图为上海启源芯动力科技有限公司副总经理栓柱作主题演讲
8月25日,由中国电池工业协会、电池中国网联合主办的“2023氢能与燃料电池技术及应用国际峰会”在中国上海隆重举行。中国电池工业协会理事长刘宝生、中国工程院院士彭苏萍、中国科学院院士孙世刚、上海市嘉定区副区长李峰等出席峰会,来自行业主管部门、高校、科研机构和威尼斯人棋牌/产业链知名企业,以及外宾代表共300余人与会。
上海启源芯动力科技有限公司副总经理栓柱在会上作题为《氢能-能源变革重要发力点》的演讲。
以下是发言内容实录,未经嘉宾审阅:
栓柱:非常荣幸得到电池工业协会的邀请跟大家交流,我是在汽车行业大概干了二十多年,我们上海启源芯动力是做能源企业下面的一家企业,我们集团开始做车的行业。
所以今天想从两个角度跟大家交流一下,一个换一个角度去看车辆能源的问题,第二个关于我们现在在做重卡,重卡的最近一段时间新能源车辆的发展情况。
刚才专家们都讲了,咱们其实都在谈,一个是环境资源的问题,一个是能源安全的问题。从我的认知上,我认为咱们电动化发展以来,国家大力推进的原因是什么?我们国家电网络是比较富裕的,我们整个装机规模有22(亿)千瓦,装机规模是堆出来,完全可以转成电能,因为我们的石油大部分是依赖进口的,国际局势一旦发生什么问题,石油这部分进口一旦受到制约,对我们国内整个交通的影响是非常大的,所以从新能源发展以来,我觉得这个可能是从国家战略层面说放在最重点的角度。
第二个关于环保的问题,环保因为咱们有一个对国际的承诺,所以这两点实际上是我们新能源发展的基础。
这里面讲一下能源的事,最早我们的能源的结构到今天为止整个人类最大的产业实际上就是能源产业,最早的时候是咱们去木材生火作为我们的能源补剂这是咱们的生活能源。第二个有了煤炭及有了工业能源,一部分是生火能源,煤炭在历史上18世纪很长一段时间煤炭既作为我们的生火能源同时又作为工业能源,又带来了一次革命,其实每次革命其实都是能源的革命。
第三个就是关于石油,当时很快的就进入到黑金,很快就开始进入到我们工业领域,所以这几年的发展来看,我们的交通能源大部分会集中在石化能源里面,我们的生活能源像天燃气、煤这些是跟生活能源有关,但是全世界的能源发展一直是在一个平衡中往前走的,所以这个也是很关键的一件事,我们不能单纯的认为一种能源就把所有的行业或者不同的行业都替代掉。因为我们在整个发展的人类过程中,能源一直处于一个比较平衡的状态,再就是我们后面新能源,新能源这一块因为我们有了电力的能源来风电、光电清洁能源,还有氢能、甲醇,实际上属于碳氢化合物加上氢,这些都作为可再生能源利用。
这里面讲一下关于这几种能源结构的变化,有预期的,再生能源会有很大比例增长,这里面说的问题,我们从石化能源、从煤也好、石油也好发展到今天,整个过渡期间能源的结构发生变化,这个结构很重要,是因为能源结构发生变化了,所以才有了基础的发展,这两年我们的新能源开始发展,等会儿会讲到新能源比例,大家都没太关注。我们的风电、光电,国电投这方面做得比较早,他是在发电企业里面,关于碳排放、碳达峰这个事,实际上我们在全世界的领域里面,碳的排放最大实际上在发电企业,所以首先解决发电企业碳达峰,我们集团是2023年达到碳达峰,因为我们整个发电里面70%左右的发电都是来源于新能源发电的,2014年坚决走的这条路,也正因为这个,才有了我们一些比较创新的业务,创新产业的发展。
所以从这个发展来看,我们的生活能源或者我们自然界的能源已经变成了气候带能源,原来是石化能源,刚才也讲了石化能源的特点是可交易,但是气候带能源就不可交易了,但是也有一些特殊情况,德国就很特殊,德国是比较早做新能源发电的,他的风力发电密度是非常高的,他和中国的情况还有点一样,发电的地方是没有用电的能力,用电的地方发电没有资源,所以为什么叫气候带能源,它跟结构有关。
但是有一个好在哪呢?中国能源的发展特别有优势,我们原来产业布局都是在沿海,我们的发电都在西面,但是这两年我们的矿也好、工业也好,还有我们的运输也好,其实都集中在西部,所以新能源出来以后就有了一个很有意思的特点,当地的能源当地消耗,当地形成平衡就有发展了,要不平衡问题就来了我们就叫超高压,西电东送这种情况就会发生,所以这个里面还是比较核心的就是电能是不是能全替代我们能源的发展,因为我们自己从业已经十几年新能源了,对于电动车的发展也是一路看过来的,这个过程里面也有很多反思,尤其是今年我们也在反思,电动化、纯电动化、全部电动化社会压力是比较大的,等会儿可以简单分享一下。
电动车的发展跟它的基础建设有关,越完善逐步循环上升,而不是一蹴而就一步到位的,它还有他的一部分缺点,刚才讲到了能源结构是跟当地的能源结构有关,当地的电网有点,我们的乘用车就有特点,乘用车利用是我们的电网的毛细管,我们的商用车相对来说会跟主电网结合,所以电动化、纯电动化或者是全部电动化这个事,可能在某个区域或者某一些领域或者行业里面会形成,但是这个我觉得会有一些问题,比如说举一个例子上海市的电动车大家都很乐观,现在渗透率已经很高了,但是实际上全部电动化其实城市的电力负荷也很重,所以这里面我认为可再生能源这一块空间是非常大的。
谈到关于可再生能源这一块,我们这里面很大一部分是氢能,这部分的能源补充肯定是一个很重要的部分,不可能全部电来解决,这里面讲到能源这部分,大家可以看到一下我们虽然有一些工业的产值在往下走,但是我们电的消耗结构发生了很大的变化,还是会往上走,往上走会出现一个问题,电能也不是一直很丰富的。
去年整个装机量新能源为主,新能源发电效率其实没有传统能源高,今年我们煤炭的发电又开始提高了,这个可能跟国际的局势有关,这里有一个很关键的事,我们看能源的时候,尤其是电力能源的时候,我们要看一下结构,因为咱们这个也算是一个交流,我有几个事说一下。
第一,中国电网和国外电网不一样,国外的电网从发电、输电用户侧都是一家公司做的,但是我们国家网络除了发电侧是由几家央企几家民企一共十几家主要的公司做的发电场,就是国建投其中一家制造型企业,另外一部分就是我们的国网、南网他们俩把全国的网络都做了铺设,实际上五家企业两家核心的垄断型的代理商。
所以我们在国内很多电力的保障属于是基础保障,有一个很有意思的事,我们的油里面是含眭,但是我们的电今天到电动化、电动车到今天,我们所有用的电还是民用电,发现没有家里面的充电桩电表是分开的,其实是我们的油车里面含着一定的眭,现在用电替代了,又用了老百姓的生活用电替代了,这里面我估计后期可能在价格上也会发生一些变化,因为毕竟原来车船税实际上都在油里面,但是现在用的峰谷电价现在看似经济性比较好,但是后期价格都会有调整,这是长期的问题,我是从民用的角度来说这个事,不可能一直用这么低的电子成本去做,所以核心的还是要替代的能源有组合的能源做这个事,不管是什么能源用得多了,价值就会上去,用的多就会紧缺,这个也是今天想开会跟大家交流的一件事,所以这里面我是把这个结构说一下,也是想让大家关注一下电的价格也跟我们的需求供需是有关的。
这里面有几个数字跟大家大致分享一下,这个是2022年全国的电的总的容量25.6亿的千瓦,一直在增长。这里面比较核心的就是看下面这部分数据,我们现在装机量已经很大了,风光电的装机量去年已经占了47%,社会的总用电里面光伏和风电、新能源发电已经占了31%,这个比例已经很高了,大家没有关注过。
这里面有一个很有意思的事情,我们的风电和光伏发电有效率现在非常高,有一部分说法,它有弃网率,它是早期,因为并网的问题导致的,目前只要是并网的,我们风光电的发电效率它的小时已经很高,而且光伏电已经接近于火电的成本了,这也是基于这些年的发展形成的一个趋势。
当然还是用这种电比较好,相对来说会担心一些不稳定,因为毕竟气侯带的发电它会有一些波动,所以这两年也大力在发展储能,让我们的电网跟完整,电网的整个供电质量越高,也有咱们现在的车V2G跟电网端的一些互动,这个也是目前随着电端、能源端的发展,一点点形成的技术核心和推进。
这个是输配端的,刚才讲到了我们在电网端主要我们的电发电都是在西部,我们的用电都是在中部,国家在直流超高压方面,确实是要比其它国家发展的快,但是可能刚才也讲了在后期的一些结构上,可能更多的电源结构和我们的产业结构也会发生一些变化。
我们很多的一些技术发展和我们的配比结构,实际上跟你的资源是相匹配的,原来早期我们沿海地带发电多,但是发电又在内陆,这种平衡可能随着新能源的发展,进行一次比较深的调整。
这是我们电力转型在用户侧的,大家也发现了我们家里的用电在上海一般家庭的用电大概200度电左右,但是我们的乘用车出来以后,每天我们一度电能跑5公里,20公里,40公里这样的行驶里程都有,这样我们有一部分用电量已经变成了新能源汽车的用电量。
还有就是现在家庭的一些电器产品的提升,所以在用电侧这几年的对比,民用电的配比越来越高了,它的占用就高了。工业这块因为这几年的发展不是特别快,有一些节能、自动化、黑灯工厂。
我们前一段时间在山东遇到的问题,山东白天的电价,12点的电价已经很低了,已经到了不可想象的地步。山东省原来早期的工业中用电量比较大,所以大家都变成了晚上生产,变成了黑灯工厂,结果现在用电的需求平衡又发生变化了,原来是晚上用,现在变成了白天的没有用,所以拿价格来做调节。
我们从需求和供需的关系来看,有些问题要通过这个关系来看,才能看到真正的发展阶段,这是对转型的趋势。大家看到左边这张图,这个图是我们国家能源部门出的一个大的方针提到的,这个资料大家能查得到,之前还没有公布,前两天我看到已经开始公布了。
你看咱们资源里面事实上每一个部分能源是非常大的,到后期我们的能源结构一定会发生变化,水电、风电、光伏会发生变化,再生能源会上来。能源的结构在进行调节,如果不进行调节这个能源到后期还是会持续平衡,前两天在跟大家开玩笑,说我们做甲醇,如果甲醇或者是氢能这一类的能源变成了再生能源里面的主力,它要变成能源的主力,事实上在自然界中还要用二氧化碳,二氧化碳你用的多了,你的生物光和作用就少了,这就是一个问题。
所以能源的整个过程,它是一个平衡的过程,我们在看发展的时候,2020年的状态和2060年的状态你才能够区分,如果你不去拉长开,你不会发现整个人生活的能源结构在发生变化。
这里面接着第二部分,就是新能源车辆这一块讲一下,这个不多讲了,因为大家都是汽车行业里面的专家,我的资料可能截取的也不一定全面。这一点上全世界的国家都是想在低碳减排上作用,像发动机的生产日期都已经定了,但是从这两年发展来看,内燃机不会去停,因为它是个成熟的技术,氢能也好,甲醇也好,都会有一个比较长足的发展。
这几年新能源的渗透率,乘用车的是比较好的,这两年商用车的渗透率也确实上来了,我等会儿会单独汇报这部分。刚才我的观点,当我们一个产业发生变化的时候,一定是机理上发生变化,比如说乘用车,可能我把能源放大了,但是这两年确实是发生了比较大的变化,当你的整个乘用车规模上来的时候,是你充电桩的规模上来做了支撑。
举个例子,咱们上一次最早的新能源汽车要求你家里面有停车位、充电桩,其实这个对于上海市电动车的发展给到了很大的支持,一个是上海市居民小区里有电容,第二个把这个问题解决在了个人的资源配置上。
北京的情况就比较糟糕,北京的小区里面电容容量不够,所以它的车辆就变成了快充,也是解决的方法。所以我们在解决一个行业发展的时候,应该是解决基础建设这一部分先行,我们现在在做换电,也是从这一点上我们开始逐步理解这个事了,所以我们在纯电领域里面有快充,有超级充,还有换电,其它的领域里面就是内燃机式的能源补充方式,所以能源补充的方式是一个比较核心的方式。
在这里想说一个观点,电动化的基础是我们的基础建设的基础,是它的水平线,所以这两个会有一个互相制约,因为在各个地方电的基础准备不一定充足,所以会逐步往上上升,尤其是到了小区级这些更新换代、优化其实难度都很大,不一定是技术的问题,也不是你产业不够发展的问题,有可能就是你的基础能源、建设和这些条件的问题。
第二再生能源的问题,再生能源现在是一个很重要的补充能源,如果真的出现问题再生能源一定要跟得上来,要不很多的能源都是有缺口的,因为再生能源它本身的特质就跟我们油的能源特质是一样的,燃油可以迁移、转换。
所以这种能源的发展,我认为基于两点,一个是产业的基础,技术基础和产业基础,目前我觉得还没有到,再往上升一级,我认为主要原因有两点,一点就是我们没有找到应用的市场需求点,没有找到买者,第二是资本没有进来。像现在我们所有的资本其实都在锂电池,我们燃料电池的资本进入量是很好的,因为我十几年做的燃料电池,我当时做投资,那时候看到的问题都是觉得很有希望的一个技术,未来是一个很主流的技术。
但问题是什么,这么多年主流的资本确实没有进来,这个我大概说一下我的理解,也是跟我们这几年做的行业有关,所以讲一下自己的感受。这是纯电动的发展,我就不讲了,这几年的发展渗透率确实是比较高的。
我大概讲一下我们在做的事,我们在做的是一个换电,我也想给做燃料电池的企业一个启发,2018年我们在做纯电动重卡的只有,我们跑了所有的主机厂,主机厂就认为纯电重卡是做不主要的,没有市场。后来我们就转换模式,我说我们做换电,电池我们持有换电站,等于说把能源部分拿走了,车辆部分保留在车厂了,以这个模式一块去推以后,才有了这几年的发展。
等会儿给大家汇报一下这几年的发展路径,为什么说这个事呢?有的不一定是技术的问题,我相信咱们燃料电池发展这么多年,技术是一个很稳定、很成熟的技术,关键是我们在什么样的模式下去推动它,今天给个建议,我们在换电的方式抓了两点,一点是在重卡领域里面客户从来没有担心过电池的质量问题,其实我们乘用车2014年到2017年有一段时间电池发展完以后,有了很多负面的影响,因为电池参差不齐燃烧。
但是重卡从发展到今天,没有任何一个用户担心过这个问题,原因是电池所有的标准统一完之后,用户不持有电池,是我们能源企业持有电池来给它做分期付款或者是度电付款的方式去走的。所以通过这个解决了第一个问题。
第二个问题,通过换电的模式,解决了用户的时间效率问题,其实换电本身也是充电,这两个是不可分的。这里面我就给大家介绍一下,可能对我们现在做燃料电池的企业会有一些启发,目前在行内内做电池银行,做的规模比较大的是我们,我们在重卡领域大概持有了1万台电池,一套电池大概将近40万,我们有300多个换电站,跟我们的换电站相结合,这两个我们都持有,我们给用户的是一个服务的方式,这个我不知道我们在燃料电池企业里面会不会有这样的企业,因为成本,这个就是当时解决的成本问题。
通过这种模式我来持有电池,完了我又是个能源企业,跟其他人又不一样,目前我们的电池已经打通了跟储能相结合,标准的电池既给车用的同时,原来我们有一个理论叫车用完梯次,梯次完之后在回收,现在其实不是了,电池的质保已经超过了,在持有资产的角度来讲电池的质保已经远远超过了我们对车的质保,我们车上是5年。
我们因为持有电池,我们跟合作伙伴有共同的质量约定,我们通过拉长它的寿命,形成了更有效的服务,拉通了整个产品全生命周期的最大价值。今天在我们的交流过程中,也想给大家一个启发,会不会有一个在我们燃料电池里面有这样的企业出现,承担的燃料电池在前期的一些成本比较过高,推广横向面不大,这种情况下的一个状态。
燃料电池这部分我也做了一些资料的汇总,这个可能前面专家都讲了,我就不赘述了。因为燃料做车现在在换电,实际上干成能源了,我觉得核心的点可能还是在于燃料电池基础建设这部分要关注,怎么样去提供低价的氢,怎么样去提供布局网络这些东西,所以我就把这几个难点放在一起,我也做了一个汇总,主要分几个维度。
这个我们之前在做电动的时候,我们也是通过这几个维度分析完之后,我们做了一些产品的定义,这是电网端未来的模式,我们认为清洁低碳的能源,体系可能是这么一个结构,所以我又把这个做了一个展示,之前交流的时候其他专家给提供的。
从氢动未来的角度来讲,碳达峰的目标下面我觉得是几个方面,一个是低碳绿色的氢技术,刚才讲了这个行业技术还是要迭代的,刚才说是资本没有进来,行业没有发展,这个其实也是一个说辞,一个技术要进入一个行业里面,一定是成本要迭代,如果成本不迭代本身就有问题,燃料电池发展到今天据我所知它的成本其实迭代是比较少的,只有一个大概50%左右的降。
但是你看光伏,当年光伏的价格也很高,锂电池价格也很高,我记得我最早做的电池项目,做的上海通用场内运输的项目,当时卖电池5600块钱一度电,完了还算出经济性能,今天不是,今天我们大概在1000块钱左右都已经形成系统的价格了,所以我觉得技术迭代跟成本迭代这块还是要做的。
氢的运输这块储运的技术,还是基础建设的问题,如果这部分解决不了,大规模发展基础的模式不一定会有。还有就是多种的关键能源的载体结合,我特别赞同今天几个专家的意见和观点,所有的技术不是说有你就没有我,不是这样的,它是一个互相结合的过程。
刚才我说了我们的模式里面,我们也很关注氢燃料的,我们现在准备在船舶上做氢燃料和甲醇的方案,怎么做?电池和氢都作为标准堆上,需要续航里程长的就用氢的,需要续航里程短的就用电,把这个变成一个标准能源,这个要融合一下。
所以这个路径还是比较清晰的,因为跟其它的结合去做一些推广,单纯的以氢为主导或者是纯氢的这种方式,可能行业的内部拉动上不一定会强,大规模的产业这个就是后期的,当我们的技术和我们的产业出来的时候,需要其它产业的一些配合。
这里面讲一下关于重卡的事,也是今天有机会跟大家交流,2019年我们的新能源重卡一共是卖了1023台,我们新能源重卡包括这几个车型,自卸、牵引、搅拌,再加上环卫18吨以上的,还有就是燃料电池车和混动的车都算在里面,2019年只有1000多台。
后来2020年我们就开始做这种模式,就得到了很快的推广,换电这个模式,原来主机厂不太愿意接受,他认为是个技术路径,他认为是一个小的载向的东西,不是一个大规模的,后来用户接受了,这个事就得到很大的推广,我今天讲这个主要是这个原因。
其实电池也面临同样的问题,它很贵,怎么样去应用,怎么样去结合它的模式,所以在很短的时间之内,我们在整个车辆功耗里面已经按我们的标准做了85%的功耗,标准统一以后,现在国标也最近出来了,中电联牵头做的是换电站的,最近一段时间9月份左右就进入到国标的正式公布,一旦公布了它形成了行业标准了,大家都会投入进来,这个行业会做的更好,更大。
因为时间上的原因,大家可以拍一下,反正这几年新能源重卡、纯电动重卡和新能源重卡数量确实在增加,我们的数字都比较完整,因为我们都做的是市场,我们市场端65%的市场都是我们这个团队做的。以后在这个方面大家有些交流,咱们会后可以交流一下。
这个是各个车型的,大家可以拍一下,因为国内现在有一个很有意思的事,每一个新能源行业车辆出来的时候,都不是原来领头的那个是老大,现在我们新能源行业里面领头3家,一个是吉利,徐工、三一,都是地方国企和民企,现在是领头的三只羊,乘用车也遇到这个问题,我只是想跟大家说一下。
新能源或者是一个新产业的发展,一定是给后面的这帮愿意变革的人去提供机会的,前面因为产业的规模比较大,像解放一年做的车辆非常多,新能源的方向去转型的时候就比较慢一点,但这两年也有一些变化,最终的格局是什么样现在还不确定,目前两年到三年的时间,新能源领域原来是排行10里面的8、9、10。
这个是燃料电池的部分,我就不多讲了,因为大家都可能比较专业,我们收集了一些资料,做的一些统计。这里面我让团队也组织了一些排名的事,车型咱们就先不看了,看右边,事实上看新能源里面就不是主流车厂做的第一,可能这个也有一点苗头,虽然新能源有很多的国家威尼斯人集团/政策性引导,但真正响应做成市场化的,它不是我们所谓的主流车厂。
最后我们做了新能源,2009年到现在做了这么多年,突然发现新能源有一个周期,我们的大巴已经进入到这个周期了,所以大家在讨论行业的时候,或者讨论标准的时候,讨论这个产品特性的时候也可能要讨论一下,大巴我们在2004年开始就一直这个车辆的销售上去,最近发生一个情况,我们国内现在每年大概有4-5万台大巴需要换电池,对于整个行业都是一个市场促进。
你看我们重卡干了这几年,今年大概能进入到3万台左右,但是我们的大巴从去年、前年开始,每年的电池更换量就几万了,所以我认为在我们汽车燃料电池这个领域里面也是一个机会,但是要解决合规性的问题,解决市场适应度的问题,解决用户使用的问题。
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