燃料電池究竟能不能起飛？

追溯歷史，不難發(fā)現(xiàn)，和近五年來(lái)一日千里的動(dòng)力電池相比，氫燃料電池的推廣速度可以說(shuō)慢如蝸牛，不過(guò)去年開始加速。

2018年，有望成為氫燃料電池起飛的元年嗎?

2月11日，“中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”由國(guó)家科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)與信息化部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委、國(guó)家能源局、中國(guó)工程院等單位的指導(dǎo)下，由國(guó)家能源投資集團(tuán)有限責(zé)任公司牽頭，聯(lián)合中國(guó)鋼研、一汽集團(tuán)、上汽集團(tuán)等17家大型企業(yè)、知名高校和研究機(jī)構(gòu)成立。

工信部部長(zhǎng)苗圩在當(dāng)日出席中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟成立大會(huì)時(shí)指出，氫燃料電池汽車會(huì)與純電動(dòng)汽車長(zhǎng)期并存互補(bǔ)。工信部下一步將完善頂層設(shè)計(jì)，加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，開展示范運(yùn)行，并優(yōu)化發(fā)展環(huán)境。

清華大學(xué)核能與新能源技術(shù)研究院教授、國(guó)際氫能協(xié)會(huì)副主席毛宗強(qiáng)根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)公開資料統(tǒng)計(jì)，僅2017年氫燃料電池投資項(xiàng)目(2020年投產(chǎn))就達(dá)1000多億，產(chǎn)能為17萬(wàn)套氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。

英國(guó)石油公司(BP)3月15日發(fā)布的能源技術(shù)展望報(bào)告預(yù)測(cè)，未來(lái)5-10年間氫燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的制造成本會(huì)逐步下降到與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)持平的價(jià)格，氫燃料汽車的成本下浮空間最大。

不過(guò)，追溯歷史，不難發(fā)現(xiàn)，和近五年來(lái)一日千里的動(dòng)電池相比，氫燃料電池的推廣速度可以說(shuō)慢如蝸牛，不過(guò)去年開始加速。

根據(jù)美國(guó)市場(chǎng)調(diào)研及咨詢公司Information Trends LLC在2017年11月發(fā)布的報(bào)告《燃料電池汽車：全球市場(chǎng)分析》，從1968年第一輛氫燃料電池車問(wèn)世到2017年9月，全球已售出超過(guò)5500輛燃料電池汽車。2017前三季度的銷量將近2400輛，幾乎占到了累計(jì)銷量的半壁江山。

那么，氫燃料電池汽車未來(lái)發(fā)展究竟如何?就此問(wèn)題，大出行下半場(chǎng)專訪了毛宗強(qiáng)教授。

加氫站掣肘

大出行下半場(chǎng)：氫燃料汽車真的比其他類型的汽車更清潔嗎?

毛宗強(qiáng)：目前全球96%-97%的氫來(lái)自于化石燃料。如果用可再生能源制氫，比如風(fēng)電、光伏，甚至是電解水制氫，也都需要耗能，因此只能從大概上去考慮。

目前，有一個(gè)比較的指標(biāo)。豐田公司曾測(cè)算過(guò)，對(duì)于內(nèi)燃機(jī)汽車，從油井、油箱再到車輪，效率為14%左右。而從油井制氫再到氫燃料電池車的車輪，效率約為28%-30%。內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)發(fā)展100多年，體系完善，能提高1%的效率都很不容易，而氫燃料電池車的效率比內(nèi)燃機(jī)汽車高出一倍。

人類不斷朝前進(jìn)步，但發(fā)展新東西都是在現(xiàn)有基礎(chǔ)上的，那就總會(huì)有各種各樣的問(wèn)題，不過(guò)隨著慢慢發(fā)展會(huì)越來(lái)越完善。從長(zhǎng)遠(yuǎn)看，燃料電池汽車是個(gè)很好的解決方案。

大出行下半場(chǎng)：全球各大車企紛紛投資電動(dòng)汽車，為什么氫燃料電池汽車只有日本豐田等少數(shù)幾家車企投資?

毛宗強(qiáng)：這觸及到實(shí)際問(wèn)題，即氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題。

現(xiàn)在能對(duì)氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的車企僅3家，韓國(guó)現(xiàn)代在2013年就實(shí)現(xiàn)批量出口北歐，另外兩家是日本的豐田和本田。

戴姆勒、福特、通用等車企雖然很早就開始研發(fā)，但還沒有產(chǎn)業(yè)化，也沒有商業(yè)銷售，主要問(wèn)題是成本降不下來(lái)。

比如，奔馳1995年制造出第一輛燃料電池汽車NECAR I，那輛車很大、很笨，但以后每年都不斷改進(jìn)，技術(shù)完全滿足實(shí)際駕駛需要。奔馳曾經(jīng)用3輛氫燃料電池小轎車全球環(huán)演過(guò)，引起轟動(dòng)，但產(chǎn)業(yè)化卻遲遲沒有動(dòng)靜，原因就是成本。而豐田等車企能夠量產(chǎn)，離不開先進(jìn)工藝、經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和設(shè)備，使其生產(chǎn)成本得到很好的控制。

但為何氫燃料電池汽車銷售數(shù)量并不大?主要制約因素就是加氫站。目前加氫站數(shù)量太少，全球范圍內(nèi)售賣或租賃的氫燃料電池汽車只有6000多輛。

目前，多個(gè)國(guó)家的政府和企業(yè)都在大力規(guī)劃、積極投資建設(shè)加氫站，一旦過(guò)了拐點(diǎn)，我認(rèn)為加氫站數(shù)量就會(huì)井噴，可以想見再過(guò)幾年，氫燃料電池汽車的銷量將相當(dāng)可觀。

大出行下半場(chǎng)：你怎么看燃料電池汽車和電動(dòng)汽車之間的關(guān)系?未來(lái)的發(fā)展路徑，是否是氫燃料電池汽車會(huì)與純電動(dòng)汽車長(zhǎng)期并存?

毛宗強(qiáng)：實(shí)際上從大類來(lái)講，氫燃料電池汽車和純電動(dòng)汽車都是電動(dòng)汽車范疇，氫燃料電池也是發(fā)電，通過(guò)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車行駛。但氫燃料電池汽車是自帶氫氣來(lái)發(fā)電，電動(dòng)車直接用電池?cái)y帶的電能推動(dòng)發(fā)電機(jī)驅(qū)動(dòng)車輪。

目前，兩種車是兄弟關(guān)系，未來(lái)也是兄弟關(guān)系。我很贊成“電電混合”這條路。和電動(dòng)汽車相比，燃料電池汽車有差距，但這種情況下還想發(fā)展燃料電池汽車，采取這種中國(guó)路線，很實(shí)際。

不過(guò)從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，氫燃料電池汽車可能后勁更足。五年內(nèi)，氫燃料電池汽車的規(guī)模小一點(diǎn)，電動(dòng)車大一點(diǎn)，再往后形勢(shì)可能顛倒。像日本，小轎車的氫燃料電池系統(tǒng)輸出功率已經(jīng)能做到114kw。

尤其是隨著汽車無(wú)人駕駛的實(shí)現(xiàn)，使氫燃料電池車會(huì)更有前景。因?yàn)闊o(wú)人駕駛技術(shù)需要很多傳感器和變送器，這些要消耗不少電能，對(duì)已經(jīng)有“里程焦慮”的純電池電動(dòng)車來(lái)說(shuō)，加重了它的負(fù)擔(dān)。

彎道超車?現(xiàn)實(shí)不樂觀

大出行下半場(chǎng)：目前，我國(guó)氫能發(fā)展進(jìn)度如何?

毛宗強(qiáng)：在國(guó)內(nèi)，氫能作為工業(yè)產(chǎn)品應(yīng)用已經(jīng)有很長(zhǎng)時(shí)間。

制氫方面，我國(guó)是產(chǎn)氫大國(guó)，貢獻(xiàn)了全球6000萬(wàn)噸產(chǎn)氫量中的2200萬(wàn)噸，占比達(dá)34%。制氫來(lái)源和國(guó)際差不多，絕大部分來(lái)自化石能源。又因?yàn)槲覈?guó)煤炭含量豐富，因此煤制氫成為化石能源制氫的主要來(lái)源。

儲(chǔ)運(yùn)氫一般有液氫儲(chǔ)氫、高壓儲(chǔ)氫、固態(tài)儲(chǔ)氫、有機(jī)液體儲(chǔ)氫等幾種方法。

首先看液氫儲(chǔ)氫，國(guó)內(nèi)主要用在航天上，尚未民用，而國(guó)外已有少量民用。

高壓儲(chǔ)氫方面，中國(guó)制作出一種加氫站用的氫氣罐，壓力最高、容積最大。內(nèi)筒由不銹鋼制成，外纏鋼帶以提高抗壓強(qiáng)度，這是中國(guó)對(duì)國(guó)際氫能的貢獻(xiàn)。國(guó)際上做高壓容器氫氣罐一般用鋼錠鍛造制成，而且要用特別耐氫氣的鋼，因?yàn)闅錃鈱?duì)一般碳鋼有脆化作用(氫脆)，因此直徑不超過(guò)0.6m。而國(guó)內(nèi)氫氣罐用不會(huì)產(chǎn)生氫脆反應(yīng)的不銹鋼或鋁做內(nèi)筒，外纏鋼帶，可以做到1.1m。

我國(guó)制作的25兆帕車載氣罐因質(zhì)量好、價(jià)格便宜已出口美國(guó)，35兆帕的可以批量生產(chǎn)，70兆帕僅有樣品，而國(guó)外已有產(chǎn)品。

在固態(tài)儲(chǔ)氫上，全球年產(chǎn)1.5萬(wàn)噸鑭鎳儲(chǔ)氫合金，中國(guó)占1萬(wàn)噸，日本占5000噸。

而有機(jī)液體儲(chǔ)氫，比如苯和氫合成環(huán)己烷后再脫氫，我國(guó)也有一定研究。

國(guó)內(nèi)的氫燃料電池技術(shù)可以說(shuō)差臨門一腳。零部件制造水平不差，催化劑、膜都能做。但是組裝起來(lái)性能差一點(diǎn)，主要原因是投資不夠，企業(yè)上手晚，若假以時(shí)日，我認(rèn)為比肩國(guó)際水平是沒問(wèn)題的。

應(yīng)用方面也存在一定差距，比如分布式電站做得少，氫燃料電池性能不是特別好。比如，日本家用熱電聯(lián)供燃料電池的壽命已達(dá)到9萬(wàn)小時(shí)。

大出行下半場(chǎng)：你曾經(jīng)是中國(guó)首個(gè)國(guó)家973氫能項(xiàng)目首席科學(xué)家。我國(guó)“九五”、“十五”期間就曾發(fā)展過(guò)氫燃料電池，為何這么多年進(jìn)展好像不大?

毛宗強(qiáng)：通俗來(lái)講，就是“起了個(gè)大早，趕了個(gè)晚集”。

大致來(lái)說(shuō)有這么幾個(gè)因素。我國(guó)發(fā)展氫燃料電池車的步驟最初是跟著國(guó)外走。在2009年、2010年左右，時(shí)任美國(guó)能源部長(zhǎng)朱棣文的力推下，美國(guó)把氫能經(jīng)費(fèi)砍了一半。美國(guó)不搞，我國(guó)的發(fā)展也緩慢下來(lái)。

其次，我國(guó)研發(fā)以高校、科學(xué)院(如大連化物所)研發(fā)為主，經(jīng)費(fèi)少，成果轉(zhuǎn)化難。國(guó)外則以企業(yè)為主，經(jīng)費(fèi)多，而且商業(yè)目的明確，從科研、樣機(jī)到產(chǎn)品，企業(yè)一步步朝前走。

大出行下半場(chǎng)：近期氫燃料電池汽車這塊兒，有關(guān)部門和企業(yè)有不少表態(tài)和行動(dòng)，這意味著什么呢?

毛宗強(qiáng)：說(shuō)明大家逐漸認(rèn)識(shí)到事情的重要性。從日本、韓國(guó)來(lái)看，氫燃料電池汽車的商業(yè)化路線是沒問(wèn)題的。等到2018年、2019年，許多國(guó)外廠家也紛紛進(jìn)場(chǎng)的話，中國(guó)如果不行動(dòng)起來(lái)，可能丟失這個(gè)機(jī)會(huì)。

我贊同“彎道超車”的提法，但現(xiàn)實(shí)并不太樂觀。目前氫燃料電池汽車在國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀是投資多，但局面比較混亂。

大出行下半場(chǎng)：你認(rèn)為制約國(guó)內(nèi)氫燃料電池汽車發(fā)展的最主要因素是什么?

毛宗強(qiáng)：也是加氫站。國(guó)內(nèi)加氫站審批手續(xù)繁雜，而像美國(guó)加州有專門的加氫站申請(qǐng)文件，想辦加氫站，從政府網(wǎng)站下載文件，一步步做下來(lái)就可以。所以我一直呼吁國(guó)內(nèi)審批規(guī)范，相關(guān)部門有規(guī)可依，參與者有路可走。

最新數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)有12座加氫站，但沒有一座是真正公開服務(wù)的，都是各單位自建自用的。另外，在建19座，計(jì)劃選地的超過(guò)300座。