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百人會(huì)|章桐:燃料電池在國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀及工業(yè)化途徑

發(fā)布時(shí)間:2018年01月21日 12:41 作者:百人會(huì) 來(lái)源:客車(chē)網(wǎng)
  2018年1月20-21日,以“把握全球變革趨勢(shì),實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展”為主題的國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)2018年會(huì)在北京召開(kāi),21日上午舉行的“燃料電池產(chǎn)業(yè)路徑與政策環(huán)境”主題峰會(huì),針對(duì)全球燃料電池的技術(shù)進(jìn)展與政策環(huán)境;國(guó)家相關(guān)燃料電池的科技政策與產(chǎn)業(yè)政策;燃料電池率先實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的領(lǐng)域、路徑與進(jìn)程;燃料電池領(lǐng)域的國(guó)際合作;重點(diǎn)項(xiàng)目及城市級(jí)示范應(yīng)用。

  會(huì)上,同濟(jì)大學(xué)教授章桐,發(fā)表演講,演講內(nèi)容如下:

  各位院士、各位同行,我是來(lái)自同濟(jì)大學(xué)的章桐。其實(shí)我是在2006年從國(guó)外回來(lái)以后就跟著萬(wàn)鋼部長(zhǎng)在燃料電池方面做了很多年的工作,中國(guó)人在這個(gè)領(lǐng)域做了十幾年的工作,其中的酸甜苦辣我想大家都知道。前面干院士、李教授、張秘書(shū)長(zhǎng)都做了很多介紹,所以就不在技術(shù)細(xì)節(jié)上和大家探討了,會(huì)后燃料電池汽車(chē)的動(dòng)力系統(tǒng),包括關(guān)鍵零部件、電堆集成等方面有問(wèn)題的話,歡迎大家聯(lián)系我們做共同探討。結(jié)合這么多年做的燃料電池領(lǐng)域工作,談一談我們對(duì)燃料電池的看法。

  我的介紹包括幾個(gè)方面:燃料電池汽車(chē)以及國(guó)外基礎(chǔ)設(shè)施的現(xiàn)狀、燃料電池在中國(guó)發(fā)展的必要性和現(xiàn)在我們發(fā)展的現(xiàn)狀,最后是燃料電池在中國(guó)產(chǎn)業(yè)化方面的途徑。

  首先來(lái)看國(guó)外的現(xiàn)狀,這是麥肯錫公司的統(tǒng)計(jì),各國(guó)對(duì)燃料電池汽車(chē)在政府資助的方面做的大概的統(tǒng)計(jì)。其實(shí)世界各國(guó)沒(méi)有一國(guó)放棄了對(duì)氫燃料電池或者氫能源方面的關(guān)注,從國(guó)家的投入來(lái)說(shuō),中國(guó)的投入是相對(duì)貧乏的,還不包括各個(gè)企業(yè)的投入,所以國(guó)內(nèi)常常有這種誤解,中國(guó)政府在這方面投了太多的錢(qián),和國(guó)外比起來(lái),就是從政府支持的角度來(lái)說(shuō)其實(shí)是沒(méi)有錢(qián)的。

  圖中顯示的是日本的產(chǎn)業(yè)政策是選擇性的產(chǎn)業(yè)政策,日本對(duì)氫能源和燃料電池方面是情有獨(dú)鐘的,所以從政府層面給了大量的支持,包括一系列的指導(dǎo)和資助。而從整車(chē)角度來(lái)說(shuō),這里舉了兩家車(chē)廠的例子,豐田到本田這件事情做了幾十年,投入了大量的金錢(qián),國(guó)內(nèi)汽車(chē)行業(yè)也是非常欠缺的,和別人比起來(lái),特別是產(chǎn)業(yè)的投入來(lái)說(shuō)是小巫見(jiàn)大巫,不值一提。

  從氫能源輔助設(shè)施的角度來(lái)說(shuō),這是日本目前的布局,全國(guó)建了很多加氫站,或者正在準(zhǔn)備加氫站,也對(duì)氫能源產(chǎn)業(yè)有非常明確的布局,這是我們值得借鑒的。吳敬璉老師說(shuō)過(guò),中國(guó)的產(chǎn)業(yè)政策有點(diǎn)類似于日本的產(chǎn)業(yè)政策,對(duì)產(chǎn)業(yè)有著巨大的指導(dǎo)和引領(lǐng)作用。

  再來(lái)看韓國(guó)的發(fā)展情況,其實(shí)不是打擊豐田。當(dāng)初第一輛真正推向市場(chǎng)的氫能源商用車(chē)其實(shí)是韓國(guó)現(xiàn)代,已經(jīng)在北美做了示范運(yùn)行??梢钥吹巾n國(guó)政府的支持,整車(chē)的開(kāi)發(fā)也經(jīng)歷了這樣的歷程,同時(shí)韓國(guó)現(xiàn)在對(duì)氫能源設(shè)施也有很明確的布局。

  歐洲我們只看德國(guó),今天到場(chǎng)的也有德國(guó)朋友,產(chǎn)業(yè)政策方面非常明確,整車(chē)開(kāi)發(fā)方面戴姆勒做得非常出色,整個(gè)德國(guó)加氫站的計(jì)劃待會(huì)做全面的介紹。

  從全世界的角度來(lái)說(shuō),每個(gè)國(guó)家都沒(méi)有放棄氫能源和燃料電池汽車(chē),中國(guó)在這一塊也沒(méi)有放棄,但是力度其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。為什么燃料電池汽車(chē)在中國(guó)的發(fā)展有必要性?昨天我們重點(diǎn)講了純電動(dòng)汽車(chē),特別是高性能動(dòng)力電池在今后發(fā)展的趨勢(shì),包括快速充電、大功率充電,今后和智能電網(wǎng)的融合,這個(gè)方面毫無(wú)疑問(wèn)是今后的發(fā)展方向。因?yàn)橹悄茈娋W(wǎng)的概念十幾年前就提出來(lái)了,中間經(jīng)過(guò)了漫長(zhǎng)的歷史,要想真正實(shí)現(xiàn)能源網(wǎng)的互聯(lián)互通還需要一定的時(shí)間。而從能源加注的角度來(lái)說(shuō),快速充電畢竟是電化學(xué)的過(guò)程,不是能量搬運(yùn)的過(guò)程,加氫是能量物理搬運(yùn),從時(shí)間上來(lái)說(shuō)二者有不可比擬的優(yōu)缺點(diǎn)。

  中國(guó)去年銷(xiāo)售77萬(wàn)輛新能源汽車(chē),其中純電動(dòng)車(chē)占了絕大部分,整個(gè)全國(guó)充電樁的布局,如果過(guò)幾年,純電動(dòng)汽車(chē)的保有量達(dá)到200萬(wàn)輛,按照國(guó)家的要求一車(chē)一樁的話有這個(gè)可能嗎?2025年純電動(dòng)汽車(chē)保有量超過(guò)500萬(wàn)輛,這容易嗎?所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),氫能源燃料汽車(chē)有它的用武之地,我們并沒(méi)有說(shuō)氫能源汽車(chē)是今后的終極方向,但是昨天也有領(lǐng)導(dǎo)說(shuō)過(guò),二者其實(shí)是互補(bǔ)的。對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)來(lái)說(shuō),中小型汽車(chē)有其得天獨(dú)厚的條件,但對(duì)于長(zhǎng)途的特殊用車(chē)來(lái)說(shuō),氫能源以及燃料電池汽車(chē)有其不可比擬的巨大優(yōu)勢(shì),可以彌補(bǔ)在快速充電和車(chē)輛之間的空白。當(dāng)然,這要求我們?cè)谀茉串a(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)方面做一些調(diào)整和變化。

  燃料電池有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì),其實(shí)優(yōu)勢(shì)就是能源的補(bǔ)充,這是最關(guān)鍵的一條。當(dāng)然,使用階段的絕對(duì)零排放以及全產(chǎn)業(yè)鏈、全生命周期的低排放都是共有的一些優(yōu)勢(shì)。電和氫能源是天然互補(bǔ)的關(guān)系。燃料電池的氧化反應(yīng),等于是燃料電池通過(guò)電解水生成氫氣,然后氫氣再來(lái)用電解水發(fā)電。智能充電和氫能源的戰(zhàn)略選擇并不沖突、并不矛盾,二者可以互補(bǔ)和相互融合,也可以解決中國(guó)在能源方面的儲(chǔ)能問(wèn)題。昨天吳敬璉老師說(shuō)過(guò),中國(guó)的間歇性能源存儲(chǔ)是一個(gè)大問(wèn)題,存儲(chǔ)電是可以的,但是儲(chǔ)氫也是可以的。

  這就是我們所說(shuō)的氫能方面具備的巨大的潛力。氫能是二次能源,也是能源載體,最大的好處是來(lái)源可以多元化,電解水可以制氫,也可以用太陽(yáng)能、棄風(fēng)棄電,同時(shí)可以用煤制氫,中國(guó)在這方面的潛力非常大。制氫的方式可以是多種多樣的,中國(guó)有中國(guó)的優(yōu)勢(shì),目前中國(guó)已經(jīng)是國(guó)際上產(chǎn)氫最大的國(guó)家,怎么才能把它充分利用好,有組織有體系地安排好,這是我們要面對(duì)的問(wèn)題。

  中國(guó)燃料電池汽車(chē)經(jīng)過(guò)了十幾年的發(fā)展,目前的狀況如何呢?我們現(xiàn)在可以做燃料電池汽車(chē),因?yàn)槲覀冇辛艘欢ǖ幕A(chǔ),主要取決于兩個(gè)方面:過(guò)去的十幾年當(dāng)中在電動(dòng)汽車(chē)和電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)方面做了大量的工作,但是燃料電池汽車(chē)從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)也是一個(gè)純電動(dòng)汽車(chē),只是后面的電來(lái)源是來(lái)自于氫燃料電池。這里我們可以享受的紅利是電驅(qū)動(dòng)方面所有的關(guān)鍵部件,電池、電機(jī)、電控和電流元件,我們已經(jīng)有了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),這是可以利用的。這個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中,中國(guó)在產(chǎn)業(yè)界這么多年的布局也獲得了一些長(zhǎng)足的進(jìn)步,但從我們的角度來(lái)說(shuō)還有一些欠缺。當(dāng)初在科技部徐冠華和萬(wàn)鋼部長(zhǎng)的領(lǐng)導(dǎo)下,我們建立了“三縱三橫”,燃料電池已經(jīng)提到了議事日程,所以整車(chē)集成的技術(shù)對(duì)我們來(lái)說(shuō)不是一個(gè)空白,關(guān)鍵部件、關(guān)鍵材料都有涉足,很多技術(shù)在實(shí)驗(yàn)室的角度來(lái)說(shuō)不比國(guó)外差,差的是怎樣從實(shí)驗(yàn)室跳到產(chǎn)業(yè)化這一步,這是一個(gè)非常艱難的過(guò)程,也是一個(gè)非常頭疼的、需要有耐心和資金投入的過(guò)程。總的來(lái)說(shuō),國(guó)內(nèi)具備了燃料電池汽車(chē)基本的條件。

  現(xiàn)在機(jī)遇非常好,我們應(yīng)該介入純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的歷史階段。今后發(fā)展的一兩年當(dāng)中純電動(dòng)汽車(chē)會(huì)遇到它的瓶頸,也就是充電設(shè)施的瓶頸。氫燃料汽車(chē)正好可以做到很好的起步,到時(shí)候能夠很快地和純電動(dòng)汽車(chē)形成優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。中國(guó)在政策方面是有著一系列的優(yōu)勢(shì),這個(gè)優(yōu)勢(shì)非常明顯,不光是科技部,包括工信部、發(fā)改委和國(guó)家能源局對(duì)此都開(kāi)始進(jìn)行關(guān)注。中國(guó)最大的優(yōu)勢(shì)是利用體制的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行了一系列的大規(guī)模示范,包括2008年奧運(yùn)會(huì)、上海世博會(huì),今后還有冬奧會(huì),還有國(guó)內(nèi)的山東氫能產(chǎn)業(yè)園這種有國(guó)家牽頭引導(dǎo)的大規(guī)模示范,可以大規(guī)模地促進(jìn)我們?cè)谶@方面的工作,這也是我們的機(jī)遇。

  如果從產(chǎn)業(yè)和市場(chǎng)突破的角度來(lái)說(shuō),我們和咨詢公司有著相同的見(jiàn)解?,F(xiàn)在中國(guó)不是以乘用車(chē)為主,還有著大量的公共交通領(lǐng)域。商用車(chē)的技術(shù)起點(diǎn)相對(duì)來(lái)說(shuō)低一些,我們可以利用這樣的優(yōu)勢(shì)快速切入。

  個(gè)人認(rèn)為,今后中國(guó)在燃料電池汽車(chē)以及氫能源的發(fā)展主要是三個(gè)方面考慮,還是三位一體。我們要利用中國(guó)的體制優(yōu)勢(shì)、制度優(yōu)勢(shì)。

  首先國(guó)家要有戰(zhàn)略。戰(zhàn)略有了,要有布局和具體的行動(dòng)計(jì)劃,不能光停留在一些政策上面。國(guó)家的能源戰(zhàn)略特別重要,怎么把氫能源作為能源架構(gòu)當(dāng)中的一分子和一個(gè)重要的組成部分,這是國(guó)家必須要認(rèn)識(shí)到的,非常令人欣喜的是現(xiàn)在這個(gè)方面有所布局。

  其次是行業(yè)要有投入。德國(guó)戴姆勒、日本豐田和韓國(guó)企業(yè)在這里做了幾十年的投入,也做了無(wú)數(shù)的樣車(chē),花的錢(qián)太多了。國(guó)內(nèi)企業(yè)由于各個(gè)方面的因素,投入還是不夠,這個(gè)方面上汽是一個(gè)例外。作為行業(yè)的牽頭人,如果不領(lǐng)軍去做的話很難把這個(gè)產(chǎn)業(yè)帶起來(lái)。

  市場(chǎng)方面,商用車(chē)要切入。中國(guó)有一個(gè)巨大的優(yōu)勢(shì),現(xiàn)在資本非?;钴S,前幾年房地產(chǎn)、互聯(lián)網(wǎng)方面有所減弱,現(xiàn)在很多資本在尋找新的投資領(lǐng)域,所以對(duì)氫能源和燃料電池汽車(chē)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很好的切入點(diǎn)。

  最后還是基礎(chǔ)和應(yīng)用并舉,這也是中國(guó)的一個(gè)特點(diǎn)。因?yàn)樾袠I(yè)當(dāng)中有兩種說(shuō)法:一種是技術(shù)沒(méi)有做到位就想上車(chē),另一種是我們只上車(chē),不太關(guān)注其它的。其實(shí)中國(guó)在基礎(chǔ)研究和應(yīng)用應(yīng)該相輔相成,這是中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的特色。國(guó)外的行業(yè)常常是技術(shù)沒(méi)有做到100%之前是不敢裝車(chē)推向市場(chǎng)的,但是中國(guó)可以忽視這個(gè)問(wèn)題,中國(guó)市場(chǎng)門(mén)檻比較低,可以通過(guò)示范工程和小規(guī)模小批量的生產(chǎn)在滾動(dòng)當(dāng)中讓技術(shù)不斷成熟,這是中國(guó)的一個(gè)特色,所以在市場(chǎng)切入點(diǎn)方面以商用車(chē)、物流車(chē)為主。

  國(guó)家從整個(gè)途徑來(lái)說(shuō)是兩個(gè)方面,既有自上而下,也有自下而上,包括共性技術(shù)和關(guān)鍵零部件的能力,前面李老師給了非常好的建議,這張圖就是講體系的建設(shè)。其實(shí)關(guān)鍵材料方面國(guó)內(nèi)做的很多,實(shí)驗(yàn)室的技術(shù)都不差,包括東岳和武漢理工,但是產(chǎn)業(yè)化角度還有很長(zhǎng)的路要走,也有很多的工作要做。氫能源除了車(chē)的方面,原材料、生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)、加注是一條產(chǎn)業(yè)鏈,同樣要有人關(guān)注,很可能不是汽車(chē)行業(yè)要做的事情,而是能源行業(yè)要做的事情,所以只有汽車(chē)行業(yè)和能源行業(yè)在這方面能夠互補(bǔ)、共同合作,中國(guó)的氫能源汽車(chē)才有真正的發(fā)展機(jī)遇。

  以上是我從個(gè)人的角度和大家做的介紹,歡迎會(huì)后進(jìn)一步探討。

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