萬鋼：燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化面臨七大問題

作為新能源汽車的一個(gè)重要發(fā)展方向，氫燃料電池汽車無疑是當(dāng)下的一個(gè)熱門領(lǐng)域，廣受業(yè)內(nèi)外關(guān)注。國內(nèi)的氫燃料電池汽車在近年來已經(jīng)大有發(fā)展，但其商業(yè)化仍面臨許多壁壘，全國政協(xié)副主席萬鋼分析指出，當(dāng)前氫燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化仍面臨七大明顯問題，并對如何有針對性地解決問題提出了建議，值得業(yè)內(nèi)參考。

十三屆全國政協(xié)副主席，

致公黨中央主席，

科學(xué)技術(shù)部部長(至2018年3月)，

中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會主席

萬鋼

如何評價(jià)國內(nèi)燃料電池汽車發(fā)展現(xiàn)狀

中國在2008年奧運(yùn)會期間就推出了第一批燃料電池汽車，為奧運(yùn)會做運(yùn)輸服務(wù)和賽場服務(wù)，在當(dāng)時(shí)引起了世界的關(guān)注。車輛數(shù)量到2010年世博會時(shí)已經(jīng)翻了數(shù)倍，運(yùn)行于世博會的燃料電池客車、轎車和場地用車超過了200輛。

國內(nèi)的燃料電池汽車產(chǎn)品曾參加世界大賽，在北京有示范應(yīng)用，還參加了加利福尼亞州的燃料電池汽車商業(yè)化運(yùn)行測試。目前國內(nèi)燃料電池汽車的商業(yè)化示范運(yùn)行已經(jīng)遍布許多城市，申龍、宇通、中通、東風(fēng)等車企都研發(fā)樣車并參與示范。

例如上汽集團(tuán)早在2007年就在前期研發(fā)的基礎(chǔ)上開始了對燃料電池的開發(fā)，2014年開展全國萬里行活動，還開發(fā)了燃料電池商用車，同時(shí)制定了第十三個(gè)五年計(jì)劃，明確了到2020年燃料電池汽車發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。

有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，目前國內(nèi)累計(jì)運(yùn)行的燃料電池車輛有近千輛，投入運(yùn)營的加氫設(shè)施有12座，在建的有近10座。

在國際合作方面，目前中國已經(jīng)開展了雙邊和多邊合作。我們在2017年清潔能源部長級會議上與合作伙伴啟動了國際氫能經(jīng)濟(jì)伙伴計(jì)劃，希望電動汽車能夠在2030年達(dá)到30%的市場份額。在雙邊合作方面，我們開展了中美清潔能源汽車研究中心和中德電動車聯(lián)合研究中心的合作。

在聯(lián)合國環(huán)境署的支持下，中國進(jìn)行了三輪燃料電池汽車聯(lián)合示范項(xiàng)目，同時(shí)我們還主動倡議和發(fā)起組織了國際氫能燃料電池協(xié)會。目前中國燃料電池汽車取得了明顯進(jìn)步。在技術(shù)上，中國燃料電池汽車的特色就是電- 電混合動力系統(tǒng)，既符合燃料電池本身的技術(shù)特點(diǎn)，也適合中國技術(shù)創(chuàng)新的產(chǎn)業(yè)特點(diǎn)。

從純電動到具有部分電力和部分燃料電池驅(qū)動的系統(tǒng)上看，有以下幾類：一類是能量混合型的，以純電動汽車為主，同時(shí)用燃料電池來補(bǔ)足其驅(qū)動。一類是以燃料電池為主，用動力電池來補(bǔ)足其驅(qū)動，這兩類都有發(fā)展前景。

在基礎(chǔ)研究方面，車用燃料電池取得了順利進(jìn)展。燃料電池材料的不少指標(biāo)得到明顯的提升。從最近參觀的三個(gè)企業(yè)(中科院大連化工所的新源動力、北京億華通、上海弗爾賽)看，他們不約而同選擇了同一條技術(shù)路徑：30kW驅(qū)動模塊、60kW驅(qū)動模塊以及120kW驅(qū)動模塊，電堆功率密度已經(jīng)達(dá)到了2kW/L。

在過去十多年中，在國家科技計(jì)劃和產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新工程支持下，中國開展了氫能燃料電池汽車的研究、開發(fā)、示范、運(yùn)營工作，初步形成了從燃料電池電堆系統(tǒng)到整車的研發(fā)體系和制造能力，并開展了系統(tǒng)的示范運(yùn)行。

目前新能源汽車已經(jīng)成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要標(biāo)志。根據(jù)中汽協(xié)和國外的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2017年，全球主要國家新能源汽車銷售超過了142萬輛，中國的銷量達(dá)到77.7萬輛。全球新能源汽車?yán)塾?jì)銷售量突破了340萬輛，中國占比超過50%。從車型分布上看，乘用車和商用車都開始增長，乘用車占比超過了商用車，中國的燃料電池客車也開始逐漸在城市中應(yīng)用。

但必須看到的是，國內(nèi)燃料電池汽車的商業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化還是滯后的。特別是產(chǎn)業(yè)生態(tài)和市場還沒有建設(shè)起來，有七個(gè)比較明顯的問題。

01、產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)化進(jìn)度滯后

目前國內(nèi)新能源汽車盡管數(shù)量比較多，但主要還是運(yùn)行在城市范圍之內(nèi)。主要的短板是續(xù)駛里程、充電時(shí)間和能量密度。從市場上看，國內(nèi)城市公交汽車和城市之間遠(yuǎn)程公交車的比例約是1：6。這些遠(yuǎn)程公交車是點(diǎn)對點(diǎn)運(yùn)行，?？繒r(shí)間短，留出的充電時(shí)間不多，環(huán)保要求又比較高，從城市中心到另外一個(gè)城市中心，運(yùn)量需求也比較大。至于城市出租車，特別是特大城市的出租車，比如北京的一般都是雙班運(yùn)行，很難有較長的充電時(shí)間，所以他們希望充電的時(shí)間短一些。

隨著網(wǎng)購的發(fā)展，城市物流車需求極旺，但是它的運(yùn)行強(qiáng)度比較高，行駛里程比較長。從中遠(yuǎn)期來看，中型和重型載貨車是一個(gè)發(fā)展方向，這次應(yīng)對污染防治的攻堅(jiān)戰(zhàn)明確把落后的柴油機(jī)作為一個(gè)方向。中型和重型載貨車的行駛里程長，環(huán)保要求高，想要解決這些問題，一個(gè)很好的辦法就是用燃料電池汽車替代。目前電動汽車的短板，完全可以用燃料電池汽車和氫能源來補(bǔ)足。

02、關(guān)鍵技術(shù)難題久攻不下

目前有許多關(guān)鍵問題久攻不下。雖然早在本世紀(jì)初，國內(nèi)就部署了一系列研究，但是在一些關(guān)鍵問題上沒有顯著進(jìn)展，而且差距明顯。比如電堆功率密度，國內(nèi)產(chǎn)品基本上在2kW/L左右;據(jù)報(bào)道，國際先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到了3kW/L左右。

催化劑效率方面，國內(nèi)每千瓦的鉑用量大概0.3克;據(jù)報(bào)道，國際先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到了0.06克以下;在膜電極耐久性方面，國內(nèi)動態(tài)工況實(shí)測壽命大概在3000小時(shí)左右;據(jù)報(bào)道，國外已經(jīng)達(dá)到了9000小時(shí);空氣壓縮機(jī)方面，國內(nèi)現(xiàn)在的燃料電池產(chǎn)品基本采取低壓鼓風(fēng)機(jī)，國外主要采取高壓空氣壓縮機(jī)。如果能夠把壓力提高到兩倍左右，效率可以提高50%。

近期有必要建立一個(gè)燃料電池檢測平臺，對國內(nèi)外燃料電池產(chǎn)品進(jìn)行對比測試，以確定具體差距?？梢酝ㄟ^國際合作共同討論建立一個(gè)檢測平臺，建立統(tǒng)一的燃料電池產(chǎn)品檢測和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，這對構(gòu)建燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化是十分重要的。

03、產(chǎn)業(yè)鏈比較薄弱，工程化能力不足

目前燃料電池用催化劑、質(zhì)子交換膜、碳紙等一些關(guān)鍵材料已經(jīng)有了，但其開發(fā)多停留在實(shí)驗(yàn)室樣品階段。因此，一致性和可靠性有波動?？諝鈮嚎s機(jī)和氫氣回流泵等關(guān)鍵部件也有一些樣件，但是沒有穩(wěn)定的產(chǎn)能，產(chǎn)品供應(yīng)不足，而且價(jià)格很高。

儲氫材料的儲氫容量重量比要達(dá)到5%到7%才有實(shí)用價(jià)值，還要15年時(shí)間?，F(xiàn)在35兆帕碳纖維繞金屬內(nèi)膽氣瓶的儲氫密度比較低，僅3.9%，需要開發(fā)更高壓力的碳纖維纏繞塑料內(nèi)膽氣瓶，這不是沒有技術(shù)，但是沒有標(biāo)準(zhǔn)，更沒有檢測方法。目前，整車企業(yè)還沒有形成穩(wěn)定的零部件供應(yīng)體系，供應(yīng)鏈薄弱，工程化和工藝流程創(chuàng)新能力不足，導(dǎo)致零部件的工藝質(zhì)量低、產(chǎn)品一致性、可靠性、耐久性不足，不能滿足要求。

04、企業(yè)主體作用還有所缺失

整車方面，乘用車企業(yè)除上汽以外，其他的上市公司還沒有把燃料電池汽車作為自己的主攻產(chǎn)品列入企業(yè)發(fā)展規(guī)劃。這與國際汽車企業(yè)——豐田、本田、通用以及奔馳等形成明顯差距，國內(nèi)整車企業(yè)還沒有起到領(lǐng)頭羊的作用。在動力系統(tǒng)方面，目前動力機(jī)械企業(yè)隨著各地環(huán)保法規(guī)的進(jìn)一步收緊，面臨著轉(zhuǎn)型升級的嚴(yán)峻考驗(yàn)。

許多業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，環(huán)保、高效、長續(xù)駛里程的燃料電池發(fā)動機(jī)才是柴油機(jī)的最佳替代品。據(jù)了解，濰柴動力已經(jīng)決定把氫燃料電池發(fā)動機(jī)作為轉(zhuǎn)型升級的重要方向，應(yīng)該給予支持，希望他們形成先發(fā)優(yōu)勢。中國燃料電池企業(yè)經(jīng)過艱苦的創(chuàng)業(yè)，目前形成新源動力、億華通、弗爾賽等專攻燃料電池系統(tǒng)的新三板創(chuàng)業(yè)企業(yè)，但能力規(guī)模需要加強(qiáng)，而且，新三板的一些規(guī)定不適應(yīng)這些企業(yè)的發(fā)展，需要監(jiān)管部門有更多改進(jìn)措施。

在關(guān)鍵材料方面，東岳集團(tuán)經(jīng)過十多年的努力，質(zhì)子交換膜已經(jīng)進(jìn)入國際市場，被奔馳、寶馬等企業(yè)認(rèn)可。希望他們能夠拓展產(chǎn)業(yè)鏈，在膜電極方面提供高質(zhì)量的產(chǎn)品。另外，還需要有企業(yè)在空氣壓縮機(jī)、氫氣回流泵等方面的企業(yè)積極參與。中國在空氣壓縮機(jī)方面有有利條件，中國是空調(diào)生產(chǎn)能力最強(qiáng)的國家，在技術(shù)能力方面不差，關(guān)鍵差在企業(yè)能不能主動承擔(dān)這方面的任務(wù)。

05、制氫供氫和加氫系統(tǒng)落后

目前國內(nèi)制氫供氫和加氫系統(tǒng)落后造成了氫燃料成本的劇增。中國低成本氫來源是十分廣泛的，但是由于規(guī)模化供氫體系尚不完善，運(yùn)輸成本比較高，用氫價(jià)格超過了燃油成本，還沒有形成可持續(xù)的商業(yè)模式。2018年2月11日，國內(nèi)領(lǐng)軍企業(yè)牽頭成立了跨學(xué)科、跨行業(yè)、跨部門的氫能產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟，標(biāo)志著中國氫能及燃料電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展將提質(zhì)增速。希望生產(chǎn)燃料電池、研究燃料電池整車、主要系統(tǒng)以及供氫系統(tǒng)的企業(yè)，能夠在一起形成一個(gè)共識：在有車的地方建設(shè)必要的供氫系統(tǒng)，這是推動電動汽車十多年發(fā)展中取得的十分重要的經(jīng)驗(yàn)。

06、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測體系嚴(yán)重滯后

燃料電池汽車的運(yùn)行涉及的汽車、能源領(lǐng)域以及一系列新的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范法規(guī)亟待設(shè)立和更新，檢測能力也有待加強(qiáng)。在氫儲安全和運(yùn)行安全方面，70MPa氫瓶、燃料電池全生命周期的測試評價(jià)等方面的標(biāo)準(zhǔn)還有待完善。現(xiàn)在的加氫站建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)是極其落后的，還是上世紀(jì)50年代的設(shè)想，亟需提升，但現(xiàn)在可以通過國際合作解決。目前國內(nèi)的主管部門不明確，運(yùn)行的規(guī)范也不健全。燃料電池電堆和燃料電池發(fā)動機(jī)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也亟待完善，相應(yīng)的檢測能力要繼續(xù)加強(qiáng)，企業(yè)研發(fā)和生產(chǎn)檢測能力同樣需要研究開發(fā)，燃料電池生態(tài)系列的零部件行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、檢驗(yàn)方法、檢測體系也要規(guī)范地發(fā)展。

07、亟需加強(qiáng)國際開放和合作

我國新能源汽車的開放和創(chuàng)新將發(fā)揮率先引領(lǐng)作用。我們的思路就是優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)、防止大氣污染、應(yīng)對氣候變化，這也是人類必須面對的共同挑戰(zhàn)。各國汽車領(lǐng)域責(zé)無旁貸，所以我們有必要坦誠相待、精誠合作、協(xié)同創(chuàng)新，為世界汽車的轉(zhuǎn)型升級作出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。

近二十年來，中國在基礎(chǔ)研究、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、示范運(yùn)營和市場推廣中積極參與和牽頭組織實(shí)施了一批多邊和雙邊的重大國際合作項(xiàng)目。積累了豐富的國際合作經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了產(chǎn)、學(xué)、研合作的新模式，有效推進(jìn)了知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)、創(chuàng)造和轉(zhuǎn)化，帶動了新能源汽車國際化發(fā)展。

在新時(shí)代，我們要進(jìn)一步加強(qiáng)燃料電池汽車領(lǐng)域的國際合作，一是政策法規(guī)方面要加強(qiáng)政府間的合作，二是整車零部件企業(yè)之間在投資、合資和技術(shù)方面的合作，三是大學(xué)、研究機(jī)構(gòu)在技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、檢測能力方面的合作，四是在示范運(yùn)行、市場調(diào)查和預(yù)測方面的一些合作。

解決問題的兩條建議

第一，今年下半年全國政協(xié)將就促進(jìn)新能源汽車健康發(fā)展舉行雙周協(xié)商座談會。雙周協(xié)商座談會是中國一種特殊的、具有自身特色的議政形式，全國政協(xié)主席親自主持會議，由各方面提出意見，對未來發(fā)展提出建議，同時(shí)向中央政府國務(wù)院進(jìn)行匯報(bào)。7 月份我們將組織開展相關(guān)調(diào)研，建議各有關(guān)方面積極參加和協(xié)助調(diào)研，共同努力組織好、開好這次座談會，向黨中央國務(wù)院提出新的建議。

第二，結(jié)合第十三個(gè)五年規(guī)劃，今年要開展中期評估，對燃料電池汽車在科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)發(fā)展、能源革命等的一系列規(guī)劃以及相關(guān)政策的實(shí)施情況進(jìn)行科學(xué)評估，明確發(fā)展的路徑和方向，促進(jìn)燃料電池汽車的健康發(fā)展。

(本文根據(jù)萬鋼在由清華大學(xué)、中國電動汽車百人會和國際氫能委員會共同舉辦的“氫能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇”上的演講內(nèi)容整理)