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直击高工氢电峰会上半场:论氢能 辩技术 看未来

文字:[大][中][小] 发布时间:2019-7-5  浏览次数:111

凡事都有正反两面,处于风口之上的氢能行业,又面临着哪些挑战和风险?

7月3日,由高工氢电、高工产业研究院主办,以“风口上起舞,刀口上前行”为主题的“2019高工氢电产业高峰论坛”在上海浦东嘉里大酒店3楼浦东厅盛大开幕,来自车企、电堆及系统、核心材料、关键零部件、设备及氢气制储运等产业链各个环节的超500位企业高层将共聚一堂,围绕产品技术、行业发展趋势及企业应对策略展开深度探讨交流。

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会议伊始,一贯以“快人、风口、刀语”著称的高工氢电董事长张小飞发表开幕致辞“氢电的风口和刀口”。张小飞博士表示,在政策与资本的大力推动下,氢能与燃料电池行业“明面轰动”,但也需要清晰地认识到,“暗流涌动”的终极能源未来到底会给我们带来什么。

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高工氢电董事长张小飞

“从政策端、技术端、资本端、市场端等多维度来看,氢电行业迎来了巨大发展机遇,同时也面临着较大的挑战和风险。”张小飞博士说。

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高工产业研究院(GGII)副院长高小兵

高工产业研究院(GGII)副院长高小兵在会上进一步剖析了中国氢能产业发展现状、行业痛点及未来发展趋势。他认为,未来三年将是燃料电池产业链产能建设的高峰期,机遇与挑战并存。其中的挑战在于基础设施匮乏,在产业发展初期,产业链整体规划和体系建设滞后,限制了国内加氢站建设进度。未来政策将持续加码,为燃料电池提供更大的发展机遇,行业进入者持续增多,模式创新加快成本下行。

在今天的高工氢电会议上,还有哪些精彩演讲?

燃料电池产业化进程与工艺改进

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明天氢能董事长王朝云

明天氢能董事长王朝云认为,当前行业面临着“高成本、高复杂性、高精密度”三大难点及“原材料国产化率低、氢能认同度低、政府投入低”三大问题。

企业应当做好产业化准备,明天氢能与大化所、同济大学联合开发了金属极板冲压工艺、金属双极板激光焊接工艺、双极板表面处理工艺、 MEA生产工艺、电堆装配工艺、电堆测试工艺、燃料电池系 统装配工艺、系统测试工艺等八大工艺对应的全自动化燃料电池生产线。

明天氢能在2018年建成加氢站、万套级电堆级系统工厂,启动核心零部件工厂建设;2022年将实现10万套级电堆级系统生产能力,核心零部件工厂全面投产;2028年将形成30万套产能,完成产业链布局。“我们希望为清洁能源应用提供优化的系统解决方案。”王朝云说。

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上海氢晨总经理易培云

上海氢晨总经理易培云表示,金属板电堆具有功率密度高、冷启动快、抗振性能好、适合于大批量制造等优势,是未来车用燃料电池的发展趋势。不过,当前金属板电堆要实现高功率密度、超长寿命、超低成本,仍然面临着较大的技术挑战。

“电堆性能是设计出来的,电堆寿命与装备工艺密切相关,同时能否实现新的制造模式直接关乎成本的降低。” 易培云说,企业需思考的是,该如何构建比功率电堆构型,如何提升电堆装配一致性与鲁棒性,以及如何实现电堆与核心部件的智能制造。

针对这些问题,易培云在会议现场给出了很多建议。他认为,实现高密度电堆数字化设计与智能制造需要把握几大关键技术:一是电堆涉及多学科,比如机械工程固体力学、工程热物理流体力学、电化学分子动力学等,要做好“跨尺度”联合仿真技术;二是层叠式装配界面匹配与容差分配技术;三是层叠式装配界面匹配与容差分配技术;四是电堆智能检测与快速诊断技术;五是高密度电堆智能制造技术。

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捷氢科技技术总监姜峻岭

燃料电池“硬核”技术离不开完善的开发体系和严格的检验标准,在这一点上,由上汽集团内部孵化的上海捷氢科技有限公司(下称“捷氢科技”)有着天然优势。

捷氢科技技术总监姜峻岭表示,由于搭载捷氢科技燃料电池产品的燃料电池整车开发均基于上汽集团成熟的开发流程,并根据燃料电池特性建立严苛的技术标准,所有燃料电池整车均需要通过高寒、高温、高原、道路耐久和整车氢安全、电安全和整车碰撞试验的层层考核。基于得天独厚的优势,捷氢科技产品在市场应用方面明显领先于同行。

姜峻岭透露,搭载捷氢科技产品的燃料电池整车累计销售456辆,分布在上海、辽宁、广东;累计运营里程已超过220万公里,单车最高行驶里程5万公里;2019-2020年,将陆续有6款以上整车搭载捷氢科技燃料电池系统和氢系统产品,同步提供工程解决方案;其中跃进6吨轻卡物流车已经完成国家新能源整车公告。

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魔方新能源副总经理万静

魔方新能源副总经理万静表示,当前燃料电池行业处于发展起步阶段,要从小批量实现到大批量生产,必须实现工艺和设备的结合。目前国内企业具备一定的自主研发能力,但依靠自身做到规模化生产和工艺技术水平提升,时间成本会明显偏高。尤其对于中小型企业而言,要掌握成熟的生产工艺与设备,需要付出大量的成本和精力,且效果不一定理想。

“燃料电池生产成熟工艺以及相关成熟产线设备,是燃料电池产业化的助推器也是目前产业链的‘缺失’拼图,尤其是适合大规模生产的设计及其工艺。”万静说,燃料电池产业链中现阶段需要专业的产线服务商,来填补产业链的“缺失”拼图。

突破氢能发展掣肘,看氢燃料电池未来

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中鼎恒盛总经理罗克钦

中鼎恒盛总经理罗克钦表示,隔膜压缩机具有散热性能好、密封性能优、不污染压缩介质,适合压缩纯度极高、危险性大的气体等特点,因此被广泛应用于核电、航空航天、军事装备、食品医药等领域。目前,隔膜压缩机在加氢站领域的应用中,可为氢气槽车、45Mpa和90Mpa储氢罐进行增压。

“近几年,国内隔膜压缩机竞争激烈,技术进步很大。国内隔膜压缩机技术成熟,压缩机的性能指标、易损件寿命与国外压缩机相差不大,备品备件价格优势明显。最重要的是国内隔膜压缩机厂家的服务质量和效率是进口压缩机厂家无法比的。”罗克钦强调说道。

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林德公众有限公司亚太区清洁能源市场总监张辰东

林德公众有限公司亚太区清洁能源市场总监张辰东介绍,林德气体拥有130多年历史,业务遍布全球100多个国家和地区,是全球最大工业气体供应商及最大的化工企业之一,2018年的销售额大约280亿美金,目前市值超过1000亿美金,名列财富500强前50位。林德也是最早进入中国市场的国际气体巨头之一。

在氢能领域,林德构建了从氢气生产、液化、运输、存储到加注的完整氢能产业链,是最早参与氢能产业并在全球布局的先驱者,在全球拥有大量的成功经验。

“林德从气态氢气压缩、液氢泵高压加注到氢气液化的一系列独特技术,并在全球广泛应用,其安全性、可靠性和稳定性已得到实际验证。”张辰东说,这些技术组合在一起的时候,在经济生产、运输、加注、压缩方面能够很好地提供氢气整体解决方案。

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瀚氢动力董事长刘彦杰博士

瀚氢动力董事长刘彦杰博士表示,在车载氢系统中,储供氢技术尤为关键,当中涵盖诸多管道阀门以及当下热议的储氢瓶技术。短期内,高压储氢仍将是成熟度最高的主流路线,但碳纤维材料的研发、内衬成型工艺技术及变张力缠绕技术等是急需攻克的关键。

在阀门方面,可依靠高度集成化的组合式阀门或阀岛,简化系统结构,提高可靠性、生产效率,降低产品成本;在导管连接技术上,目前普遍采用的卡套式高压管件,全部依赖进口,价格昂贵,必须针对储供氢领域的特殊要求,研制新型的导管连接技术,建立新的技术标准,才能适应未来大规模生产的模式和低成本的要求,以及高可靠密封要求。

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中科富海总经理高金林博士

中科富海总经理高金林博士表示,我国目前主要的燃料电池车用氢基本采用压缩氢气的方式进行储运,液氢除在航天领域,民用领域基本是一片空白。而随着燃料电池物流车的高速发展,对加氢站单站日加氢能力的需求越来越高,当加氢站加氢能力超过1000kg,压缩氢气储运已很难满足加氢站的需求。

高金林认为,液氢储运运量更大,充装更快,占地更小,是面对未来更大加氢需求下的更优选择。然而受制于政策环境影响,制氢、储运氢、加氢等都面临审批难度大的痛点,皆因氢气我国仍将氢能当做传统危化品管理,缺乏安全合理的管理模式。

对此,高金林提出三个阶段的解决方案:第一阶段,以工业副产氢源为基础的氢能供应体系和加注网络;第二阶段,以可再生能源制氢为基础的氢能供应体系和加注网络;第三阶段,以太阳光合作用下分解水产生氢气为基础的氢能供应体系和加注网络。

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液空厚普总经理助理李钧

液空厚普总经理助理李钧表示:“2018年全球加氢站总数达到369座,各国在短期内将要部署更多的加氢站计划,新加氢站数目也在平稳增长。但相较于天然气加注站,两者差距甚大,加氢站数量不足是目前氢能产业发展的瓶颈之一。”

“此外,氢能安全问题不容忽视,其核心设备的设计、生产及整站的运营值得行业深入探讨。”李均说,氢分子非常小,容易渗透到管道阀门的金属中,从而破坏金属结构,导致金属强度失效造成泄露,因此相应设备及管道阀门的生产制造必须从细节进行把控。同时不断完善氦监工艺、气密性监测及计量精度监测。在运营过程中,现场运维人员的安全意识必须到位,持证上岗,并完善安全管理制度。

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中国能源建设集团广东省电力设计研究院氢能技术中心主任王小博

中国能源建设集团广东省电力设计研究院氢能技术中心主任王小博在论坛上发表“氢能燃料电池产业链与能源产业”的主题演讲。王小博认为能源的转化历史就是增氢减碳的过程。

对于现有的焦炉煤气化学品装置,王小博表示只要有很低的投入建一套氢气分离提纯和压缩单元,就可以生产满足氢能燃料电池需求的高压氢气,实现下游产品的多样化。

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伯肯节能董事长徐焕恩

伯肯节能董事长徐焕恩分享题为“伯肯-兰天达燃料电池供气系统技术发展经验”的主题演讲。徐焕恩介绍:“燃料电池供气系统由空气供应系统和氢供应系统组成,其中无油、压比、流量、噪声和效率是空气供应系统的关键,储氢压力、储氢效率、供氢动态响应、供氢系统的可测性、可控性、安全性和可靠性是供氢系统的关键。”

伯肯节能旗下北京兰天达汽车清洁燃料技术有限公司于2003年便开始燃料电池汽车的探索研究,从20Mpa的商用车氢能供应系统发展到如今的70Mpa。在空压机方面,目前伯肯节能的高速无油离心空压机最高转速可达10万转。

徐焕恩表示:“氢能行业是在刀口上前行,这个行业需要靠诸多数据和经验进行总结。其中,氢系统首先必须解决的就是安全问题,其次才是性能问题。”

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国富氢能研究院院长魏蔚博士

国富氢能研究院院长魏蔚博士发表,氢的液化是支撑氢气大规模收集、储存与运输、应用的一种专业技术。欧洲、日本、美国等国家都有工业规模生产装置,而国内仍旧以气氢为主。其实液氢应用于范围很广,电子、化工、冶金等领域消耗量大,高端装备制造业对液氢/超纯氢的需求也在迅速增长,加之当前国内大力推广氢燃料电池汽车,未来液氢及高端制造业液氢这一可再生能源的市场发展潜力巨大。

“氢能其实任重道远,当下有补贴,早晚有一天是要退去的,一定要在没有补贴情况下活下来,要跟柴油价格进行PK,这才是最终发展方向。”魏蔚说。

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新考思莫施电子(上海)有限公司营业部经理冯宇

新考思莫施电子(上海)有限公司营业部经理冯宇在论坛上围绕“氢气检测在氢能行业基础建设的应用”发表主题演讲。冯宇介绍,目前检测氢气的传感器大致分为热线型半导体、接触燃烧、气体热传导三类。其中,接触燃烧式传感器在国内使用较多。冯宇提出,为充分保障加氢站及燃料电池汽车安全,合理安装气体检测器十分必要。

来源:高工锂电网