衣寶廉：純電動車安全不解決，未來將輸給氫燃料電池車
時間:2019-05-23 17:49來源:能源雜志 作者:綜合報道
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氫能和燃料電池產業發展正迎來新的風口。
截至目前，我國有超過25個城市宣稱，正在進行氫能和燃料電池的產業布局，部分城市還公布了未來發展的產業規劃，并稱政府將對氫能和燃料電池產業給予大力的政策扶持。一時間，城市之間爭奪氫能產業制高點的戰爭正在打響。
中國工程院院士、燃料電池技術專家衣寶廉認為，政府發展氫能產業的熱情，一方面讓中國成了全球的焦點之一，使得人才、資金和技術不斷向中國聚集，有利于推動氫能和燃料電池產業的發展。另一方面，城市之間的競爭在加劇，可能會導致這一產業低端重復性建設問題重現，未來可能會走其他制造業的老路。
日前，就制氫、氫氣儲存與運輸，以及燃料電池產業的技術等問題，第一元素專訪了衣寶廉院士，以下是采訪實錄。
建議成立氫能國家專項
記者：2019年氫能被寫入了政府工作報告，但與日本、韓國等國家相比，我們發展氫能的國家戰略還未形成，是否要建立氫能發展的國家戰略？
衣寶廉：氫能在我國能源轉型過程中起到一個橋梁作用，它是從化石能源向可再生能源過渡的中間介質。
對我國而言，整個氫能系統發展需要有國家戰略規劃，這個規劃不能只是針對燃料電池汽車，因為氫能應用場景非常多，除了燃料電池汽車，還有冶金、燃氣輪機發電和取暖等領域。
我們建議，針對氫能發展，國家應當成立一個重大專項，把相關的實驗都做起來，這樣我們國家的氫能才能夠發展起來。
例如，目前國家在電動汽車方面有重大專項，但氫能不能包含在這個重大專項中。要讓大家對氫能有更深入的認識，國家可以成立一個比電動車小一點的專項，包括氫能的制備運輸等，并把氫能的各種用途都放進去，把氫能的應用先做起來。這樣才能落到實處，推動氫能產業的發展。
用補貼引導技術進步 不搞大水漫灌
記者：目前我國超過20個城市制定了氫能產業發展規劃，都在試圖搶占氫能產業發展的制高點，您如何看待各地發展氫能的熱情？
衣寶廉：針對各地在宣傳大力發展氫能，我覺得應從兩個方面理解。從正面來說，各行業的發展都是有量才有質，地方政府發展氫能的熱情，讓中國氫能和燃料電池研發成了全球關注的焦點，這從很大程度上帶動了國外先進技術、人才和資金進入中國。
比如，豐田汽車與清華就建立了合作關系，共同研發燃料電池車；再比如，過去真正的燃料電池空壓機我國一家也沒有，現在國內已經有了8家，價格也大幅下降。因此，這對于中國燃料電池產業化發展起到了推動作用。
但另一方面，各地都在布局氫能產業也會帶來一定的負面作用，比如相互挖人才、低水平重復建設等問題，應該引起國家的重視。
記者：針對這種情況，需要怎么去解決？
衣寶廉：氫能和燃料電池行業發展目前還需要國家補貼，因此可以用補貼這個杠桿來做技術引導，不能大水漫灌，提高補貼的門檻，不是所有燃料電池汽車都給補貼，而是要根據性能、續航里程做出判斷，而且每年要進行評定，接受補貼的企業，需要加快技術創新，每年在技術上上一個臺階，避免重蹈鋰電池車補貼的覆轍。
為此，國家可以成立獨立的第三方的監測機構，每年對每一種車型進行監測，能否拿到補貼要讓第三方數據說話，這樣才能用補貼作為推動力，加快國內技術的進步。
制氫要首選“三棄”電量
記者：很多人對制氫環節持有不同意見，比如有人認為煤制氫或者化工制氫，一樣會帶來排放問題，而電解水制氫能源消耗比較大，在制氫問題上，您有怎樣的觀點？
衣寶廉：談制氫要先看看氫氣成本問題。目前制氫成本和運輸加注成本幾乎是1:1，煤質氫成本約2元/立方米，到了加氫站就變成了4元，按照11立方米約合一公斤計算，氫氣成本約44元/公斤，這樣計算燃料電池車燃料成本跟燃油車差不多。
按照上述的成本，燃料電池車運營成本會非常高，跟燃油車相比沒有優勢，更不能和鋰電池汽車競爭了。目前鋰電池電動車100公里平均約15度電，而電價只有0.5元/度，每百公里只需要7.5元。
這種情況下，制氫首選應該是棄風棄光和棄水電量制氫，這不僅能夠降低成本，也符合環保上的要求。當然需要選擇示范地區，目前電解水制氫，1立方米氫氣需要4-5度電，而1立方米氫氣用于燃料電池發電只能發2度，所以效率上比較低。
因此，氫氣的來源上，一定是用“三棄”的電量制氫，因為這部分價格僅為0.1-0.2元/度。如果直接用電網的電制氫，經濟上根本沒有可行性。
另外，我國的氯堿廠、重化工企業的副產氫產量非常大，這部分可以充分利用起來。就地方政府而言，發展氫能源汽車產業，首先也必須把氫源問題列入在內，要先考慮城市附近是否有氫源，是否符合低成本制氫的條件。
就煤質氫而言，要跟電解水制氫結合起來。用電解水制氫副產的氧氣，做煤氣化，這樣可以產生高純度的二氧化碳，封存和利用都比較方便，并可以形成制氫的產業閉環。
電動車的短板是安全 燃料電池車的短板是價格
記者：有觀點認為，氫燃料電池汽車未來更多替代柴油車，而純電動汽車更多代替汽油車，這種觀點您認可嗎？未來純電動汽車和氫燃料電池汽車多大意義上存在競爭關系？
衣寶廉：這個觀點是歐陽明高院士提出來的，我基本上是同意的。燃料電池汽車優點在于儲能量高，續航里程長，與柴油車性能類似，比較容易代替柴油車。而鋰離子電動車更容易替代以市內交通為主的汽油車。
但這個觀點還不全面，是暫時的平衡。鋰離子純電動汽車的致命問題在于安全性，按照目前萬分之一到十萬分之一的起火爆炸幾率，它是沒有前途的，早晚會被燃料電池汽車代替。
在安全性不能解決的情況下，越追求續航里程，裝的電池越多危險性就越大。因此鋰電池車只有解決了安全的短板，才能在短程領域跟燃料電池汽車相競爭。不解決安全性，未來它不輸給燃料電池車，也會輸給其他的技術路線。
燃料電池車的短板在于價格太高，表現在一是技術門檻高，二是貴金屬鉑用量一定要降低。目前一輛燃料電池車的價格是鋰離子電池車的1.5-2倍，如果燃料電池車成本不降下來，將來也沒有市場。因此，這兩個技術路線都有短板，誰率先解決了短板，誰可能通吃。
記者：燃料電池汽車的安全性如何看？
衣寶廉：燃料電池汽車安全性非常高，我搞了一輩子燃料電池，從沒有遇到一起安全事故。氫在敞開空間，非常安全，泄露之后馬上揮發，不會發生爆炸起火。
國內外都進行了實驗，用槍把氫瓶打一個孔，著了火之后一條線向上沖，并不會爆炸。因此在敞開空間，氫氣車比燃油車安全性還要高。
但是在密閉空間，一定要嚴格按照標準放置氫氣報警器，而且自動啟動排放裝置。基于此，燃料電池車最好不進入車庫，在室外最安全。因此，在電堆的研發上，一定要抗低溫，至少要零下30度以下。
記者：氫能的儲運目前面臨著較大的技術難題，成本也相對較高，您認為在氫的儲運方面，未來需要在哪些方面加強技術攻關？
衣寶廉：氫氣儲運有很多方式，其中液氫是未來儲氫和運輸的重要方式之一，日本利用的氫能就是從澳大利亞通過液氫方式輸送的，但是液氫有一個問題，在液化和利用過程中，三分之一的能量損耗掉了。
目前還有一種方式是，利用天然氣管道運輸，德國和美國都在用天然氣管道運輸氫氣，把“三棄”電量所制的氫氣，直接輸送到天然氣管道中，目前歐洲天然氣管道的氫含量可達5%，這些氫氣可作為下游民用，也可用于燃氣輪機發電。
另一種是有機化合物輸氫，本質上是苯和甲苯之間的轉換，但需要200度左右的高溫，儲氫可以到達5-6%，像運柴油一樣。
與日本的三方面差距
記者：在燃料電池技術和研發上，我國與日本等國還存在較大差距，這種差距的核心問題是什么？
衣寶廉：我們跟日本的差距有以下幾個方面，一是電堆的比功率、可靠性和耐久性都與日本有差距。為什么會有這樣的差距，因為我們國家的模仿力強，但創新力比較弱。因此我們必須加強自己的創新，不能總是跟跑。
二是日本是全球采購，關鍵的零部件不受限，而我國在采購環節會受限，因此我們要發展自己的產業鏈，而相關的產業鏈的建立才剛剛開始。只有在中國建立燃料電池堆的產業鏈，成本才能夠降下來，這是跟日本相比的第二個差距。
三是在燃料電池的基礎研究方面我國比較弱。由于體制機制問題，在我國很多學者對基礎研究很難安下心來，比如鉑含量的降低，需要下大力氣去做基礎研究。我們的應用研究做的比較好，但基礎研究的經費來源如何處理，這都是問題。我認為科研要有分工，基礎研究是為明天、后天做準備，這個需要更高層面去協調解決。
記者：發展氫能及燃料電池汽車，目前面臨的最大制約因素是什么？您有怎樣的建議？
衣寶廉：現在國內發展氫能和燃料電池的形勢比較好，但我們這個產業的合作精神比較弱。大家看到燃料電池可能賺錢了，很多企業就自己單立門戶了，不能夠協同攻關、共同攻克難題。有時候還會相互挖墻腳，這種現象對于還處于初期的產業而言，確實是一個問題。因此我們需要協同攻關，創新發展，這是第一。
第二，我們要建立自己的產業鏈，動員企業家投資，從關鍵部件到電堆和系統進行投資，目前這方面做的還不錯。
第三，建議做一個示范計劃。鋰離子汽車之前搞過一個“十城千輛”的計劃，效果不錯。燃料電池汽車不會短期內產業化，也應該有個類似的計劃進行推廣，對既沒有廉價氫源，又沒有燃料電池制造產業基礎的地方，不適于選作示范城市。
除了靠國家補貼推動技術進步以外，還希望國家選擇十個具有基礎的城市進行試驗，進而推動整個產業的發展。
(責任編輯：子蕊)
文章標簽：
氫能 燃料電池 衣寶廉
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