當(dāng)前，電動(dòng)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展一浪高過(guò)一浪，而近期最為熱門(mén)的話題非氫燃料電池汽車(chē)莫屬。政策支持、業(yè)界看好、資本涌入，如果說(shuō)2017年被視為“氫燃料電池汽車(chē)元年”，今年則是大規(guī)模商業(yè)化的重要開(kāi)端。

多重利好之下，氫燃料電池汽車(chē)距離量產(chǎn)還有多遠(yuǎn)？我國(guó)的技術(shù)水平相比國(guó)際先進(jìn)差距何在？此外還有哪些關(guān)鍵環(huán)節(jié)亟待突破？潛心行業(yè)40多年，中國(guó)工程院院士、中科院大連化學(xué)物理研究所研究員衣寶廉對(duì)此有著自己的看法。

尚處商業(yè)化導(dǎo)入階段

中國(guó)能源報(bào)：有人用“起個(gè)大早、趕個(gè)晚集”形容我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)的現(xiàn)狀，其發(fā)展究竟如何？

衣寶廉：燃料電池汽車(chē)在我國(guó)起步較早，實(shí)際上“九五”時(shí)期就已進(jìn)入準(zhǔn)備。2001年，科技部制定了“三縱三橫”的新能源汽車(chē)研發(fā)布局，燃料電池汽車(chē)當(dāng)時(shí)便被列為重點(diǎn)。

20多年來(lái)，以氫能作為主要燃料的燃料電池汽車(chē)，在我國(guó)的發(fā)展有目共睹。我國(guó)現(xiàn)已掌握車(chē)用氫燃料電池的核心技術(shù)，基本建立具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)平臺(tái)，并進(jìn)行了示范運(yùn)行。在壽命、可靠性、可使用性等方面，氫燃料電池均基本達(dá)到車(chē)輛使用要求，具備大規(guī)模示范的基礎(chǔ)并趨于成熟。

不過(guò)也應(yīng)看到，我國(guó)目前投入示范的車(chē)輛基本為大巴車(chē)，相關(guān)部門(mén)提出的1000輛示范，主要也是大巴車(chē)。換句話說(shuō)，氫燃料汽車(chē)尚處大規(guī)模商業(yè)化的導(dǎo)入階段，要作為乘用車(chē)走進(jìn)尋常百姓家依然任重道遠(yuǎn)。

中國(guó)能源報(bào)：國(guó)際的整體發(fā)展現(xiàn)狀如何？與其相比我國(guó)存在哪些主要差距？

衣寶廉：國(guó)際上大約可分三個(gè)發(fā)展階段，從上世紀(jì)90年代開(kāi)始探索，證明燃料電池車(chē)可滿足汽車(chē)應(yīng)用性能的要求；2005-2012年主要解決電池壽命問(wèn)題，例如美國(guó)能源部要求大巴車(chē)燃料電池壽命大于1萬(wàn)小時(shí)、轎車(chē)大于5000小時(shí)等；目前已進(jìn)入商業(yè)化初始階段，主流車(chē)企不斷推出新款燃料電池汽車(chē)，但也面臨成本、加氫站配套等難題。

整體而言，氫燃料汽車(chē)暫未進(jìn)入預(yù)想的大規(guī)模上升期。我認(rèn)為，實(shí)現(xiàn)盈利還需5年左右時(shí)間，大幅提高則要到2025-2030年。

而對(duì)比國(guó)際先進(jìn)水平，我認(rèn)為國(guó)產(chǎn)整車(chē)性能并不差，但在燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的可靠性與耐久性方面，仍有一定差距。國(guó)外燃料電池堆在轎車(chē)上已經(jīng)大于5000小時(shí)，客車(chē)工況下已突破2萬(wàn)小時(shí)壽命。國(guó)內(nèi)新源動(dòng)力，電堆運(yùn)行壽命已達(dá)5000-8000小時(shí)，當(dāng)然還需改進(jìn)提高，此外在電堆的比功率方面還需向國(guó)際水平靠攏。新源動(dòng)力的電堆已在國(guó)內(nèi)首款商業(yè)化的燃料電池汽車(chē)上汽大通FCV80上得到應(yīng)用。FCV80燃料電池車(chē)已公開(kāi)銷售，扣除政府補(bǔ)貼售價(jià)30萬(wàn)，是國(guó)內(nèi)燃料電池車(chē)的一個(gè)亮點(diǎn)。

耐久性、可靠性與經(jīng)濟(jì)性是瓶頸

中國(guó)能源報(bào)：“可靠性、耐久性”難題的根源何在？有何解決方向？

衣寶廉：燃料電池的發(fā)電原理是把燃料中的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。一方面，在額定工作條件下，1節(jié)單電池的工作電壓約為0.7伏，車(chē)用燃料電池正是由數(shù)百節(jié)這樣的單電池組成，一致性運(yùn)行的難度加大，系統(tǒng)復(fù)雜也給可靠性帶來(lái)挑戰(zhàn)。另一方面，內(nèi)燃機(jī)在燃油車(chē)中已有100多年應(yīng)用，技術(shù)十分成熟，車(chē)用燃料電池僅有20余年實(shí)踐，難免存在不足。

如何讓燃料電池運(yùn)行更久、更穩(wěn)定？我認(rèn)為可從系統(tǒng)與控制策略入手，通過(guò)調(diào)整優(yōu)化，讓燃料電池處于更有利的運(yùn)行狀況下，減少甚至避開(kāi)不利條件，達(dá)到延緩衰減的目的。同時(shí)，持續(xù)加速新材料研發(fā)，當(dāng)能抵抗車(chē)用苛刻工況的新材料技術(shù)發(fā)展成熟時(shí)，材料本身的機(jī)械性損傷減小，系統(tǒng)有望進(jìn)一步簡(jiǎn)化，從而延長(zhǎng)電池壽命。

中國(guó)能源報(bào)：除此之外，還有哪些主要制約？

衣寶廉：另一關(guān)鍵是成本。雖有諸多示范，但現(xiàn)階段考慮更多的是技術(shù)可行性，并未過(guò)多關(guān)注成本。從整車(chē)造價(jià)看，氫燃料汽車(chē)成本仍是燃油車(chē)的3-4倍，是鋰電池汽車(chē)的1.5-2倍。要走向商業(yè)化，經(jīng)濟(jì)性必不可少。

例如，催化劑作為氫燃料電池的核心部件，鉑是其中必不可少的材料。鉑就是通常所說(shuō)的白金，全世界產(chǎn)量都很有限，價(jià)格自然就上去了。為降低成本，要么尋找替代，要么通過(guò)技術(shù)手段降低用量。目前，國(guó)際先進(jìn)技術(shù)下的鉑用量低至0.2gPt/kW，我國(guó)平均在0.4gPt/kW左右。我認(rèn)為，每輛車(chē)中的鉑用量低至5-10克時(shí)，即0.1gPt/kW，才能真正達(dá)經(jīng)濟(jì)性要求，這相當(dāng)于汽車(chē)尾氣凈化器中的鉑用量。

此外，部分關(guān)鍵材料、零部件及配套工藝等，目前仍依賴進(jìn)口。國(guó)內(nèi)市場(chǎng)暫未形成氣候，我們也未完善自己的燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈，無(wú)形中徒增成本。

技術(shù)可行走向商業(yè)可行

中國(guó)能源報(bào)：基于上述瓶頸，氫燃料汽車(chē)如何實(shí)現(xiàn)進(jìn)一步推廣？

衣寶廉：首先應(yīng)認(rèn)識(shí)到，我國(guó)發(fā)展氫燃料汽車(chē)擁有先天優(yōu)勢(shì)。作為全球之最的用氫大戶，包括煤制氫、電解水制氫在內(nèi)等方式，都為燃料供應(yīng)奠定充足保障。每年僅副產(chǎn)氫量，我國(guó)就達(dá)1000多萬(wàn)噸，再加上棄光、棄水電量年可制氫約300萬(wàn)噸，這1300萬(wàn)噸氫足可供燃料電車(chē)汽車(chē)使用。而這也是歐美、日本等地不具備的優(yōu)勢(shì)。

其次要想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模發(fā)展，作為核心部件的燃料電池，還需跨過(guò)以下幾關(guān)：一是“壽命關(guān)”，至少實(shí)現(xiàn)0.5-1萬(wàn)小時(shí)，才能滿足車(chē)用要求。二是經(jīng)濟(jì)性，車(chē)輛在扣除政府補(bǔ)貼后，應(yīng)達(dá)到與燃油車(chē)、鋰電池車(chē)相近的價(jià)格水平。在此情況下，哪怕政府補(bǔ)貼退坡，也能繼續(xù)保證氫燃料汽車(chē)的商業(yè)化推廣。第三是核心部件、關(guān)鍵材料的國(guó)產(chǎn)化，既要在技術(shù)層面研發(fā)突破，也要建立燃料電池電堆、系統(tǒng)等批量生產(chǎn)線。

推廣方式上，我認(rèn)為可從大巴、物流車(chē)出發(fā)，再逐步向乘用車(chē)推廣。一方面，我國(guó)現(xiàn)有已建、在建的加氫站只有40多座，配套設(shè)施仍待完善，而商用車(chē)對(duì)加氫站的依賴相對(duì)較低，可率先嘗試。同時(shí)，或可在棄光、棄水較為嚴(yán)重的地區(qū)先行發(fā)展，由此縮短運(yùn)輸距離、降低難度。至少應(yīng)保證示范車(chē)輛的出行率在90%以上，然后通過(guò)各角度對(duì)比完善，由技術(shù)性可行向商業(yè)化可行過(guò)渡。

中國(guó)能源報(bào)：推廣中還有哪些值得注意的問(wèn)題？

衣寶廉：不久前，全國(guó)燃料電池及液流電池標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)剛剛討論通過(guò)《燃料電池電動(dòng)汽車(chē)燃料電池堆安全要求》，并決定將這項(xiàng)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)空白的標(biāo)準(zhǔn)作為推薦性國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。為配合下一步的大規(guī)模運(yùn)行，針對(duì)安全、技術(shù)等方面的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)盡快跟上，從制度上規(guī)范燃料電池汽車(chē)的未來(lái)發(fā)展。