百人会论坛2022-柴茂荣！氢能科技在北京冬奥会的应用实践与发展展望

2022年100人论坛委员会|柴茂荣！氢能源技术在北京冬奥会的应用实践与发展前景2019年3月25日，第八届中国电动汽车大会百强论坛于3月25日至27日在网上正式举行。

围绕“迎接新能源汽车市场化发展新阶段”主题，召开14场会议，聚焦行业热点，探讨发展趋势。

3月27日，在“新能源智能汽车投资与创新论坛”上，国家电投集团氢能技术开发有限公司首席技术官柴茂荣发表演讲。

以下为演讲摘要： 　　柴茂荣国家电投氢能技术开发有限公司首席技术官　　尊敬的各位领导，亲爱的专家，我??是国家电投氢能技术开发有限公司的柴茂荣。

我今天演讲的题目是《氢能技术在北京冬奥会的应用实践与发展展望》。

　　我今天报告的内容分为两部分：第一部分是国家电投氢能技术在冬奥会上的应用。

应用实践；二是国家电投氢能公司的引进。

　　“双碳”目标下，氢能产业必须肩负重要责任。

今年2月，习主席在中央政治局学习会上两次提到氢能。

3月23日，国家发改委正式发布国家氢能中长期发展规划，明确氢能战略定位，提出发展规划。

氢能的基本原则是“独立自主、安全第一、审慎应用”。

明确提出氢能产业示范应用要稳步推进、多元发展，以市场应用为驱动，有序推进绿色氢能在交通、电力、工业领域的应用。

也就是说，到年底，我国非化石能源比重将从目前的15%提高到25%，提高10个百分点。

氢能占终端能源消费比重由5%左右提高到20%左右。

　　在北京冬奥会上，大家看到我们原来提出的是“山区用氢，平原用电”。

最终，氢气也被实际运用到了平原地区。

本届冬奥会共设三个赛区。

北京赛区主要承办开闭幕式，以及所有冰上项目、自由式滑雪、大跳台项目。

冬奥会和残奥会期间，场馆可容纳著名运动员。

运动员和随队官员，国家电投在北京赛区共投入3辆氢能公交车，其中30辆处于储备状态。

延庆赛区主要承办有舵雪橇、雪橇和高山滑雪项目，包括我们都非常荣幸看到的项目。

高山滑雪方面，谷爱凌的高山滑雪比赛全部在延庆赛区举行。

　　冬奥会期间，场馆可容纳冬奥会和残奥会期间的运动员和随队官员。

我们国家电投公司提供了大约65辆氢能公交车，其中5辆是备用的。

张家口赛区主要承办除有舵雪橇、雪橇、高山滑雪、自由式跳台滑雪外的所有雪上运动项目。

冬奥会期间，这里共接待了200名运动员和随队官员。

我们国家电投没有在张家口赛区提供服务。

　　氢能方面，我们指的是我们国家电投公司的一个氢能品牌，也就是说我们从催化剂到质子膜，到膜电极，到双极板，到电堆，从系统具体到系统，整个系统都是我们国家电投公司研发、设计、生产的。

我们把它作为氢能源的商标，安装在我国的两辆公交车上。

一辆是北汽福田的公交车。

约50辆安装在北汽福田，另一辆安装在宇通客车上。

从这张图中可以看到，我们从开发到生产，到质量控制，到组装，到整个工厂，最后服务于整个客车画面。

我们的催化剂今年3月完成，我们的膜电极今年完成。

一月份，我们在冬奥会前六个月完成了气体扩散、车辆质子膜、膜电极、电堆和系统，我们还在博鳌论坛上讨论了我们的车辆。

做了一些示范操作。

　　我们国家电投公司在延庆赛区和北京赛区共投入车辆50辆，其中延庆赛区50辆，北京赛区90辆，整体50辆。

比赛期间，共开行列车97趟，接驳97人，总里程99公里，约占北京赛区总运输能力的60%左右，约占北京赛区总运输能力的80%左右。

延庆赛区。

这些数据是从奥组委交通保障团队获得的。

我们的主要联系人是技术官员、赛区保障技术人员、企事业单位领导、赛区观众、志愿者、运动员和裁判员、外奥法规、媒体等以及张家口比赛的一般人员该地区将由丰田汽车提供的Mirai LL、考斯特以及丰田指定生产的巴士进行运输。

　　除了我们的车外，我们还派出了多名巴士司机和支援人员，提供充足的支援服务。

我们全力服务奥运。

从1月15日开始，我们将进驻奥运场馆。

比赛于21日正式开始，至3月13日，总共约62天，我们保证了整个奥运会没有出现任何事故和故障，圆满完成了整个奥运会的连接任务。

　　对于我们整体来说，按照氢能公交车每百公里减少碳排放45公斤计算，整个冬奥会期间，包括准备期在内，我们总共行驶了92.5万公里，总碳减排量大约是吨。

我们的氢气全部来自燕山石化的工业副产氢气。

　　国家电投、宇通、福田11米公交车两辆车信息。

其中宇通客车是强混合动力，也就是说锂电池和燃料电池一起运行，总驱动电机的峰值功率可以达到Wa，对于我们延庆赛区的高山比赛来说，特别是落差1米的时候弯道很多，而且是雪路，宇通11米客车表现非常好。

海坨山最陡的路段基本上是我们的宇通11米客车完成了整个接驳任务。

福田的11米客车采用增程式燃料电池系统，因此功率比宇通客车小。

它的功率为千瓦，所以我们基本上使用燃料电池来进行平地上的连接任务。

　　除了燃料电池客车外，我们还与中国商飞合作开发了约三架冬奥无人机，其中两架用于巡线，一架用于移动基站和拍摄任务。

因为这涉及到一些技术秘密，而且我们和中国商飞有合作，所以我这里没有提供所有数据。

　　下面是我们国家电投集团氢能公司的简单介绍。

　　国家电力投资集团，简称国家电力投资公司，是中央直接管理的特大型、重要骨干企业。

成立于2016年7月，由原中国电力投资集团和国家核电技术有限公司重组而成。

国家电力投资公司是我国五大发电集团之一。

是全球最大的光伏发电公司，也是全球可再生能源发电装机容量最大的公司。

我们跻身世界500强企业之列。

国家电投公司氢能技术开发有限公司成立于2016年5月，是国家电投公司直属二级子公司。

也是我国第一家以氢能为主业的国有二级企业。

是唯一一家参与国家科技示范行动的氢能企业。

能源企业，目前在北京、宁波、武汉、长春、济南、佛山、东京、日本等地拥有10家子公司。

目前拥有员工总数，其中研发人员100余人。

研发团队85%以上拥有硕士、博士学位。

超过15%的人在海外，约5%是海归，平均年龄31岁。

　　国家电投整个产业布局，一是能源线，利用我们国家电投大量的可再生能源生产氢气，消耗多余的电力，然后供应加氢站和分布式功能。

此次北京冬奥会，我们为两个加氢站和装配线提供了服务。

我们主要通过技术研发来开发燃料电池和制氢设备，然后通过产品生产、制造和最终供应。

比如公交车或者我们自己的一些发电系统，然后通过这两条线，一是实现关键技术的自主研发，然后进行基础设施的建设，二是生态系统的建设，建立生态系统。

整个氢能经济的发展。

　　现在我们基本掌握了催化剂、气体扩散层、质子交换膜、膜电极、双极板等所有基础核心技术。

这五项核心技术。

对于燃料电池产品和质子交换膜制氢产品两大产品线，我们已经基本实现了全程生产规模。

作为系列产品，我们主要包括水冷燃料电池系统和风冷燃料电池，以及PEM制氢、电解槽等。

我们的目标是自主性、高性能和低成本。

我们现在力争今年燃料电池堆的价格低于每千瓦1元，系统在每千瓦1元以内。

这是我们现在的主要目标之一。

　　核心技术方面，高效膜电极、催化剂、质子交换膜、气体扩散层、七合一膜电极均由我们自主生产。

还有钛基双极板，我们也是自己生产的，包括钛原材料的加工，到层压，最后成型和制造我们的双极板。

我们有这些产品的生产线。

至于电堆，我们在材料层面实现了完全自主，即电堆设计、组装工艺、密封工艺、快速激活设备。

我们基本上都是自主的。

我们在辅助系统上也实现了完全自主化，其中只有氢气泵没有完全国产化。

最后，我们目前正在研究它。

基本上整个系统已经研究完毕，但是整个氢气泵还没有投入使用。

　　我们的催化剂已掌握核心技术并实现量产。

我们的产品性能均达到世界领先水平。

因为我自己在20世纪80年代留学日本，所以进行了催化剂的研发。

我在 20 世纪 80 年代开始开发 Pt/C 催化剂。

我也是世界上最早开发Pt/C催化剂的人之一。

一。

我们现在的催化剂，无论是分散性、耐久性、活性、比表面积等，都处于世界领先水平，因为我在日本曾经是一个非常优秀的人。

大公司本来就是做催化剂业务的，所以我对这方面非常有信心，能够达到世界领先水平。

　　质子交换膜，我们现在就来说说。

目前我们正在采用国外进口树脂实现批量生产。

一些产品的性能已经达到了世界最好的水平，但下一步我们也想使用这些质子交换膜。

该树脂已国产化开发并替代。

我们现在已经完成了该树脂的实验室测试，最后我们正在基于该组合制作中试线。

可以看到，在不加湿的条件下，我们的性能仍然领先于进口质子膜。

　　碳纸扩散层，我们掌握了从碳纤维合成到GDL扩散层的一整套技术。

复写纸已在实验室实现工艺技术开发。

计划今年8月完成年产80万平方米生产线建设并实现量产。

GDL扩散已经用了很长时间了，因为现在我们的质子膜电极，冬奥会的膜电极，GDL都是我们自己的，我们是进口碳片，但是下一步，我自己的碳片很快就会出来。

。

　　钛双极板掌握了流道设计、薄板轧制、冲压、焊接、表面涂层处理等全套技术。

双极板生产线于2015年建成投产，目前产能60万片。

今年我们的产量扩大到10000根，也就是年产10000根桩的生产线正在建设中。

这意味着我们国家电投公司实际上是继丰田之后全球第二家掌握钛双极板完整生产工艺的企业。

而且钛双极板的材质虽然稍贵，但是它的预处理成本比较低，而且因为它具有更好的耐腐蚀性，所以它的总成本其实并不比我们现在的不锈钢双极板高。

　　膜电极方面，我们完成了催化剂、质子膜、碳纸扩散层全部自产材料的开发。

从这张图就可以看出我们产品的性能。

我们开发的材料与丰田目前正在开发的 Mirai III 基本相同。

因为我在日本，我们一直在和丰田共同开发，所以我能做到。

它在 0.6V 时可达到 3.2 安培/平方厘米。

我们的性能应该比国内大部分膜电极要好。

高了不少，这个已经接近丰田的水平了。

　　就电池堆而言，我们已经完成了三个型号，分别是80千瓦、千瓦和千瓦电堆。

我们在本届冬季奥运会上使用了千瓦级的电池组。

在产品性能方面，我们使用额定功率作为我们的名义名称。

也就是千瓦的时候，我们的单片机平均电压0.6V就超过V了，实际上来讲，平均功率可以达到千瓦左右。

　　动力系统，我们现在，因为动力系统本身需要使用部分电力，所以基于以上三个燃料电池电堆，我们现在有三个动力电池系统，分别是65千瓦、80千瓦和千瓦。

我们已经基本完成了我们的公交车、我们的乘用车以及我们未来的重型卡车的这三个电池堆的设计。

当然，对于重型卡车，我们可能会使用两套FCS系统来完成。

　　电解槽方面，目前我们已经完成了标准兆瓦级电解槽的开发。

我们下一步准备开发10兆瓦电解槽。

目前我们的整个产品线都在长春。

　　燃料电池核心材料组件产能不足1000台。

从这张照片可以看到，我们在北京铺设了一条膜电极中试生产线，在宁波铺设了一条双极板和电堆生产线，在长春铺设了一条生产线。

生产线。

　　就我们整个项目的产业布局来说，我们在北京、武汉、宁波、日本长春、济南、佛山等都有产业布局，如果下一步要做的话，也可能是中西部地区，比如河南或者四川等地都部署了我们的产能。

　　我的报告就这些了。