的示范運行。

氫燃料電池客車的挑戰(zhàn)

大家都知道，氫燃料電池客車在整個產(chǎn)業(yè)鏈，特別是價值鏈來分析是有很多挑戰(zhàn)的，主要包括以下七個方面：電堆成本高、車載氫系統(tǒng)成本高、燃料系統(tǒng)成本高，同時導致了整車成本非常高，氫能方面就是氫氣的使用成本也很高，加氫站和運營的成本也很高。這些成本大家都感覺到有很大的困難，到底能不能解決是我們要重點和大家分享的一些觀點。

整車成本方面，我們重點分析的數(shù)據(jù)來源于國家節(jié)能與新能源汽車技術路線圖以及我們與產(chǎn)業(yè)鏈的相關合作伙伴的調研，隨著整車關鍵零部件的國產(chǎn)化和規(guī)?；嚨某杀緯档偷?60 萬元，就是和現(xiàn)在傳統(tǒng)車的成本相當。所以我們是有信心的，從整車的角度來看，燃料電池系統(tǒng)的成本、車載氫的成本都會大幅度降低，最后會降低到和傳統(tǒng)車的成本相當。

這里最重要的就是燃料電池系統(tǒng)。隨著燃料電池的輔助系統(tǒng)的批量制造，實現(xiàn)關鍵零部件包括空壓機、增濕器的批量化，燃料電池系統(tǒng)的成本可以大幅度下降。節(jié)能與新能源汽車技術路線圖里面規(guī)劃 2020 年是 5000 元/千瓦的成本，到 2030 年可以達到 600 元/千瓦。電堆成本主要包括催化劑、膜和雙極板的成本，隨著關鍵材料國產(chǎn)化和電堆體積功率的提升，電堆成本可以大幅度提升，2020 年的 1000 元/千瓦降低到 2030 年的 150 元/千瓦。

車載氫系統(tǒng)也是通過高度集成化和模塊化設計，還有關鍵部件的規(guī)模化和國產(chǎn)化生產(chǎn)，到 2030 年車載氫系統(tǒng)的成本可以從 3000 元/公斤降低到 2030 年 1800 元/公斤。如果儲存的氫氣是 1 公斤的話，整個車載氫系統(tǒng)的成本是 1800 元/公斤。

氫氣的成本也會大幅度下降。目前最低是 40 元/公斤，隨著大批量規(guī)?；\氫，到 2020 年可以降低到 20 元/公斤左右，最終可以降低到 2030 年的 9 元/公斤以下，上午院士也講到煤制氫可以達到 10 元/公斤以下的成本。加氫站的成本也非常高，并且最重要的就是關鍵零部件，比如氫氣壓縮機和加氫機，這些大部分是通過進口的，隨著批量化和國產(chǎn)化可以大幅度降低加氫站的成本?，F(xiàn)在一般 2 噸以上的加氫站成本可以在 1000 萬元以上，2030 年可以降到 350 萬元。

以上我們分析了整車的運營成本，這是三類公交車的對比，插電式混合動力、純電動和燃料電池車的運營成本?，F(xiàn)在來看插電式混合動力的百公里油耗是 15 升，電耗是 66 度電/百公里，氫耗是 7.5 公斤/百公里。隨著氫耗、油耗和電耗的降低成本都會降低，但是降低幅度最快的是燃料電池的運營成本，最終燃料電池的運營成本是可以降低到 0.5 元/公里。其實這也是很多人有疑問的，未來如果燃料電池車大批量推廣應用，它的運營成本到底能不能降到比現(xiàn)在純電動的運營成本還低？經(jīng)過我們和氫氣的供應商整個產(chǎn)業(yè)鏈的調研是可以達到這個成本的，時間其實是可以隨著技術的加快提前的。我們預估到 2030 年比節(jié)能與新能源汽車技術路線圖里面的規(guī)劃低，最終隨著氫耗和氫氣成本的降低，氫氣燃料客車的運營成本肯定可以降到比純電動還低。

按照國家新能源汽車技術路線圖的規(guī)劃以及國家對產(chǎn)業(yè)鏈的調研，隨著關鍵材料和關鍵零部件的國產(chǎn)化和規(guī)?；?030 年整車成本可以大幅度降低，整車可以降到 60 萬元，運營成本可以降到 0.5 元/公里，加氫站可以降低到 330 萬元，氫氣成本可以降到 9 元/公斤。這個時候整個氫能燃料電池產(chǎn)業(yè)就會起來，燃料電池汽車就會實現(xiàn)大規(guī)模的推廣應用。

燃料電池的挑戰(zhàn)

綜合以上分析，燃料電池主要是五個方面：整車、燃料電池系統(tǒng)、車載氫系統(tǒng)、氫能以及加氫站的主要工作。燃料電池整車肯定是經(jīng)濟性會逐步提升，續(xù)駛里程會大幅度提升。氫耗現(xiàn)在還有很大的優(yōu)化空間，包括整個整車純電動系統(tǒng)平臺的電耗降低以及燃料電池系統(tǒng)效率的提高，這些都會降低整車氫耗，續(xù)駛里程也會大幅度提高，甚至可以達到 1000 公里以上，低溫冷啟動也會達到 -30℃ 甚至 -40℃。

我們對比了整個燃料電池動力系統(tǒng)，說的就是電電混合系統(tǒng)，主要包括圖里灰色的部分，就是氫系統(tǒng)、燃料電池系統(tǒng)加上一部分的動力電池，這部分是和純電動的動力電池功能完全一樣的。隨著燃料電池效率和功率密度的增大，車載氫系統(tǒng)儲氫密度的增加，燃料電池動力系統(tǒng)的能量密度將遠大于純電動的電池能量密度。隨著關鍵零部件的國產(chǎn)化和規(guī)?；?，電電混合系統(tǒng)的成本也會遠低于純電動的成本。

昨天也有講到純電池的能量密度正在提升，250 瓦時/公斤到 300 瓦時/公斤，但是電力系統(tǒng)的能量密度完全不在一個水平級上。燃料電池的能量密度現(xiàn)在是 205 瓦時/公斤，主要是用燃料電池的系統(tǒng)功率比較小，動力電池比較多，所以導致重量比較重。未來隨著燃料電池功率增加動力電池功率減少，我們會大幅度提升電電混合系統(tǒng)的能量密度，可以從 472 瓦時/公斤到 1400 瓦時/公斤，甚至接近 2000 瓦時/公斤。豐田的能量密度基本上就在這個位置，提升也是非常容易的，動力電池提高到 300 瓦時/公斤非常困難。

現(xiàn)在燃料電池電電混合系統(tǒng)就是四個部件，合起來的成本與存儲能量加上動力電池的能量除以整體的成本來看，2018 年這個成本肯定還是相對比較高的，就是每瓦時基本上是 4 ~ 5 元左右。隨著關鍵零部件的國產(chǎn)化、系統(tǒng)的規(guī)?；剂想姵仉婋娀旌舷到y(tǒng)的成本也會大幅度下降，最終燃料電池系統(tǒng)可以降低到 0.15 元/瓦時，但是動力電池的成本也在大幅度下降，最終可能從 0.1 元/瓦時降到 0.06 元/瓦時，燃料電池系統(tǒng)的成本降低肯定可以達到這個程度。

燃料電池系統(tǒng)的壽命將持續(xù)延長，額定功率和效率將持續(xù)提高。上午講到壽命會大幅度提升，滿足整車八年使用壽命的要求，也會逐步達到現(xiàn)在純電動客車出口到歐洲十五年壽命的要求，額定功率也會大幅度增加，最終燃料電池系統(tǒng)的額定功率應該是和現(xiàn)在柴油車的額定功率相當。功率的提高也會帶來燃料電池效率的提高，達到 60% 的效率。

車載氫系統(tǒng)的儲氫密度和儲氫壓力，可靠性也會逐步提高。儲氫密度現(xiàn)在國內在 3%左右，未來我們是用高壓儲氫。還有剛才講到的液氫可以把儲氫密度大幅度提升，提升達到 7% 以上。儲氫壓力是從 35 MPa 向 70 MPa 邁進。

我國氫氣資源是非常豐富的，上午干勇院士也講到可以因地制宜。2016 年中國氫氣產(chǎn)量是 1850 萬噸，煤制氫占到 60%，副產(chǎn)氫占到近 20%，其實這些副產(chǎn)氫可以滿足 40 萬輛燃料電池公交的需要。氫氣的來源是非常多樣的，可以因地制宜選擇合適的氫氣來源，也可以根據(jù)運輸量選擇管道運輸和高壓運輸?shù)炔煌倪\輸方式。

全球加氫站建設正在提速，加氫站和加油站合建的方式已經(jīng)出現(xiàn)。目前世界上有 289 個加氫站，很多專家都已經(jīng)講到，相比 2015 年的 54 座增加了 70%。目前我國的加氫站正在非?？焖俚亟ㄔO，現(xiàn)在已經(jīng)建成的有 14 座。按照國家節(jié)能與新能源汽車技術路線圖的規(guī)劃，隨著燃料電池車對氫氣需求量的增加，我國的加氫站數(shù)量會逐步增加，2020 年的 100 座到 2030 年的 1000 座。

對產(chǎn)業(yè)方面的幾個建議

1. 電堆方面。我們建議促進燃料電池電堆全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展，提高電堆壽命和降低成本。上午也有幾位專家講到電堆，重點是壽命的提升和降低電堆的成本。燃料電池系統(tǒng)方面也要抓關鍵領域、補短板環(huán)節(jié)，聯(lián)合國內外優(yōu)秀的廠商生產(chǎn)燃料電池專用零部件，提高其可靠性降低成本。

2. 氫氣方面，我們聯(lián)合氫能產(chǎn)業(yè)鏈相關企業(yè)，共同推進氫能產(chǎn)業(yè)鏈不斷發(fā)展，降低氫氣生產(chǎn)、存儲以及運輸?shù)某杀尽?/p>

3. 加氫站方面，三站合一。要在國內實施加氫站、加油站和加氣站的合建，解決城市用地難的問題和安全管理的問題。

我們的愿景是燃料電池驅動未來、氫能改變能源格局。謝謝大家！

編輯整理：厚勢分析師以夢為馬

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企業(yè)家

新能源汽車

厚

勢

汽

車

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鄭州宇通客車股份有限公司節(jié)能與新能源客車生產(chǎn)基地，位于鄭州國際物流園區(qū)內、物流大道以南、白石東街以東、紅日路以北、前程路以西，占地2000余畝，建筑面積達60萬平方米，建成后將具備年產(chǎn)30000臺的生產(chǎn)能力，成為中國客車行業(yè)最為先進、世界規(guī)模最大的新能源客車基地。

為了檢測節(jié)能與新能源客車的物理性能與駕駛性能，鄭州宇通客車股份有限公司專門建設一條節(jié)能與新能源客車試車道。該試車道施工工藝為 輕質泡沫土填充專項工程。

工程概況：

節(jié)能與新能源客車試車道主要位于鄭州國際物流園區(qū)內、物流大道以南、白石東街以東。泡沫混凝土施工量約8000立方米的高填方泡沫輕質土路基。

宇通節(jié)能與新能源客車生產(chǎn)基地坡道試車道設計：總填筑高度13.3m，長度400m，寬度4.6m，在擋墻內采用容重≤6.5kN/m3，抗壓強度≥0.8MPa的輕質泡沫土材料進行填充，工期為15天。

由于試車道總填筑高度較高，工期時間緊，常規(guī)的路基填充方法滿足不了工程質量要求和建設要求；由于泡沫混凝土固化后自立性、強度可調節(jié)性、不可壓縮性等優(yōu)異性能。因此，采用 江西泡沫混凝土進行路基填筑。

泡沫輕質土的生產(chǎn)工藝流程如下：

采用輕質泡沫土的優(yōu)勢：

輕質泡沫土輕質高強，采用輕質泡沫土作為路基填充材料，能夠有效地減輕自重和對拱橋結構的荷載強度，確保結構安全；輕質泡沫土澆筑后，初凝前，具有很好的流動性，能夠避免常規(guī)材料填充不密實而造成不均勻沉降的缺陷；輕質泡沫土固化后具有自立性，對車道結構沒有側壓力，避免出現(xiàn)變形等缺點；輕質泡沫土為硅酸鹽水泥制品，具有極好的耐久、防腐蝕性能。防火、防腐，能夠有效地延長結構物的使用壽命。