鉅大LARGE | 點擊量：333次 | 2023年09月13日
萬鋼：有關燃料動力電池汽車發(fā)展的思考
為進一步探討氫能在交通方面的發(fā)展，建立產業(yè)化應用的生態(tài)體系，尋求其在交通、電力等領域的應用和商業(yè)模式，清華大學、我國電動汽車百人會和國際氫能委員會于2018年六月二十八日在清華大學舉辦氫能產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展論壇，邀請了來自國內外政府和相關部門的領導、氫能產業(yè)研究的專家學者以及汽車、能源、等領域的公司代表就以上相關問題進行了深入交流。
全國政協(xié)副主席萬鋼發(fā)表主題演講《有關燃料動力電池汽車發(fā)展的思考》，內容實錄如下：
尊敬的清泰理事長，尊敬的冠華同志，邱勇校長，各位朋友們，大家下午好!很高興能夠來參加這次論壇。本次論壇的題目出得很好，就是突破核心技術打造產業(yè)生態(tài)，它確實是我們在這幾年推動電動汽車的發(fā)展中特別要考慮的問題。
我想就有關燃料動力電池汽車的發(fā)展談一點想法和思考，和大家共同討論。重要從兩個方面，第一個和大家一起回顧一下我們國家燃料動力電池汽車發(fā)展的歷程;第二點，想跟大家討論一下推進燃料動力電池汽車發(fā)展面對的機遇和挑戰(zhàn)。
我們國家的新能源汽車發(fā)展可以追溯到本世紀初上世紀末。當時我們在討論研發(fā)新能源汽車有三種可能的驅動形式，就是純電動、混合動力和燃料動力電池驅動系統(tǒng)。怎么樣能夠把三種可能的驅動形式和產業(yè)發(fā)展以及未來發(fā)展相適應，當推動到產業(yè)化的時候，作為國家科技部門就要去研究這里面的共性核心技術，以推動產業(yè)的發(fā)展，使新能源汽車能夠循序漸進的推動發(fā)展起來。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
當時我們從三種車型當中找出了一些共性的核心技術，那就是動力蓄電池和管理系統(tǒng)，電機和驅動系統(tǒng)，以及混合動力系統(tǒng)的混合發(fā)動機和燃料動力電池發(fā)動機。把它們組合起來就可能形成三種汽車的形式，于是這就形成了國家當時的研公布局：純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料動力電池汽車作為三種重要的發(fā)展車型。而這三種車型共同的核心技術就是動力蓄電池、驅動電機和智能化控制系統(tǒng)，以及各種車型所自有特色的驅動發(fā)動機系統(tǒng)。我想再次說明，我們在2001年確定電動汽車重大專項的時候就明確要降低能源的依存度，減少城市的大氣污染，推動汽車產業(yè)的跨越式發(fā)展，是我們國家新能源汽車發(fā)展的長久目標。
回顧這些年，新能源汽車在發(fā)展過程中和時俱進，產品和市場循序發(fā)展，在第十個五年計劃的時候，我們確定了三縱三橫的研公布局，在第十一個五年計劃的時候，我們加強了對基礎的研究，在十二五和十三五計劃的時候，我們根據(jù)新能源汽車的智能化驅動發(fā)展方向，研發(fā)的內容越來越寬廣，研發(fā)的深度也越來越深厚，特別是基礎研究的深度。燃料動力電池發(fā)動機一直是研發(fā)的重點。在第十三個五年計劃制定的時候，我們國家制定了很多相關的發(fā)展規(guī)劃，有新能源汽車發(fā)展的規(guī)劃，有科技專項的任務，有能源技術革命以及各個地方，比如上海、蘇州以及武漢、山東等都在推動著各地新能源燃料動力電池的發(fā)展。
在基礎研究方面，車用燃料動力電池取得了比較順利的進展。燃料動力電池材料得到明顯的提升。這是我最近參觀的幾個公司，中科院大連化工所的新源動力、億華通一個新興的燃料動力電池公司、上海弗爾賽，這三個公司不約而同選擇了同一條路徑：30kW驅動模塊、60kW驅動模塊以及120kW驅動模塊，他們的電堆功率密度已經(jīng)達到了2kW/L。
回顧起來，我們在2008年奧運會時就推出了我們國家第一批燃料動力電池汽車，為奧運會做運輸服務和賽場服務，當時引起了世界的關注。我記得有20多輛燃料動力電池轎車和10多輛燃料動力電池客車，這個數(shù)字到了2010年的世博會時出現(xiàn)了很大的發(fā)展。運行于世博會的燃料動力電池客車、轎車和場地用車已經(jīng)超過了200輛。我們參加了世界大賽，在北京進行了燃料動力電池汽車示范應用，還參加了加利福尼亞的燃料動力電池汽車商業(yè)化運行測試?，F(xiàn)在國內商業(yè)化示范運行已經(jīng)遍布了很多地方。除此之外，上海神龍、河南宇通、中通、東風都研發(fā)了樣車，并且進行了示范。按照清華大學王賀武教授的統(tǒng)計，目前已經(jīng)累計運行的車輛有近千輛，運營加氫設施的有12座，在建的有近10座。
氫燃料動力電池還可以應用到很多領域，比如在上海周圍就有100多套基站的備用電源，在運行的四五年當中保持了穩(wěn)定的運行，取得了很好的運行成果。同時燃料動力電池還可以應用在IDC機房、醫(yī)院應急救援系統(tǒng)、安防以及深潛系統(tǒng)的備用電源。在這些基礎上，我們的公司開始介入到燃料動力電池的研發(fā)中。早在2007年，上汽就在前期研發(fā)的基礎上開始了燃料動力電池開發(fā)，2014年進行全國萬里行，最近開發(fā)了商用車，同時制定了第十三個五年計劃，到2020年燃料動力電池發(fā)展戰(zhàn)略目標。
我們開展了雙邊和多邊國際合作。在去年清潔能源部長會議上啟動了國際氫能經(jīng)濟伙伴計劃，希望電動汽車能夠在2030年達到30%。在雙邊合作方面，開展了中美清潔能源汽車研究中心和中德電動汽車研究中心的合作。在聯(lián)合國環(huán)境署的支持下，我國進行了三輪燃料動力電池汽車聯(lián)合示范項目，同時我們還主動倡議和發(fā)起組織了國際氫能燃料動力電池協(xié)會。
總的說起來，我國的燃料動力電池汽車取得了很明顯的進步。從燃料動力電池汽車本身的技術上，我國燃料動力電池汽車的特色就是電-電混合動力系統(tǒng)，既符合燃料動力電池本身技術特點，也適合于我們國家技術創(chuàng)新的產業(yè)點。在整個分布上面，從純電動到具有部分電力和部分燃料動力電池驅動的系統(tǒng)上看，可以分成幾類，一類就是能量混合型的，以純電動汽車為主，同時用燃料動力電池來補足它的驅動。還有一種就是以燃料動力電池為主，用動力鋰電池來補足它的驅動，這兩類都有發(fā)展前景。但總的說來，我國的燃料動力電池汽車具有最大的特點就是電-電混合。
在過去的十多年當中，在國家科技計劃和產業(yè)技術創(chuàng)新工程的支持下，我們國家開展了氫能燃料動力電池汽車的研究、開發(fā)、示范、運營的工作，初步形成了從燃料動力電池電堆系統(tǒng)、整車研發(fā)體系和制造能力，開展了系統(tǒng)的示范運行。
下面我想跟大家討論一下有關推進燃料動力電池汽車發(fā)展的機遇和挑戰(zhàn)。目前新能源汽車已經(jīng)成為全球汽車產業(yè)轉型升級的一個標志。根據(jù)中汽協(xié)會和MarkLiens的數(shù)據(jù)，2017年全球重要國家新能源汽車銷售超過了142萬輛，我國的銷量達到77.7萬輛。全球新能源汽車累計銷售量突破了340萬輛，我國占比超過了50%，也就是說我們當年確立的目標，為節(jié)能減碳，為應對氣候變化作出了新的貢獻。從車型的分布上說，乘用車，客車和轎車和商用車都開始上升，乘用車比例超過了商用車，我國的燃料動力電池客車開始逐漸在城市當中應用。
我們的燃料動力電池汽車的商業(yè)化、產業(yè)化還是滯后的。特別是產業(yè)生態(tài)和市場還沒有建設起來，大概有七個方面是比較明顯的問題。
第一，產業(yè)化、商業(yè)化進度顯著落后;第二，一些關鍵技術難題久攻不下，而且差距明顯;第三，產業(yè)鏈比較薄弱，工程化能力不足;第四，公司主體用途缺失;第五，制氫、供氫和加氫的系統(tǒng)比較落后，造成氫成本劇增;第六，技術標準、檢測體系嚴重滯后;第七，國際開放合作還急需加強?，F(xiàn)在我以問題導向來談一談今后要解決這些問題的辦法。
第一，產業(yè)化、商業(yè)化進度滯后，說明目前我們的新能源汽車盡管已經(jīng)數(shù)量比較多了，但重要還是運行在城市范圍之內。重要的短板是續(xù)駛里程、充電時間和能量密度。從市場角度上說，我國城市公交汽車和城市之間遠程公交汽車的比例大概是1：6左右，也就是1輛城市公交車大概有6倍的遠程公交車。這些遠程公交車是點對點的運行，?？繒r間短，留出的充電時間不多，環(huán)保要求又比較高，在城市中心到另外一個城市的中心，同時運量需求也比較大。第二個就是城市出租車。在城市里面有很多私人用電動汽車或者公共用電動客車，但是城市間的出租車，特別是特大城市的出租車，比如北京出租車一般都是雙班運行。我前些日子到香港去，出租車一天運行時間很長，很難有很長的時間來進行充電，所以他們希望還是能夠充電的時間短一些。第三，隨著網(wǎng)購的發(fā)展，城市物流車需求極旺，但是它的運行強度比較高，行駛里程比較長。從中遠期來看，中型和重載的貨車是一個發(fā)展方向，這次應對污染防治攻堅戰(zhàn)里面明確把落后的柴油機作為一個方向。中型和重載貨車的行駛里程長，環(huán)保要求高，從想要解決這些問題，很好的辦法就是燃料動力電池汽車。今天電動汽車的短板，完全可以用燃料動力電池汽車和氫能源來補足。
第二，許多關鍵問題久攻不下。雖然說早在本世紀初我們就部署了一系列研究，但是在一些關鍵問題上沒有顯著的進展，而且差距明顯。比如電堆功率密度，國內產品基本上大概在2kW/L左右;據(jù)報道，國際先進水平已經(jīng)達到了3kW/L左右。催化劑效率方面，國內每千瓦的鉑用量大概0.3克;據(jù)報道，國際的先進水平已經(jīng)達到了0.06克以下。膜電極耐久性方面，國內動態(tài)工況實測壽命大概在3000小時左右;據(jù)報道，國外已經(jīng)達到了9000小時?？諝鈮嚎s機方面，國內現(xiàn)在的燃料動力電池產品基本采取低壓壓縮機，國外重要采取高壓空氣壓縮機，假如能夠把壓力提高到兩倍左右，可能它的效率提高50%。但是我覺得近期還有必要花力氣建立一個燃料動力電池檢測平臺，對國內外燃料動力電池產品進行比較測試，以確定具體差距。我們可以通過國際合作一起組織大家共同討論建立這樣一個檢測的平臺，通過國際合作，建立統(tǒng)一的燃料動力電池產品檢測和技術標準，這關于構建燃料動力電池汽車產業(yè)生態(tài)是十分重要的。
第三，產業(yè)鏈還比較薄弱，工程化能力不足。燃料動力電池用電催化劑、質子交換膜、碳紙等一些關鍵材料已經(jīng)有了，但畢竟還是實驗室產品。因此，一致性和可靠性就比較有波動?？諝鈮嚎s機和氫氣回流泵等關鍵部件也有一些樣件，但是沒有穩(wěn)定產量，產品供應不足，而且價格很高。儲氫容量要達到5%到7%還有15年時間?，F(xiàn)在35兆帕碳纖維內膽的儲氫密度比較低，要開發(fā)更高壓力的碳纖維內膽，這個不是沒有技術，但是沒有標準，更沒有檢測辦法。目前整車公司還沒有形成穩(wěn)定的零部件供應體系，供應鏈薄弱，工程化能力不足，導致零部件的工藝質量低、產品一致性、可靠性和耐久性不足，不能滿足要求。
第四，公司主體用途還有所缺失。整車方面，乘用車公司除上汽以外，其他的上市公司還沒有把燃料動力電池汽車作為自己的主攻產品而列入公司發(fā)展規(guī)劃。這和國際的汽車公司豐田、本田、通用以及奔馳等這些形成明顯差距，我們整車公司還沒有起到領頭羊的用途。在動力系統(tǒng)方面，柴油機公司隨著各地環(huán)保法規(guī)進一步收緊，面對著轉型升級的嚴峻考驗。許多業(yè)內專家認為環(huán)保高效、長續(xù)駛里程的燃料動力電池發(fā)動機才是最佳的替代品。我很高興了解到濰柴動力已經(jīng)決定把氫燃料動力電池發(fā)動機作為轉型升級的重要方向，我覺得我們應該給予支持，并祝愿他們能夠形成先發(fā)優(yōu)勢。我國燃料動力電池公司經(jīng)過艱苦的創(chuàng)業(yè)，目前形成新源動力、億華通、弗爾賽等新三板公司，尤其是新三板一些規(guī)定不適應這些公司的發(fā)展，要監(jiān)管部門有很多的改進措施。關鍵材料方面，今年我專門去東岳集團看(2007年看了一次)，經(jīng)過十多年的努力，他們的質子交換膜已經(jīng)進入了國際市場，被奔馳、寶馬等這些公司認可。我們希望他們能夠拓展產業(yè)，在膜電極方面供應高質量的產品。另外我們還要有公司在空氣壓縮機、氫氣回流泵方面積極參和。我們國家在空氣壓縮機這方面有有利條件，我國是一個空調生產量力最強的國家。應該說在技術能力方面實際上并不差，關鍵就是差在公司能不能主動承擔這方面任務。
第五，我們的制氫供氫和加氫系統(tǒng)落后，造成氫燃料成本的劇增。我們國家低成本氫來源是十分廣泛的，但是由于規(guī)模化供氫體系尚不完善，輸運成本比較低，用氫價格超過了燃油成本，還沒有形成可持續(xù)的商業(yè)模式。今年二月十一日，我們在領軍公司牽頭里成立了跨學科、跨行業(yè)、跨部門的氫能產業(yè)聯(lián)盟，標志著我國燃料動力電池產業(yè)將提質增速。希望通過這次會，我們這些生產燃料動力電池、研究燃料動力電池整車和研究燃料動力電池重要系統(tǒng)，以及供氫系統(tǒng)能夠在一起暢所欲言，形成一個共識：在有車的地方建上必要的供氫系統(tǒng)，這個是我們在推動電動汽車這十多年的發(fā)展當中所取得的一個十分重要的相關經(jīng)驗。
第六個短板是技術標準、檢測體系嚴重滯后。燃料動力電池汽車運行涉及到汽車能源領域以及一系列新的技術標準、規(guī)范法規(guī)亟待設立，已經(jīng)有一些法規(guī)，但是要更新，檢測能力也有待加強。在氫儲安全和運行安全方面，在燃料動力電池全生命周期的測試評價等方面的標準還有待完善。比如我們現(xiàn)在的加氫站建設的標準是極其落后的，還是上世紀50年代的設想，一個加氫站周圍有多少空間，這些問題實際上在本世紀初，我到日本和德國看的時候，他們已經(jīng)解決了，有很好的標準現(xiàn)在可以通過合作可以解決。
我們的主管部門不明確，運行的規(guī)范也不健全。燃料動力電池電堆和燃料動力電池發(fā)動機的技術標準也亟待完善，相應的檢測能力要繼續(xù)加強。公司研發(fā)和生產檢測能力同樣要研究開發(fā)，燃料動力電池生態(tài)一系列零部件行業(yè)標準、實驗方法、檢測體系也要規(guī)范發(fā)展。
第七，我們急要加強國際開放和合作。我國新能源汽車的開放和創(chuàng)新將發(fā)揮率先引領的用途。我們的思路就是優(yōu)化能源結構、防止大氣污染、應對氣候變化，這也是人類必須面對的共同挑戰(zhàn)。各國汽車領域責無旁貸，所以我們有必要坦誠相待，精誠合作，協(xié)同創(chuàng)新，為世界汽車的轉型升級作出應有的貢獻。
近二十年來，我國在基礎研究、技術標準、示范運營和市場推廣中積極參和和牽頭組織實行了一批多邊和雙邊的重大國際合作項目。積累了豐富的國際合作相關經(jīng)驗，創(chuàng)造了產、學、研合作的新模式，也有效的推進了知識產權的保護、創(chuàng)造、轉化，帶動了新能源汽車國際化發(fā)展。在新時代進一步加強燃料動力電池汽車領域的國際合作方面，一是政策法規(guī)方面要加強政府間的合作，二是在整車零部件公司之間在投資、合資和技術方面的合作，三是大學、研究機構在技術標準、檢測能力方面的合作，四是在示范運行、市場調查和預測方面的一些合作。
最后我想談兩條建議：
第一，今年下半年全國政協(xié)將就促進新能源汽車健康發(fā)展舉辦雙周座談會。雙周座談會是我國的一種特殊的、具有自身特色的議政形式，到時候全國政協(xié)主席親自主持會議，由各方面提出意見，對未來的發(fā)展提出建議，同時向中央政府國務院要進行匯報。七月份我們將組織開展相關的調研，建議各有關方面積極參加和協(xié)助這個調研，共同努力組織好、開好這次座談會，向黨中央國務院提出新的建議。
第二，結合第十三個五年規(guī)劃，今年要開展中期評估，對燃料動力電池汽車在科技創(chuàng)新、產業(yè)發(fā)展、能源革命等一系列規(guī)劃當中，對實行情況行科學評估，明確發(fā)展的路徑和方向，促進燃料動力電池汽車的健康發(fā)展。
今天我們來組織研究如何突出核心技術，怎么樣打造產業(yè)生態(tài)，這對我們在座的各位朋友們都是十分重要的。特別我們在座的有很多從國外來的朋友們，這些朋友我也前前后后都已經(jīng)認識，我想從全球新能源汽車發(fā)展的過程當中，在汽車產業(yè)的發(fā)展，在應對人類共同面對的能源和環(huán)境以及氣候變化的挑戰(zhàn)當中，我們有必要，也一定能夠攜手并肩，共同來推動氫能和它的產業(yè)和市場的發(fā)展。謝謝大家!
(根據(jù)現(xiàn)場發(fā)言整理，未經(jīng)本人審閱)
