2016年12月19日,國(guó)務(wù)院印發(fā)《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》,提出要系統(tǒng)推進(jìn)燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化,到2020年,實(shí)現(xiàn)燃料電池汽車批量生產(chǎn)和規(guī)模化示范應(yīng)用。日前,本刊采訪了中國(guó)工程院院士、國(guó)家863《電動(dòng)汽車重大專項(xiàng)》專家組成員和燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)責(zé)任專家衣寶廉,請(qǐng)他分析作為真正零排放的
清潔能源,氫燃料電池在未來能源版圖上,應(yīng)占據(jù)什么地位。在交通和儲(chǔ)能領(lǐng)域,業(yè)界應(yīng)當(dāng)如何搶抓機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展,搶占戰(zhàn)略制高點(diǎn)。
《能源評(píng)論》:未來的能源結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)清潔多元的特征。在汽車動(dòng)力領(lǐng)域,氫燃料電池被視為最清潔的技術(shù),您如何評(píng)價(jià)其應(yīng)用和前景?
衣寶廉:現(xiàn)代社會(huì)需要兩種能源系統(tǒng),一種是固定能源,比如現(xiàn)代電網(wǎng),另一種是移動(dòng)能源,如交通領(lǐng)域的汽柴油、天然氣、
LNG以及燃料電池等。燃料電池在代替油氣提供移動(dòng)動(dòng)力源(600405,股吧)方面,大有作為。原因是,其在擁有高比能量的同時(shí),對(duì)環(huán)境非常友好,反應(yīng)后的產(chǎn)物僅僅是水,所以盡管門檻高難度大,人們對(duì)燃料電池的預(yù)期也很高。據(jù)日經(jīng)
BP綠色技術(shù)研究所預(yù)測(cè),以氫氣為能源基礎(chǔ)的全球市場(chǎng)規(guī)模2020年將達(dá)到1000億美元,2030年接近4000億美元,2050年接近16000億美元。
在應(yīng)用方面,除航天、消費(fèi)電子,最主要的標(biāo)志性應(yīng)用就是氫燃料電池汽車,而且因行駛里程長(zhǎng)、加氫速度快以及駕乘舒適性、操控習(xí)慣和燃油車完全一樣,在未來
新能源汽車產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)中具有很大的優(yōu)勢(shì)。
《能源評(píng)論》:既然氫燃料電池汽車優(yōu)勢(shì)這么突出,能在交通領(lǐng)域一統(tǒng)江湖嗎?
衣寶廉:這需要統(tǒng)籌考慮燃油車、純
電動(dòng)車的發(fā)展才能下結(jié)論。
搭載鋰電池的純電動(dòng)汽車的主要問題是,因續(xù)航不足引發(fā)里程焦慮癥。鋰電池的能量密度要從每千克160瓦時(shí)提升到300甚至500瓦時(shí),是基礎(chǔ)材料的系統(tǒng)工程,短時(shí)間突破非常困難。而氫燃料電池汽車面臨的問題是加氫站不普及、成本需繼續(xù)下降,這個(gè)是規(guī)模問題。以豐田“未來”售價(jià)為例,扣除政府補(bǔ)貼折合人民幣28萬元,只比純電動(dòng)車貴一點(diǎn),已經(jīng)看到了商業(yè)化的曙光。
未來,氫燃料電池會(huì)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中會(huì)起到一個(gè)“舉氫若重”的作用,至少它可以代替大部分燃油和一部分電池,汽車市場(chǎng)可能是三分天下、三國(guó)爭(zhēng)霸:氫燃料電池汽車跑長(zhǎng)途,發(fā)揮大功率優(yōu)勢(shì);市內(nèi)近郊交通,用鋰離子電動(dòng)汽車;搭載少量電池的混合動(dòng)力燃油車,可能份額比較小,但也不會(huì)終結(jié)。
《能源評(píng)論》:在氫燃料電池應(yīng)用的另一個(gè)重要領(lǐng)域,儲(chǔ)能行業(yè)是否也存在三分天下的格局?
衣寶廉:從大的分類來看,儲(chǔ)能技術(shù)路線可以分為三種:物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能、電磁儲(chǔ)能。在產(chǎn)業(yè)格局上,包括氫燃料電池在內(nèi)的化學(xué)儲(chǔ)能,是整個(gè)儲(chǔ)能行業(yè)的重要組成部分,而且也是三種路線中市場(chǎng)化程度較高的領(lǐng)域。對(duì)氫燃料電池而言,目前尚處在研發(fā)和示范階段,未來隨著技術(shù)逐漸成熟,將在分布式電站等領(lǐng)域發(fā)揮應(yīng)有作用。
《能源評(píng)論》:有業(yè)內(nèi)人士對(duì)于電化學(xué)儲(chǔ)能的前景并不樂觀,認(rèn)為其規(guī)模和經(jīng)濟(jì)性不足,您如何評(píng)價(jià)?
衣寶廉:要全面來看,不能聽一面之詞,化學(xué)儲(chǔ)能是一個(gè)大型工業(yè)體系,從歐美經(jīng)驗(yàn)來看,化學(xué)儲(chǔ)能一定要發(fā)展,主要是與分布式太陽能電站配套使用,可以小到家庭,大到一棟大樓或者一個(gè)廠區(qū),以提供晚間備用能量為主。所以化學(xué)儲(chǔ)能的優(yōu)勢(shì)在于其不受地域限制、靈活方便,其他物理儲(chǔ)能技術(shù),不管是飛輪儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、還是抽水蓄能,都不可能因地制宜做到小而精、小而美。
實(shí)現(xiàn)盈利還需5年
《能源評(píng)論》:再回到交通領(lǐng)域,有機(jī)構(gòu)認(rèn)為,因鋰電池的技術(shù)在逐漸提升,如果氫燃料電池技術(shù)無法在20~25年擺脫試水階段,將可能永遠(yuǎn)無法成為主流。您如何判斷目前氫燃料電池汽車所處的市場(chǎng)階段?
衣寶廉:目前國(guó)外主流車企如豐田、本田、奔馳、通用、福特、寶馬等雖然不斷推出新車型,但氫燃料電池汽車仍處于市場(chǎng)導(dǎo)入期的臨界點(diǎn),尚未進(jìn)入S型曲線的上升期,實(shí)現(xiàn)盈利估計(jì)還需要5年左右,上升時(shí)點(diǎn)要到2020~2025年,大幅度提高要在2025~2030年。
即使是推出“未來”的豐田,也在觀望,因?yàn)槟壳暗臍淙剂想姵仄囉脩,遇到的焦慮比純電動(dòng)汽車還要多。原因就在于加氫站建設(shè)成本較高,要大規(guī)模鋪開不是小事情,所以我們要結(jié)合中國(guó)的特點(diǎn)考慮發(fā)展路徑問題。
《能源評(píng)論》:您認(rèn)為,比較適宜我國(guó)的推廣路徑是什么?
衣寶廉:總體普及推廣思路是循序漸進(jìn)、以大代小。中國(guó)的突破路徑應(yīng)首選公交大巴車,其次是輕軌,因?yàn)樽鳛楣步煌ㄕ军c(diǎn),只需在起點(diǎn)和終點(diǎn)各布置一個(gè)加氫站,就可以比較少的加氫站先穩(wěn)定運(yùn)行起來,達(dá)到四兩撥千斤的效果。
燃料電池轎車,也不能全面布開,可以在特定區(qū),比如北京或者上海選取一個(gè)區(qū),進(jìn)行實(shí)驗(yàn);A(chǔ)設(shè)施方面,可以考慮在
加油站旁邊建加氫站,將來隨著加油站逐漸減少,加氫站擴(kuò)大,最后加油站轉(zhuǎn)變成加氫站。
《能源評(píng)論》:《中國(guó)制造2025》提出,到2020年要生產(chǎn)1000輛左右的燃料電池汽車,并進(jìn)行示范運(yùn)行,其實(shí)現(xiàn)路徑也是大巴突破?
衣寶廉:國(guó)內(nèi)目前用于示范的氫燃料電池汽車已達(dá)200余輛,基本都是大巴,累計(jì)運(yùn)行里程十余萬公里。《中國(guó)制造2025》提出來的1000輛進(jìn)行示范,也主要是大巴車。原因就在于,大巴對(duì)加氫站的依賴較低,1000輛車只需幾十個(gè)加氫站,而且不集中在一個(gè)城市,投資資金也有保證。
產(chǎn)業(yè)做大三種精神
《能源評(píng)論》:在產(chǎn)業(yè)化方面,國(guó)外有哪些經(jīng)驗(yàn)值得我們學(xué)習(xí)?有哪些需要政策層面支持?
衣寶廉:國(guó)外的體制一般是大企業(yè)大投入,一個(gè)從事氫燃料電池汽車開發(fā)的公司,至少要有10臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)同時(shí)在運(yùn)行測(cè)試。
反觀國(guó)內(nèi)的情況,幾家科研機(jī)構(gòu)都是僅有一套實(shí)驗(yàn)裝置,還無法實(shí)現(xiàn)24小時(shí)運(yùn)行。由于氫燃料電池汽車在短期內(nèi)不賺錢,無論是私企還是國(guó)企都不想在關(guān)鍵技術(shù)上投資建廠。未來應(yīng)堅(jiān)持研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化同步推進(jìn),一是國(guó)家要?jiǎng)訂T私營(yíng)企業(yè)或國(guó)有企業(yè)在關(guān)鍵材料領(lǐng)域投資建設(shè)生產(chǎn)線,實(shí)現(xiàn)原材料自給自足,讓成本能大幅度下降。二是要盡快進(jìn)行可靠性和耐久性實(shí)驗(yàn),把產(chǎn)品壽命提升到國(guó)際水平。
《能源評(píng)論》:日本豐田公司聲稱公開相關(guān)專利之后,又表示可出售燃料電池汽車的關(guān)鍵零部件;此前,美國(guó)特斯拉公司也宣布公開專利。您認(rèn)為,他們采取這一策略對(duì)國(guó)內(nèi)相關(guān)企業(yè)有何意義?
衣寶廉:不管是特斯拉還是豐田,公開專利肯定是好事,反映出領(lǐng)先企業(yè)希望其技術(shù)和產(chǎn)品在世界上能夠普及的心態(tài),體現(xiàn)了企業(yè)家的全球視野和境界,我們大力歡迎。此舉確實(shí)對(duì)產(chǎn)業(yè)起到了促進(jìn)作用,對(duì)國(guó)內(nèi)企業(yè)而言,一是搞清楚方向,知道了要“向東走還是向西走”。二是能躲過路上的“坑坑洼洼”。但專有技術(shù)還要靠自己去解決,對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的企業(yè),判斷起來就比較容易,進(jìn)展很會(huì)快,不會(huì)走更多彎路。
這也體現(xiàn)了工程和理論的差別。現(xiàn)在中央提出理論、工程和工匠精神,三者要有機(jī)結(jié)合,理論和工匠是兩個(gè)極端,工程介于二者之間,工程既要有理論指導(dǎo),也要有工匠基礎(chǔ),對(duì)工程技術(shù)國(guó)外企業(yè)是不會(huì)告訴你的,也是學(xué)不來的,得靠自己去摸索,能不能做成,取決于工匠精神的高低,與工業(yè)基礎(chǔ)、行業(yè)積累關(guān)系密切。
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