章桐:中国燃料电池汽车产业化发展的机遇和挑战
  • 更新时间:2017/5/25 14:31:10
  • 来源:论坛组委会

同济大学校学术委员会委员、汽车学院学术委员会主任 章桐

大家下午好,首先感谢主办方邀请我来向大家做一个简短的报告,前面几位专家从技术上做了非常详细的介绍,关于电堆的技术,系统的技术,我这个报告针对会议的主题,关于燃料电池产业化的发展,特别是在中国,它的机遇是什么,挑战是什么。
    首先从新能源汽车全球的趋势来看,任何的汽车想大规模产业化,和市场是相关的,成本的趋势,只有随着成本大幅度下降,产品才能实现产业化。这条曲线,对于纯电动来说,从培育期到成长期的过程,我们从成本上来说,已经降到一定程度,但是从燃料电池角度来说,我们仍然在培育期里面,红框里面,代表全球的趋势,从国外来说,燃料电池汽车关键技术已经取得了突破,产业化的导入期已经正式开始了,丰田、本田、通用、这几家公司都是全球典型的公司,它们进入了产业化导入期,在技术上没有任何的问题,除了成本,辅助设施,加氢站的供应的问题,关键技术进行了突破,产业化导入正式开始。
    氢能源战略化定位来说,也取得了很大的进展,在今年瑞士的会议上,特别强调了氢能的发展,总的来说,我们伴随着整个汽车的发展的趋势,电动化、智能化、互联化。在电动化燃料电池这块,国内国外基本的趋势这样的。
    随着产业化的发展,对于中国来说,发展纯电动汽车和燃料电池汽车并不矛盾,从能源角度来说,汽车驱动电动化,其中最主要的目的,我们想实现能源的多元化,因为电和氢气本次都是二次能源,不是一次能源,我们想取得能源的多元化,摆脱传统能源的依赖,一次能源,对于今后的可持续发展,我们需要二次能源,这个二次能源,对汽车工业什么载体是最合适的。电和氢气,由于燃料电池存在这样很好的交换作用,我们如果有电的话,可以电解水,通过燃料电池氢氧反应,在二次能源里面是相互互补的关系。
    电堆的技术得到突破,但是从整个氢能源的架构来说,真正投入使用的有300多座,中国投入使用的就是那么几座,但是和加油站相比,从全球的能源供应来说远远不够,这也是制约燃料电池汽车产业化发展的制约因素。中国的电动化,在全球来说,都是响当当有名,全世界都在惊叹对中国汽车电动化的发展趋势。中国电动车的保有量是第一,产量也是第一。
    我们目前从2016年的产量1.7万辆,氢能源汽车,纯电动汽车在全球都是第一,整个国家的定位,朝纯电动汽车发展,和其他国家有一点不同,全球并没有像中国这样把整个新能源汽车发展的定位着重放在纯电动汽车,这是中国的政策,今后的预期可以看得非常清楚。
    纯电动方向,能不能做得成,从锂电池这块,要想全面推纯电动化,没有电池是做不成的,中国目前的电池的产量,包括现在的,包括目前有的一些大电池厂,远远满足我们的需求,如果说2020年需要到500万辆纯电动车的话,我们的电池是够用的。光有电池不行,电池要充电,我们的辅助设施是不是能够满足?我们有很多政府部门,从发改委到公信部,对于大规模建设充电设施做了很多政策性的引导,给了很多的支持,从中央政策来说也做了很大的规划,2020年基本上要实现1比1的配套,将近500万辆,我们要有500万个充电桩,目前的状况大概是7比1,但只是有这个数字,找不到充电桩,但是中国从国家的规划来说,强调大规模推动充电桩的设施建设。各个地方政府、企业往上报的量核一核,里面有很大的偏差,中央计划是到2020年达到500万的量,但是地方加起来不到200万,中国在大规模推动纯电动的情况下,会不会达到这样的规模,这是我们要注意的事情。
    我们做燃料电池汽车是有我们的机遇的,跟传统汽车就不比了,纯电动汽车和燃料电池汽车相比,我们就克服了一个充电的问题,大家知道充电桩虽然简单,但是给电池充电,是电化学的过程,不是能源的物理搬运过程,把电池充满是需要时间的,大家知道时间的概念,充一次电,快速充电桩,高功率充电站,占用的时间,是减少不了的,比如说特斯拉在美国的快速充电站,要反向收费,你电充满的情况下,仍然不把充电枪拿下来,是反向收费,所以在这点上来说,燃料电池汽车和纯电动汽车,它的缺点正是我们的的优点,能源补充上,氢气是一个载体,搬到车上去,搬多少根据你的需求,而且搬运过程非常快,从能源的补充来说,给纯电动汽车做一个互补。
    纯电动汽车和燃料电池汽车为什么不冲突,对于短途的不需要这种能量载体的情况下,可以用纯电动汽车,用小电池可以满足你的要求,为什么要做燃料电池,根据特定的场合的需求,两者不冲突,可以互补。我们会遇到瓶颈,用燃料电池,补充纯电动汽车,这是我们的机遇。
    燃料电池汽车也是纯电动汽车,电是由燃料电池加上氢气储存系统来的,整个产业链的建设,可以借力于目前的纯电动汽车的推广,比如说里面所有的共性的技术,但是我们的瓶颈在于燃料电池发动机以及储氢系统,在这点上,燃料电池系统里面加湿器、包括里面的空气滤清器,所有的都是全新的产业链,跟电动汽车也不一样,另外氢气瓶,一个是系统成本,氢瓶的成本,这是制约因素。氢气价格的本身,目前中国的电太便宜,是不是大规模推广以后,还能仍然维持这个电价,我表示怀疑,但是目前来说氢气价格相对电价比较高。
    第三个机遇,我们中国在燃料电池这块并不陌生,我们有15年,全国做了一定的铺垫,我们基本掌握了整车动力系统和零部件的技术,但是我们缺了一套真正产业化的技术,在很多关键材料方面,材料本身包括系统的零部件,实验室的指标来说我们并不差,但是关键是你没有量,没有可控的生产线。做一件可以,做10万件做不出来,这是费钱费时的事情,目前没有人愿意投,在这块是要加强的,但是基本上我们基本的集成的技术已经有了,这是一个机遇。
    我们三年前,国内只是科技部一家在推燃料电池,目前来说,包括从国家能源局、发改委、公信部、财政部,从全国角度来说,大家对整个燃料电池,我罗列了一下燃料电池汽车政策的支持,国家还是很支持的。
    中国在氢能源本身来说有很大的优势,氢作为二次能源,来源可以多元化,可以用太阳能产生的电,电解水,风力发出来的电,我们可以现场制氢,目前来说国家的制氢的规模还是蛮大的,氢的产量来说我们全球第一,有些我们可以利用国家的优势。好的是目前国内,包括中石化、中石油,大的国内的能源企业对这方面比较重视,所以会引导我们在氢能设施方面有很大的发展,这是我们的机遇。
    总体来说,中国做燃料电池是可以做的,但是怎么做,我们有我们的产业化挑战,挑战在什么地方,主要是几个方面:1.国家的战略还要进一步明确,中国制造2025,但是我们还缺少一些具体的步骤,我们不光要有战略,要有具体的实施计划,汽车工业协会牵头做了中国能源汽车发展的路线图,具体的技术路线做了一些描述,国家层面做了总体的规划。
    2.示范工程,2008年的时候,开始做燃料电池的规范化式示范,到2010年上海世博会的时候,腾共投入国产的170辆,2010年是全球最大的一次燃料电池汽车的集中示范,从2010年开始这块工作有所滞后,但是2017年联合国支持的示范项目,国内除了上汽之外,其他的整车厂没有不重视燃料电池汽车,这也是很好的发展趋势。实现规模示范的情况下,2021年,北京冬奥会,明确提出燃料电池要上百辆级的规模化示范,所以给我们提供了这样的机遇。
    行业重组,我们的国家的战略要明确,产业要重视,不能光靠政策的支持,从产业链来说要有投入,市场开拓不能等,有一些市场,燃料电池汽车投到什么地方去,不能重复燃油汽车的一些老路,又要掌握技术,又要开发市场,我们有一些东西要利用中国市场特定的优势,主动去开发,要抓住燃料电池汽车在中国发展的机遇。
    从开发来说,我们目前从产业化角度来说,以商用车切入,乘用车稍候,因为商用车成本比较低,利用我们国内车型上的特点,推动整个燃料电池汽车的产业发展。
    资金上投入,产业行业本身一定要投入,能源行业,投关键材料、催化剂、膜,都应该是化工行业做的,另外就是汽车行业本身,汽车的零部件,要投人,要投钱,有的企业说没有确切说做这个事情,投一两百万是没有用的,所以一定要重视。
    从产业链的角度来说,关键零部件,可以借助与电动汽车的一些关键零部件,但是整个下面的燃料电池发动机系统、氢气的关键零部件,需要全新的产业链,需要踏实的投入,有些科研单位做了一些工作,离心式空压机,我们也有样机出来,从技术到产业化,是巨大的代沟,怎么样弥补它,怎么样渡过,需要大资本投入。
    这是国内的代表性单位做的一些工作,大家都在布局。从产业链来说,从原材料到生产,整个氢气这块,也存在这样的问题,需要从整个产业链上去投入。
    要想真正推动中国燃料电池汽车产业化,三位一体的布局,第一,国家要有战略,定位是什么,怎么把燃料电池汽车和纯电动汽车相提并论,有一些重点的科研计划,但是没有产业计划,从行业本身,对燃料电池汽车的发展到底是什么度,所以我们希望国家要有这样一个战略,纯电动汽车和燃料电池汽车是相互互补,中国的汽车工业从大走向强的最好的一个途径,希望国家有这样的战略。
    行业要投入,不能再去等,不能依靠国家投入一些钱,这些做的比较好的国家,德国、日本、丰田、美国,都是投入了大本钱,持续不断投,才能做到今天这样的地位,所以说行业要有投入,总体上来说,要把企业短期的产品规划和长期的企业技术规划要统筹协调,并不方案你目前推纯电动汽车上产业,但是长期的投入需要有规划。
    技术和应用,技术不到位,中国技术和国外相比,我们还有很多短版,是不是实现产业化的时期?先把技术做好了再去做示范。还有一个是说先不管技术先做示范,其实是不矛盾的,没有示范引导的产业化的进入,做技术研究有点盲目,到底哪些性能对汽车来说是最重要的,哪些是优先度,通过示范规模来获得,因为在运行当中才会有经验。如果只光做产业,不在基础投入,你没有自己的IP,没有自主的知识产权技术,你的技术是短版的,是不可持续的,基础和应用并剧,两者要相互结合,特别对于中国这样的产业架构来说,我们在中国做示范项目比在国外做示范项目有得天独厚的条件。这就是我今天给大家所做的汇报,谢谢大家。
(根据现场速记整理,未经本人审阅)