在汽車(chē)上使用氫氣與使用汽油相比，前者的安全性并不比后者差，車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中是能夠確保氫氣安全使用的。真要是發(fā)生泄漏事故，汽油是彌漫性的，非常危險(xiǎn)，而氫氣不是這樣。
核心觀點(diǎn)摘錄
【氫氣安全性并不比汽油差】
在汽車(chē)上使用氫氣與使用汽油相比，前者的安全性并不比后者差，車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中是能夠確保氫氣安全使用的。真要是發(fā)生泄漏事故，汽油是彌漫性的，非常危險(xiǎn)，而氫氣不是這樣。
【燃料電池成本高昂的原因】
目前燃料電池是很貴的，貴的原因主要是因?yàn)檫€沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。降低燃料電池成本也有不少難點(diǎn)：例如，氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)需要貴金屬催化劑；燃料電池的性能衰減。
【燃料電池汽車(chē)有望率先普及的應(yīng)用場(chǎng)景】
燃料電池汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)并不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而是互為補(bǔ)充。在中小型乘用車(chē)堅(jiān)持以純電動(dòng)為新能源汽車(chē)發(fā)展方向的同時(shí)，大型商用車(chē)領(lǐng)域完全可以優(yōu)先發(fā)展燃料電池汽車(chē)。
【氫氣是非常好的儲(chǔ)能載體】
在二次能源結(jié)構(gòu)里，氫能是可以和電能形成天然互補(bǔ)的能源載體。中國(guó)的可再生能源很豐富，現(xiàn)在的問(wèn)題在于電能的儲(chǔ)存很困難，導(dǎo)致很多清潔的光電和風(fēng)電都白白浪費(fèi)了，而氫氣恰恰是非常好的儲(chǔ)能載體。
【氫被歸類(lèi)于危險(xiǎn)化工品不利于產(chǎn)業(yè)發(fā)展】
氫氣有時(shí)候不是作為能源、而是作為化工品被看待，這是全世界的普遍狀況，在中國(guó)更為突出。按照現(xiàn)在的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，氫氣只能在化工區(qū)使用，因?yàn)樗粴w類(lèi)于危險(xiǎn)化工品。
【中國(guó)發(fā)展氫能的迫切之處】
第一，中國(guó)能源需求正在持續(xù)快速增長(zhǎng)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提升，中國(guó)的能源需求將不斷增長(zhǎng)，亟需緩解傳統(tǒng)能源壓力，以新的能源形式補(bǔ)足缺口；第二，中國(guó)當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主，結(jié)構(gòu)過(guò)于單一，而且面臨高碳?jí)毫Α?/span>
【氫氣的能源定位需要國(guó)家戰(zhàn)略支持】
目前加氫技術(shù)和加氫站建設(shè)技術(shù)都已經(jīng)成熟，但是加氫站的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還不健全。我國(guó)只有在國(guó)家戰(zhàn)略層面上明確氫氣的能源定位，才能在法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)層面上有所發(fā)展和突破，從而最終解決加氫站建設(shè)的難題。
對(duì)話正文
趙福全：鳳凰汽車(chē)的各位網(wǎng)友，大家好！歡迎來(lái)到鳳凰汽車(chē)“趙福全研究院”高端對(duì)話欄目。我是本欄目的主持人、清華大學(xué)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)與技術(shù)戰(zhàn)略研究院院長(zhǎng)趙福全。今天我們非常榮幸地請(qǐng)到了同濟(jì)大學(xué)校長(zhǎng)助理、新能源汽車(chē)與動(dòng)力系統(tǒng)國(guó)家工程實(shí)驗(yàn)室主任余卓平教授。余老師，請(qǐng)和網(wǎng)友們打個(gè)招呼。
余卓平：各位網(wǎng)友好！
趙福全：余老師，您從事新能源汽車(chē)相關(guān)研究工作已有20余年，是中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的親歷者和參與者，也是本領(lǐng)域主要的學(xué)者之一。特別值得一提的是，您在同濟(jì)大學(xué)輔助當(dāng)時(shí)擔(dān)任校長(zhǎng)、后來(lái)?yè)?dān)任科技部部長(zhǎng)的萬(wàn)鋼（現(xiàn)任中國(guó)科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)主席），直接參與了很多重要的國(guó)家新能源項(xiàng)目，可以說(shuō)為中國(guó)新能源汽車(chē)的發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。
很多人以為新能源汽車(chē)就是指純電動(dòng)汽車(chē)，實(shí)際上中國(guó)把純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)以及插電式混合動(dòng)力汽車(chē)都定義為新能源汽車(chē)。今天主要想和您談?wù)勅剂想姵仄?chē)。燃料電池汽車(chē)從之前的很少有人問(wèn)津到現(xiàn)在的備受關(guān)注，產(chǎn)業(yè)熱度正在不斷升溫。那么，燃料電池汽車(chē)究竟是怎樣一種產(chǎn)品？請(qǐng)您和網(wǎng)友做個(gè)簡(jiǎn)單的科普，給大家介紹一下燃料電池汽車(chē)的基本工作原理。
余卓平：本質(zhì)上，燃料電池與我們現(xiàn)在電動(dòng)車(chē)上使用的動(dòng)力電池完全不同。常規(guī)的動(dòng)力電池能夠把電能儲(chǔ)存在其中，使用的時(shí)候再把電能釋放出來(lái)。而燃料電池實(shí)際上相當(dāng)于是一個(gè)發(fā)電機(jī)，其工作原理是電解水的逆過(guò)程。電解水是把水中的氫元素和氧元素分解開(kāi)，這個(gè)化學(xué)反應(yīng)是可逆的。如果讓氫氣和氧氣發(fā)生化合反應(yīng)生成水，在反應(yīng)過(guò)程中就會(huì)產(chǎn)生電子流動(dòng)從而形成電流，燃料電池就是這樣一個(gè)發(fā)電裝置。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，燃料電池的工作原理就是將氫氣作為燃料，與空氣里的氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)行發(fā)電。從概念上講，氫氣和燃料電池的關(guān)系就像煤炭和燃?xì)廨啓C(jī)、石油和發(fā)動(dòng)機(jī)的關(guān)系。
燃料電池的一大優(yōu)點(diǎn)是其環(huán)保特性。實(shí)際上，全球能源發(fā)展的總體趨勢(shì)就是一個(gè)“減碳加氫”的過(guò)程——能源載體從柴草到煤炭、到汽柴油、再到天然氣，可以看到這些能源載體中的碳元素越來(lái)越少，氫元素越來(lái)越多。現(xiàn)在全球都在致力于低碳發(fā)展，但目前所使用的主要能源的含碳量依然普遍較高。按照“減碳加氫”的理念，很多人認(rèn)為氫氣是未來(lái)的終極能源。需要注意的是，這不是指未來(lái)全球只用氫能源，而是從“脫碳”的角度來(lái)講，“脫碳”到極致就沒(méi)有碳元素，只剩下氫元素了，也就是說(shuō)氫氣代表著“脫碳加氫”的極致?tīng)顟B(tài)。
趙福全：您談到燃料電池的工作原理是氫氣和氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生電流而輸出電能。那么作為動(dòng)力系統(tǒng)，燃料電池的結(jié)構(gòu)是怎樣的？動(dòng)力輸出是如何實(shí)現(xiàn)的呢？
余卓平：燃料電池與發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理不一樣，不過(guò)在結(jié)構(gòu)上又有很多類(lèi)似的地方。發(fā)動(dòng)機(jī)是一個(gè)完整的動(dòng)力裝置，燃油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒，產(chǎn)生爆炸力推動(dòng)活塞和連桿運(yùn)轉(zhuǎn)，將力轉(zhuǎn)化成扭矩。而燃料電池不是一個(gè)完整的動(dòng)力系統(tǒng)，它只是一個(gè)發(fā)電機(jī)。當(dāng)燃料電池作為汽車(chē)動(dòng)力源的時(shí)候，還需要電動(dòng)機(jī)的配合，由電動(dòng)機(jī)把電能變成扭矩。也就是說(shuō)，燃料電池加上電動(dòng)機(jī)，才是一個(gè)完整的動(dòng)力裝置。
在汽車(chē)業(yè)內(nèi)，我們常說(shuō)燃料電池和發(fā)動(dòng)機(jī)很像，甚至把它稱為“燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)”。有些人不理解，說(shuō)燃料電池明明是發(fā)電機(jī)，為什么叫“燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)”？這是因?yàn)樵谲?chē)輛工程領(lǐng)域的“燃料電池”，指的就是由燃料電池和電機(jī)組合而成的動(dòng)力系統(tǒng)，從整個(gè)系統(tǒng)看，它確實(shí)相當(dāng)于發(fā)動(dòng)機(jī)。
其實(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)在本質(zhì)上也是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的裝置，除了產(chǎn)生能量的燃燒室以外，還有空氣供給系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)、熱管理系統(tǒng)等。而在燃料電池里也有類(lèi)似的這三套系統(tǒng)，燃料電池也需要燃料系統(tǒng)，不同的是它的燃料是氫氣而不是燃油；同時(shí)也需要有空氣供給系統(tǒng)，不只是進(jìn)氣，燃料電池也會(huì)排放尾氣，不同的是排放出來(lái)的氣體遠(yuǎn)比發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣清潔；此外也一樣需要熱管理系統(tǒng)。所以從車(chē)用動(dòng)力源的角度來(lái)看，燃料電池和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，除了燃燒和發(fā)電的環(huán)節(jié)不一樣，其他部分基本一致。
趙福全：您剛才提到燃料電池時(shí)，總是限定于氫燃料電池，為什么一定要把“氫”和“燃料電池”綁定呢？燃料電池不能使用其他種類(lèi)的燃料嗎？
余卓平：燃料電池的屬性與所使用的燃料密切相關(guān)，車(chē)用燃料電池的主要能源就是氫氣。就像發(fā)動(dòng)機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)一樣，燃料電池也有很多種類(lèi)。其中一類(lèi)叫質(zhì)子交換膜燃料電池，這種燃料電池的結(jié)構(gòu)極其簡(jiǎn)單——兩塊極板中間夾一張質(zhì)子交換膜，就組成了一個(gè)燃料電池單體，很多個(gè)單體組合在一起，就是一個(gè)電堆。質(zhì)子交換膜燃料電池利用氫氣和氧氣反應(yīng)直接發(fā)電。
燃料電池中還有其他很多種類(lèi)，例如固體氧化物燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池等，固體氧化物燃料電池不但可以用氫氣作為燃料，還可以“吃粗糧”，也就是可以用天然氣、甲醇等作為燃料。因?yàn)樗茉诟邷叵掳烟細(xì)浠衔锓纸猱a(chǎn)生氫氣，所以理論上只要燃料含有氫元素就可以用于固體氧化物燃料電池。
不過(guò)，目前車(chē)用燃料電池的主流還是質(zhì)子交換膜燃料電池，因?yàn)檫@類(lèi)燃料電池使用純氫作為燃料，排放零污染，這一點(diǎn)與汽車(chē)追求零排放的目標(biāo)是契合的。如果使用固體氧化物燃料電池，以甲醇或天然氣作為燃料時(shí)，那就和傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣有溫室氣體和污染物排放，因此還要開(kāi)發(fā)相應(yīng)的排氣凈化處理裝置。
趙福全：余老師剛剛和大家分享了燃料電池的基本工作原理，其核心部件是一個(gè)化學(xué)反應(yīng)的發(fā)電裝置，再與電機(jī)等其他零部件組合在一起構(gòu)成動(dòng)力源。回到我們汽車(chē)產(chǎn)業(yè)，燃料電池是什么時(shí)候開(kāi)始應(yīng)用的？
余卓平：對(duì)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)而言，我們接觸到的燃料電池主要都是車(chē)用燃料電池。其實(shí)燃料電池研究是從電化學(xué)領(lǐng)域起步的，最初是電化學(xué)科學(xué)家研發(fā)出了燃料電池。而且燃料電池的使用最早也不是在汽車(chē)領(lǐng)域，而是在航天領(lǐng)域，為了能使衛(wèi)星運(yùn)行的時(shí)間更長(zhǎng)，需要一個(gè)儲(chǔ)能密度高的裝置作為動(dòng)力源，燃料電池能夠滿足這個(gè)需求，因此得以在航天領(lǐng)域應(yīng)用。而汽車(chē)工程師們的貢獻(xiàn)就是把這個(gè)科研成果變成了一個(gè)可用于車(chē)輛的產(chǎn)品。
燃料電池在道路交通領(lǐng)域的首次應(yīng)用可以追溯到上個(gè)世紀(jì)末。1994年，戴姆勒（當(dāng)時(shí)稱戴姆勒-奔馳）公司發(fā)覺(jué)燃料電池是未來(lái)車(chē)用動(dòng)力一個(gè)非常好的方向，就開(kāi)發(fā)出全球第一輛燃料電池汽車(chē)。當(dāng)時(shí)那輛汽車(chē)的外觀類(lèi)似于金杯那樣的小面包車(chē)，前面有駕駛座和副駕駛座，車(chē)廂內(nèi)其他空間全部是燃料電池裝置，包括儲(chǔ)存的氫氣和氧氣，這套裝置塞滿了車(chē)輛后部空間。三年后，戴姆勒公司對(duì)這套裝置進(jìn)行了小型化改進(jìn)，把燃料電池系統(tǒng)成功裝到了A級(jí)轎車(chē)?yán)?，而且能保證五個(gè)座位的空間，不足的是這輛車(chē)沒(méi)有行李廂，這就是當(dāng)年燃料電池汽車(chē)起步時(shí)的情況。
趙福全：這么說(shuō)來(lái)，燃料電池汽車(chē)的歷史并不長(zhǎng)。那么，目前全球車(chē)用燃料電池技術(shù)進(jìn)展到了什么程度？其產(chǎn)業(yè)化情況以及競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)又如何呢？
余卓平：燃料電池在汽車(chē)上使用的歷史雖然很短，只有二十多年，但是進(jìn)步非常快。燃料電池未來(lái)的發(fā)展，不僅取決于其排放的清潔性，也取決于其成本。目前燃料電池是很貴的，貴的原因主要是因?yàn)檫€沒(méi)有實(shí)現(xiàn)大規(guī)模量產(chǎn)。展望未來(lái)，大家普遍認(rèn)為車(chē)用燃料電池將是一套低成本的動(dòng)力裝置。
對(duì)燃料電池未來(lái)成本持樂(lè)觀看法的原因之一，是燃料電池的零件數(shù)量很少，僅是傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的百分之幾，一旦大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化就可以顯著降低成本。原因之二，在于燃料電池性能衰減和壽命問(wèn)題的攻關(guān)已經(jīng)初見(jiàn)效果。二十年來(lái)，工程技術(shù)人員一直在致力于攻關(guān)燃料電池的性能衰減和壽命難題。燃料電池剛被研發(fā)出來(lái)時(shí)，運(yùn)行2000小時(shí)，其性能就會(huì)出現(xiàn)大幅度衰減。曾經(jīng)我們提出的研發(fā)目標(biāo)是使燃料電池的壽命超過(guò)5000小時(shí)，而目前通過(guò)持續(xù)的技術(shù)攻關(guān)，公交車(chē)上燃料電池的使用壽命已經(jīng)超過(guò)10000小時(shí)了。
當(dāng)然，降低燃料電池成本也有不少難點(diǎn)。主要是氫氣和氧氣的化學(xué)反應(yīng)需要催化劑，按現(xiàn)在的技術(shù)水平，催化劑只能使用一些貴金屬，比如鉑。鉑是稀有金屬，成本高昂。雖然經(jīng)過(guò)二十年的發(fā)展，燃料電池中鉑的用量已經(jīng)大幅下降，但成本仍然較高。目前在一些小批量商業(yè)化的燃料電池汽車(chē)上鉑用量約為0.3g/kW，按此估算，對(duì)于100kW的電堆，需要使用30克鉑，而二十年前同樣功率的電堆，鉑用量是這個(gè)數(shù)字的5倍以上。
目前實(shí)驗(yàn)室做出的燃料電池鉑用量可以達(dá)到0.1g/kW的水平，這是什么概念呢？傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)通常有兩個(gè)地方要用到鉑，一個(gè)是在尾氣排放裝置中用來(lái)凈化有害物質(zhì)，另一個(gè)是汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)里的點(diǎn)火觸點(diǎn)。當(dāng)燃料電池的鉑用量下降到0.1g/kW時(shí)，就和汽油機(jī)的鉑用量基本相當(dāng)了。從這個(gè)角度講，大家還是應(yīng)該有信心，未來(lái)燃料電池成本不會(huì)居高不下。只是在沒(méi)有大批量產(chǎn)業(yè)化之前，預(yù)期成本都是估算出來(lái)的，真正的成本還需要在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中才能確定。
提到成本，我還想說(shuō)一個(gè)觀點(diǎn)。很多人都誤認(rèn)為汽車(chē)沒(méi)什么技術(shù)含量，覺(jué)得汽車(chē)技術(shù)相對(duì)于航空航天技術(shù)來(lái)說(shuō)太普通、太簡(jiǎn)單了。但實(shí)際上，汽車(chē)核心技術(shù)絲毫不亞于航空航天技術(shù)，在某些方面，對(duì)汽車(chē)技術(shù)的要求甚至高于航空航天領(lǐng)域。一方面，對(duì)汽車(chē)產(chǎn)品性能的要求并不低于航空航天產(chǎn)品，因?yàn)槠?chē)需要滿足各種截然不同的使用條件；另一方面，汽車(chē)技術(shù)在成本方面的要求遠(yuǎn)高于航空航天技術(shù)，一旦成本高了，汽車(chē)就賣(mài)不出去了。作為大眾化的商品，汽車(chē)要在大規(guī)模生產(chǎn)中確保性能和降低成本，這一點(diǎn)與航空航天產(chǎn)業(yè)不同。在航空航天領(lǐng)域，無(wú)論是大型客機(jī)，還是火箭、衛(wèi)星，成本都不是最主要的考慮因素。最終，花費(fèi)一兩年的時(shí)間，使用最好往往也最貴的零部件，只要把衛(wèi)星成功送上軌道，就圓滿完成任務(wù)了。而車(chē)企的生產(chǎn)流水線上，每天都有幾百輛甚至成千上萬(wàn)輛汽車(chē)下線，每一輛汽車(chē)都要保證良好質(zhì)量和低廉成本，還要保證能夠穩(wěn)定使用10-20年，這是非常難的。
下面講講燃料電池產(chǎn)業(yè)化進(jìn)展和企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的情況，這些年來(lái)全球燃料電池汽車(chē)的發(fā)展經(jīng)歷了幾起幾落。上個(gè)世紀(jì)燃料電池汽車(chē)發(fā)展伊始，業(yè)界非常興奮，出現(xiàn)了第一波熱潮，持續(xù)了近十年時(shí)間。到90年代末，燃料電池技術(shù)領(lǐng)先的兩大汽車(chē)公司，一個(gè)是德國(guó)的戴姆勒，另一個(gè)是美國(guó)的通用，這兩家公司走在了世界前列。但是在奧巴馬政府上臺(tái)后，美國(guó)就暫停了對(duì)燃料電池的研發(fā)和關(guān)注。奧巴馬政府對(duì)燃料電池的發(fā)展前景有較大的質(zhì)疑，認(rèn)為動(dòng)力電池才是未來(lái)汽車(chē)動(dòng)力源的主要方向，因此就把燃料電池的研發(fā)擱置了。當(dāng)時(shí)，受美國(guó)的影響，中國(guó)在燃料電池方面的投入也較少，沒(méi)有太多發(fā)展。
這個(gè)過(guò)程中有一件事讓我印象深刻：戴姆勒公司的一位技術(shù)主管曾跟我講，在混合動(dòng)力上，我們輸給了日本，但是在燃料電池方面，我們絕對(duì)不會(huì)再輸給日本。前面提到，戴姆勒是第一家做出燃料電池汽車(chē)的公司。在2010年左右，戴姆勒曾經(jīng)做過(guò)一個(gè)“燃料電池汽車(chē)全球行”的活動(dòng)，把他們最新研發(fā)的燃料電池汽車(chē)帶到全球各地，也包括中國(guó)，進(jìn)行示范運(yùn)營(yíng)。那個(gè)時(shí)候，戴姆勒可謂信心滿滿，計(jì)劃到2014年實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車(chē)的商業(yè)化。結(jié)果活動(dòng)結(jié)束后不到一年，戴姆勒就宣布調(diào)整計(jì)劃表，改為到2017年以后實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車(chē)商業(yè)化?，F(xiàn)在看來(lái)，他們的進(jìn)度還是落在日本車(chē)企后面了。
雖然在燃料電池汽車(chē)發(fā)展初期，日本車(chē)企并沒(méi)有太多建樹(shù)，但是他們一直孜孜不倦地堅(jiān)持投入，到2014年，日本已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了燃料電池汽車(chē)商業(yè)化并正式對(duì)外銷(xiāo)售，一舉成為全球燃料電池技術(shù)領(lǐng)先的國(guó)家。日本豐田的燃料電池車(chē)型Mirai，更帶動(dòng)了新一輪產(chǎn)業(yè)發(fā)展的熱潮。目前Mirai的售價(jià)大概在5萬(wàn)美元左右，折算成人民幣就是三十幾萬(wàn)元。這個(gè)價(jià)格要比特斯拉的電動(dòng)車(chē)便宜，在運(yùn)行中也更節(jié)能，無(wú)論是售價(jià)還是續(xù)駛里程都更有優(yōu)勢(shì)。由此也讓大家看到了燃料電池汽車(chē)的發(fā)展?jié)摿?，近期中?guó)對(duì)燃料電池的期望也在逐步提高。
趙福全：您剛才講燃料電池汽車(chē)比傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)的結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單得多，而且從現(xiàn)在日本推出的車(chē)型來(lái)看，燃料電池汽車(chē)在價(jià)格上也可以和純電動(dòng)車(chē)競(jìng)爭(zhēng)了。那么，除了鉑的用量之外，還有哪些關(guān)鍵技術(shù)是目前阻礙燃料電池發(fā)展的瓶頸呢？
余卓平：除了鉑用量影響燃料電池的成本以外，還有一個(gè)很重要的影響因素就是燃料電池的性能衰減。剛才講到，燃料電池的壽命在公交車(chē)上已經(jīng)有了明顯突破，除了燃料電池技術(shù)本身的進(jìn)步，壽命的提升也與車(chē)輛和系統(tǒng)方案的選擇有關(guān)。在燃料電池汽車(chē)技術(shù)領(lǐng)域，同濟(jì)大學(xué)是國(guó)內(nèi)起步較早的科研單位，科技部前任部長(zhǎng)萬(wàn)鋼在同濟(jì)工作時(shí)就曾經(jīng)帶領(lǐng)我們攻關(guān)燃料電池技術(shù)，當(dāng)時(shí)提出了一個(gè)稱為“電電混合”的系統(tǒng)方案，即在燃料電池以外，再配一塊動(dòng)力電池，共同作為動(dòng)力源。
為什么要配動(dòng)力電池呢？一是可以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的制動(dòng)能量回收，畢竟燃料電池只是一個(gè)發(fā)電裝置，不能儲(chǔ)能，而電動(dòng)汽車(chē)提高能效的重要方法之一就是回收制動(dòng)能量，所以我們提出放入一塊動(dòng)力電池，作為儲(chǔ)能裝置。二是可以減輕燃料電池的動(dòng)態(tài)負(fù)荷，這有助于提升燃料電池的壽命。二十年前燃料電池的壽命才2000小時(shí)，那時(shí)候大家都不敢奢望能做到10000小時(shí)，而現(xiàn)在我們已經(jīng)做到了。所以，燃料電池壽命即耐久性能的改善，既有燃料電池技術(shù)本身進(jìn)步的原因，也有系統(tǒng)解決方案升級(jí)的貢獻(xiàn)。
趙福全：我們一直講中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)大而不強(qiáng)，重要原因之一就是零部件產(chǎn)業(yè)不強(qiáng)，那么燃料電池有哪些關(guān)鍵零部件？目前存在哪些技術(shù)瓶頸？造成這些瓶頸的因素又有哪些？
余卓平：關(guān)于燃料電池的關(guān)鍵技術(shù)，剛才一直講的都是電堆問(wèn)題，還沒(méi)有講到系統(tǒng)層面。從系統(tǒng)層面看，燃料電池要有空氣供給系統(tǒng)、燃料系統(tǒng)和熱管理系統(tǒng)三大系統(tǒng)，其中熱管理系統(tǒng)相對(duì)來(lái)說(shuō)難度最小，因?yàn)閲?guó)內(nèi)發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱和冷卻技術(shù)已經(jīng)很成熟了，所以要解決燃料電池的熱管理問(wèn)題，沒(méi)有太大的挑戰(zhàn)。
空氣供給系統(tǒng)目前面臨的困難比較大。與發(fā)動(dòng)機(jī)類(lèi)似，燃料電池也需要增大進(jìn)氣量。發(fā)動(dòng)機(jī)最初使用化油器，后來(lái)大家感到化油器的噴油量太受限了，如果使用電子噴射裝置就能做到隨時(shí)噴入所需的油量，只要把噴射泵做好即可。不過(guò)如果噴入燃燒室里的燃油多了，相應(yīng)地供給的空氣量也必須增加，于是就產(chǎn)生了渦輪增壓系統(tǒng)，有效解決了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的問(wèn)題。目前燃料電池采用高壓供給氫氣，輸送量很大，為了使反應(yīng)高效，在氫氣量增多的同時(shí)必須增加與之反應(yīng)的氧氣量，也就是要增加空氣供給量。
這樣燃料電池就需要配備增壓裝置，也就是空氣壓縮機(jī)（簡(jiǎn)稱空壓機(jī)），而且燃料電池所需要的進(jìn)氣流量比發(fā)動(dòng)機(jī)更大。難點(diǎn)在于燃料電池對(duì)進(jìn)氣純度的要求很高，氫氣和氧氣的純度會(huì)直接影響電化學(xué)反應(yīng)的效果，氣體純度不足會(huì)導(dǎo)致電化學(xué)衰減。同時(shí)，還要求潤(rùn)滑裝置中不能有潤(rùn)滑油，要在無(wú)油潤(rùn)滑的條件下實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)行，這是很難的。所以，高效、“無(wú)油化”的空壓機(jī)是一個(gè)技術(shù)挑戰(zhàn)。
不過(guò)，我認(rèn)為這個(gè)挑戰(zhàn)未來(lái)是可以解決的。目前世界主要汽車(chē)公司中，除豐田以外，本田的燃料電池汽車(chē)也做得不錯(cuò)。據(jù)我所知，本田燃料電池的空壓機(jī)是由傳統(tǒng)零部件供應(yīng)商霍尼韋爾提供的，已經(jīng)可以基本滿足燃料電池對(duì)氧氣供給的需求。同時(shí)，國(guó)內(nèi)也在加緊攻關(guān)空壓機(jī)技術(shù)，相信能夠解決這個(gè)問(wèn)題。
第三個(gè)是氫氣燃料系統(tǒng)。從氫氣儲(chǔ)存的角度看，目前車(chē)載儲(chǔ)氫一般都采用氣態(tài)儲(chǔ)存。由于氣態(tài)儲(chǔ)氫的儲(chǔ)存密度較低，所以液態(tài)儲(chǔ)氫也是一個(gè)研究方向。但是液態(tài)氫需要零下200多度的溫度才能完好儲(chǔ)存，雖然儲(chǔ)存密度較高，不過(guò)液態(tài)氫的逃逸問(wèn)題目前尚無(wú)法解決，在汽車(chē)上很難應(yīng)用，這樣液態(tài)儲(chǔ)存的技術(shù)方案基本就被排除了。當(dāng)然，液態(tài)儲(chǔ)存還有另一種形式就是液態(tài)有機(jī)物儲(chǔ)氫，這個(gè)領(lǐng)域目前還在研究當(dāng)中。
目前普遍采用的高壓氫氣儲(chǔ)存方式，雖然在技術(shù)上沒(méi)有太大難點(diǎn)，但成本偏高。國(guó)內(nèi)法規(guī)要求，高壓儲(chǔ)氫罐的材料只允許使用金屬類(lèi)，儲(chǔ)氫壓力只能做到35兆帕。而國(guó)外使用樹(shù)脂類(lèi)儲(chǔ)氫罐，儲(chǔ)氫壓力可以達(dá)到70兆帕。這種差距是由法規(guī)決定的，與技術(shù)水平無(wú)關(guān)。中國(guó)法規(guī)之所以這樣規(guī)定，是因?yàn)榘褮錃庖暈槲ｋU(xiǎn)的化工品。
實(shí)際上，就安全性來(lái)講，氫氣并不比汽油更危險(xiǎn)。汽油作為能源使用已有一百多年的歷史了，已經(jīng)逐步建立了一套很?chē)?yán)格的安全管理措施，確保我們可以很安全地使用。目前的情況是，氫氣有時(shí)候是作為能源，有時(shí)卻不是作為能源、而是作為化工品被看待，這是全世界的普遍狀況，在中國(guó)更為突出。按照現(xiàn)在的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，氫氣只能在化工區(qū)使用，因?yàn)樗粴w類(lèi)于危險(xiǎn)化工品。
要解決這個(gè)問(wèn)題，政府、能源行業(yè)和汽車(chē)行業(yè)等相關(guān)各方必須一起努力。原來(lái)一直是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)自己在發(fā)展燃料電池汽車(chē)，發(fā)展到現(xiàn)在的階段，氫燃料電池汽車(chē)已經(jīng)推出了，加氫站不足就成了瓶頸，因此迫切需要能源產(chǎn)業(yè)以及政府都參加進(jìn)來(lái)，共同發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)。
為此，今年年初我們提出了一個(gè)很好的概念，也得到了各方的認(rèn)同。我們呼吁，國(guó)家首先要對(duì)氫能有明確的戰(zhàn)略定位，即認(rèn)可氫是一種很好的能源，在二次能源結(jié)構(gòu)里，氫能是可以和電能形成天然互補(bǔ)的能源載體。中國(guó)的電能雖然豐富，但是目前電能的來(lái)源主要還是依靠燃煤。而煤作為能源有兩個(gè)問(wèn)題，高碳以及顆粒排放污染非常嚴(yán)重。因此，我們必須逐步改變煤電為主的能源結(jié)構(gòu)。
未來(lái)能源發(fā)展的趨勢(shì)是最終走向可再生能源。以前我們是在地表下尋找能源，未來(lái)我們要在天空中尋找能源，也就是太陽(yáng)能和風(fēng)能發(fā)電。目前這兩個(gè)方面，都已經(jīng)有了比較成熟的技術(shù)。實(shí)際上，中國(guó)的可再生能源很豐富，現(xiàn)在的問(wèn)題在于電能的儲(chǔ)存很困難，導(dǎo)致很多清潔的光電和風(fēng)電都白白浪費(fèi)了。而氫氣恰恰是非常好的儲(chǔ)能載體，我們可以用光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電產(chǎn)生的電能來(lái)電解水，然后制成氫氣，這樣就可以把能量保存下來(lái)。所以，氫能與電能作為能源有非常好的互補(bǔ)關(guān)系。國(guó)家必須把氫氣作為能源來(lái)對(duì)待，按照能源而不是簡(jiǎn)單的化工品來(lái)形成一套管理法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系，這樣燃料電池產(chǎn)業(yè)就可以更有序地發(fā)展了。
趙福全：余老師談到，發(fā)展燃料電池汽車(chē)除了電堆技術(shù)之外，在系統(tǒng)層面還有幾個(gè)挑戰(zhàn)。熱管理系統(tǒng)總體看來(lái)問(wèn)題不大；無(wú)油潤(rùn)滑的空氣壓縮機(jī)是較大的難題，不過(guò)目前正在努力克服；而在氫氣儲(chǔ)存上，由于國(guó)內(nèi)法規(guī)要求儲(chǔ)氫瓶必須是金屬類(lèi)的，壓力只能做到35兆帕，而國(guó)外采用樹(shù)脂儲(chǔ)氫瓶，壓力可以達(dá)到70兆帕，這對(duì)燃料電池技術(shù)的發(fā)展有不利的影響。也就是說(shuō)，目前存在法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)滯后阻礙技術(shù)創(chuàng)新的問(wèn)題，亟需盡快解決。
下一個(gè)問(wèn)題，燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，還取決于氫的來(lái)源。除了剛剛您提到的太陽(yáng)能和風(fēng)能這兩類(lèi)可再生能源制氫之外，氫還有沒(méi)有其他的來(lái)源？另外，氫的不同來(lái)源給燃料電池技術(shù)本身帶來(lái)了哪些挑戰(zhàn)？不同來(lái)源的氫能經(jīng)濟(jì)性如何？各自的發(fā)展難點(diǎn)是什么？
余卓平：氫是一種二次能源，而不是一次能源。作為二次能源，未來(lái)氫能將會(huì)在人類(lèi)的能源結(jié)構(gòu)中發(fā)揮重要作用。大家知道，電能有多種來(lái)源，包括火力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電、可再生能源發(fā)電以及天然氣發(fā)電等多種方式，通常能發(fā)電的形式都可以用來(lái)制氫，所以氫氣的來(lái)源非常廣泛，這其中遠(yuǎn)期最被看好的就是可再生能源制氫。而近期則可以通過(guò)碳?xì)浠衔飦?lái)提取氫氣，當(dāng)前的能源中有很大一部分都是碳?xì)浠衔铮衿?、甲醇、天然氣等，都可以從中制取氫氣?/span>
目前中國(guó)是世界上產(chǎn)氫量最多的國(guó)家。一般來(lái)講，一個(gè)國(guó)家化工業(yè)的規(guī)模越大，相應(yīng)的工業(yè)副產(chǎn)氫也就越多。除了氫的來(lái)源廣泛、氫的產(chǎn)能世界第一之外，中國(guó)在制氫技術(shù)方面也發(fā)展得非常完備。盡管燃料電池對(duì)氫氣純度有嚴(yán)苛要求，我國(guó)的氫氣提純技術(shù)也完全能夠滿足，因此制氫技術(shù)問(wèn)題不大。至于制氫成本，在工業(yè)副產(chǎn)氫中，煤化工制氫是最便宜的，即使算上氫氣提純的成本，也要比石油便宜。
總體來(lái)看，在制氫環(huán)節(jié)，我國(guó)在氫的來(lái)源、制氫技術(shù)等方面都沒(méi)有太大障礙，而煤制氫和可再生能源制氫的成本都比較低，足以和汽油競(jìng)爭(zhēng)?，F(xiàn)在問(wèn)題主要在制氫之后的環(huán)節(jié)，即氫氣的運(yùn)輸和加注。如果拋開(kāi)運(yùn)輸和加注的成本，單純從燃料角度比較，氫氣是比汽油更便宜的，但是加上運(yùn)輸和加注成本之后就不一定了。
趙福全：因?yàn)闅涞娜键c(diǎn)非常低，是一種易燃易爆的氣體，因此中國(guó)一直將其作為化工危險(xiǎn)品來(lái)進(jìn)行管理，社會(huì)上也往往“談氫色變”。實(shí)際上，隨著燃料電池的發(fā)展，我們應(yīng)把氫氣作為燃料、作為能源來(lái)進(jìn)行管理。而這種轉(zhuǎn)變只靠汽車(chē)人努力是實(shí)現(xiàn)不了的，必須和能源產(chǎn)業(yè)以及政府達(dá)成共識(shí)、一起努力。從氫能產(chǎn)業(yè)鏈的角度看，中國(guó)具有規(guī)模龐大的化工業(yè)基礎(chǔ)，可產(chǎn)生大量工業(yè)副產(chǎn)氫，相關(guān)制氫和提純技術(shù)又比較成熟，所以制氫環(huán)節(jié)不會(huì)成為發(fā)展燃料電池的瓶頸。也就是說(shuō)，在中國(guó)不會(huì)出現(xiàn)氫氣供給短缺的問(wèn)題，不必?fù)?dān)心氫能源不足。但是制氫之后的環(huán)節(jié)，儲(chǔ)氫、運(yùn)氫以及氫氣加注都會(huì)帶來(lái)成本的顯著增加，為什么這些環(huán)節(jié)的成本這么高呢？
余卓平：目前氣態(tài)氫只能使用管束車(chē)來(lái)運(yùn)輸，因?yàn)檩d運(yùn)量太少導(dǎo)致運(yùn)輸成本偏高。其實(shí)運(yùn)輸天然氣是同樣的情況，用車(chē)輛進(jìn)行氣態(tài)運(yùn)輸成本也較高，所以往往通過(guò)建設(shè)專(zhuān)門(mén)管道來(lái)進(jìn)行運(yùn)輸。另外一種低成本的運(yùn)輸方式，就是將天然氣液化，液化天然氣可以使用大型船只來(lái)運(yùn)輸，就像運(yùn)石油一樣。我認(rèn)為，將來(lái)氫的長(zhǎng)距離運(yùn)輸可以參照天然氣的運(yùn)輸方式。
目前世界上還沒(méi)有大規(guī)模、長(zhǎng)距離運(yùn)輸氫的案例，氫的短距離運(yùn)輸也沒(méi)有世界標(biāo)準(zhǔn)，相關(guān)的法律法規(guī)都不健全?，F(xiàn)在我國(guó)正在探索上千公里長(zhǎng)途運(yùn)氫的策略，未來(lái)很可能會(huì)采用氫氣專(zhuān)用管道來(lái)運(yùn)輸。也有專(zhuān)家提出借用天然氣管道，進(jìn)行氫氣和天然氣的混合運(yùn)輸，使用的時(shí)候再將氫氣分離出來(lái)?？傮w來(lái)看，我認(rèn)為對(duì)于氫的長(zhǎng)途運(yùn)輸，管道運(yùn)輸是最好的方式；或者也可以通過(guò)水運(yùn)來(lái)運(yùn)輸液態(tài)氫。
趙福全：我們有必要考慮上千公里的長(zhǎng)途運(yùn)輸嗎？既然氫氣無(wú)處不在，區(qū)域性的制氫和區(qū)域性的用氫有效結(jié)合，是不是一條更好的發(fā)展路徑？
余卓平：您這個(gè)問(wèn)題非常好。結(jié)合未來(lái)可再生能源的發(fā)展，氫能非常適合分布式使用。因?yàn)椴煌貐^(qū)有不同的能源結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，氫氣的來(lái)源可以因地制宜，不像石油和天然氣那樣必須考慮運(yùn)輸問(wèn)題。像石油只有中東產(chǎn)量最豐富，天然氣也大多集中在中東或者深海。而氫氣幾乎可以說(shuō)是無(wú)處不在，各地都能以不同的方式制氫，這將給能源使用模式帶來(lái)全新的變化，從而對(duì)未來(lái)社會(huì)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。
趙福全：氫作為能源，需要我們重新加以認(rèn)識(shí)和利用。氫的來(lái)源很多，不同的區(qū)域適合不同的制氫方式。至于制氫之后怎樣運(yùn)輸?shù)膯?wèn)題，不同的距離也會(huì)有不同的方案。最理想的狀態(tài)是區(qū)域內(nèi)就近使用，從而節(jié)省運(yùn)輸成本。但是，用戶在使用燃料電池汽車(chē)時(shí)，不可能跑到制氫的地方去加氫，所以氫氣供應(yīng)問(wèn)題就突顯出來(lái)。從這個(gè)意義上講，目前加氫站也是影響燃料電池汽車(chē)普及的一大問(wèn)題。您怎樣看待加氫站的普及難題？未來(lái)加氫站會(huì)如何發(fā)展？
余卓平：目前加氫技術(shù)和加氫站建設(shè)技術(shù)都已經(jīng)成熟，但是加氫站的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范還不健全。正如前面提到的，中國(guó)把氫氣視為化工危險(xiǎn)品，如果要建一個(gè)加氫站，周邊不允許有重要的建筑，也不允許在居民區(qū)附近建設(shè)。而國(guó)外普遍將氫氣視為能源，所以加氫站可以建設(shè)在居民區(qū)旁邊，也可以建設(shè)在商業(yè)區(qū)，國(guó)外認(rèn)為只要有一套良好的安全管理措施，加氫站就不會(huì)出問(wèn)題。我國(guó)只有在國(guó)家戰(zhàn)略層面上明確氫氣的能源定位，才能在法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系建設(shè)層面上有所發(fā)展和突破，從而最終解決加氫站建設(shè)的難題。
實(shí)際上，在汽車(chē)上使用氫氣與使用汽油相比，前者的安全性并不比后者差，車(chē)輛運(yùn)行過(guò)程中是能夠確保氫氣安全使用的。真要是發(fā)生泄漏事故，汽油是彌漫性的，非常危險(xiǎn)，而氫氣不是這樣。我們?cè)?jīng)做過(guò)實(shí)驗(yàn)，用槍射擊汽油箱和氫氣罐，油箱中彈后一定會(huì)爆炸，而氫氣罐中彈后是一根火柱筆直向上，但不會(huì)爆炸。
趙福全：設(shè)想一個(gè)場(chǎng)景，有100輛車(chē)停在地下停車(chē)場(chǎng)，如果分別是100輛發(fā)動(dòng)機(jī)汽車(chē)或者100輛氫燃料電池汽車(chē)，哪一種情況出現(xiàn)事故的概率更高、危險(xiǎn)性更大？
余卓平：如果是氫氣泄漏，目前的碳纖維儲(chǔ)氫罐幾乎不可能爆炸。氫泄漏造成爆炸一定要有一個(gè)大空間，同時(shí)儲(chǔ)氫罐有裂縫，使氫氣散出，與空氣混合到一定比例，否則不存在爆炸風(fēng)險(xiǎn)。100輛車(chē)的氫罐同時(shí)出現(xiàn)裂縫并發(fā)生爆炸，目前來(lái)看出現(xiàn)這種危險(xiǎn)的可能性極低，近乎是不存在的。
趙福全：對(duì)于燃料電池汽車(chē)來(lái)說(shuō)，制氫環(huán)節(jié)沒(méi)有太大問(wèn)題；運(yùn)氫環(huán)節(jié)未來(lái)可以參考天然氣的運(yùn)輸方式來(lái)解決；如果法規(guī)允許，能像建設(shè)加油站一樣建設(shè)加氫站，用氫環(huán)節(jié)也不是難題。那么，中國(guó)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)能不能實(shí)現(xiàn)更大的進(jìn)步，甚至超越燃料電池技術(shù)本身，使我們真正進(jìn)入到氫能社會(huì)。您判斷，我們會(huì)很快進(jìn)入氫能社會(huì)嗎？也請(qǐng)您和大家簡(jiǎn)要分享一下，氫能社會(huì)是一個(gè)怎樣的概念？
余卓平：剛才講到氫能和電能一樣是二次能源。我們現(xiàn)在就處在電能社會(huì)，方方面面都離不開(kāi)電，這是大家都能感受到的。而在氫能社會(huì)，交通領(lǐng)域會(huì)使用氫，發(fā)電領(lǐng)域也會(huì)使用氫，燃料電池汽車(chē)會(huì)得到更大的發(fā)展。未來(lái)電網(wǎng)將會(huì)發(fā)展為“智能電網(wǎng)”，在氫燃料電池汽車(chē)普及后，每一輛車(chē)上的燃料電池都是發(fā)電機(jī)，等于到處都有發(fā)電站，這樣就不再存在電網(wǎng)的峰谷問(wèn)題了。通過(guò)智能電網(wǎng)管理，可以使電網(wǎng)輸出變得非常平穩(wěn)。
燃料電池是一個(gè)發(fā)電裝置，車(chē)載燃料電池相當(dāng)于是一個(gè)幾十千瓦的分布式發(fā)電站，燃料電池汽車(chē)則是小型分布式發(fā)電站的載體，并且這個(gè)載體是可以移動(dòng)的。如果用燃料電池汽車(chē)作為輔助電源，在需要時(shí)供電，那就再也不會(huì)出現(xiàn)停電的情況了。偏遠(yuǎn)地區(qū)的城鎮(zhèn)化發(fā)展也會(huì)變得更加簡(jiǎn)單，因?yàn)椴恍枰茉O(shè)電網(wǎng)，只要當(dāng)?shù)赜袣錃饩涂梢詽M足供電需求。可以設(shè)想一下，未來(lái)在山上建一幢小型的度假別墅，不必單獨(dú)為這個(gè)別墅架設(shè)電網(wǎng)，有一輛燃料電池汽車(chē)即可。度假的時(shí)候，開(kāi)著燃料電池汽車(chē)過(guò)去，就可以直接給別墅供電。再進(jìn)一步設(shè)想，未來(lái)天然氣管道很可能會(huì)通到各家各戶，而每個(gè)家庭安裝一個(gè)小型的重整制氫裝置，就可以用天然氣制氫。日本的分布式發(fā)電發(fā)展很快，發(fā)電來(lái)源就是管道輸運(yùn)到家中的天然氣，可以通過(guò)天然氣重整獲得氫氣發(fā)電，也可以直接使用天然氣發(fā)電。因?yàn)榍懊嫣岬竭^(guò)，燃料電池也有不同的類(lèi)型，可以使用不同的燃料。
趙福全：氫氣的區(qū)域可取性和區(qū)域利用性有利于氫能社會(huì)的建成，氫能的提供和使用本身就可以構(gòu)成一個(gè)完整的小生態(tài)圈。中國(guó)有豐富的氫資源，有很多方式都可以制氫，不過(guò)供氫技術(shù)還沒(méi)有完全成熟，這其中蘊(yùn)含著很大的商機(jī)，也是我們下一步技術(shù)創(chuàng)新的重點(diǎn)方向。燃料電池汽車(chē)本身還有很多挑戰(zhàn)，但是距離較大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化已經(jīng)沒(méi)有那么遙遠(yuǎn)了，日本車(chē)企豐田和本田已經(jīng)做出了榜樣，豐田推出的燃料電池汽車(chē)Mirai在成本上比特斯拉的電動(dòng)車(chē)更有優(yōu)勢(shì)。但由于尚未充分規(guī)模化，目前的銷(xiāo)售價(jià)格和實(shí)際成本之間的關(guān)系，以及未來(lái)成本的下降空間，我們還沒(méi)有辦法完全確定。
您剛才還提到國(guó)家的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)跟不上燃料電池汽車(chē)的發(fā)展，在某種程度上甚至成為阻礙其商業(yè)化的因素之一。那么，國(guó)家應(yīng)該怎樣把氫作為能源進(jìn)行布局，法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)又該如何快速跟進(jìn)呢？對(duì)此，國(guó)家是不是已經(jīng)有一些舉措了？有沒(méi)有一些跡象表明，國(guó)家已在推動(dòng)氫能社會(huì)的建設(shè)？
余卓平：我們一直密切關(guān)注這個(gè)問(wèn)題。我認(rèn)為，對(duì)于中國(guó)來(lái)講，發(fā)展氫能與燃料電池要比其他國(guó)家和地區(qū)更為迫切。主要有兩個(gè)原因：第一，中國(guó)能源需求正在持續(xù)快速增長(zhǎng)。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和生活水平的提升，中國(guó)的能源需求將不斷增長(zhǎng)，亟需緩解傳統(tǒng)能源壓力，以新的能源形式補(bǔ)足缺口；第二，中國(guó)當(dāng)前的能源結(jié)構(gòu)是以煤為主，結(jié)構(gòu)過(guò)于單一，而且面臨高碳?jí)毫Α８鶕?jù)巴黎協(xié)定，全球要控制溫室氣體排放，中國(guó)理應(yīng)做出大國(guó)表率，我們已承諾碳排放達(dá)峰時(shí)間，因此對(duì)清潔能源的需求是戰(zhàn)略性的。
從交通能源來(lái)看，現(xiàn)在全球交通能源主要依賴于石油。而我國(guó)雖有一定的石油資源，但相比龐大的使用量而言，仍然是一個(gè)典型的少油國(guó)家。如果我們能夠積極推動(dòng)氫能和燃料電池汽車(chē)的快速發(fā)展，既可以緩解對(duì)進(jìn)口石油的依賴，也可以解決大量用煤導(dǎo)致高碳排放的問(wèn)題，所以中國(guó)發(fā)展氫能與燃料電池汽車(chē)具有特殊重要的戰(zhàn)略價(jià)值。
實(shí)際上，面向未來(lái)的能源轉(zhuǎn)型，我國(guó)具有很強(qiáng)的體制優(yōu)勢(shì)。此前，我們把能源公司、能源裝備公司、汽車(chē)公司以及很多研究機(jī)構(gòu)都整合起來(lái)，成立了一個(gè)稱為“中國(guó)氫能源及燃料電池產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”的大平臺(tái)。國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部等相關(guān)部委，都作為聯(lián)盟的戰(zhàn)略指導(dǎo)部門(mén)；反過(guò)來(lái)，聯(lián)盟的研究工作將為國(guó)家提供相關(guān)的決策參考，使國(guó)家對(duì)氫能發(fā)展的戰(zhàn)略布局能夠更清晰、更宏大、更系統(tǒng)。而聯(lián)盟的重點(diǎn)工作內(nèi)容之一，就是相關(guān)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的制定和完善；另外，也要集中攻關(guān)一些核心技術(shù)上的瓶頸，并進(jìn)行商業(yè)模式創(chuàng)新的探索等。我們非常期待通過(guò)這個(gè)平臺(tái)，從能源供給到產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)政產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合，共同推動(dòng)氫能源及燃料電池汽車(chē)的發(fā)展。剛才您問(wèn)到，氫能社會(huì)到底還有多遠(yuǎn)，我的觀點(diǎn)是：如果不做，始終遙遠(yuǎn)；如果現(xiàn)在就開(kāi)始全力以赴去做，那么很可能原來(lái)預(yù)計(jì)30年，實(shí)際只需要20年就實(shí)現(xiàn)了。
趙福全：在中國(guó)的車(chē)用能源戰(zhàn)略中，目前純電動(dòng)車(chē)作為乘用車(chē)的主要發(fā)展方向已成定局。燃料電池汽車(chē)后續(xù)也有很大的發(fā)展前景，但是技術(shù)創(chuàng)新也要考慮經(jīng)濟(jì)效益，如果不能快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，再好的技術(shù)也無(wú)法真正產(chǎn)生價(jià)值。您認(rèn)為燃料電池汽車(chē)從哪類(lèi)產(chǎn)品切入，會(huì)更有利于其快速商業(yè)化？
余卓平：我認(rèn)為，除了環(huán)保優(yōu)勢(shì)以外，燃料電池最大的優(yōu)點(diǎn)是氫氣的能量?jī)?chǔ)存密度要比動(dòng)力電池高很多。所以，對(duì)重載、長(zhǎng)途的大型汽車(chē)，燃料電池汽車(chē)一定是更適合的選擇，因?yàn)榇笮推?chē)能耗很大，需要高能量密度的能源載體。從這個(gè)意義上講，純電動(dòng)汽車(chē)并不適合長(zhǎng)距離行駛。例如為了保證500-600公里的續(xù)駛里程，特斯拉要裝載容量達(dá)60kWh的電池組，這是非常重的負(fù)荷；如果是大型汽車(chē)，就需要搭載更多的電池。
汽車(chē)技術(shù)一個(gè)很重要的發(fā)展方向就是輕量化，因?yàn)橐苿?dòng)運(yùn)載工具自身的質(zhì)量越重，能耗就越多。如果移動(dòng)運(yùn)載工具的能耗主要花在工具本身而不是載運(yùn)的人員或物資上，這是非常不經(jīng)濟(jì)的。所以，我認(rèn)為純電動(dòng)汽車(chē)不適用于長(zhǎng)途行駛的大型汽車(chē)。如果是上下班的代步工具，每天續(xù)駛里程只有五六十公里的小型乘用車(chē)，那么純電動(dòng)汽車(chē)絕對(duì)是非常好的選擇。而燃料電池更適合應(yīng)用在重載、長(zhǎng)途的大型汽車(chē)，主要是商用車(chē)上。
需要說(shuō)明的是，我認(rèn)為燃料電池汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)并不是競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系，而是互為補(bǔ)充。在中小型乘用車(chē)堅(jiān)持以純電動(dòng)為新能源汽車(chē)發(fā)展方向的同時(shí)，在不適合純電動(dòng)路線的大型商用車(chē)領(lǐng)域，完全可以優(yōu)先發(fā)展燃料電池汽車(chē)。大型商用車(chē)每天的行駛里程很長(zhǎng)，對(duì)于加氫基礎(chǔ)設(shè)施的需求較為集中，非常適合燃料電池汽車(chē)初期的發(fā)展。
趙福全：的確如此，燃料電池汽車(chē)商業(yè)化最佳的主戰(zhàn)場(chǎng)是商用車(chē)。隨著節(jié)能環(huán)保壓力的不斷增大，商用車(chē)也需要使用綠色能源，而純電動(dòng)技術(shù)路線應(yīng)用于商用車(chē)并不適合，相比之下氫燃料電池技術(shù)路線可能是最佳的選擇。氫燃料電池不僅能量密度高，相同里程下重量遠(yuǎn)小于動(dòng)力電池，而且對(duì)加氫站的依賴也沒(méi)有那么強(qiáng)，只需要合理布局、定點(diǎn)建設(shè)少量加氫站即可滿足需要。
最后一個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)您展望一下，2030年前后，燃料電池汽車(chē)會(huì)發(fā)展到什么規(guī)模？市場(chǎng)份額又會(huì)是多少？
余卓平：如果中國(guó)明確出臺(tái)氫能戰(zhàn)略，無(wú)疑會(huì)加速燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展?？梢韵胂螅谖磥?lái)城市中，物流車(chē)和公交車(chē)都會(huì)采用燃料電池，污染最嚴(yán)重的重型卡車(chē)也會(huì)逐步燃料電池化。能否早日實(shí)現(xiàn)這樣的愿景，一是取決于國(guó)家戰(zhàn)略方向是否明確堅(jiān)定；二是取決于相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)能否取得重大突破，目前重型卡車(chē)領(lǐng)域的燃料電池技術(shù)還不成熟。
我們預(yù)測(cè)到2030年，在乘用車(chē)領(lǐng)域，燃料電池新車(chē)的比例可以達(dá)到約3%-5%；同時(shí)，在商用車(chē)領(lǐng)域的占比會(huì)更高。
趙福全：謝謝余老師，時(shí)間過(guò)得很快。聽(tīng)了您的分享，我想我們應(yīng)該對(duì)燃料電池汽車(chē)充滿期待。中國(guó)是一個(gè)大國(guó)，隨著經(jīng)濟(jì)總量不斷增加，能源需求也日益增大，對(duì)于像氫能這樣的清潔能源，我們理應(yīng)積極探索。至于氫能會(huì)不會(huì)成為未來(lái)的終極能源，我覺(jué)得這只是一個(gè)說(shuō)法的問(wèn)題，現(xiàn)在沒(méi)必要爭(zhēng)論，但氫能作為二次能源潛在的戰(zhàn)略價(jià)值之大超過(guò)想象，這是客觀事實(shí)。氫能既可以豐富中國(guó)能源多元化的布局，減少對(duì)進(jìn)口石油的嚴(yán)重依賴；又可以解決環(huán)境保護(hù)的問(wèn)題，改變中國(guó)能源結(jié)構(gòu)“重煤”的現(xiàn)狀。因此，發(fā)展氫能經(jīng)濟(jì)和燃料電池汽車(chē)產(chǎn)業(yè)對(duì)中國(guó)具有重要戰(zhàn)略意義。
目前燃料電池技術(shù)已經(jīng)取得重大進(jìn)展，后續(xù)還會(huì)有進(jìn)一步的突破，但發(fā)展燃料電池汽車(chē)面臨的不只是技術(shù)問(wèn)題。工程技術(shù)人員的作用固然重要，企業(yè)的投入也必不可少，但是還需要國(guó)家大戰(zhàn)略的有力支撐，因?yàn)闅淠芘c燃料電池的發(fā)展離不開(kāi)基礎(chǔ)設(shè)施，離不開(kāi)完整產(chǎn)業(yè)鏈的布局，而這是由國(guó)家能源戰(zhàn)略決定的，僅靠企業(yè)家和專(zhuān)家努力是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。國(guó)家應(yīng)盡早制定并發(fā)布?xì)淠茉匆约叭剂想姵胤矫娴陌l(fā)展戰(zhàn)略，并基于該戰(zhàn)略，盡快制定、完善和出臺(tái)相關(guān)的法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)，讓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向更加明確，也讓科研人員和工程師們?cè)诋a(chǎn)品研發(fā)過(guò)程中有據(jù)可依。展望未來(lái)，氫能將成為能源體系中的重要組成部分，甚至有可能成為主流能源。大家普遍認(rèn)為，未來(lái)氫能一定會(huì)是主要的供給能源之一。
隨著燃料電池技術(shù)本身的進(jìn)步、制氫技術(shù)的進(jìn)步、儲(chǔ)氫技術(shù)的進(jìn)步、加氫技術(shù)的進(jìn)步以及產(chǎn)業(yè)化的縱深推進(jìn)，相信氫能最終可以走進(jìn)千家萬(wàn)戶。在這個(gè)進(jìn)程中，官產(chǎn)學(xué)研用各方有效分工、協(xié)同創(chuàng)新，將有力推動(dòng)技術(shù)的快速突破和產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。希望大家繼續(xù)努力，共同打造一個(gè)更加綠色的社會(huì)。謝謝余老師！
余卓平：謝謝！我們對(duì)未來(lái)非常期待！
來(lái)源：鳳凰汽車(chē)網(wǎng)
