CNESA第十二期儲能産業公益沙龍

CNESA第十二期儲能産業公益沙龍成功在京舉辦

主講嘉賓裴普成教授簡介

CNESA儲能專業委員會簡介

與會嘉賓就裴普成教授的發言進行討論

焦點新聞

裴普成教授詳解燃料電池分類

    據裴普成教授介紹,燃料電池與蓄電池都是電化學裝置,不同的是蓄電池的能量載體儲存于電池內部,為二次使用需要對電池充電……

裴普成:質子交換膜燃料電池應用廣泛

·裴普成:清華大學在燃料電池領域有多項研究

·裴普成:燃料電池與儲能電池如何聯用

沙龍介紹

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第12期儲能産業公益沙龍舉辦
第12期儲能産業公益沙龍舉辦

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文字實錄

CNESA第十二期儲能産業公益沙龍文字實錄

2014年3月4日下午,中關村儲能産業技術聯盟(CNESA)第12期儲能産業公益沙龍在中國科學院工程熱物理研究所舉行。主講嘉賓清華大學汽車工程系裴普成教授就燃料電池方面進行專題報告,並對燃料電池技術及燃料電池應用方面等問題與大家展開探討,以下為本次公益沙龍文字實錄:

主持人:尊敬的各位嘉賓,大家下午好,非常歡迎大家來參加第十二期儲能産業公益沙龍,我們今天探討的話題是燃料電池。先給大家介紹一下今天到場的各位嘉賓:清華大學的裴普成教授;聯盟理事長俞振華先生;中國電科院電工所來小康所長;聯盟常務副理事長陳海生博士;還有聯盟秘書處秘書長張靜女士。大家再次用熱烈掌聲歡迎各位嘉賓的到來,下面我們首先有請裴教授給我們做精彩的報告。

裴普成教授發言

裴普成:各位下午好,非常感謝聯盟給我們大家提供這樣的一個場所和機會,在這先就燃料電池技術及燃料電池應用問題和大家探討一下。

燃料電池與蓄電池都是電化學裝置,不同的是蓄電池的能量載體儲存于電池內部,為二次使用需要對電池充電,而燃料電池的能量載體(即燃料)儲存于外部,只要提供燃料,就能連續不斷地發電。燃料電池的工作原理是,在電解質一側供給燃料,另一側供給空氣(氧氣),質子從電解質穿過,電子走外電路形成電流。其特徵是,有燃料從外部供應,有氧氣供應,通過電化學反應發電。全釩液流電池,反應物有流動供應特徵,但不是與氧發生電化學反應,所以不屬於燃料電池。

説完燃料電池技術和燃料電池應用的問題,那麼燃料電池到底分為哪些種類呢?下面我給大家説一下:

以電解質命名的燃料電池,有質子交換膜燃料電池(PEMFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、鹼性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和磷酸摻雜質子交換膜燃料電池(PBI-PEMFC)等。其中PBI-PEMFC是在質子交換膜基礎上通過磷酸改性的燃料電池,能夠把燃料電池的溫度升上去,並降低對鉑催化劑的需求。一方面降低了燃料電池成本,另一方面也大大提高了電池對一氧化碳的耐受力。

以燃料命名的燃料電池,有直接甲醇燃料電池(DMFC)和使用金屬作燃料的金屬空氣燃料電池(MAFC)。其中,直接甲醇燃料電池本質也是質子交換膜燃料電池。目前國際上比較熱門的金屬空氣燃料電池有鋰空燃料電池和鋅空燃料電池,一般多用鹼性電解質,屬於鹼性燃料電池。

燃料電池的種類有很多,那麼針對不同電池的特點在使用中又有哪些優勢和劣勢呢:

磷酸燃料電池的工作溫度一般為200度,PBI型的質子交換膜燃料電池及所謂高溫質子交換膜燃料電池,工作溫度一般在120到200度。這兩種燃料電池有很多相似之處,對CO耐受力強,但使用不當有析出磷酸的可能。

熔融碳酸鹽燃料電池的工作溫度高,這意味著它不能像一般的質子交換膜燃料電池一樣裝在車上,只能作為固定電源。但同時,做固定電源不受空間限制,可以把電池功率做得比較大。

固體氧化物燃料電池工作溫度也非常高,600至800度,隨著近幾年技術的發展,目前可以降到大約400度。

熔融碳酸鹽燃料電池和固體氧化物燃料電池,因為工作溫度都比較高,如果用在車上的話汽車的啟動會很麻煩,需要時間長,啟停迴圈壽命短,因此更多地用於固定電源場合。

直接甲醇燃料電池可以用於手機、電腦上,而且特別適合軍用。 

雖然鹼性燃料電池早就已經發明,但是工作溫度最高80度,上世紀六十年代美國UTC公司曾為阿波羅登月計劃提供這種燃料電池,但是汽車行業對這種電池並不感興趣,一方面是因為功率密度低,另一方面是這種電池怕二氧化碳,因此在車上使用不方便。質子交換膜燃料電池的出現解決了這些問題。與其他電池相比,質子交換膜燃料電池的功率密度有明顯優勢,同時,工作溫度低、容易啟動的優點也令汽車行業對它更感興趣。

總體來看,燃料電池對市場還是比較有吸引力的,一個是質子交換膜燃料電池,一個是金屬空氣燃料電池。金屬空氣燃料電池成本低。

在燃料電池的技術和應用方面,質子交換膜燃料電池的功率輸出從幾瓦到兆瓦級都有,因而在很多領域都可以得到廣泛應用,市場上對這種燃料電池的關注度也最高。只要掌握核心技術,然後根據實際需要提供足夠的氫氣,質子交換膜燃料電池就能發電。

質子交換膜燃料電池在軍工領域有廣泛應用,比如航太器,所需要的功率只需要十幾千瓦。幾年前,西門子的燃料電池曾經裝到潛艇裏面,當時用的是純氧,燃料電池功率100千瓦。沒有排氣污染,此外,質子交換膜燃料電池聲音低、噪音小、隱秘性好,還可以用於無人機,只要帶上足夠的氫氣,就能維持很長時間。

除了軍用,質子交換膜燃料電池在電動汽車領域也備受關注。很多人習慣説的燃料電池汽車屬於電動汽車,其實是燃料電池電動汽車。從動力構型來講,通常它是燃料電池與其他電池的混合,因此也叫燃料電池混合動力電動汽車。與其他電動汽車相比,具有續駛里程長、動力性能高、不需要充電等特點,因此在電動汽車領域有很好前景。

汽車燃料電池技術的現狀是怎樣的呢?當前質子交換膜燃料電池在汽車領域備受關注。燃料電池汽車是電動汽車的一種,嚴格來説是燃料電池電動汽車,很多人習慣稱之為燃料電池汽車。這種汽車大多是燃料電池與其他電池的混合動力電動汽車,燃料電池汽車的續駛里程是其他電動汽車所不能相比的,燃料電池功率密度明顯高於其他電池。

這種汽車無污染,是解決霧霾問題的很好方向;零部件少、易維護,生産工序少;燃料效率高,內燃機的高效率在大負荷區,燃料電池的高效率在小負荷區,而實際使用中常用小負荷區,內燃機很難發揮它的最高效率。燃料電池能量轉換率已經達到50%到60%的水準,內燃機領域也被迫提出要使內燃機效率達到60%。與內燃機相比,燃料電池的能量轉換率高,對汽車更為有利。實施混合動力技術使內燃機工況向高效率區靠近,是混合動力汽車有節油效果的原因。

從安全性來説,燃料電池也有自身的優勢。過去,很多人都覺得氫氣很可怕,清華大學當初做燃料電池車測試,為建設氫氣供給站大費週折,好在實驗室後是玉米地,學校才讓建設。但是現在我們認識到,氫氣其實比汽油還安全。這兒有一個例子,為汽油汽車和使用氫氣燃料的汽車分別創造燃料洩露和著火條件,3秒時刻汽油汽車下方漏油著火,而氫氣則是迅速衝高在汽車上方著火。一分半鐘,氫氣燃料汽車的火已經熄滅,而汽油車火勢正旺,最終只剩下車架。從這個實驗來看,氫氣用做汽車電池燃料更為安全。此外,國內外很多研究機構也都做過氫氣燃料電池的碰撞、泡水、跌落實驗,都沒有出現安全問題。對氫氣瓶的火燒實驗,證明氣瓶上的裝置會自動將氫氣排出去,不會産生爆炸現象。氫氣的特點是非常輕,泄漏之後迅速上升,只要有良好通風,就不會發生危險。其實過去家用煤制燃氣中百分之五六十是氫氣。

從加氣模式上看,氫氣燃料電池也非常方便,只需要幾分鐘的時間就可以將氫氣加滿。因此在未來,燃料電池汽車可以像現在加汽油一樣在加氣站添加燃料,這一點換做普通電動車就很難做到,充電不是幾分鐘就能完成的。

對於燃料的來源,我認為,首先應該考慮電解水,因為很乾淨,對燃料電池沒有危害。其次,工業副産氫,如氯鹼廠、鋼廠、焦炭廠的副産品,現在很多工業副産氫都被浪費掉了。第三,用燃料重整制氫,如天然氣重整、甲烷重整。

電解水制氫,可利用可再生能源集中發電制氫,通過管道遠端輸送、車載運輸等方式為燃料電池配送氫氣;可以夜間將剩餘的電變成氫氣,白天通過燃料電池發電;可以直接用太陽能電解水制氫,是分佈式發電制氫,在日本已經有先例,是一種成熟的技術。

下面我們從製作工藝、成本、輔助系統、整車性能等多個維度對燃料電池汽車與傳統內燃機汽車進行一下比較。

首先從工藝及成本上看,燃料電池工藝更簡便生産成本更低。因為燃料電池在結構上是比較簡單的疊加,比如使用膜電極雙極板直接疊加,比內燃機結構簡單很多,所以燃料電池可以在小的廠房進行生産,而內燃機僅僅是一個汽缸蓋就需要建設專業的生産線,投資金額高達2億元左右。

第二是輔助系統,單獨的燃料電池堆不能直接用於汽車或其他場合,必須有輔助系統。燃料電池的效率不是100%,因此需要使用冷卻系統解決散熱問題,此外還需要供給氫氣和空氣。燃料電池的空氣供給系統與內燃機系統非常類似,所以很多部件可以直接使用內燃機部件,比如空濾器、消聲器、增壓器等,不過燃料電池的增壓器是無油增壓器。燃料電池的氫氣系統也與氫氣內燃機類似。區別在於燃料電池需要對空氣和氫氣增濕。目前從技術層面上講,正在努力去掉增濕環節,從而進一步降低成本,因此未來燃料電池可能將不再需要增濕。

以燃料電池堆為核心,增加其他的輔助部件形成完整系統後,就可以進行裝車。裝車時,可以整體取代內燃機的位置,也可以根據車底盤空間、以模組化形式進行不同的配重安排和空間佈置。

巴拉德的燃料電池有兩種安裝方案,一種是把燃料電池裝在車頂,另一種是裝在車的後面。巴拉德曾開發的燃料電池系統,所有旋轉部件由一根皮帶驅動,堆輸出功率達110千瓦,2007年在北京示範運作的三輛戴克燃料電池車上安裝的就是這種燃料電池系統,每輛汽車裝兩套,相當於每輛車具有220千瓦的燃料電池功率。本田的燃料電池系統佈置方案,鋪滿了整個汽車底盤。清華大學的燃料電池汽車,是把燃料電池放在車的後面,方便維護。

第三是性能比對,燃料電池與內燃機幾乎相當。現在,內燃機的電堆功率密度的國際先進水準大約為3KW/L,燃料電池的體積功率已經能達到與內燃機幾乎相當的水準。

從續駛里程動力性加速性來看,燃料電池與內燃機也基本相當。這裡所説的續駛里程與一般電動車概念不同,燃料電池可以很方便的多攜帶一些氫氣,不受太多限制,而普通蓄電池的電動汽車如果想攜帶更多能量儲備,意味著要帶很多蓄電池,不僅增加成本,同時也會增加很多車體重量。

最後是整車性能得對比,依照內燃機汽車標準做燃料電池車。目前,燃料電池汽車的最高車速都是按照常規內燃機汽車標準在做,最高車速都能夠達到每小時160千米左右,續駛里程有的甚至可以達到800多公里,少一些的也可以達到300公里。如果想讓燃料電池車續駛里程更遠,可以多裝一些氫氣。

為了能夠達到最高車速,現在國際上裝載于轎車上的燃料電池,功率一般都為90千瓦左右。事實上,汽車啟動後對功率的需求並不大,有的汽車僅僅需要20%的功率就夠了。通常都是混合動力構型,清華的燃料電池客車,只使用了60千瓦的燃料電池系統。

從最大扭矩的角度看,汽車的最大扭矩通常以電機的輸出來進行計算,現在燃料電池車的扭矩可以達到200多牛米,與使用內燃機的汽車相比絲毫不差,甚至比內燃機汽車扭矩還大。

現在燃料電池汽車做的比較好的,冷啟動已經能夠達到零下40度,其餘大多數也都達到了零下30度的水準。

從氫氣壓力方面看,早期的技術水準是35兆帕,目前國際趨勢都在努力實現70兆帕。因為通過計算,從35兆帕到70兆帕的提升,造成的能量消耗不是很大,只是將壓縮比增加2倍,關鍵問題是對氫氣瓶的耐壓技術提出了更高的要求。

從以上的對比,可以看出燃料電池的確是存在一定優勢的,但是燃料電池車要形成産業化,還要在成本控制和電池耐久性兩方面做進一步提升。

而對於成本控制,鉑的用量是關鍵。在美國,每年都會對燃料電池車的技術指標做出評估,目標是要讓燃料電池車的成本能夠與內燃機汽車相當。現在,內燃機汽車的成本大約為每千瓦30美元左右,按50萬台套燃料電池系統進行評估,成本大約為每千瓦50美元。

鉑的用量是決定燃料電池成本的關鍵因素。幾年前,國內外燃料電池中鉑的用量大概是每平方釐米0.6到0.7毫克,隨著技術提升,實際用量降低到每平方釐米0.4毫克左右,而實驗室數據現在已經可以做到0.15毫克。如果在實際應用中,鉑的用量能夠控制到每平方釐米0.2毫克,就能夠達到成本控制目標。

電池壽命長短也與鉑的用量有直接關係,因為隨著電池使用時間的增加,鉑的有效面積會逐漸減少。隨著技術的提高,鉑的用量將會朝著每千瓦30美元的成本目標進一步降低,甚至達到每千瓦0.1克的用鉑量。如果能夠達到這樣的技術指標,相當於現在內燃機汽車三效催化劑的用量,就會顯示出成本優勢。

現在,越來越多的機構在進行降低燃料電池中鉑用量的研究。日本同志社大學最近開發出一種核殼催化劑,能夠大大降低燃料電池中鉑的用量,其優勢在於能夠批量生産。根據公佈的數據,這種催化劑在活化後性能比碳載鉑的性能還高。

3M公司在催化劑方面使用了奈米須技術,2008年,鉑的用量就達到了每平方釐米0.25毫克的水準,2009年這一數據又降低到了0.15毫克,而且0.15毫克比0.25毫克的性能還好。此外,日本豐田曾提出要在2015年上市燃料電池汽車,售價約為5萬美元一輛,並且在2013年的展覽會上已經展出樣車。

對於耐久性提升來説一些國外先進技術值得我們去借鑒。只要燃料電池的壽命達到5000到10000小時,燃料電池汽車就可以商業化了。雖然燃料電池的壽命,最高紀錄已達到了10000小時,但多數燃料電池的壽命仍然都在2000小時左右,能達到5000小時的還很少。

2011年8月,UTC公佈其在燃料電池耐久性方面的考核報告。在三輛車同時做示範運作的情況下,其中一輛率先突破了10000小時,並且期間沒有更換任何零部件,這是一個很大的進步。UTC的燃料電池汽車之所以能跑到10000小時,跟他們選用低壓、電堆自增濕、柔性石墨雙極板等技術有關,這些因素值得我們借鑒。

為了推動燃料電池汽車的發展,業內先後成立了三大聯盟,在這三大聯盟中,都有日本汽車企業的身影。2013年1月,戴克、福特和尼桑三家公司建立合作聯盟,聯手開發燃料電池系統,減少重復投入,降低開發成本,共同開發的燃料電池系統將盡可能擁有共通性,以適應三方的車型,計劃2017年推出在價格上能被大眾接受的燃料電池汽車。

同月,豐田汽車與寶馬公司正式簽訂協議,深入合作共用燃料電池技術,豐田將向寶馬提供燃料電池車驅動總成和氫燃料貯存技術,並計劃2015年把自行研發的燃料電池車投入市場,而寶馬將利用該技術在2015年推出樣車,2020年上市。

2013年7月,GM和Honda結成聯盟,在儲氫技術和燃料電池技術方面進行合作。Honda在儲氫技術上有自己的優勢。過去,氫氣瓶多用碳纖維纏繞製成,成本普遍偏高。目前,Honda公司掌握的技術已經可以將氫氣瓶的成本降下來,同時有足夠的耐壓性能。

日本在燃料電池汽車技術方面有自己的很大優勢。從日本的技術現狀看,燃料電池車的續駛里程、動力性、加氫時間、耐低溫程度都已達到實用要求,成本和使用壽命距目標略有差距。作為清華大學的一名教授,值得我自豪的是清華大學在燃料電池研究領域的科技成果。

清華大學對燃料電池車的研究從1999年就已經開始。當時,清華大學曾經裝了一個5千瓦的電堆在一個小平臺車上。2001年,清華大學用15千瓦電堆裝配了一輛中巴車。2001年,國家科技部立項開展燃料電池客車和燃料電池轎車計劃,清華大學被確定為燃料電池客車的牽頭單位,同濟大學負責牽頭做燃料電池轎車。

2002年12月30日晚,清華大學的50千瓦燃料電池客車從實驗室開出來。是中國第一輛燃料電池客車,第一台氫空型燃料電池系統裝車,是真正的燃料電池發動機汽車。在之前清華大學的燃料電池車上,都是用氧氣瓶供氣,燃料電池使用的是純氧。

2002年之後,曾逐年提升對燃料電池系統功率的要求,最高到130千瓦。研究得知,燃料電池的功率並非越大越好。比如安裝一輛12到13噸的汽車,幾十千瓦的燃料電池就已經足夠使用,因為還有蓄電池組的儲能。現在,清華大學做的燃料電池客車基本使用的燃料電池功率在50到60千瓦。

2008年,清華大學在北京奧運會期間投入了三輛燃料電池公交車,與2007年戴克公司試運作的汽車走同樣路線、停同樣站臺,並同樣運作一年時間,以此對燃料電池的性能進行考核。與戴克的三輛車相比,清華大學燃料電池汽車的氫氣消耗量明顯低很多。戴克的汽車百公里耗氫量大概是百公里16公斤左右,而清華把汽車的耗氫量降至7到8公斤。此後,清華大學又為2010年上海世博會提供三輛公交車,運作半年,同年為新加坡首屆國際青奧會提供一輛燃料電池公交車,運作半年。經歷春夏秋冬、高溫多雨的考驗,表現很好。

通過比對戴克同一批次的汽車,在北京運作的3輛車大概運作800到900個小時就不行了,在歐洲運作的使用壽命要好得多。在戴克的總結報告會上,令人印象深刻的結論是:北京的空氣品質太差。因此中國燃料電池汽車的發展,環境因素增加了更大挑戰,也證明發展燃料電池車更有必要。

與國外燃料電池相比,我國燃料電池堆內部一致性較差。國外先進燃料電池堆都是生産線上下來的,一致性較好。而國內的生産環節存在很多人為因素,導致結果不好控制。為提高電堆一致性,延長燃料電池壽命,我們的研究組開展了以下工作。

1.雙極板批量製造技術:清華在FC耐久性方面做了很多努力,研究了雙極板批量製造技術。過去製作雙極板使用雕刻技術,購買板子然後雕刻加工,通常一張板子的原材料需要300元,加工費400元,總成本約700元,一個雙極板需要兩張板。國外使用衝壓技術生産一個雙極板僅需要6美元。清華大學曾設計出模壓柔性石墨雙極板、衝壓金屬雙極板。一方面可以降低成本,另一方面能保障雙極板的一致性。

此外,研究發現,電堆故障往往都是因為積水。積水和加工缺陷有關,譬如中間換刀會在加工的地方留下痕跡,這個地方就容易形成積水。

2.燃料電池壽命評價技術:清華大學試驗證明,駕駛迴圈下燃料電池性能衰減率可用四個工況下的衰減率疊加表示,基於數學推導給出了基於實驗室測試和道路運作工況譜的壽命預測公式。總試驗時間為200小時左右,然後據此推測出燃料電池在車上的使用壽命。這項工作的優勢是,在實驗室就可以對電池壽命進行預測和評價,在缺少燃料電池車的標準駕駛迴圈情況下,可預測燃料電池在各種駕駛迴圈下的使用壽命。

現在,燃料電池汽車還沒有標準的駕駛迴圈。每輛車裝多大功率的電池,其動力構型是多裝燃料電池還是多裝蓄電池,沒有一定的標準。這也意味著不同配型的燃料電池在車上的輸出性能會不同,工況變化和變化頻率幅度都會不一樣。另外,同樣一輛車在不同時段、不同路段運作,駕駛迴圈也會不同。清華大學通過在實驗室把燃料電池在各個工況下的衰減率計算出來,然後重新組合出不同的駕駛迴圈。並計算不同駕駛迴圈下燃料電池的壽命是多少。

通過測試,學校研究人員發現這種預測結果相當不錯。用同樣的燃料電池裝在車上計算衰減率和使用壽命,在一輛車上能跑2600小時,裝到另一輛車上跑1900小時。當然在實際測試中,這些車都沒有跑那麼長時間,因為只試運作了一年,大約跑了1200小時就結束了。但是預測的性能衰減率與實際情況非常吻合。

3.動態閉環調控技術 防止燃料電池水淹:學校的另一項研究是用動態閉環調控技術預防電堆故障,這是一種防止水淹的技術。早些時候,學校的研究人員發現氫氣壓力降可以作為燃料電池水淹的判定條件,並研究出了壓力降精確計算公式。在正常情況下,實測壓力降與公式吻合,當出現水淹時,實測值明顯偏離公式計算值。

這個公式還可以用於燃料電池雙極板流場設計中。過去設計燃料電池流場所用的壓力降經驗公式,與實際燃料電池工作中的壓力降差異較大,因為它沒有電流參數。有了這個公式以後,就可以判斷出什麼時候出現水淹現象,如果等壓力降到降到燃料電池已經被水堵死,再去解決故障就很難了。

學校通過試驗又發現燃料電池從出現水淹,到被堵死之前,壓力降會有很明顯的平臺現象,而且持續時間很長。通過給燃料電池設置控制窗,可以在發現特定點的時候趕快進行處理,不等它進入平臺就可以進行調控,很好地防止燃料電池水淹。

基於這樣的理念,學校把動態閉環調控技術做成了一個專業軟體和控制系統,可以實現燃料電池的自動控制,防止燃料電池出現水淹。在實驗室的測試過程中,曾人為創造水淹情況,通過運用這個系統燃料電池很快就自動恢復到正常了。

4.同步檢測燃料電池堆多片膜電極的多參數:過去,只能用線性電位掃描法和迴圈伏安法分別檢測單片膜電極的各參數,但是無法對電堆進行測試。如果對電堆使用迴圈伏安法,很難保證燃料電池的電壓呈線性上升,因為每節電流都不一致,會使得電壓升高率不一樣。

為了解決這個問題,學校研究出一套新技術——恒流充電解析法。在這個堆上每節電流都一樣,通過調製後,輸出來的電壓會帶有各節燃料電池膜電極的差異資訊,通過這樣的差異就可以解析出各片膜電極的內在差異,得出相應的參數,包括催化劑活性面積、氫滲透電流、雙電層電容和阻抗。能一次把電堆每一節燃料電池的這四個參數都得到。測出來的催化劑活性面積,在不同充電電流下的波動幅度,比用迴圈伏安法在不同掃描速率下的波動範圍小得多,這種方法有明顯的優勢。可用於對電堆一致性研究、組堆環節的膜電極篩選、檢查電堆內是否有膜穿孔等。

5.高性能鋅空燃料電池:2013年12月29日,美國著名網站刊文“清華團隊開發出高功率密度鋅空燃料電池堆”,許多網站紛紛轉載。為什麼國外對清華的進展這麼關注?鋅空燃料電池有許多優點,但是國際上做出來的鋅空燃料電池功率密度一般都在每平方釐米100毫瓦以內,加拿大國家研究院用特種催化劑的情況下最高達到每平方釐米230毫瓦,而清華大學的研究團隊把這一數據提高到每平方釐米435毫瓦。研究成果發佈後,最近又有同學把數值提升到450,可以説具有突破性。

以前清華大學的燃料電池公交車所使用的氫空燃料電池,功率密度是每平方釐米360毫瓦左右,而現在鋅空燃料電池的功率密度達到每平方釐米435毫瓦,説明它在未來有可能作為車用燃料電池。此外,清華大學在探索研究高性能長壽命的鋅空電池。

還有重要的一點就是燃料電池和儲能電池的聯用,一種形式是將燃料電池和蓄電池都裝在車上,形成混合動力,這項技術目前比較普及,在國內外的燃料電池上都在應用。

第二種形式又被細分為兩種相反的組合方式。一種將燃料電池作為固定發電機,放在外面,車上安裝蓄電池,也就是純電動車。通過使用可再生能源電解水制氫,在需要用電時,用燃料電池發電補充電網的電力,而電動車從電網上取電充電。與之相反的,是在車上安裝燃料電池,而將蓄電池放在車外,作為家用電源或公司電源。可再生能源發電制氫,輸送給燃料電池車供燃料電池發電,在需要時燃料電池車給蓄電池組充電。

未來基於燃料電池和蓄電池,可能會形成一個“可再生能源—燃料電池—蓄電池—電動汽車—電網”的網路。

主持人:謝謝裴教授給我們做的這期報告,非常精彩,説的很全面也很細緻,大家針對裴老師這個報告有什麼觀點可以提出來探討一下。

嘉賓提問討論

嘉賓尹海濤:請問裴教授現在清華大學關於燃料電池的研究經費是否充足?

裴普成教授:近兩年燃料電池項目的研究比之前有所減少,但是清華大學對燃料電池的研究工作並沒有停止。燃料電池研究領域受國外影響比較大。過去清華大學的研究定位主要是開發燃料電池汽車,近幾年研究定位是做燃料電池平臺,也就是動力系統平臺。平臺完成後,可以為整車廠做裝配。之前,清華大學的工作都是直接圍繞車,工程性比較強,不易出成果。近幾年,國家開始提倡做基礎研究,雖然經費有所減少,但出了不少成果,這些基礎研究讓我們對燃料電池的認識更加深入。

主持人:謝謝尹先生的提問,也謝謝裴教授精彩的回答,我也有一個問題想請教裴教授:目前國際上成立的三大聯盟都提出了自己的量産目標,最近南韓F35也對外宣稱,今年燃料電池車産量要達到1千輛,明年要達到1萬輛。請問裴教授對他們的進展有什麼看法?

裴普成教授:現在燃料電池汽車領域的確存在這樣的現象。2012年,7大汽車公司發表聯合聲明稱2015年要實現燃料電池汽車的量産,但是現在有公司又調整成了2017年推出首輛車,2020年量産。更早些時候,2001年日本曾提出2010年達到5萬輛、2020年50萬輛的計劃。同樣在美國,原計劃2010年要將燃料電池壽命提高到5千小時,實現燃料電池的量産,但現在美國的計劃也一樣做出了調整。

造成這種現象的因素很多,包括技術因素、國家政策的變化、企業與政府的對話等,都會影響計劃推進。但是計劃的提出非常重要,把計劃提出來,才能更好地促進發展,有時需要根據現實情況進行適當調整。

主持人:現在馬斯克特斯拉對大家的理念衝擊很大,這種新理念對清華大學研究、測試燃料電池汽車有沒有影響呢?

裴普成教授:在我看來,發展什麼技術都不該提反對意見。清華大學研究的是汽車動力領域。據了解馬斯克特斯拉目前比較注重開發金屬空氣電池。目前鋰離子電池即使沒有安全問題,功率密度還是沒有真正滿足市場要求,他們經過分析得出的結論是,將來可能只有金屬空氣電池才能達到內燃機那樣的功率密度。特斯拉要進入中國市場,首先得讓大家對它感興趣,宣傳工作做得好。

電動車有很多技術可以跟燃料電池車共用,比如電機、電池、DC/DC。燃料電池車也要使用電機和蓄電池,如果蓄電池過關,我們使用起來將更方便。此外,電池領域的很多控制技術都是相通的,所以馬斯克特斯拉進入中國是個好消息。

某與會嘉賓:燃料電池汽車的價格都比較高,即使在電池中需要使用鉑,也僅僅需要0.2毫克每平方釐米。請問裴教授,燃料電池汽車的成本主要高在什麼地方?

裴普成教授:隨著國內外技術的發展,現在燃料電池中鉑的用量越來越少,已經不是影響燃料電池車成本的主要因素。現在生産燃料電池車的成本高,主要是因為市場需要還很小、做的少,一旦進行量産,形成生産線,成本將會大幅降低。

另外,如果蓄電池成本能夠下降,燃料電池車的成本也會降下來。現在市場上做電動車還是比較熱衷於使用鉛酸電池,就是因為便宜,鋰離子電池太貴了。所以如果特斯拉能夠把成本降下來的話,燃料電池車的成本也會下降。

某與會嘉賓:100千瓦膜電極的面積是多大?

裴普成教授:現在一個堆大概20千瓦,每片膜電極大概有300平方釐米,每平方釐米能出0.4-0.8瓦電。目前在實驗室,可以把功率做的很高,但真正用在車上的時候不會達到最大功率量,而會留有餘地,也就是標定功率與峰值功率這兩個概念的區別。

某與會嘉賓:鋰電池在裝堆時,迴圈壽命一般在500到700小時之間,如果按每次可使用10小時計算,鋰電池的總壽命大概在5000到7000小時,與燃料電池的堆壽命相當。

現在鋰電池主打的是給每輛車裝一個充電裝備,隨車走,而氫氣燃料在目前來講使用上還存在一定的問題,氫氣瓶國內能夠達到35兆帕的還不是很多,將來在全國推廣會不會存在問題?

裴普成教授:現在日本和德國正在加快建設氫氣加注站,如果將來中國也要開始大面積銷售燃料電池車的話,也會做這個工作,解決氣源問題。

説到氣瓶,在實際應用中並不需要裝一次氫氣跑800公里,現在燃油汽車加滿一箱油也就是跑三四百公里,燃料電池汽車能跑到這個水準就可以了。根據之前奧運會期間清華的三輛燃料電池車測試數據,在公交車上壓力達到150個大氣壓裝的量就夠了。在技術上要求達到35兆帕,但實際一般不用裝那麼多。

某與會嘉賓:最近國家科技部222條親自下了第一批863計劃,其中有鋰電池、燃料電池,液流電池只有一個5000小時長壽命項目,您對政策走向怎麼看?

裴普成教授:未來政策走向肯定不會完全依賴於中國的情況,還會跟國外情況緊密相關。當然現在的政策制定也會與專家組有關係,如果專家組裏有兩個搞燃料電池的專家,相信一定會有燃料電池項目,這也需要大家一起努力。

來小康:從儲能的角度來看,單個的燃料電池只是用來發電,裴教授可否給我們科普一下電解水效率的問題?(注:來小康係中國電力科學研究院電工所所長)

裴普成教授:電解水效率是大家普遍關注的問題。從電解水用電,再到産生電,總的效率大概為40%左右,電解水效率並不是很高。這個跟工況設備有關係,比如蓄電池,小電流密度效率就高一些,電流密度越高越大,它的效率會越低。

來小康:談到可再生能源,很多都要進行異地運輸,現在存儲和運輸在技術上有什麼瓶頸?

裴普成教授:氫氣的運輸可以通過管道,也可以用灌裝。從成本上來講從管道輸送更合適。加拿大現在採用的是標準的灌裝輸送方式,而歐洲為了方便,是在一個地方制氫,然後通過天然氣管道把制出來的氫輸送到另一個地方,這種輸送對管道沒有任何影響。

在管道輸送中,氫的比例一般不超過20%,因為天然氣加15%到20%的氫氣組合出來的燃料給車用最合適,其效率和功率用在天然氣車上比較方便,而且這個比例不需要考慮金屬氫脆的問題。

陳海生:我從其他老師處得到的資訊是,燃料電池現在比較貴,現在主要用於軍方,因為軍方對價格的敏感性比較差。這些老師告訴我,燃料電池價格貴的原因是對氫的要求比較高,如果氫氣的精度降下來整體壽命就會降低,同時還有壽命問題,導致現在燃料電池價格比較高。請問裴教授,關於這個問題下一步該如何改進?(注:陳海生係儲能聯盟常務副理事長博士)

裴普成教授:目前的行業現狀是,國産燃料電池不一定比國外便宜。因為國外的燃料電池生産已經上了生産線,人工成本降低了,而中國目前沒有這方面的優勢,所以現在國內購買燃料電池可能會比從國外買還要貴一些。比如現在寶馬公司的電堆生産基本都是機器手進行操作,只要把原料放在生産線上,出來的就是堆,中間沒有加入人工因素,成本肯定要有所降低。

單純從燃料電池生産技術和工藝上來看,國內外沒有太大差異。現在國內用催化劑技術已經把鉑的用量降到了每平方釐米0.4毫克,催化劑也是影響成本的一個重要因素。此外在國內的燃料電池生産中,膜也是個問題。現在國內也可以生産膜,但更多還是去國外購買,從國外購買就會涉及到關稅、增值稅等問題,使得膜的成本比國外要高一些,這也增加了燃料電池的生産成本,有待於國産化。

某現場嘉賓:電池領域是否存在摩爾定律?比如特斯拉,第二代車的電池成本比第一代車降低了30%到50%,第三代成本進一步下降。鋰電池成本可以隨著技術發展降低,燃料電池是否也存在降價的可能性?未來發展是否存在瓶頸?

裴普成教授:從成本與量的角度考慮,任何産品都存在摩爾定律。比如生産燃料電池用的膜,同樣是進口的膜,買的多就會相對便宜些。燃料電池是十年前國家開始支援的,在這個領域裏跟鋰電池發展最大的不同是現在鋰電池的生産廠家已經有很多,而做燃料電池的還很少,這也導致燃料電池沒有鋰電池降價那麼快。

這其中的影響因素我認為有兩方面,一個是政府的支援,另一個因素是技術門檻。政府支援是任何領域都繞不開的,哪怕這個技術不是很有前景,業內人士不看好,但是只要政府支援要立項,就會有公司跟進。現在燃料電池和鋰電池的政府投入不一樣,這是一個因素。從技術門檻的角度講,鋰電池的門檻比燃料電池要低得多。十年前,很少有人知道燃料電池。即便是在三四年前申報國家資産基金項目,也曾有專家不知道燃料電池。當時想研究空氣品質對燃料電池壽命的影響,而對方直接給出結論稱燃料電池不受道路環境空氣品質影響,在他看來,燃料電池與空氣不接觸,把燃料電池理解成了普通電池的概念,這説明很多人對燃料電池還不了解,技術門檻比較高。而鋰離子電池方面,很多沾點兒邊的都敢做。

俞振華:就是産業本身目前門檻在哪兒,我覺得我們希望能夠得到一些這方面的知識。是不是能夠得到支援,取決於在座專家盡可能把行業的問題,共同分享。

問:剛才還有運輸問題。

裴普成:運輸的問題這樣的,因為據我了解氫氣的管道輸送是可以的,罐裝也是可以的,在加拿大看到他們標準的罐裝,很長很粗的罐,,這種形式是可以的。另外還有剛才説像歐洲通過天然氣混合輸送,那也是一種形式,當然這個成本上面肯定要從管道輸送更合適,還是從道路輸送。

俞振華:如果管道輸送的話我記得標準是5%,不超過5%的氫。日本已經是在不少的地方有應用。燃料電池應用也不是那麼遙遠,但是目前肯定存在挑戰問題。包括提到的催化劑中毒問題,請問在産業化方面到底目前是什麼情況,該怎麼解決。 

歐陽洵(北京氫璞創能科技有限公司董事長):現在氫氣的運輸方式主要有管道、罐車、氣站等方式。

2005年時美國曾經有報道稱,幾家大公司經過核算,氫氣的成本相當於4美元每加侖的汽油成本,這個價格考慮了整個制氫、運輸、使用等方面。

另外,近幾年技術發展是為了降低加氫站本身的成本,過去建設加氫站大概需要四、五百萬美元,現在一百萬美元左右即可建成。上海世博會期間曾經做過一個加氫站,與建同等規模的充電站成本差不多。 

主持人:謝謝歐陽博士,上半場到這兒。茶歇之後我們進行下半場的探討,會請在座燃料電池廠商跟大家分享一下,他們目前的一些應用,另外我們2014年國際峰會的合作夥伴德國杜塞爾多夫項目總監Heiko給大家講一下關於德國和歐洲儲能市場目前發展一些最新動態。 

主持人:第二個環節我們用半個小時,在座有很多業界企業,包括研究機構,包括相關聯的專家和代表們,大家有經驗分享可以談一談,這一次也來了很多專家,包括相關聯的産業。 

歐陽洵:氫璞創能的産品主要是甲醇燃料電池,目前共有兩種産品,一種是用於手機或筆記型電腦充電器的小型設備,另外一種是出售給德國公司用於給軍隊和歐洲房車提供電能的設備,該設備大概幾十瓦,也屬於小型設備。

歐陽洵表示,氫璞創能在燃料電池商業化方面仍在不斷努力。

2013年年底,中國聯通曾經進行小批量的招標,中國移動也在此方面有所動向。在通訊行業、應急備電兩個應用方面,不論是固定式、移動式,還是攜帶型燃料電池,都存在發展機會。

另外在軍用方面,對電池價格相對不敏感,但是軍用對環境的要求會更高,想要進去軍用的招標程式,流程也會比較長。去年氫璞創能的專委會也組織了與軍方採購的一些接觸,並組織過研討會。下一步在軍用方面,不論是邊防、海盜、應急發電,還是攜帶型電源都會有一些動作。接下來我還想聽聽大家的發言。

主持人:大家對歐陽博士這邊有什麼問題也可以暢所欲言。

靳殷實:你把産品給我們介紹一下。

歐陽洵:我們做甲醇燃料電池,有兩種,一種就是小型化的,一般做手機的、筆電的充電器。另一種是在德國給軍隊,同時給歐洲這些房車做發電用的,都是小型設備,大概幾十瓦。在技術上來講,氫璞創能主要依靠甲醇制氫,然後用低溫交換膜與電池相連接發電。現在固定式發電逐步從原來純氫的燃料電池逐步向多燃料發展。

使用氫燃料電池有很多優勢,比如天然氣在日本的應用很多。但甲醇作為液體也是一種很好的燃料。中國煤質甲醇在世界的産能、産量都排第一位,而且甲醇成本較低,安全性、應用性都很不錯。有這方面興趣,或者有這方面應用大家都可以探討。

王剛:你的甲醇重整制氫以後,再到燃料電池這個中間效能,這是第一個,第二你對甲醇濃度。

歐陽洵:現在,氫璞創能通過甲醇重整反應將純氫提取出來,實現發電。直接甲醇可以用純甲醇製作,也可以使用加水的甲醇,主要考慮系統溫度控制。目前在濃度方面,對加水多少的範圍相對寬泛,氫璞創能是50%,行業一般是60%,只要在這個區間範圍內都可以使用。

根據行業認可的數據,甲醇重整制氫效率約為70%±5,加上原來氫燃料電池的電池效率,中間效能大約能達到35%到40%。直接甲醇燃料的電池效率相對較差,效率通常在25%到20%之間。

主持人:軍方那邊有什麼眉目沒有。

歐陽洵:剛開始,我知道江蘇有一家公司,他們做氫電池的,特殊的一種儲氫技術,做的小型設備,可能是10瓦以下的設備,據説他們有小批量生産。

主持人:現在總裝和空軍都用燃料電池,可以分享一點資訊,我知道馬曉天和張又俠軍方的兩個要員,都親自去現場看過這些東西,現在就可以判斷總裝,空軍,二炮,海軍也挺感興趣。剛才歐陽博士也提到通信機件備用電源那一邊咱們換一個目標。田總監也來了,這一次聯通招標,應該説也是非常具有實力,他們很有希望拿下一些份額的單位之一,攀業氫能源的田總有沒有什麼經驗跟大家分享一下。 

田丙倫(上海攀業氫能源科技有限公司董事長):攀業氫能源成立於2006年,當時主營中小型電池,而現在則致力於把燃料電池做成一個小型的系統,最大可能的節約部件,以便有效降低成本。

招標這一塊兩年多的時間一直在這塊做,有100多個招標,有幾家公司進入名單裏面了,大約120台這樣一個情況。

主持人:田總您覺得未來的話,現在比如通信行業聯通公司,以聯通公司為例,他們對於燃料電池要求,您覺得現在作為燃料電池生産企業來説,現在還存在哪些問題,跟他們要求相比這兩年溝通方面。

田丙倫:現在通訊業對燃料電池企業的要求比較高,希望燃料電池企業有一定的規模和資産基礎。但是現在,大多數燃料電池企業還比較薄弱,量産、技術層面都不夠強。目前通訊業對成本並無太多要求,招標費用在13萬元左右。燃料電池在通訊業仍存在發展空間,同鋰電池相比具有足夠的競爭力,甚至比鋰電池更強。

來小康:這種燃料電池它的啟動時間隨時可以在熱備用狀態嗎,熱備用有自耗嗎。

裴普成:隨時都可以啟動。

來小康:變化是毫秒級。液流電池肯定不行,需要啟動泵。

田丙倫:做不到毫秒級的,緩衝的儲能電池有啟動這樣一個過程。

來小康:這個啟動大概多長時間,有個量級嗎。

田丙倫:應該説幾秒時間,可能時間會長一點,一般會做到一分鐘。

歐陽洵:甲醇可以做到3、5分鐘。剛才來所長提到的待機功耗,基本電的待機,甲醇有一些不同的做法,熱待機、氣待機、熱待機比較高,100瓦或150瓦也比較多,中間會加上緩衝氣灌。但是基本上我們了解所有的燃料電池應用都帶有一個超級電容進行混合應用。

裴普成:汽車上的燃料電池啟動一般是3秒左右,時間主要耽誤在供氣系統上。需要通過供氣系統發送信號,從零提升上去,,只要氣供上,電馬上就出來了。

主持人:因為可能在熱電聯産這些方面前期有一些經驗,兩位是從松下來的,有一些經驗可以跟我們簡單分享一下。 

趙等君(松下電器):松下電器與東京燃氣公司共同開發熱電聯産的燃料電池系統,這個系統的輸出功率在200瓦到750瓦之間。熱能發電效率是39%,熱能回收可以做到56%,整體可以達到50%的水準。這套系統的工作原理是,首先利用天然氣管道,然後從天然氣中提取氫進行發電,再進行熱回收,在達到高熱值的時候,整體效率可以做到85.8%,使用壽命大概6萬小時。之前一款是大概5萬小時,最新款2013年新發佈的是6萬小時,現在松下電器公司與東京燃氣在一起推廣該系統,政府提供部分補貼。截止到2012年底,僅松下電器就賣出約一萬五千套,加上此前的銷售數據,共計兩萬一千套。因為2013年數據還未統計完成,此部分銷售數據不包括2013年部分。最新款的該系統在日本售價接近200萬日元,相當於人民幣12萬多,價格比較高。

趙等君:我們現在有一個新的型號,這個尺寸縮小了,把水箱分開了,適應不同安裝條件。

來小康:這個放家裏用?

趙等君:在家用環境下使用。

靳殷實:使用方式簡單説一下,它是一直髮電嗎。

趙桂志:我們燃料電池過去沒有做課題研究過,我們部門也沒有專家,今天的沙龍更多從燃料電池如何給鋰電池造成危險方面進行討論。我們跟特斯拉合作了幾十億美元鋰電池項目,如果燃料電池明天崛起我們的鋰電池項目就要下來了。

歐陽洵:松下用的是低溫交換膜,是一天停一次,另外一種是高溫,可以持續運作,所以它的效率很高,有一部分熱能運作不了更麻煩。所以最後綜合兩種技術的效率好像差不多,可能達到90%左右,最後平均下來60%到70%。

來小康:在家庭中怎麼使用。

趙等君:熱水器,或者作為後備電源。

歐陽洵:日本電不貴,用氣來發電相對比較便宜。

來小康:我們是電力行業。比如我們給你家布好電線,所有的電器設備插頭都安完,然後你自己弄一個燃氣來發電,東京電器不可能同意家庭這樣做。

趙等君:應該還是由用戶自己來決定。

靳殷實:熱源是燃料電源産生的熱,還是重整産生的熱。

趙等君:可能燃料電池發電過程中,它的效率只有30%左右,其他部分作為熱發出來,我們就對這部分熱能進行回收。

王剛:歐陽博士,它就200到750,它的發熱根本做不到,因為日本是160升。

趙等君:確實有一個單獨加熱的裝置,電加熱的裝置。

王剛:我發出來的電去加熱。

歐陽洵:如果溫度不夠用的時候。

趙等君:這個圖可以看出來,後備加熱的裝置。

王剛:我一直很關心這個,很多日本公司都在做,我們作為國內企業,一直關心松下的重整器如何賣出去。我指的天然氣重整,因為這種設備在日本已經有很多公司在做,目前有將近十萬套甚至更多。

趙桂志:我們不是特別清楚這個情況,因為我們燃料電池最早生産時候市場上還沒有重整器,所以這個問題太專業了。

王剛:怎麼做到6萬小時,我覺得這是一個問題。

毛志明:壽命可以到6萬。

裴普成:我説一下壽命的問題,其實這是幾年前美國定出來指標:4萬小時,而實際在車上只有5千小時。

來小康:備用電源我要4萬小時幹嗎用。

裴普成:它能夠運作4萬小時,使用壽命。我跟專家探討過,我説同樣都是這種膜,為什麼差異這麼大,他們説這種燃料電池用催化劑比較多,另外膜比較厚。這是很關鍵的。

來小康:鋰電池有一個日曆壽命,迴圈壽命,它是分開的,我們不知道燃料電池有沒有日曆壽命之説,不運作會有損耗嗎。

歐陽洵:寫著15年。

趙等君:免費維修10年。

歐陽洵:因為裝在上面,把家庭基礎功率全有了。

來小康:我對美國這個指標感到奇怪,後備電源,比如我們電力系統的後備資源,可能一年都不用一次。

歐陽洵:比如説通信備電的指標,可能三千到五千小時就夠了,那時候美國很多廠家都是五千小時,然後有一種電池也是固定值發電,可能更偏向於日常用電,或者説電網到不了的地方,也可跟太陽能混合使用。比如在印度這些地方,電力特別差,每天用6到8個小時也不奇怪,所以那種情況應用幾萬個小時就需要了。

王剛:這個質的膜本身,有沒有這麼一個數據不工作。

來小康:有沒有日壽命的説法。

曾蓉:好像沒有這樣的説法。還有為什麼我們汽車是五千小時。作為備用電源,在常時間不用電的情況下,為什麼可以達到4萬小時,很重要是裏面有催化劑,汽車有一個頻繁啟動的過程,這個過程,需要長時穩定在恒電狀態。

裴普成:不同汽車的駕駛迴圈不同,變載過程不同,對電池壽命的影響也很大。如果電池突然增加電流,功率會突然加大,隨著電流加大,水也會跟著流動,從陽極遷移到陰極,有時候會造成缺水,從而導致膜變幹,隨著這種乾濕變化,迴圈變動對電池壽命影響很大。

清華大學曾經做過測試,表明汽車的啟停過程對燃料電池壽命衰減有很大影響。啟停時對電池壽命衰減的責任度佔到30%,頻繁載入時佔到60%,這兩種情況使得它跟備用電池差距變得非常大。所以在車上使用燃料電池,都希望把催化劑減到越來越少。

陳海生:剛才裴老師講的汽車,現在已經有了産品,50美元一千瓦,這個是兩萬美元一千瓦。為什麼差別這麼大。

來小康:使命壽命長。

裴普成:催化劑用的多一些。

陳海生:兩百倍。

裴普成:這裡還有氫氣系統,還有重整。

來小康:單純從燃料電池看是這麼一個狀況。

歐陽洵:重整成本佔60%以上。

裴普成:另外算功率,按每千瓦多少成本,備用電源這個輸出功率小,而輔助系統還比較多,所以這樣算起來按量産它的成本也是用作車用的成本低一些。

歐陽洵:可以參考田總這個數據,13萬,12萬,三千瓦,下來了四萬塊錢,一千瓦。

裴普成:現在在車上現在大概兩萬塊錢一千瓦。

主持人:説催化劑貴,剛才裴老師講的數據,我跟王剛大概算了一下,如果按照0.2來算一百萬的大巴車用的系統大概也就是兩三萬塊錢,催化劑使用的費用。上次伊老師講,要實現産業化,需達到0.1毫克,國外的能做到0.2到0.3,但是國內目前從産業層面來説能做到0.7,從企業來説能做到0.4。

歐陽洵:量産。

主持人:可以量産,0.4,四五萬塊錢,也沒多少。

王剛:雙面合起來。

主持人:離量産已經不是太遠了,包括氫這一整套。

歐陽洵:貴就貴在加工件很多,另外就是零件很多,所以整合化還不是很好。

裴普成:水泵也有特殊要求。

歐陽洵:這個量産化最高,有加工和整合兩種。

裴普成:現在我們用節溫器。

主持人:大家要是再有問題跟我們主講嘉賓裴教授或者是行業內專家可通過郵件或者是電話溝通。今天我們聯盟戰略合作夥伴德國杜塞爾多夫集團的新能源行業總監Heiko也來到了現場,借這個機會,讓他給大家介紹一下德國包括歐洲儲能市場一些發展動態。 

Heiko(德國能源存儲協會(BMES)董事會成員Heiko M.Stutzinger):德國可再生能源存儲——現狀、視角、展望。

很高興今天和你們在一起。

2013年,德國的光伏接入設備中,70%都是小型設備,是10千瓦以下的儲能系統,這表明小型設備在儲能行業中有比較好的商機。在德國,每千瓦時的價格在30歐分左右,仍比較貴。過去德國將光伏系統接入到電網是可以獲得補貼的,但後來因為産生的費用實在太高,2013年11月德國大選後,取消了這方面的補貼。但實際上對於儲能系統仍然有很大的市場空間。

在德國的儲能市場,2008年是個分水嶺,之前多用蓄電池系統,2008年之後開始配備儲能電池,預計到2020年新增更新容量會更大。此外,德國對於投資儲能設備的企業也有補貼政策,整個補貼額度約為兩千五百萬歐元,用於補貼約兩萬到兩萬五千新增的光伏系統。

根據瑞銀集團(UBS)預計,到2020年德國光伏電池裝機容量將超過12GW。在光伏電池裝機容量方面,義大利、西班牙和德國的增長比例還是比較快的。

並網電池系統:

在很多德國人眼裏,政府的出發點是要從老百姓手裏賺錢。同時德國人非常獨立自主,因此儲能産業在德國有很大的發展空間。

每到6月份,德國的陽光都會很好。從早晨太陽升起,一直到太陽落山,整個過程中的能量容量可以達到34GWP,這樣大的容量會對電網造成很大壓力,這種壓力也會影響到實時電價,用戶要為這個變化而付錢。

對於這樣的問題,德國已經通過儲能解決方案採取了一些措施,比如已經在配電端找到一些改進方案,從這個圖片上可以看到2013年2014年會有一些變化,電網企業,輸配電。

來小康:只是配電。

Heiko:而在輸電端來講還需要更多樣性的解決方案。

為您進入能源存儲市場開啟大門

回顧—歐洲儲能峰會2013

今年3月底,第三屆歐洲儲能峰會暨博覽會將在德國舉行,這一峰會可以方便大家了解德國甚至歐洲儲能市場資訊。屆時,大約會有800個行業專家代表參會,並將有超過100個嘉賓發表演講,其中也有中關村儲能産業技術聯盟組織的18位中國代表。為了方便中國的企業代表和專家參會,本次峰會也會提供現場翻譯,讓參會者不會有語言障礙。

德國儲能協會的目標就是要和業內人士一起建立全球範圍內儲能行業的交流、貿易、促進平臺。因此在今年,德國儲能協會也將會陸續在德國、美國、印度、日本、中國等國家組織相關的儲能行業論壇。每個論壇均會和當地的專業組織形成合作,比如在中國是與中關村儲能産業技術聯盟合作,在美國是與聯盟合作夥伴合作,在印度是和印度儲能聯盟合作。中國的論壇預計將在今年6月份舉行。

主持人:我們現在誠摯歡迎大家都來參加這個盛會。最後請來所給大家點評一下這個沙龍。

來小康:我覺得從作為用戶來説,以前對氫燃料和燃料電池在儲能方面的應用有時候經過只言片語,今天是第一次比較系統的了解這個情況,雖然是在科普方面,但還是有了比較系統的了解,我非常感謝聯盟,還有裴老師,以及各位專家的介紹,國家電網希望在儲能行業百家爭鳴,各種技術都關注,也希望跟大家一起共同努力。也特別感謝聯盟給我們這個機會,大家不必考慮各自的利益來參加這次沙龍。

主持人:今天沙龍結束之前我代表我們聯盟秘書處謝謝各位專家,謝謝我們主講嘉賓裴教授,也再次感謝大家。

 

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往期回顧

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