氫藍時代寥龍飛：燃料電池系統多場景應用
深圳市氫藍時代動力科技有限公司副總經理、副主任工程師寥龍飛作主題演講
8月25日，由中國電池工業協會、電池中國網聯合主辦的“2023氫能與燃料電池技術及應用國際峰會”在中國上海隆重舉行。
深圳市氫藍時代動力科技有限公司副總經理、副主任工程師寥龍飛作題為《燃料電池系統的多場景應用》的主題演講。
以下是發言內容實錄，未經嘉賓審閱：
寥龍飛：
大家好，本來是曹總過來講，因為行程安排由我代表公司來講一下。我今天分享的題目是燃料電池系統的多場景應用，今天想結合氫藍時代燃料電池系統和多場景應用給大家分享一下。
今天演講從三方面一個是產業背景。第二，氫藍時代的研發進展，結合自身的一些實力。第三，燃料電池系統的多場景應用。剛才各位專家也提到重卡，在碳中和和碳達峰雙碳背景之下，如何降低碳是非常重要的一個課題，其中重卡在碳方面占的比較多，我們看第一個圖，第一個圖重卡的保有量占到接近7%，在右邊第二個碳排放之中占到41%。所以重卡方面降碳任務還是蠻重的。
第二，從行程里程來看的話，我們看乘用車、客用車還有卡車我們看到這個地方如果把卡車全部換成純電動或者燃料電池車的話，那么對碳排放作用還是蠻大的。 因此咱們國家現在在新能源重卡方面提出了比較重大的力度，在經歷了三個方面一個是初步發展，市場推廣，在2021年至今已經進入一個快速發展的階段，在重卡方面主要是傳統的汽車一汽、三一重工這些都已經布局，新的企業有吉利，比亞迪都在做，因此有兩點，2022年是低零碳重卡進入了新的加速時代，實現碳達峰和碳中和現階段低碳和零碳是發展的重點。 第二個方面我們看一下從這幾個圖，從2030以及2035最終到2060年我們看到燃料電池橙色的柱子一直在隨著燃料電池技術的發展最終在2060年從最開始是1400萬元成本大概到2060年基本上是400萬元，也就是說得出三個結論，從全生命周期的視角來看，重卡長度場景值得重視。
第二電動化落地相比柴油車已具有經濟性，但DCO值高于天然氣，在2030-2035年之后泛氫動力具備一定的動力性。 下面在2025年國內電動保有量預計達到50萬臺，重卡比重最大。國家政策也看到以燃料電池系統為龍頭帶動，關鍵的氫燃料電池方面的材料零部件實現產業化以及國產化，右邊這個圖我們看到加氫站是從2018年至2020年一直在增長，加氫站數量最多的一個國家。
基于國家政策的扶持，我們在京津冀、上海、廣東、河北、河南地區已經進行了大量的示范，因此氫能商業化利用的序幕已經拉開。 因此氫燃料電池產業的千億級市場，未來將有很大的前景，在應用場景方面燃料電池系統主要集中在重卡、客車、物流車等發電領域，對燃料電池的系統提出了比較苛刻的要求，目前依然在燃料電池系統關鍵部件方面需要進行攻堅，可靠性和穩定性方面降本。
我們看右邊這個圖，目前雖然氫能行業像雨后春筍般的發展，但是現在主要集中在物流、重卡、客車以及專用車方面，其它的可能后續還得大量的普及。
第二個方面，結合氫藍時代的一些工作，自己的研發實力進行，目前氫藍時代已經推出了6款核心的系統，第一款是20千瓦級的狐系列，在2022年的推出了第二款鷹系列50千瓦，在國內首款50千瓦系統搭載8.5米以上的客車，隨后又開發了60千瓦的鷹系列，主要采用了柔性的石墨雙極板電堆，在80千瓦的鵬系列，采用了仿真技術的金屬板電堆。
去年研發了鯤系列132千瓦，首個電堆功率突破130千瓦，實際上是132千瓦，目前麒麟級的200千瓦的已經推出。
公司的布局主要從4個方面來說，一個是戰略思路、研究方向、主要任務以及主要目標，戰略思路是從技術創新、科技創新、人才培養、標準研究以及測試驗證等方面，在研發方向方面主要是目前主攻的大功率電堆技術、集成以及策略耐久性、燃料電池系統，特別是在交通和電力方面的一個布局，主要任務就是從以上4個方面進行研發。 這是我們做的一些電堆的測試報告，電堆發電實驗以及零下30度冷堆啟動實驗，這是我們測試的裝置，對電堆進行測試，在通常情況下額定達到了100千瓦，在峰值的時候達到了109千瓦。 這是我們比較典型的一款電堆，109千瓦，這是冷啟動實驗發電性的檢測，漏水實驗、耐壓實驗，絕緣材料振動實驗以及測試臺架實驗，大家看到這些對測試還是進行了很多，我就不再贅述了。 值得一提的是為了更好的開發電堆，氫藍時代成立了深科鵬沃的子公司，目前是以金屬堆和石墨堆雙驅動，實現了自主電堆產品的全覆蓋，這是分別由第一代石墨、第二代石墨還有第三代的電堆，這是一些主要的應用場景，在卡車、船舶還有系統、雙極板以及膜電極方面。
值得一提的是現在也自主開發了高性能的膜電極，電能密度2安培的時候達到了1.35千瓦，在冷啟動壽命達到了2500小時，基于這樣一些場景，主要在材料方面，電解水膜等方面進行一些突破。 在系統集成方面，氫藍時代主要做了這么幾個工作，陽極系統的集成，陰極自增濕以及動力的回收，熱管理系統以及策略的優化，最終達到了系統的總體集成，這個是我們目前生產的車間。
此外因為公司現在也有大量的人才，主要是在仿真方面也做了一些工作，主要從三個方面，一個是系統多維度計算，動力經濟學仿真以及CAE的拓撲仿真，在多維的仿真進行了0維度、1維度以及3維度，最終實現的燃料電池系統壽命提升、效率提升、能量的控制、可靠性提升、動態的提升這個方面。
值得一提的是在壽命提升方面，金屬板做到25000小時，石墨板已經達到了15000小時。另外一方面在模型和檢測方面，因為做了大的仿真，在檢測方面主要是進行了陽極的壓力控制算法，還有空氣流量壓力解耦和算法，還有冷水系統控制，最終的目標是打造一個高性能、低成本、可靠的燃料電池系統。
在氫藍時代的測試系統來說，這個是我們位于深圳市龍華區的測試系統，測試中心是在水庫旁邊，也是比較好的一個條件，目前測試中心已經有2個150千瓦，2個200千瓦和1個300千瓦的測試臺架，基本上滿足的燃料電池系統的各個方面測試。 這是我們在調試，這是展示一下目前所有的測試臺架，從500千瓦、5000千瓦，目前還有1500千瓦的測試臺架。在DCDC的測試EIS檢測方面，目前電堆的零部件也進行了檢測，包括一些停機吹掃、阻抗這些。
在燃料電池的壽命耐久性方面，也是一個比較重要的話題，目前主要從這么幾個關鍵問題來說，一個是低溫冷啟動壽命敏感性研究，一個是關機氫泵效應膜電極的還原研究。 第三個方面主要說一下我們公司目前的應用場景，因為深圳的區域是基于一些海，有港口，還有像佛山、東（莞），這些都是一些工業型城市，所以在廠區、港口、公交方面，氫燃料電池系統具有廣泛的應用場景，主要有7個應用場景，下面我一一介紹。 目前氫藍時代已經打造了首個氫能產業示范港，在深圳的西部采用的是氫藍時代目前鯤系列132千瓦的系統，第二個就是在深圳的東部，目前有氫藍時代深圳巴士、深圳燃氣力圖打造深圳東部的鹽田，我們知道深圳的鹽田是一個比較重要的港口，另外也是想打造合作區的東部氫能走廊。 第三個方面，主要從氫能的公交示范、氫能通勤車以及氫能的專用示范，在2020年的時候搭載著氫藍時代的鷹系列50千瓦系統，已經在佛山成功運營，在2021年的時候氫藍時代的鵬系列80千瓦在南京，大家看到這個圖是氫藍時代的系統在云南的玉龍雪山進行了成功的測試，系統運行可靠穩定。 這個是交付給騰訊的60輛氫燃料電池車，這個是氫藍時代配套100套重卡交付給邯鄲，大概每年減少碳的排放是11000噸，此外還有一些環保車、環衛車、冷藏車、渣土車、垃圾車和攪拌車。
第四個方面，氫能特種車的示范，目前主要有這么一個，一個是鋼廠內的渣車，還有目前中冶寶鋼與氫藍時代以完成聯合團隊的組件，目前耐高溫、耐硫化物的專業系統方面。 此外，氫藍時代還與空鐵試圖打造首條燃料電池的空鐵示范線，還有地鐵工程示范方面。
值得一提的是上個月氫藍時代獲得全國級的認證，試圖在全國首個兆瓦級的燃料電池示范已經列入深圳市2022、2030重大項目。 最后一個方面氫燃料電池系統還可以使用在無人機方面，無人機在防火火災的檢測長距離檢測、長距離運輸以及夜間的搜尋，醫療等方面。氫燃料電池動力技術轉化效率超過50%，比鋰電能量密度更高，具有零污染、零排放、續航時間比較長，振動比較小，能源補充速度快，穩定性高，是當下比較重要的工業級無人機理想方案。
還有一些示范工程，目前公司也拿到了新疆庫爾勒的一些風電制氫項目，下面是哈爾濱的生物制氫以及消納應用，包括制氫提純加加氫發電的項目。另外還有一個是甲醇和冷電的聯供，下面比較靠海風能是比較豐富的，大概是電堆的200千瓦。
最后給各位介紹一下氫藍時代，深圳市氫藍時代是最有競爭力的燃料電池系統，電堆關鍵零部件公司正在向著研發核心能力穩步提高，系統主要用于動力和電力，目前員工有300多人，今年預計規模達到500多人，公司是在2018年成立，2019年的時候推出第一款系統 隨后在2020年、2021推出大功率電堆，目前公司在逐步的發展。氫藍時代的系統主要用于兩方面，一個是動力系統，一個是電力系統，剛才已經提到動力系統包括交通的各個場景，船舶、動力、重卡等，電力系統主要還是從這三個方面，熱點聯產、分布式發電以及儲能等。
此外公司也在布局燃料電池，包括電解水制氫的一些關鍵零部件的材料，比如說膜電極雙極板。 下面這個是剛才已經提到六大系統。 氫藍時代作為深圳市的一個氫能的骨干企業，目前也是深圳市氫能與燃料電池的會長單位，參加了一些深圳市還有廣東省的重大項目，我們也有院士團隊，也是深圳市的博士后創新實驗基地，獲得江蘇省因為在江蘇省有一個揚州氫藍時代，我們也拿到大量的政府的一些項目。
最后氫藍時代試圖打造全產業鏈攻關技術全系列的開發，創新應用資本賦能等方面，希望成長為氫能行業的領頭企業，希望氫能社會引領使命、開創人類氫生活而努力奮斗。謝謝。
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