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同济大学教授章桐:三位一体发展燃料电池产业化
2018年01月21日 14:48 中国汽车报 

  各位院士、各位同行,我是来自同济大学的章桐。我是在2006年从国外回来以后就跟着万钢部长在燃料电池方面做了很多年的工作,中国人在这个领域做了十几年的工作,其中的酸甜苦辣我想大家都知道。前面干院士、李教授、张秘书长都做了很多介绍,所以就不在技术细节上和大家探讨了,会后燃料电池汽车的动力系统,包括关键零部件、电堆集成等方面有问题的话,欢迎大家联系我们做共同探讨。结合这么多年做的燃料电池领域工作,谈一谈我们对燃料电池的看法。

  我的介绍包括几个方面:燃料电池汽车以及国外基础设施的现状、燃料电池在中国发展的必要性和现在我们发展的现状,最后是燃料电池在中国产业化方面的途径。

  首先来看国外的现状,麦肯锡公司统计了各国对燃料电池汽车在政府方面的资助。其实世界各国没有一国放弃了对氢燃料电池或者氢能源方面的关注,从国家的投入来说,中国的投入是相对贫乏的,还不包括各个企业的投入,所以国内常常有这种误解,中国政府在这方面投了太多的钱,但是和国外比起来,从政府支持的角度来说其实是没有钱的。

  日本的产业政策是选择性的产业政策,日本对氢能源和燃料电池方面是情有独钟的,所以从政府层面给了大量的支持,包括一系列的指导和资助。而从整车角度来说,丰田到本田这件事情做了几十年,投入了大量的金钱,国内汽车行业也是非常欠缺的,和别人比起来,特别是产业的投入来说是小巫见大巫,不值一提。

  从氢能源辅助设施的角度来说,日本目前在全国建了很多加氢站,或者正在准备加氢站,也对氢能源产业有非常明确的布局,这是我们值得借鉴的。吴敬琏老师说过,中国的产业政策有点类似于日本的产业政策,对产业有着巨大的指导和引领作用。

  再来看韩国的发展情况,其实不是打击丰田。当初第一辆真正推向市场的氢能源商用车其实是韩国现代,已经在北美做了示范运行。可以看到韩国政府的支持,整车的开发也经历了这样的历程,同时韩国现在对氢能源设施也有很明确的布局。

  欧洲我们只看德国,今天到场的也有德国朋友,产业政策方面非常明确,整车开发方面戴姆勒做得非常出色,整个德国加氢站的计划待会做全面的介绍。

  从全世界的角度来说,每个国家都没有放弃氢能源和燃料电池汽车,中国在这一块也没有放弃,但是力度其实远远不够。

  为什么燃料电池汽车在中国的发展有必要性?昨天我们重点讲了纯电动汽车,特别是高性能动力电池在今后发展的趋势,包括快速充电、大功率充电,今后和智能电网的融合,这个方面毫无疑问是今后的发展方向。因为智能电网的概念十几年前就提出来了,中间经过了漫长的历史,要想真正实现能源网的互联互通还需要一定的时间。而从能源加注的角度来说,快速充电毕竟是电化学的过程,不是能量搬运的过程,加氢是能量物理搬运,从时间上来说二者有不可比拟的优缺点。

  中国去年销售77万辆新能源汽车,其中纯电动车占了绝大部分,整个全国充电桩的布局,如果过几年,纯电动汽车的保有量达到200万辆,按照国家的要求一车一桩的话有这个可能吗?2025年纯电动汽车保有量超过500万辆,这容易吗?所以从这个角度来说,氢能源燃料汽车有它的用武之地,我们并没有说氢能源汽车是今后的终极方向,但是昨天也有领导说过,二者其实是互补的。对于纯电动汽车来说,中小型汽车有其得天独厚的条件,但对于长途的特殊用车来说,氢能源以及燃料电池汽车有其不可比拟的巨大优势,可以弥补在快速充电和车辆之间的空白。当然,这要求我们在能源产业结构方面做一些调整和变化。

  燃料电池有着得天独厚的优势,其实优势就是能源的补充,这是最关键的一条。当然,使用阶段的绝对零排放以及全产业链、全生命周期的低排放都是共有的一些优势。电和氢能源是天然互补的关系。燃料电池的氧化反应,等于是燃料电池通过电解水生成氢气,然后氢气再来用电解水发电。智能充电和氢能源的战略选择并不冲突、并不矛盾,二者可以互补和相互融合,也可以解决中国在能源方面的储能问题。昨天吴敬琏老师说过,中国的间歇性能源存储是一个大问题,存储电是可以的,但是储氢也是可以的。

  这就是我们所说的氢能方面具备的巨大的潜力。氢能是二次能源,也是能源载体,最大的好处是来源可以多元化,电解水可以制氢,也可以用太阳能、弃风弃电,同时可以用煤制氢,中国在这方面的潜力非常大。制氢的方式可以是多种多样的,中国有中国的优势,目前中国已经是国际上产氢最大的国家,怎么才能把它充分利用好,有组织有体系地安排好,这是我们要面对的问题。

  中国燃料电池汽车经过了十几年的发展,目前的状况如何呢?我们现在可以做燃料电池汽车,因为我们有了一定的基础,主要取决于两个方面:过去的十几年当中在电动汽车和电动驱动系统方面做了大量的工作,但是燃料电池汽车从本质上来说也是一个纯电动汽车,只是后面的电来源是来自于氢燃料电池。这里我们可以享受的红利是电驱动方面所有的关键部件,电池、电机、电控和电流元件,我们已经有了非常坚实的基础,这是可以利用的。这个领域当中,中国在产业界这么多年的布局也获得了一些长足的进步,但从我们的角度来说还有一些欠缺。当初在科技部徐冠华和万钢部长的领导下,我们建立了“三纵三横”,燃料电池已经提到了议事日程,所以整车集成的技术对我们来说不是一个空白,关键部件、关键材料都有涉足,很多技术在实验室的角度来说不比国外差,差的是怎样从实验室跳到产业化这一步,这是一个非常艰难的过程,也是一个非常头疼的、需要有耐心和资金投入的过程。总的来说,国内具备了燃料电池汽车基本的条件

  现在机遇非常好,我们应该介入纯电动汽车发展的历史阶段。今后发展的一两年当中纯电动汽车会遇到它的瓶颈,也就是充电设施的瓶颈。氢燃料汽车正好可以做到很好的起步,到时候能够很快地和纯电动汽车形成优势互补。中国在政策方面是有着一系列的优势,这个优势非常明显,不光是科技部,包括工信部、发改委和国家能源局对此都开始进行关注。中国最大的优势是利用体制的优势进行了一系列的大规模示范,包括2008年奥运会、上海世博会,今后还有冬奥会,还有国内的山东氢能产业园这种有国家牵头引导的大规模示范,可以大规模地促进我们在这方面的工作,这也是我们的机遇。

  如果从产业和市场突破的角度来说,我们和咨询公司有着相同的见解。现在中国不是以乘用车为主,还有着大量的公共交通领域。商用车的技术起点相对来说低一些,我们可以利用这样的优势快速切入。

  个人认为,今后中国在燃料电池汽车以及氢能源的发展主要是三个方面考虑,还是三位一体。我们要利用中国的体制优势、制度优势

  首先国家要有战略。战略有了,要有布局和具体的行动计划,不能光停留在一些政策上面。国家的能源战略特别重要,怎么把氢能源作为能源架构当中的一分子和一个重要的组成部分,这是国家必须要认识到的,非常令人欣喜的是现在这个方面有所布局。

  其次是行业要有投入。德国戴姆勒、日本丰田和韩国企业在这里做了几十年的投入,也做了无数的样车,花的钱太多了。国内企业由于各个方面的因素,投入还是不够,这个方面上汽是一个例外。作为行业的牵头人,如果不领军去做的话很难把这个产业带起来。

  市场方面,商用车要切入。中国有一个巨大的优势,现在资本非常活跃,前几年房地产、互联网方面有所减弱,现在很多资本在寻找新的投资领域,所以对氢能源和燃料电池汽车来说是一个很好的切入点。

  最后还是基础和应用并举,这也是中国的一个特点。因为行业当中有两种说法:一种是技术没有做到位就想上车,另一种是我们只上车,不太关注其它的。其实中国在基础研究和应用应该相辅相成,这是中国汽车行业的特色。国外的行业常常是技术没有做到100%之前是不敢装车推向市场的,但是中国可以忽视这个问题,中国市场门槛比较低,可以通过示范工程和小规模小批量的生产在滚动当中让技术不断成熟,这是中国的一个特色,所以在市场切入点方面以商用车、物流车为主。

  国家从整个途径来说是两个方面,既有自上而下,也有自下而上,包括共性技术和关键零部件的能力,前面李老师给了非常好的建议,这张图就是讲体系的建设。其实关键材料方面国内做的很多,实验室的技术都不差,包括东岳和武汉理工,但是产业化角度还有很长的路要走,也有很多的工作要做。氢能源除了车的方面,原材料、生产、运输、存储、加注是一条产业链,同样要有人关注,很可能不是汽车行业要做的事情,而是能源行业要做的事情,所以只有汽车行业和能源行业在这方面能够互补、共同合作,中国的氢能源汽车才有真正的发展机遇。

  以上是我从个人的角度和大家做的介绍,欢迎会后进一步探讨。

责任编辑:赵方婷
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