“氫能是多能源傳輸和融合交互的紐帶，是未來清潔低碳能源系統(tǒng)的核心之一。氫能燃料電池技術(shù)正成為全球能源技術(shù)革命的重要方向和各國未來能源戰(zhàn)略的重要組成部分?！敝袊妱悠嚢偃藭剂想姵胤终搲?，中國汽車工程學(xué)會常務(wù)副理事長兼秘書長張進華如是說。

《“十三五”國家新興戰(zhàn)略產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》中明確強調(diào)，要系統(tǒng)推進燃料電池汽車研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化，這表明了國家對于燃料電池汽車發(fā)展的支持和肯定。論壇上，多位燃料電池領(lǐng)域的行業(yè)專家從成本、技術(shù)、產(chǎn)業(yè)前景等方面探討了氫燃料電池汽車的發(fā)展。

氫能產(chǎn)業(yè)打下基礎(chǔ)

氫能燃料電池首先需要回答的疑問是，推動新能源汽車發(fā)展重點是插電式和純電動，還有必要做氫能燃料電池嗎？張進華認(rèn)為，氫能燃料電池由于續(xù)時里程、加氫速度、成本優(yōu)勢，決定它在重載、長距離、大型的車輛中一定會有重要應(yīng)用?！?020年后，特別是財稅政策調(diào)整后，這種趨勢會更加明顯。”

另一方面，氫能產(chǎn)業(yè)的規(guī)模擴大也為氫燃料電池發(fā)展打下基礎(chǔ)。據(jù)中國工程院院士干勇介紹，目前山東結(jié)合高速服務(wù)區(qū)的全省的加氫站網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)開始布局，并開始打造中國氫谷，并設(shè)立500萬元的中國氫谷創(chuàng)新發(fā)展基金打造氫能源的運營示范區(qū)規(guī)劃，現(xiàn)在已經(jīng)開始頂層設(shè)計?！斑@不是以一家企業(yè)為主體，而是一個整體的規(guī)劃，這樣氫能源和燃料電池的企業(yè)才能健康發(fā)展?！?/p>

據(jù)干勇介紹，山東的高速公路由兩家國有企業(yè)完全占有，120個高速公路服務(wù)站都可以建立加氫站，所以回收氫、儲氫和運氫可以系統(tǒng)進行。這為發(fā)達的物流專用的氫燃料電池車創(chuàng)造了條件。

氫能是無污染、零排放的綠色能源，但拿什么來制氫才是能影響能源結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵。中國工程院院士杜祥琬曾表示，要規(guī)模用氫，首先要解決規(guī)模制氫的問題。如果用高碳排放的方式制氫，顯然違背了用氫的初心。要發(fā)展氫能，首先要有足夠的可再生能源。

中國工程院院士顧大釗介紹，神華能源現(xiàn)有的煤氣化設(shè)施，如果全部用來制氫，每年可生產(chǎn)氫氣400萬噸，可以為4000萬輛燃料電池乘用車供氫。為了解決煤制氫會產(chǎn)生大量二氧化碳的問題，神華在鄂爾多斯已經(jīng)成功進行了30萬噸二氧化碳的CCS（二氧化碳的捕捉和封存），技術(shù)上沒有問題。

清華大學(xué)教授李建秋預(yù)測，到2020年國內(nèi)的燃料電池汽車大概是萬輛級的規(guī)模，下一步清華大學(xué)要開展的工作，主要是在基礎(chǔ)設(shè)施當(dāng)中氫電互動跟車輛端的氫電互動協(xié)同發(fā)展，在氫能源比較富足的城市推廣燃料電池汽車。此外，李建秋希望各個地方要因地制宜，在有氫氣富余的地方、氫基礎(chǔ)設(shè)施比較好的地方推廣。

技術(shù)之爭與人才缺失

“氫燃料電池工作原理就是氫氣和氧氣變成水放出電來，但是轉(zhuǎn)換過程需要有合適的壓力?！蔽錆h理工大學(xué)教授潘牧表示，燃料電池在什么壓力下進行運轉(zhuǎn)，目前有兩種技術(shù)路線：一個是高壓下，需要兩個大氣壓到三個大氣壓；另外一個就是低壓，幾乎接近常壓的技術(shù)路線。

“高壓的系統(tǒng)化學(xué)反應(yīng)是峰壓越高化學(xué)反應(yīng)速度越快、功率越高，豐田的Mirai就采用了這樣的技術(shù)。低壓系統(tǒng)反應(yīng)慢一點，體積大一些，但是也帶來了結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點。”潘牧表示。

而兩種路線也存在技術(shù)之爭。中國在2000年到2010年十年間的燃料電池汽車發(fā)展中，由于缺乏高壓風(fēng)機技術(shù)，而放棄了高壓路線?！案邏合到y(tǒng)需要高壓壓縮機，要足夠小以便裝在汽車?yán)锩?，這是非常難的技術(shù)?！迸四琳f，近幾年國家示范車輛都是用的低壓技術(shù)路線來做，“從長期來看，要把燃料電池裝到小轎車、乘用車?yán)锶?，用低壓路線是不行的，必須開發(fā)高壓路線”。

技術(shù)路線之外，氫燃料電池行業(yè)的另一個瓶頸是人才。早在兩年前李建秋就向北京市科委建議，希望通過科委支持，支持高校催化劑材料項目立項，“讓老師把學(xué)生帶出來”。

“目前，已有專門支持高校做機理分析和電堆設(shè)計的項目立項。課題雖然不大，也不可能做到產(chǎn)業(yè)化，但主要的目標(biāo)是讓這些高校為行業(yè)培養(yǎng)人才?！崩罱ㄇ锉硎?，以前汽車系培養(yǎng)的人主要是以發(fā)動機、變速箱、傳動、底盤這方面的人為主，但是現(xiàn)在搞動力學(xué)的學(xué)生也需要增加電化學(xué)這一領(lǐng)域的專業(yè)知識，具體包括催化劑載體、膜和膜電極等。

扶持政策研究

優(yōu)勢與瓶頸并存的情況下，如何推進氫燃料電池的發(fā)展？2017年，科技部委托中國汽車工程學(xué)會組織國內(nèi)相關(guān)企業(yè)研究機構(gòu)，開展了氫能燃料電池扶持政策研究工作。

“技術(shù)是關(guān)鍵。”張進華介紹扶持政策建議時說，要創(chuàng)新研發(fā)組織模式，突破關(guān)鍵核心技術(shù)。技術(shù)持續(xù)創(chuàng)新和突破是推動氫能燃料電池技術(shù)進入市場的核心驅(qū)動力，是培育和發(fā)展燃料電池汽車首要任務(wù)。

產(chǎn)業(yè)鏈培育仍然是重要的任務(wù)?！爱a(chǎn)業(yè)鏈缺失嚴(yán)重，除了關(guān)鍵零部件，輔件都嚴(yán)重缺失，因此，要抓關(guān)鍵領(lǐng)域，補短板環(huán)節(jié)，培育壯大產(chǎn)業(yè)鏈?！睆堖M華表示。

另外，要大力推進示范應(yīng)用，以點帶面，有序推進示范應(yīng)用。“我們也不主張大家一窩蜂全上，在有資源優(yōu)勢和應(yīng)用需求的區(qū)域開展系統(tǒng)的示范，驗證技術(shù)商業(yè)模式?！睆堖M華說，建立氫能供給系統(tǒng)，也需要科學(xué)布局、因地制宜，根據(jù)資源特色和優(yōu)勢，制定氫能供給模式。

“對于氫能燃料電池在交通領(lǐng)域的應(yīng)用，中國一定會起至關(guān)重要的作用，如果中國做起來，那將推動全球的發(fā)展。如果中國的氫能燃料電池在交通領(lǐng)域不能形成主流技術(shù)，全球有可能步伐延遲。”張進華說，要大力推進國際化，整合對接國際資源。中國要推動燃料電池的應(yīng)用需要國際資源的合作與支持。

張進華介紹，中國汽車工業(yè)協(xié)會2017年發(fā)起成立了國際氫能燃料電池協(xié)會，該協(xié)會定位于覆蓋氫燃料電池全產(chǎn)業(yè)鏈、推進燃料電池商業(yè)化的非政府國際組織，在中國發(fā)起，但不限于中國。希望有志于燃料電池技術(shù)、產(chǎn)業(yè)化方面工作的專家和機構(gòu)聯(lián)合起來，共同推進技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。

標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)也是氫燃料電池產(chǎn)業(yè)非常重要的制約因素。目前從車輛到關(guān)鍵零部件本身法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)不健全，特別是從制氫、儲氫到加氫站，程序不明確。加氫站嚴(yán)重欠缺，目前加氫站都是各地在做，標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)的突破至關(guān)重要。

最后，還要加強公眾宣傳教育?！凹訌娦麄髦陵P(guān)重要，現(xiàn)在有些官員仍然認(rèn)為氫與不安全畫等號，進行科學(xué)普及至關(guān)重要?！睆堖M華表示。

作者：中國科學(xué)報 貢曉麗