李建秋：燃料電池汽車(chē)未來(lái)將會(huì)快速發(fā)展

作為“未來(lái)汽車(chē)的終極動(dòng)力形態(tài)”，氫燃料電池汽車(chē)從產(chǎn)業(yè)化初期就已然凸顯出強(qiáng)勁的對(duì)于綠色與可持續(xù)發(fā)展的綜合奧義，張家口市正在成為這一產(chǎn)業(yè)的首批體驗(yàn)者和堅(jiān)決推進(jìn)者。

8月25日，億華通張家口氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)基地首臺(tái)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)下線。

億華通與張家口市政府達(dá)成氫能戰(zhàn)略合作是在2016年。至今，搭載億華通第三代氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的新能源客車(chē)已經(jīng)完成張家口地區(qū)工況適應(yīng)性試驗(yàn)，表現(xiàn)良好。

2022年，第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在北京和張家口舉行。按照規(guī)劃，億華通和張家口市將共同建設(shè)該地區(qū)氫能綜合利用產(chǎn)業(yè)體系，建設(shè)京張奧運(yùn)氫能高速公路，以及多個(gè)風(fēng)光電氫綜合能源利用示范項(xiàng)目，并于今年率先啟動(dòng)百輛級(jí)燃料電池客車(chē)示范運(yùn)營(yíng)。

李建秋

清華大學(xué)汽車(chē)工程系教授、燃料電池專(zhuān)家李建秋表示：我國(guó)燃料電池汽車(chē)的研發(fā)經(jīng)過(guò)了三個(gè)階段。第一個(gè)階段從“十五”期間開(kāi)始，即2001年到2005年，是燃料電池汽車(chē)的研發(fā)階段。當(dāng)時(shí)，科技部啟動(dòng)了電動(dòng)汽車(chē)專(zhuān)項(xiàng)，燃料電池汽車(chē)與純電動(dòng)汽車(chē)并行。那時(shí)很多零部件都不成熟，包括燃料電池、動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)。所以那個(gè)時(shí)期主要是做一些概念，比如研究燃料電池是怎樣工作的，怎么樣提高水平。我們與福田汽車(chē)合作試裝的第一輛客車(chē)是把座椅都拆掉的，因?yàn)槿剂想姵叵到y(tǒng)占了大半個(gè)車(chē)箱。

第二個(gè)階段從2005年到2010年，在“十一五”期間。重點(diǎn)圍繞燃料電池加動(dòng)力電池的混合動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)展研究。那時(shí)候，零部件的成熟度在快速提高，包括動(dòng)力電池和電機(jī)的技術(shù)也在快速提高。所以使燃料電池整車(chē)，包括動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)水平得以迅速提升。經(jīng)過(guò)那一時(shí)期，尤其是2008年奧運(yùn)會(huì)期間，燃料電池試驗(yàn)車(chē)經(jīng)過(guò)春夏秋冬完整一年的示范運(yùn)行，基本上把動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)型進(jìn)行了優(yōu)化，得到了比較好的電量混合動(dòng)力系統(tǒng)的構(gòu)型。就是說(shuō)，燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)型基本上固定了。

但是，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)本身還有很多問(wèn)題沒(méi)有突破。所以在“十二五”期間，2010年到2015年，重點(diǎn)針對(duì)燃料電池的可靠性、耐久性和成本問(wèn)題開(kāi)展攻關(guān)，迎接燃料電池系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。到2015年，億華通已經(jīng)掌握了電電混合動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)，包括整車(chē)控制技術(shù)再加上發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)。在2015年前后，我們開(kāi)發(fā)的客車(chē)和物流車(chē)陸續(xù)完成了公告。從2015年開(kāi)始推廣應(yīng)用。與北汽新能源、福田、宇通，還有物流車(chē)企業(yè)開(kāi)始進(jìn)行合作。

如果與國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品比較的話，我們動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型的特點(diǎn)是成本低。就是我們系統(tǒng)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)可以比較小，而動(dòng)力電池的容量比較大，形成電電混合動(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)基本上工作在穩(wěn)態(tài)。如果燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作在穩(wěn)態(tài)，它的耐久性是很好的。

燃料電池汽車(chē)要發(fā)展起來(lái)，一定要有幾十家高水平的關(guān)鍵零部件企業(yè)，就像我國(guó)電池產(chǎn)業(yè)一樣，有比亞迪、CATL等，有一大批技術(shù)和產(chǎn)能都居于世界前列的零部件企業(yè)，才能夠支撐起這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，才能像電池產(chǎn)業(yè)那樣達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

與純電動(dòng)汽車(chē)相比，燃料電池汽車(chē)有優(yōu)勢(shì)。首先，純電動(dòng)汽車(chē)在低溫環(huán)境下，電池的溫度會(huì)下降，造成啟動(dòng)困難，能耗增加。因?yàn)?，除?qū)動(dòng)車(chē)輛行駛外，動(dòng)力電池還要拿出一部分能量用來(lái)維持車(chē)廂的空調(diào)、采暖系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以純電動(dòng)車(chē)冬天運(yùn)行時(shí)續(xù)航里程要打折扣。而燃料電池汽車(chē)冬季的表現(xiàn)非常好，一臺(tái)30千瓦的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)除輸出30千瓦的電功率之外，冷卻水還能提供約25-30千瓦的余熱，溫度大概有60-70度，足夠車(chē)廂取暖之用，還能為電池保溫。即使在零下10度或20度的環(huán)境溫度下，客車(chē)內(nèi)的溫度也會(huì)保持在零上10-20度，電池的溫度保持在零上10-20度。電池的電量不會(huì)下降，充放電性能不會(huì)下降，壽命不會(huì)衰減，車(chē)輛的續(xù)航里程也不會(huì)下降。而且冬天比純電動(dòng)汽車(chē)更加節(jié)能，因?yàn)樗怯脧U熱采暖。

隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)可能會(huì)根據(jù)自身的特點(diǎn)向不同領(lǐng)域發(fā)展。續(xù)駛里程在300公里以下的車(chē)型，尤其是緊湊型車(chē)會(huì)以純電動(dòng)為主。出遠(yuǎn)門(mén)的物流車(chē)、卡車(chē)、有軌電車(chē)等，越重的、需要能量越多的、續(xù)航里程越長(zhǎng)的車(chē)型，燃料電池汽車(chē)就越有優(yōu)勢(shì)。

其次，兩者都是純電驅(qū)動(dòng)，都是零排放，但都有自己細(xì)分的市場(chǎng)，都會(huì)相互配合。比如在新能源利用方面，風(fēng)、光等可再生能源發(fā)出的電，既可以給電池充電，電解水制氫后也可以給燃料電池用，我們叫氫電互動(dòng)，就是氫能源和電能相互作用。什么意思呢？如果太陽(yáng)能發(fā)出來(lái)的電用不了、存不住的話，可以電解水制氫，把氫氣作為電能存儲(chǔ)的載體。到用電高峰時(shí)，燃料電池發(fā)電再上網(wǎng)補(bǔ)充電能，這個(gè)時(shí)候就是能源端的氫電互動(dòng)。如果發(fā)生地震等災(zāi)害，市電斷了，車(chē)用燃料電池發(fā)電連上市電可以救急，在緊急情況下它可以作為一個(gè)電站用。這是車(chē)載端的氫電互動(dòng)。當(dāng)然，目前這還是一個(gè)愿景。

燃料電池汽車(chē)發(fā)展從現(xiàn)在開(kāi)始慢慢地爬坡，到2020年會(huì)達(dá)到萬(wàn)臺(tái)車(chē)的規(guī)模，2025年會(huì)達(dá)到10萬(wàn)臺(tái)甚至百萬(wàn)臺(tái)的規(guī)模。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，我預(yù)計(jì)會(huì)是商用車(chē)先行，乘用車(chē)滯后3-5年。

目前，我們培育和扶持億華通這樣的企業(yè)做國(guó)內(nèi)的領(lǐng)頭羊，研究如何把發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)關(guān)鍵零部件，像傳統(tǒng)柴油機(jī)那樣，由自己掌握核心技術(shù)和自主生產(chǎn)。只有這樣，將來(lái)才具備降成本和大批量商業(yè)化生產(chǎn)的可能。我們從2015年開(kāi)始布局這條生產(chǎn)線，并且在張家口政府的大力支持下迅速落地了，將來(lái)還會(huì)布局電堆的升級(jí)版和核心材料的生產(chǎn)線。通過(guò)這樣的布局，讓國(guó)內(nèi)掌握整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈自主配套，成本也會(huì)大幅下降。

燃料電池汽車(chē)的推廣與純電動(dòng)汽車(chē)的推廣是有差別的，純電動(dòng)汽車(chē)只要有電力設(shè)施供電就可以推廣，而燃料電池汽車(chē)的推廣取決于氫能基礎(chǔ)設(shè)施的配套情況。所以我們推廣燃料電池汽車(chē)的指導(dǎo)方針是選擇氫能源和制氫成本比較低的區(qū)域。張家口就具備這樣的條件。

第一，張家口是國(guó)家新能源推廣重點(diǎn)示范城市。張家口地區(qū)有大量的風(fēng)電和光電資源，我們的發(fā)展規(guī)劃是，利用張家口這些沒(méi)有碳排放的風(fēng)電進(jìn)行電解水制氫，供給燃料電池汽車(chē)使用，讓這些電產(chǎn)生價(jià)值。

水資源是稀缺的，電解水的用量大家不用擔(dān)心。電解水用的是經(jīng)過(guò)凈化的工業(yè)用水，而且用水量并不大，已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)了。

對(duì)于政府來(lái)講，燃料電池汽車(chē)不再使用有二氧化碳排放的傳統(tǒng)燃油，對(duì)于老百姓來(lái)講，燃料電池汽車(chē)的使用成本比燃油車(chē)便宜或者相當(dāng)，對(duì)于我們這個(gè)能源制造企業(yè)來(lái)講，它使用的是上不了網(wǎng)的棄電制氫，會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，這樣，就可以從各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)雙贏、三贏或者多贏的局面，有利于燃料電池汽車(chē)的推廣。

有了氫氣之后怎么推廣燃料電池汽車(chē)？下一步就是在推廣區(qū)域布局加氫站。目前，我們正在幫張家口做加氫站布局規(guī)劃。因?yàn)槿剂想姵仄?chē)的續(xù)航里程比較長(zhǎng)，借鑒日本、美國(guó)一個(gè)加氫站替代兩個(gè)加油站的經(jīng)驗(yàn)，第一批在張家口布局19-20個(gè)加氫站（張家口有19個(gè)區(qū)縣，保證每個(gè)區(qū)縣1個(gè)）。

燃料電池汽車(chē)的發(fā)展和加氫站的建設(shè)，是相互促進(jìn)相互影響的關(guān)系。世界上燃料電池研發(fā)推廣比較好的是日本，它的車(chē)已經(jīng)準(zhǔn)備好了，但制約燃料電池汽車(chē)推廣的障礙是加氫站的建設(shè)沒(méi)有跟上。沒(méi)有加氫站，車(chē)就推廣不起來(lái)。我們充分吸取日本的經(jīng)驗(yàn)，幫助張家口市政府做的氫規(guī)劃，將加氫、制氫和車(chē)的推廣同步規(guī)劃，同步建設(shè)。

從國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來(lái)講，加氫站將來(lái)要跟加油站慢慢兼容。就是說(shuō)隨著燃油汽車(chē)比例的下降，現(xiàn)在的加油站會(huì)慢慢地轉(zhuǎn)化成加氫站。所以這套基礎(chǔ)設(shè)施不用完全新建，只是在原來(lái)的基礎(chǔ)上升級(jí)。據(jù)了解，現(xiàn)在中石油、中石化也在論證什么時(shí)候能夠大規(guī)模上加氫站。他們可能先找一兩個(gè)加油站試點(diǎn)改造成兼顧加氫站。第一步是兼顧35兆帕的加氫站，下一步再升級(jí)到70兆帕加氫站，然后是一個(gè)既有35兆帕加氫口，又有70兆帕加氫口的加氫站，將來(lái)甚至還有液氫加氫口。我相信，未來(lái)5到10年，有些加油站會(huì)變成混合運(yùn)行模式的。在城市里，還可以同時(shí)布局充電和加氫基礎(chǔ)設(shè)施，兩者配合，形成真正的純電驅(qū)動(dòng)，又是零排放的城市交通體系。

現(xiàn)在這個(gè)階段，我們是先把車(chē)輛端的技術(shù)通過(guò)張家口這個(gè)項(xiàng)目做好，通過(guò)冬奧會(huì)示范沒(méi)有問(wèn)題，氫能源的制取生產(chǎn)可以持續(xù)，國(guó)家決定大規(guī)模推廣時(shí)會(huì)有能源企業(yè)大規(guī)模地介入。

氫氣的來(lái)源是多樣化的。中石油、中石化的態(tài)度是，如果將來(lái)汽油車(chē)、柴油車(chē)少了，氫能源車(chē)多了，他們會(huì)對(duì)石油裂解工藝進(jìn)行改進(jìn)，不再生產(chǎn)那么多柴油汽油，多生產(chǎn)氫氣。另外，天然氣重整制氫、煤重整制氫，成本大概也是10元錢(qián)左右。我國(guó)現(xiàn)在有大量的棄風(fēng)、棄光和棄水，先把這部分棄電用好是當(dāng)務(wù)之急。我記得去年的棄電加起來(lái)是1500億度，1500億度除以50，可以制成的氫氣是多少，大家可以自己算一算。1公斤氫氣加到1輛轎車(chē)上可以跑100公里，你算算這些棄電能支持多少轎車(chē)行駛。這是我國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)非常重要的著力點(diǎn)。

燃料電池汽車(chē)的可行性和可靠性，要經(jīng)過(guò)春夏秋冬來(lái)測(cè)試和檢驗(yàn)。業(yè)內(nèi)有一句話叫：發(fā)動(dòng)機(jī)是試出來(lái)的，不是算出來(lái)的。就是說(shuō)車(chē)好不好一定要經(jīng)過(guò)不同的環(huán)境，不同氣候的全方位檢驗(yàn)。

我國(guó)燃料電池汽車(chē)還處在發(fā)展初期，離不開(kāi)政府的支持。我們希望，國(guó)家能夠出臺(tái)燃料電池汽車(chē)區(qū)域示范的相關(guān)政策。這方面有一個(gè)非常好的例子，就是純電動(dòng)汽車(chē)的示范推廣。它是通過(guò)十城千輛這個(gè)大規(guī)模的示范運(yùn)行帶動(dòng)了產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展，使我國(guó)新能源汽車(chē)居于全球領(lǐng)先的位置。燃料電池汽車(chē)也需要一個(gè)示范推廣過(guò)程。上汽也好，福田也好，宇通也好，關(guān)鍵零部件企業(yè)億華通也好，都有技術(shù)，都能做產(chǎn)品，但是都沒(méi)有量。沒(méi)有量就形不成產(chǎn)業(yè)鏈，就降不下成本，就難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。所以希望通過(guò)區(qū)域示范把成本降下來(lái)，把質(zhì)量提上去，把規(guī)模推上去。并且通過(guò)我們這條生產(chǎn)線，拉動(dòng)上游的閥，關(guān)鍵材料，關(guān)鍵零部件的發(fā)展。希望國(guó)家能夠出臺(tái)示范推廣政策，比如在3到5個(gè)城市或者10個(gè)城市以?xún)?nèi)進(jìn)行示范，甚至也搞個(gè)燃料電池汽車(chē)十城千輛示范。那么，一個(gè)城市有幾百到千輛的規(guī)模就可以了。通過(guò)示范，3到5年后再進(jìn)行大范圍推廣。

第二個(gè)建議是對(duì)燃料電池汽車(chē)的補(bǔ)貼要加強(qiáng)。在我國(guó)燃料電池汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有形成之前，企業(yè)前期的研發(fā)投入是比較多的，所以希望除了中央對(duì)燃料電池汽車(chē)的補(bǔ)貼不退坡之外，各個(gè)重點(diǎn)區(qū)域的地方政府要進(jìn)一步地加強(qiáng)對(duì)燃料電池汽車(chē)發(fā)展的補(bǔ)貼和扶持。通過(guò)政府的扶持把量推上去，待累計(jì)到一個(gè)量級(jí)，比如萬(wàn)輛級(jí)別就開(kāi)始退坡或停止補(bǔ)貼。這些都是可以商量的。

第三個(gè)建議，是希望媒體多宣傳燃料電池汽車(chē)綠色和環(huán)保的理念，宣傳燃料電池汽車(chē)安全的概念。除了給老百姓宣傳，還要給政府宣傳。通過(guò)宣傳為綠色的氫能源推廣、安全應(yīng)用打下一個(gè)群眾基礎(chǔ)。