[汽車之家 行業(yè)]  “雙碳”目標(biāo)下，新能源汽車正全面市場化進(jìn)軍,。中國,、歐洲為代表的的新能源汽車市場滲透率正不斷提高。為進(jìn)一步加強(qiáng)全球綠色低碳合作與交流,，促進(jìn)全產(chǎn)業(yè)鏈融合貫通,，加速突破新能源汽車全面市場化障礙，2022世界新能源汽車大會(WNEVC 2022)于8月26-28日在北京,、海南兩地以線上,、線下相結(jié)合的方式召開。

　　大會由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會,、北京市人民政府,、海南省人民政府、科學(xué)技術(shù)部,、工業(yè)和信息化部,、生態(tài)環(huán)境部等10家單位共同主辦，以“碳中和愿景下的全面電動化與全球合作”為主題,。

　　作為新能源汽車領(lǐng)域高規(guī)格,、國際化且最具影響力的年度大會。本次大會有1000多名全球新能源汽車領(lǐng)域政產(chǎn)學(xué)研高層云集大會現(xiàn)場,，圍繞著氫能與燃料電池,、電動化轉(zhuǎn)型、產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同與跨界,、構(gòu)筑智能生態(tài)等多個熱點(diǎn)議題展開探討,。

『中國科學(xué)院院士歐陽明高』

　　汽車之家作為WNEVC2022鉑金贊助商及戰(zhàn)略合作媒體，在大會現(xiàn)場為大家?guī)�來與會嘉賓的精彩觀點(diǎn),。在“氫能與燃料電池汽車商業(yè)化”論壇上,，國際氫能燃料電池協(xié)會理事長、清華大學(xué)教授,、中國科學(xué)院院士歐陽明高發(fā)表了“以燃料電池商用車為先導(dǎo)帶動綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化”的主題演講,。他提出，要加快燃料電池汽車核心環(huán)節(jié)的技術(shù)創(chuàng)新，攻克關(guān)鍵技術(shù)難點(diǎn),，逐步降低成本,；從工業(yè)副產(chǎn)氫，鼓勵可再生能源制氫,，到完全可再生能源制氫逐步過渡,，實(shí)現(xiàn)燃料電池規(guī)模化應(yīng)用,；以燃料電池商用車的大規(guī)模商業(yè)示范為龍頭來拉動,，挖掘氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的商業(yè)價值。

以下為發(fā)言實(shí)錄：

　　報告主要分三個方面,，一是車用燃料電池發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn),，第二交通應(yīng)用拉動氫基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，第三綠氫推動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化,。

　　首先,，氫燃料電池商用車是中國氫能燃料電池的特色和優(yōu)勢，與十年前純電動轎車類似,，正在引領(lǐng)國際潮流,。根據(jù)IEA在2021年的統(tǒng)計，全球燃料電池商用車基本都是在中國推廣的,，巴士和卡車其它國家基本沒有,，都是在中國。我們回顧一下為什么會取得在全球的引領(lǐng)地位,？是得益于中國燃料電池的技術(shù)進(jìn)步和燃料電池汽車的一系列示范,。跟2015年相比，2022年燃料電池汽車各項(xiàng)指標(biāo)都是成倍的改善,，比如說壽命,，石墨雙極板的電堆壽命從3000小時提高到15000小時。

　　我們從2008年開始進(jìn)行燃料電池汽車示范,，第一次在夏季奧運(yùn)會,，轎車巴士一共十多輛，而剛剛結(jié)束的冬季奧運(yùn)會,，我們有1200輛燃料電池汽車參與示范,，而且全部都是綠氫，是由張家口的風(fēng)電制氫供應(yīng)的,，加氫站有幾十座,。說明從我們當(dāng)年的十多輛車，2008年建的全國第一個加氫站,，到現(xiàn)在發(fā)展到這么大,，都是通過示范考核技術(shù)承載的,。

　　這些年來典型的研發(fā)模式，清華億華通團(tuán)隊(duì)的“剝洋蔥”模式,，先解決系統(tǒng),，然后解決發(fā)動機(jī)技術(shù)，再解決電堆技術(shù),，每走一步都讓它實(shí)用化,，現(xiàn)在到膜電極解決了。

　　2021年,，中國市場典型的燃料電池發(fā)動機(jī)水平跟豐田和巴拉德是差不多的,，但是在壽命方面有些差距，包括金屬板的電堆,，石墨板的電堆,。但幾條技術(shù)路線都取得突破,。典型的示范工程就是這一次冬奧會,，我們認(rèn)為是很成功的。因?yàn)閾?dān)心氫安全的問題,，團(tuán)隊(duì)專門組織了國際氫安全國際執(zhí)行委員會給我們把關(guān),，總體來看沒有出現(xiàn)一例事故，這充分證明氫能是一個安全的,、可實(shí)用化,、可商用化、可規(guī)�,；�的一個技術(shù),。

　　截至到2022年6月份，我們已經(jīng)達(dá)到1萬輛FCEV,，“以獎代補(bǔ)”的五個城市群總規(guī)模也是萬輛級,。到目前為止已經(jīng)有一兩萬輛，今后兩三年國家補(bǔ)貼政策下的又是一萬輛,，所以今后幾年是燃料電池汽車發(fā)展的最重要的窗口期,。

　　我們還面臨的挑戰(zhàn)，以及對策和路線圖,。首先是效率問題,。大家知道提高了效率可以增加氫瓶的壽命，另外可以減輕熱管理的負(fù)擔(dān),，尤其是商用車,，因?yàn)槿剂想姵毓�熱溫度跟大氣溫度的溫差比較小，對于長途重載的卡車來說熱管理尤其重要,，因?yàn)樗�要持續(xù)運(yùn)行,。如果是300千瓦的燃料電池，基本150、160千瓦的熱要散出去,，而溫差在夏天是很低的,。所以效率問題，我認(rèn)為是當(dāng)前最需要解決的,。鄂爾多斯因?yàn)橛?0多萬輛礦山用的大卡車,，他們做了燃料電池重卡、換電重卡,、柴油重卡,，這個城市是比較有代表性的。因?yàn)樗�的氫價補(bǔ)貼后25塊錢一公斤,，電價是4毛錢一度電,。100公里25塊錢，我們現(xiàn)在49噸重卡的氫耗是15公斤,，每公里是3.75元,。換電重卡每公里在2.75元以下，柴油重卡大概在2.5,、2.6元,，因?yàn)閾Q電重卡可以低到2.3，所以換電重卡經(jīng)濟(jì)性可以比柴油重卡更好,，但是離燃料電池重卡還有1塊錢的差距,。怎么辦？就要提高效率,，降低氫耗,。我們下一步目標(biāo)必須把49噸重卡的百公里氫耗由目前的15公斤降低到10公斤。為了降低氫耗,，必須提高燃料電池的效率必須超過50%,。　　

　　第二個壽命問題,，國內(nèi)的燃料電池壽命跟國際還是有點(diǎn)差距的,，我們目前大概是15000到18000小時的壽命，下一步我們要做到多少呢,？我們必須做到25000,，以前我們把這個作為2030年的目標(biāo)，目前看來要提前到2025年,。因?yàn)槲覀儠�面臨國外產(chǎn)品的競爭,，還會面臨純電卡車的競爭，因?yàn)榧冸娍ㄜ嚭苋菀壮�過百萬公里,。我們必須提高壽命到25000小時,，這中間包括材料的改進(jìn),，電堆的改進(jìn)，以及系統(tǒng)的改進(jìn),，所以我們還要進(jìn)行進(jìn)一步的技術(shù)創(chuàng)新,，來解決壽命問題。

　　第三個成本問題,，我們現(xiàn)在的電堆跟國際先進(jìn)企業(yè)比還是成本偏高的,，所以我們現(xiàn)在平均的電堆成本并不比國外低，當(dāng)然國外有高的有低的,，我們平均下來并不具備優(yōu)勢,。我們要逐步降低成本，目前已經(jīng)降低到5000塊錢一個千瓦,，降低的速度還是很快的,，我們希望到2025年再降低到1000塊錢，2030年到500塊錢,。對于成本的降低我們還是很有信心的,，因?yàn)楝F(xiàn)在進(jìn)入快速降低的通道，我們要通過規(guī)�,；�和國產(chǎn)化來降低成本,。　　 

　　還有一個基礎(chǔ)性的問題,，就是膜電極。應(yīng)該說中國的膜電極還不是完全自主的,，因?yàn)橛行┎牧�,，尤其是膜還是用的國外進(jìn)口。現(xiàn)在山東東岳的膜要開始替代了,，但總體還要努力,，跟國外高性能的膜進(jìn)行競爭。目前國外的膜成本比較高,，膜電極應(yīng)該說占到我們整個燃料電池系統(tǒng)技術(shù)的一半,。膜電極是我們下面研發(fā)攻關(guān)的重中之重，我們的系統(tǒng)做的不錯,，電堆也正在解決,，下面重中之重是膜電極的問題。膜電極有兩點(diǎn),，一個是提高效率,，我們要向60%邁進(jìn)，未來可能要在發(fā)電系統(tǒng)中率先實(shí)現(xiàn),，車用系統(tǒng)會慢一點(diǎn),。我們要提高催化劑的活性,，降低催化劑層的損失，需要在催化劑的結(jié)構(gòu)上想辦法,，催化劑活性本身其實(shí)能做的已經(jīng)不是很多了,。另外就是降低我們質(zhì)子交換膜的電阻，還有催化層的含水能力,，主要是IC比還有反應(yīng)問題�,，F(xiàn)在國際的趨勢要把溫度提升，溫度提升之后,，水淹的問題也會順利解決�,，F(xiàn)在低溫質(zhì)子交換膜的燃料電池也是一個問題。燃料電池客車是很成功的車型,，東奧1200多輛有900輛都是客車,，在張家口700輛客車完全可以跟柴油車競爭，在北方可以跟純電動競爭,。冷藏車也完全沒有問題,，現(xiàn)在要攻克的是重卡和長途客車�,？梢詳U(kuò)展到各種重載交通工具,，例如各種火車、船舶,、飛機(jī),、還有SUV也是我們很好的發(fā)展的路徑，包括出租車,。這是第一個方面,。

　　第二個方面，基礎(chǔ)設(shè)施,。帶動基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展,，現(xiàn)在有260座加氫站。根據(jù)現(xiàn)在的實(shí)際情況,，我們可以把副產(chǎn)氫作為過渡,，綠氫逐步成為主流。初期為了把燃料電池的規(guī)模拉起來,，我們對氫的來源要適當(dāng)?shù)亩嘣���,，如果全部限定綠氫，那么現(xiàn)在價格偏高,，但是要很快過渡到綠氫上去,。氫有兩種性，一種正氫,，一種是重氫,，兩種自旋方向是不一樣的,，化學(xué)性質(zhì)是相似的，但是熱力學(xué)性質(zhì)相差很大,，氫的質(zhì)量能源密度很高,，但是體積能量密度是極小的，所以儲運(yùn)是一個瓶頸,。目前我們的儲氫方式還主要是物理儲氫中的氣態(tài)儲氫,，只能是氣態(tài)高壓，其它的儲存方式目前也不具備技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)濟(jì)可行性,。對于這個,，首先看車上的儲氫，氫瓶現(xiàn)在是30兆帕,，但是體積太大,，下面必須往70兆帕發(fā)展，但是70兆帕的成本是比較高的,。預(yù)計今后幾年通過國產(chǎn)化可以做到接近2000塊錢出一公斤氫,，加上還有安全閥等等，爭取到3000塊錢出一公斤氫,，這是我們?nèi)�年之�?nèi)追求的目標(biāo),。

　　另外就是儲運(yùn)，我們目前的儲運(yùn)壓力是20兆帕,，儲運(yùn)的成本太高,。原料成本11塊錢，20兆帕拉100公里到加氫口38塊錢,，所以我們必須要把這個壓力提升到500個大氣壓,，把運(yùn)輸成本降下來，因?yàn)檫@個運(yùn)輸成本是很高的,，甚至超過我們的氫原料的成本。

　　我們也要考慮其它的,，比如說存氫管道,，規(guī)模大的可以研發(fā)，但規(guī)模小的并不適用,。還有一種就是站內(nèi)制氫,，如果運(yùn)輸?shù)某杀境�過原料成本，那站內(nèi)制氫是有優(yōu)越性,，而且站內(nèi)制氫可以提高經(jīng)濟(jì)性,，因地制宜，有的地方電費(fèi)比較便宜,，如鄂爾多斯,、四川三毛五分錢一度電,。

　　面向燃料電池汽車的基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展路線圖，從工業(yè)副產(chǎn)氫,，鼓勵可再生能源制氫,，到完全可再生能源制氫逐步過渡。希望2025年加氫站到1000座,，到2030年,，燃料電池汽車到80萬輛，預(yù)計在2030,、2035年應(yīng)該80到100萬輛,，屆時我們需要5000座加氫站。希望到2030原料成本低于10塊錢,。

　　最后說一下綠氫推動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化,。我剛才談?wù)摰氖菤淠苋剂想姵仄�車，氫能源汽車是先�?dǎo),，不是氫能的全部,，只是一個突破口。從未來新能源汽車革命的角度,，可再生能源出來就是電,，電完了就有氫，氫和電是可再生能源革命的兩個主要的能源載體,，氫電再互換,。既是物質(zhì)基礎(chǔ)又是動力基礎(chǔ)，氫又可以做氣氨或者甲醇,，不增加碳,，甲醇不增加碳的前提是要從空氣中捕捉再放回去。

　　我們有兩個支柱,，儲電,、儲氫，兩個循環(huán)一個轉(zhuǎn)換,。全產(chǎn)業(yè)鏈從可再生能源,、電網(wǎng)制氫、轉(zhuǎn)換,、儲存,、運(yùn)輸、轉(zhuǎn)儲,、應(yīng)用,，氫燃料、氫儲能,、氫動力,，我們每一種都有很多選擇,，所以技術(shù)路線選擇是非常重要的，我們必須一步一步的改變我們的選擇,�,？吹湫偷穆窂椒治觯�我們可以從可再生能源到電網(wǎng),，到檢驗(yàn)制氫,，高壓氣氫、灌輸車,、增壓,、氫動力，這是目前燃料電池的技術(shù)路徑,。燃料電池還有可能是用副產(chǎn)氫,，基礎(chǔ)好、產(chǎn)業(yè)鏈基本具備,，但現(xiàn)在的問題是制氫的電價,，運(yùn)氫的距離和燃料電池車的效率。

　　綠氨應(yīng)用范圍更大了,。它可以制氫用,、合成氨，遠(yuǎn)洋貨輪會繼續(xù)使用內(nèi)燃機(jī),，因?yàn)樗�效率本身就�?0%,，并不比燃料電池效率低，所以完全可以用氨內(nèi)燃機(jī),。還有我們的長途飛機(jī)可能還會用燃?xì)廨啓C(jī),，但是燃料會換成氫合成的氨，這也是IEA的全球共識,。

　　目前綠氨出口價格是比較高的,，也可以可再生能源制氫，制完氫無法消納,，完全可以制成氨出口�,，F(xiàn)在的問題是技術(shù)還不是很成熟，需要探索,，電合成氨的化學(xué)合成法在發(fā)展之中，而我們傳統(tǒng)的合成法的能耗偏高,。

　　第三個純水制氫,，綠氫是最清潔的路徑，也可以用于各種途徑,。下面要重點(diǎn)講講氫儲能的事,。應(yīng)該說目前的問題是制氫系統(tǒng)的成本和燃料電池發(fā)電的效率,，因?yàn)闅鋬δ苁窍劝央娮兂蓺洌�然后再氫變成電發(fā)回去,，構(gòu)成循環(huán),。目前看，綠氫技術(shù)鏈,、產(chǎn)業(yè)鏈正在迅速崛起,，氫動力正在商業(yè)示范，氫燃料有很多項(xiàng)目在規(guī)劃之中,。最重要的,，目前要解決的是綠氫制取，如果綠氫的制取沒有經(jīng)濟(jì)性,，后面就很難有經(jīng)濟(jì)性,。

　　三種電解水制氫的比較。目前從效率的角度,，堿性電解和質(zhì)子交換膜效率差距不大,，但是固體氧化物可以接近100%。投資的成本是目前只有堿性電解可以大規(guī)模商業(yè)化,，質(zhì)子交換膜的電解還有一些問題,，比如說它要用稀有金屬銥做催化劑，還有一些技術(shù)難題沒有攻克,。固體氧化物在國內(nèi)處于初級階段,。

　　目前全行業(yè)都在投入的就是堿性電解。中國的堿性電解系統(tǒng)是從哪里發(fā)源的,？是718所為了做潛艇在50年代從蘇聯(lián)引進(jìn)的,。以前由于需求沒有太多，所以技術(shù)長時間沒有大的突破,。目前行業(yè)的技術(shù)水平是偏低的,，所以這個行業(yè)呼喚技術(shù)創(chuàng)新，我們團(tuán)隊(duì)剛剛做的一種新的系統(tǒng),，做了一些嘗試,，主要是在安全、高效,、智能三個方面做工作,。

　　首先是安全。制氫系統(tǒng)安全是很大的問題,，我們利用在奧運(yùn)會上那個氫能點(diǎn)火的安全技術(shù),，把它移植到制氫系統(tǒng)上來。

　　第二個，堆型以前都是圓的,，其實(shí)這個堆型并不是最合理的,，我們做了一種新的堆型。我們現(xiàn)在做的模塊化的,，每一個單品可以在現(xiàn)場直接拿掉的,，500方或1000方直接擴(kuò)展。

　　第三個智能化,，發(fā)展數(shù)字平臺,，智能監(jiān)控，讓整個運(yùn)行過程在監(jiān)控下,。有什么好處呢,？我們現(xiàn)在熱定點(diǎn)的效率基本上很難有大突破，現(xiàn)在應(yīng)該是解決全生命周期的效率,，而我們?nèi)绾伪ＷC整個效率在全生命周期是不變的,？這是目前要解決的主要問題。當(dāng)然,，這里還有很多基礎(chǔ)的東西都需要研究,，包括隔膜、催化劑都需要創(chuàng)新,，創(chuàng)新的空間很大,。所以這個行業(yè)目前的關(guān)鍵是呼喚技術(shù)創(chuàng)新，希望大家都來進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新,，靠技術(shù)來競爭,。

　　可再生能源電解制氫的成本。堿性電解制氫的成本跟綠氫價格相關(guān),，電解槽的成本直接用的現(xiàn)在的價格,。如果電力成本低于一毛五分錢，那么就可以跟煤制氫成本相當(dāng),。

　　集成化的氫能源系統(tǒng),，因?yàn)樘紲p排的主力還是工業(yè)和電力，電力是最重要的,，由此我們煤發(fā)電的二氧化碳占到總的二氧化碳排放的40%,，需要用氫能來解決這部分問題，也就是可再生能源長周期大規(guī)模的儲能和利用,，這就是氫儲能的場景,。從電力系統(tǒng)來講，我們有發(fā)電側(cè),、電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè),。在發(fā)電側(cè)的時候,，我們用光伏風(fēng)電制氫，電解水制氫,，然后儲氫。比如鄂爾多斯有很多煤礦的礦井廢棄之后可以用來儲氫,，這是最便宜的方式,，再發(fā)電回去，這個可以是替代煤去發(fā)電,，來調(diào)峰�,，F(xiàn)在的煤電廠都在做靈活性改造，其實(shí)氫摻到煤里面對靈活性改造是大有幫助,，因?yàn)槊旱娜紵��?0%左右就不穩(wěn)定了,，氫是更優(yōu)質(zhì)的燃料。我們也可以制成氨長途運(yùn)輸?shù)揭恍┍容^遠(yuǎn)的發(fā)電廠,。

　　發(fā)電怎么發(fā),？我們可以燃料電池發(fā)電，現(xiàn)在正在做燃料電池發(fā)電系統(tǒng),。也可以有氫燃?xì)饽軝C(jī),。也可以是氨燃?xì)廨啓C(jī)，也可以跟燃煤鍋爐燃燒,，甚至全部替代成氫或者氨,。我們準(zhǔn)備在鄂爾多斯做一個示范。

　　總結(jié)來看,，氫儲能的優(yōu)勢,，第一能量利用的充分性，大容量長時間的儲能對可再生電力的利用更充分,。另外,，規(guī)模儲能的經(jīng)濟(jì)性可觀。第三,，靈活能源可以用于各種動力,。制儲運(yùn)的方式也很靈活，可以管道,，可以拖車,，高壓電、長途輸電,、長途制氫也是可以的,。

　　最后做一個小結(jié)，當(dāng)前的技術(shù)創(chuàng)新核心環(huán)節(jié)燃料電池,、電解裝置需要率先突破,，降低成本,，提高效率，延長壽命都是我們要做的,。而且要從系統(tǒng)層次逐步的深入到材料層次,，比如說堿性電解的隔膜，我們現(xiàn)在都是700微米的隔膜,，很厚,，電阻很大，孔也太大,，造成氫,、氧的互串，一部分運(yùn)行氫串漏就超標(biāo),，必須在隔膜上實(shí)現(xiàn)突破,。儲運(yùn)的技術(shù)雖不理想，但革命性突破需要基礎(chǔ)研究的發(fā)現(xiàn),，當(dāng)前我們主要還是選擇合理的儲運(yùn)技術(shù)路線,。

　　第二氫能的價值鏈，我們已經(jīng)認(rèn)識的是戰(zhàn)略價值,，所以催生了氫能熱,。我們亟待開發(fā)的是商業(yè)價值，商業(yè)價值的源頭在哪里,？就是綠氫的經(jīng)濟(jì)性,。最后就是氫產(chǎn)業(yè)鏈，我們以綠氫制備的商業(yè)價值為源頭來推動,，以燃料電池商用車的大規(guī)模商業(yè)示范為龍頭來拉動,，這樣就可以帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

　　我們展望一下,，未來中國要實(shí)現(xiàn)碳中和,，我們綠氫要到8000萬噸以上。國際氫能委員會預(yù)測到2050年全球氫能利用的二氧化碳排放情況累計減少800億噸,，2050年當(dāng)年減少70億噸,，所以這是非常值得期待的革命性的技術(shù)。

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