衣寶廉，中國工程院院士，中國燃料電池汽車領(lǐng)域的泰斗級人物。從70年代參加并共同領(lǐng)導(dǎo)航天氫氧燃料電池的研制開始，衣寶廉在這一領(lǐng)域已經(jīng)有了將近40年的職業(yè)經(jīng)驗，對他而言，氫燃料電池是他的生命，氫燃料汽車是他希望看到的另一個成就。

 

氫燃料汽車，一個遠高于純電驅(qū)動汽車的技術(shù)，它以氫作為動力，在續(xù)航里程與補充能源上有著十分獨特的優(yōu)勢。然而在儲氫系統(tǒng)以及其他方面，氫燃料電池汽車的普及一直以來是全球汽車企業(yè)的一大難題。

 

7月7日，汽車預(yù)言家對話衣寶廉，從中國燃料電池汽車未來發(fā)展規(guī)劃，到豐田汽車在這一領(lǐng)域的獨特優(yōu)勢，以及未來氫燃料汽車發(fā)展降本等關(guān)鍵問題進行一一探討，嘗試向外界展現(xiàn)中國燃料電池專家對燃料電池汽車未來的理解。

 

2030年燃料電池車達到百萬輛

 

從國際上看，燃料電池車從上世紀(jì)90年代開始研發(fā)，1990年到2005年，燃料電池車示范應(yīng)用技術(shù)被證實可以滿足汽車應(yīng)用性能要求。2005年到2012年則是主要解決燃料電池壽命，美國能源部要求大巴車燃料電池壽命大于一萬小時，轎車大于五千小時，目前已經(jīng)做到。

 

2012年之后，燃料電池車主要面臨降低成本，以及推進加氫站設(shè)施建設(shè)?，F(xiàn)在燃料電池車成本已經(jīng)下降到跟鋰電池車差不多的水平。國際社會燃料電池車發(fā)展已經(jīng)進入到商業(yè)化初始階段?，F(xiàn)在燃料電池車性能已經(jīng)達到傳統(tǒng)汽車水平，體積與傳統(tǒng)的四缸內(nèi)燃機相當(dāng)，壽命大巴車已經(jīng)接近兩萬小時。

 

目前我國對于燃料電池車的發(fā)展是持明確支持態(tài)度，最明顯的就是燃料電池車補貼不退坡，目前對于燃料電池的補貼標(biāo)準(zhǔn)是乘用車是20萬，輕型客車、貨車是30萬，大種型客車、中重型貨車是50萬。每千瓦補助六千塊，為的就是在初期鼓勵燃料電池車發(fā)展。

 

按照國家發(fā)展規(guī)劃要求，到2020年我國會擁有5000輛燃料電池車，2025年達到5萬輛，2030年達到百萬輛。

 

豐田燃料電池車與我國的三點不同

 

眾所周知，目前日本豐田在燃料電池車領(lǐng)域的發(fā)展領(lǐng)先與行業(yè)，特別是在2014年12月推出Mirai車型后更加奠定在燃料電池車領(lǐng)域的地位。

 

談起我國發(fā)展燃料電池車，衣寶廉坦承我國的一些技術(shù)指標(biāo)在某些方面對標(biāo)日本。但與日本技術(shù)存在一定差距，衣寶廉指出如果把豐田燃料電池車技術(shù)比作一流，我國的水平便是二流。但在某些示范量方面，我國的燃料電池車或許要比日本更加廣泛。

 

豐田燃料電池車Mirai與我國燃料電池發(fā)動機存在三點不同：

 

第一、豐田使用了活性Pt-Co合金催化劑。

 

第二、豐田使用了薄膜，質(zhì)子傳導(dǎo)率提高了3倍，降低了歐姆極化。

 

第三、豐田采用低密度GDL、3D流場，類似化工當(dāng)中加擋板，將氣體流向改變，底下有個吹力，這樣的話用對流代替了擴散，使得電流密度大幅度提升，這是是豐田對高密度燃料電池的一個重大貢獻，比美國的薄膜電機要好用得多。

 

豐田即便開放專利關(guān)鍵技術(shù)仍需企業(yè)自主研發(fā)

 

隨著豐田燃料電池的商業(yè)化，基礎(chǔ)設(shè)施加氫站便顯得更加緊迫，為此豐田與日野合作進行燃料電池大巴車項目，因為大巴車、客車等行駛線路相對固定對于加氫站的依賴性較低。

 

更重要的是豐田在2015年1月6號宣布5680件的燃料電池車專利可以無償使用。針對于此，衣寶廉表示豐田開放專利的辦法對于其他車企以及整個行業(yè)來講會起到很大促進作用。專利只是指明了發(fā)展方向，讓其他車企可以少走彎路，但關(guān)鍵核心技術(shù)依然要靠自己去研發(fā)。

 

這也是制約我國燃料電池車成本的一個問題，目前來說我國的燃料電池車所掌握的核心零部件依然依靠國外，降低成本之一則必須實現(xiàn)核心零部件的國產(chǎn)化。比如，我國引進巴拉德電堆生產(chǎn)技術(shù)引進，按照計劃要求，2017年7月將完成生產(chǎn)線引進工作，生產(chǎn)線產(chǎn)能2萬臺9SSL電堆，實現(xiàn)9SSL電堆國內(nèi)批量化生產(chǎn)。

 

發(fā)展燃料電池車降本是關(guān)鍵

 

氫燃料電池車發(fā)展到現(xiàn)在，在技術(shù)上已經(jīng)達到一定成熟階段，但距離商業(yè)化推廣仍有一段距離。而制約燃料電池車推向商業(yè)化的主要原因最大的就是成本問題。

 

美國的通用和日本的本田今年初宣布投入四千多萬美元，合人民幣就是兩個多億，來建燃料電池堆的生產(chǎn)線，豐田未來車上線的時候一天只能做三輛，一年只能做一千輛，因為車的生產(chǎn)線可以借用燃料車的生產(chǎn)線，但是燃料電池堆和系統(tǒng)沒有生產(chǎn)線，所以生產(chǎn)受控制。

 

建立電堆和整車生產(chǎn)線之后，降本的焦點便圍繞在氫循環(huán)泵和鉑用量。鉑，作為燃料電池電機的催化劑，受全球量產(chǎn)影響也制約著商業(yè)化發(fā)展。現(xiàn)在燃料電池車技術(shù)提出把鉑的使用降到最低，甚至不用。目前正在進行燃料電池催化劑方向的研究。甚至有專業(yè)技術(shù)人員指出，條件一旦成熟，把國內(nèi)的空壓機和氫循環(huán)泵的成本降下來，燃料電池或許比鋰電池成本更低。

 

除此之外，在基礎(chǔ)設(shè)施加氫站建設(shè)方面，加氫站的建設(shè)投入巨大，一座加氫站的投入與十座加油站的投入相當(dāng)。這需要政府和大企業(yè)來牽頭建設(shè)。目前宇通客車在中原建起第一座加氫站，政府補貼400萬元。

 

燃料電池的優(yōu)缺點

 

燃料電池車作為新能源汽車細分種類之一，在工作原理上燃料電池車是燃料電池開動的，自由氧化還原反應(yīng)才能做成電池，燃料電池也是一種電池。

 

與鋰電池車的儲能方式不同的是，燃料電池車儲能在氫罐里，通過化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。它有供氣系統(tǒng)、供氧系統(tǒng)和排水系統(tǒng)，它跟內(nèi)燃機一樣很復(fù)雜。此外，燃料電池是由多片連接起來，一致性問題很重要。綜合來看，燃料電池車既有內(nèi)燃機的缺點又有電池的缺點。

 

用燃料電池車和傳統(tǒng)燃油車做對比，基本上就是用氫瓶代替了油箱，燃料電池代替了內(nèi)燃機，而在排放層面，燃料電池車排的是水和水蒸氣。

 

但燃料電池的優(yōu)點是能量高。燃料電池可以達到每公斤1000瓦時。而現(xiàn)在鋰電池是每公斤200瓦時，目前我們的目標(biāo)發(fā)展到每公斤300到500瓦時。燃料電池的能量是非常高，這使得燃料電池車?yán)m(xù)航里程遠。

 

除此之外，燃料加注時間短，使用方式與燃油車基本一致。從使用角度容易被用戶接受。這一點奠定了燃料電池的應(yīng)用基礎(chǔ)。但是由于檻高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，現(xiàn)在發(fā)展比較緩慢。