汽車產(chǎn)業(yè)變革時(shí)代已至，各種力量奮勇搏殺，希望在新時(shí)代搶占一席之地。2019第十一屆中國汽車藍(lán)皮書論壇將主題定為勇氣，意在直面全球汽車產(chǎn)業(yè)的核心問題，同時(shí)也點(diǎn)明了參與者戰(zhàn)斗下去的必要態(tài)度，5月10-11日，網(wǎng)易汽車直擊藍(lán)皮書論壇，探尋希望，見證勇氣。

章俊良：發(fā)展燃料電池車的核心問題是降低成本

會(huì)上，上海交大燃料電池研究所所長(zhǎng)章俊良做了車用燃料電池技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)的主題演講。

核心觀點(diǎn)：

1、新能源汽車作為國家戰(zhàn)略，不僅僅是解決燃油能源和環(huán)境的問題，更關(guān)乎中國在這一輪的能源動(dòng)力革命上是不是能占領(lǐng)制高點(diǎn)。

2、一定里程范圍內(nèi)鋰電池車可能更有優(yōu)勢(shì)，但是超過一定里程的話，應(yīng)該是燃料電池車的天下。

3、大概2030年左右，燃料電池的成本可以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的水平，基本上可以接上燃油車停產(chǎn)的時(shí)間表。

4、燃料電池車想要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化需要四個(gè)基本條件：一是壽命大于5000小時(shí)；二是成本售價(jià)跟鋰電池車或者是燃油車接近；三是基礎(chǔ)設(shè)施，要有廉價(jià)的氫氣供給；四是如果加上補(bǔ)貼，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈需要盈利。

章俊良：發(fā)展燃料電池車的核心問題是降低成本

在清潔能源的大趨勢(shì)下，新能源汽車作為一項(xiàng)重要的國家戰(zhàn)略，不僅僅是解決燃油能源和環(huán)境的問題，更關(guān)乎中國在這一輪的能源動(dòng)力革命上是不是能占領(lǐng)制高點(diǎn)，為此，越來越多的車企開始向新能源汽車領(lǐng)域轉(zhuǎn)型。

然而，伴隨著新能源純電動(dòng)汽車補(bǔ)貼政策的退坡，燃料電池車逐漸成為車企新寵，在近兩年內(nèi)形成了一股不可忽視的浪潮。

對(duì)于新能源汽車到底是選擇燃料電池車還是鋰電池車，業(yè)界基本上達(dá)成了一個(gè)共識(shí)，那就是一定里程范圍內(nèi)鋰電池車可能更有優(yōu)勢(shì)，但是超過一定里程的話，應(yīng)該是燃料電池車的天下，為什么？這是因?yàn)檫@兩種方案的材料特征、科學(xué)原理都是有各自的瓶頸。

章俊良：發(fā)展燃料電池車的核心問題是降低成本

據(jù)章俊良介紹，從產(chǎn)品本身來說，當(dāng)時(shí)速達(dá)到130公里的時(shí)候，燃料電池車和鋰電池車的設(shè)備體積是差不多的，再往后走，從成本來講，鋰電池車的成本指數(shù)是在增加，而燃料電池因?yàn)橹辉黾託涔薜臄?shù)量和體積，所以價(jià)格增長(zhǎng)是非常平緩的。

就成本而言，伴隨著過去十年的發(fā)展，燃料電池的成本已經(jīng)下降一半多，這也是為什么目前大家都已經(jīng)看到，越來越多的燃料電池汽車開始出現(xiàn)。

燃料電池的成本，主要的瓶頸是其中的貴金屬用量，我們大家都知道燃料電池里面用貴金屬鉑，目前大概是0.3克/千瓦到0.2克/千瓦，從原來的1克/千瓦，到現(xiàn)在的0.3克/千瓦，過去15年左右鉑載量已經(jīng)下降了70%到80%了，如果能下降到0.1克/千瓦，就可以全面普及燃料電池車的應(yīng)用。從各個(gè)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)的情況來看，大概2030年左右，燃料電池的成本可以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的水平，基本上可以接上燃油車停產(chǎn)的時(shí)間表。

當(dāng)然，從目前國內(nèi)發(fā)展的現(xiàn)狀來看，還有一些問題亟待解決。

章俊良：發(fā)展燃料電池車的核心問題是降低成本

我們現(xiàn)在投資過多的集中于技術(shù)集成，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的上游不夠關(guān)注，尤其是低水平的重復(fù)投資比較多，希望引起我們業(yè)界和媒體界的關(guān)注。

按照目前的發(fā)展趨勢(shì)來看，燃料電池車最終要走向產(chǎn)業(yè)化，如果上游的東西解決不好，是沒辦法大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的，無非就是拿一些國家補(bǔ)貼，所以說對(duì)于國家來講，尤其值得大家警惕。

權(quán)威人士認(rèn)為，要大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化需要四個(gè)基本條件，第一是壽命大于5000小時(shí)；第二是成本售價(jià)，如果不計(jì)補(bǔ)貼，可以跟鋰電池車或者是燃油車接近；第三是基礎(chǔ)設(shè)施，要有廉價(jià)的氫氣供給；第四，如果加上補(bǔ)貼，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈需要盈利，這樣才能做得下去。

在章俊良看來，車用燃料電池想要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，就必須要政府加強(qiáng)燃料電池技術(shù)的投入、引導(dǎo)和規(guī)范，對(duì)研發(fā)、應(yīng)該加大經(jīng)費(fèi)投入，降低燃料電池成本，提高它的壽命。如果按照理想化的狀態(tài)來看，可能會(huì)在2020-2025年之間能達(dá)到全面產(chǎn)業(yè)化的水平。

以下為演講實(shí)錄：

各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，大家下午好！我來自上海交通大學(xué)燃料電池研究所，非常感謝2019第11屆中國汽車藍(lán)皮書論壇的邀請(qǐng)，有機(jī)會(huì)跟大家做一個(gè)匯報(bào)和交流。

我匯報(bào)的題目是車用燃料電池技術(shù)發(fā)展的機(jī)遇與挑戰(zhàn)。這里面會(huì)有以下幾個(gè)部分，首先是燃料電池簡(jiǎn)介。

燃料電池其實(shí)是跟內(nèi)燃機(jī)一樣的方式來工作，把氫氣輸入到燃料電池里面去，吸入空氣中的氧氣，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成水發(fā)電，一部分余熱放出來。

它的特點(diǎn)是，效率高、綠色、無污染，被認(rèn)為是我們汽車能源的終極方案，直接可以將氫氣化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，效率可以占60%以上，無排放污染，排出來的是純水。

它的關(guān)鍵材料，包括膜電極、碳紙、催化劑、雙極板等。把燃料電池的原理放到電堆里面看，除了剛才提到的膜電極、催化劑、碳紙，還包括密封材料、端板、輔助結(jié)構(gòu)，形成電堆，電堆就是功能部件了。

章俊良：發(fā)展燃料電池車的核心問題是降低成本

這是在系統(tǒng)里面的組成部件，為什么說跟內(nèi)燃機(jī)工作方式是類似的，它除了有電堆之外，還會(huì)有空氣單元，就是空壓機(jī)，還有氫氣單元，就是我們的供氫系統(tǒng)，相當(dāng)于汽車?yán)锩娴娜加拖到y(tǒng)，甚至還有氮?dú)鈫卧€有散熱循環(huán)水單元，我們?nèi)加蛙嚴(yán)锩妫瑑?nèi)燃機(jī)里面也有散熱的保護(hù)，還有監(jiān)控控制單元，當(dāng)然這些都是以電堆為中心來組織它的運(yùn)行機(jī)理。

系統(tǒng)放到車?yán)锩嫒ィ€要有電池來協(xié)助，共同來推動(dòng)汽車的運(yùn)動(dòng)，包括DC/DC的控制，最終是到電動(dòng)機(jī)上，驅(qū)動(dòng)輪轂電機(jī)。

目前，燃料電池已經(jīng)作為汽車動(dòng)力運(yùn)用于我們的乘用車和商用車?yán)锩媪恕Ｈ剂想姵赜脷錃狻⒀鯕猓ぷ鞣绞礁鷥?nèi)燃機(jī)非常相近，只要有燃料供應(yīng)就可以發(fā)電的。

下面是燃料電池的國際趨勢(shì)和國內(nèi)外的背景。從背景來講，化學(xué)能源是一次能源枯竭的時(shí)候，可再生能源的替代，使用燃料電池是比較理想的替代。

2040年，主要產(chǎn)油國都只能保證本國消耗，2080年，全世界的石油可能就用光了，到時(shí)候用什么動(dòng)力是值得我們思考的。

還有一個(gè)就是排放污染的問題，迫于環(huán)境壓力，不管是美國、歐洲、中國，在越來越嚴(yán)苛的排放法規(guī)，現(xiàn)在歐洲法規(guī)已經(jīng)出來了，只有新能源技術(shù)才能從根本上解決這些排放問題，這也是取得了能源動(dòng)力界的共識(shí)。

到2050年，全球二氧化碳排放水平要跟2005年一半水平差不多，我們國家也做過承諾，這里面燃料電池汽車，包括純電汽車將是未來汽車動(dòng)力的主流。

2017年，工信部辛國斌副部長(zhǎng)就提到了禁售燃油車，當(dāng)時(shí)因?yàn)楦鱾€(gè)國家紛紛提出來了燃油車慢慢要禁售，甚至印度也說要禁售燃油車，當(dāng)時(shí)辛部長(zhǎng)也說我們中國也要開始研究制定傳統(tǒng)燃油車停產(chǎn)停售的時(shí)間表，已經(jīng)成為國內(nèi)外的一個(gè)大的趨勢(shì)。

章俊良：發(fā)展燃料電池車的核心問題是降低成本

從車廠來看，其實(shí)每個(gè)主流汽車廠，包括歐洲的、日本的、美國的一些車廠，都已經(jīng)開始紛紛講要陸續(xù)停產(chǎn)燃油車，據(jù)我所知，至少很多車廠都已經(jīng)停掉了燃油車的研發(fā)，研發(fā)都在電動(dòng)車和燃料電池汽車上，當(dāng)然燃油車還在生產(chǎn)。

新能源汽車，作為我們國家戰(zhàn)略，其實(shí)不僅僅是解決燃油能源和環(huán)境的問題，其實(shí)關(guān)乎中國在這一輪的能源動(dòng)力革命上是不是能占領(lǐng)制高點(diǎn)，對(duì)于我們國家的長(zhǎng)期經(jīng)濟(jì)會(huì)有深遠(yuǎn)的影響。

如果大家了解一下能源動(dòng)力的歷史，可能會(huì)發(fā)現(xiàn)，其實(shí)每一代能源革命的成果至少管一百年以上。從第一代蒸汽輪機(jī)到發(fā)展到內(nèi)燃機(jī)再到電動(dòng)化，其實(shí)現(xiàn)在還是內(nèi)燃機(jī)為主的，都是一百多年的歷史。

現(xiàn)在我們機(jī)會(huì)來了，我們失去了第一代，也失去了第二代，電動(dòng)化時(shí)代是不是中國走到全世界最前面去，可能我們?cè)谧亩家暙I(xiàn)自己的力量。

這幾年，大家談了很多鋰離子電池電動(dòng)化，燃料電池跟鋰離子電池有什么區(qū)別呢？其實(shí)在發(fā)電上它都是用電化學(xué)能源來發(fā)電，就是說把化學(xué)能轉(zhuǎn)為電能，或者把電能轉(zhuǎn)為化學(xué)能，來回的互換。

對(duì)于燃料來講，儲(chǔ)存在儲(chǔ)氫罐里，加注非常快，增加里程不會(huì)增加發(fā)動(dòng)機(jī)的體積，動(dòng)力電池可能是恰恰相反，它能量全部?jī)?chǔ)存在電池里面，會(huì)產(chǎn)生一系列不一樣的地方。

對(duì)于新能源汽車到底是選擇燃料電池汽車還是鋰電池汽車，業(yè)界基本上也有一個(gè)共識(shí)，就是一定里程范圍內(nèi)可能鋰電池更有優(yōu)勢(shì)，超過一定里程應(yīng)該是燃料電池的天下，為什么？這是因?yàn)檫@兩種方案的材料特征、科學(xué)原理都是有各自的瓶頸。

當(dāng)然，具體說跑多少公里就是燃料電池，要根據(jù)技術(shù)發(fā)展水平、根據(jù)各個(gè)國家的政策、根據(jù)能源政策，以前是有一個(gè)130公里的分割線，當(dāng)時(shí)通用汽車論證的。

我曾經(jīng)在通用汽車工作很多年，通用汽車認(rèn)為行駛里程在130公里以下，可能是動(dòng)力電池的天下，但是130公里到200公里左右可能是共存的，大于200公里就是燃料電池比較好的區(qū)間。

章俊良：發(fā)展燃料電池車的核心問題是降低成本

達(dá)到130公里的時(shí)候，其實(shí)兩個(gè)方案的設(shè)備體積是差不多的，再往后走，從成本來講，鋰電池的成本是指數(shù)在增加，但燃料電池因?yàn)橹辉黾託涔薜臄?shù)量和體積，所以價(jià)格增長(zhǎng)是非常平緩的。

從加氫站和充電樁角度來看，如果說你要大規(guī)模的加氫站和充電樁，尤其所謂的快充充電樁，其實(shí)長(zhǎng)遠(yuǎn)角度來講加氫站會(huì)比充電樁還便宜。

如果大規(guī)模布置的話，比如我一定要在10分鐘、20分鐘之內(nèi)充完電，充電樁不是簡(jiǎn)單的事，加氫站也是要非常大的投入才能做到，但是至少是可比的。

加氫站我們國內(nèi)也有了，全世界都已經(jīng)有了，當(dāng)然我們國內(nèi)發(fā)展比較緩慢，因?yàn)槭芟抻诜ㄒ?guī)，但是我想可以從兩會(huì)《政府工作報(bào)告》里就發(fā)現(xiàn)了，下一個(gè)十四五可能要大力推廣加氫站的建設(shè)，已經(jīng)作為國家政策在推動(dòng)。

就成本而言，其實(shí)在過去十年燃料電池的成本已經(jīng)下降一半多，這是為什么目前大家都已經(jīng)看到，燃料電池汽車可能馬上要起來的樣子。

其實(shí)燃料電池的成本再下降38%，就接近了目標(biāo)成本，可以跟內(nèi)燃機(jī)的成本相當(dāng)，當(dāng)然是指批量化的，不是指小規(guī)模的1000輛、1萬輛，而是指50萬輛以上的價(jià)格。

從各個(gè)機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，大概2030年左右價(jià)格可以達(dá)到內(nèi)燃機(jī)的水平，基本上可以接上燃油車停產(chǎn)的時(shí)間表。

簡(jiǎn)單講一下國際燃料電池的研發(fā)動(dòng)態(tài)，不管是日本的車廠（如豐田、本田），還是美國通用、德國車廠，都已經(jīng)生產(chǎn)出自己的燃料電池汽車，它的動(dòng)力性和各方面的表現(xiàn)，都跟我們?nèi)加蛙囅喈?dāng)，可以看得出來，它的技術(shù)問題基本上解決了。

關(guān)于它的壽命，據(jù)聯(lián)合技術(shù)公司（UTC）2018年公布的商用車燃料電池壽命已經(jīng)達(dá)到18000小時(shí)，現(xiàn)在最先進(jìn)的技術(shù)，壽命已經(jīng)超過27000小時(shí)了，對(duì)于乘用車，大部分公司來講都是5000小時(shí)以上了。

據(jù)我去年知道的數(shù)據(jù)，豐田的燃料電池車跑了3000小時(shí)，車?yán)镞叺娜剂想姵匾稽c(diǎn)變化都沒有，非常健康，一點(diǎn)衰減都沒有，所以壽命是燃料電池的長(zhǎng)處。

燃料電池的成本，主要的瓶頸是其中的貴金屬用量，我們大家都知道燃料電池里面用貴金屬鉑，目前大概是0.3克/千瓦到0.2克/千瓦，從原來的1克/千瓦，到現(xiàn)在的0.3克/千瓦，過去15年左右鉑載量已經(jīng)下降了70%到80%了，如果能下降到0.1克/千瓦，就可以全面普及燃料電池車的應(yīng)用。

對(duì)于國際上的燃料電池產(chǎn)業(yè)生態(tài)，不管是日本也好、美國也好，還有歐洲，它們其實(shí)都已經(jīng)有非常成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，包括從原材料、催化劑到膜電極，還有碳紙、電堆以及系統(tǒng)，非常完善的產(chǎn)業(yè)鏈都已經(jīng)出來了。

我們中國，產(chǎn)業(yè)鏈后面會(huì)好一些，但前面其實(shí)是殘缺不全的。國內(nèi)的發(fā)展現(xiàn)狀，可以看一下我們國內(nèi)現(xiàn)在是什么情況，大家都知道國外是5000小時(shí)，UTC的燃料電池現(xiàn)在是27000小時(shí)了，國內(nèi)現(xiàn)在大概是3000小時(shí)左右，當(dāng)然還在提高。

5000小時(shí)是一個(gè)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的門檻，按5000小時(shí)測(cè)算，燃料電池可以在車上用10年。還有就是我們的成本，其實(shí)我們現(xiàn)在主要的原材料還是依賴于進(jìn)口，成本上不占優(yōu)勢(shì)，這也是一個(gè)基本的結(jié)論。

還有就是我們現(xiàn)在投資過多的集中于技術(shù)集成，對(duì)產(chǎn)業(yè)鏈的上游不夠關(guān)注，尤其是低水平的重復(fù)投資比較多，我希望引起我們業(yè)界和媒體界的關(guān)注。

就是說，燃料電池最終要走向產(chǎn)業(yè)化，上游的東西不解決好，它是沒法大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的，無非就是拿一些國家補(bǔ)貼，所以說這個(gè)對(duì)我們國內(nèi)來講，尤其值得大家警惕。

我們國家十三五期間就已經(jīng)發(fā)布了燃料電池發(fā)展路線圖，當(dāng)時(shí)三縱三橫里面包含燃料電池，燃料電池從技術(shù)路線、發(fā)展重點(diǎn)都已經(jīng)是非常成熟的路線圖了，現(xiàn)在一步一步地展開實(shí)施。

從我所在上海市的角度來講，也是有遠(yuǎn)期的、中期的、近期的規(guī)劃，包括創(chuàng)建產(chǎn)業(yè)園區(qū)、重大專項(xiàng)、產(chǎn)業(yè)基金都非常活躍，因?yàn)樯虾Ｊ侨剂想姵剡@塊人才、技術(shù)比較集中的地方。

另外，衣寶廉院士，也是我們?nèi)剂想姵亟绲臋?quán)威人士，他認(rèn)為要大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化有四個(gè)基本條件，第一是壽命大于5000小時(shí)；第二是成本售價(jià)，如果不計(jì)補(bǔ)貼，可以跟鋰電池車或者是燃油車接近；第三是基礎(chǔ)設(shè)施，要有廉價(jià)的氫氣供給；第四，如果加上補(bǔ)貼，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈需要盈利，這樣才能做得下去。

當(dāng)前國內(nèi)車用燃料電池尚未達(dá)到大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的程度，但是可以產(chǎn)業(yè)化，只是不能做幾百萬輛，那是不現(xiàn)實(shí)的。

我有一些自己的想法，不一定成熟，我認(rèn)為車用燃料電池大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化，需要政府加強(qiáng)燃料電池技術(shù)的投入、引導(dǎo)和規(guī)范，對(duì)研發(fā)、應(yīng)該加大經(jīng)費(fèi)投入，降低燃料電池成本，提高它的壽命。

比如我們的燃料電池壽命現(xiàn)在3000小時(shí)，國際上是5000小時(shí)，做一個(gè)示范應(yīng)用工程是可以的，要大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化還是有點(diǎn)問題的。

基礎(chǔ)設(shè)施上要加大加氫站的建設(shè)力度，政策要給予各類優(yōu)惠和刺激，引導(dǎo)規(guī)范就是，對(duì)各個(gè)環(huán)節(jié)的產(chǎn)業(yè)鏈都需要布局，而不只是集中于后端。尤其是幾個(gè)非常關(guān)鍵的問題，對(duì)于核心技術(shù)，一個(gè)就是低鉑載量、非貴金屬催化劑的研發(fā)，還有跟它匹配的膜電極的研發(fā)，長(zhǎng)壽命極板涂層技術(shù)，還有空壓機(jī)，要求非常高，一分鐘要到15萬轉(zhuǎn)。

現(xiàn)在我們國內(nèi)也在成立各種專業(yè)化的公司，購進(jìn)成熟的產(chǎn)業(yè)鏈，夯實(shí)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，這也是我們可以看到的一些進(jìn)步。

低成本燃料電池的困境，不管是我們國內(nèi)還是國際都有這么一個(gè)問題，什么問題呢？其實(shí)就是成本，它的性能包括低溫啟動(dòng)、壽命都已經(jīng)達(dá)到了產(chǎn)業(yè)化的要求，至少是成熟的水平。

而成本，至少還比門檻高1倍，如果是大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的話，成本里面再分析，其實(shí)就是催化劑的成本，我們現(xiàn)在催化劑是不足以支撐大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的。

是不是就沒有出路呢？這是它的一個(gè)路線圖，這是我自己總結(jié)出來的，從2000年到2015年，當(dāng)時(shí)是1.1克/千瓦，現(xiàn)在是0.2克/千瓦，降低了80%左右。

如果按照這個(gè)路線圖下去，可能2020-2025年之間能達(dá)到全面產(chǎn)業(yè)化的水平。這是根據(jù)什么來預(yù)測(cè)的呢？根據(jù)路線圖來預(yù)測(cè)，2000年到2008年的時(shí)候，用的其實(shí)是鉑碳催化劑，2015年鉑已經(jīng)成熟了。第三代催化劑是什么？如果第三代催化劑沒有、第三代膜電極沒有，是走不下去的。

這里面技術(shù)細(xì)節(jié)我稍微講一下，利用超低鉑催化劑作為膜電極材料的時(shí)候會(huì)出現(xiàn)問題，研發(fā)的結(jié)論，我們作為論文發(fā)表了，有興趣的可以找文獻(xiàn)看一看。

當(dāng)鉑載量下降到0.05克/千瓦，最終產(chǎn)業(yè)化水平下降到0.1克/千瓦的時(shí)候，膜電極里面氧氣傳遞質(zhì)子的阻力達(dá)到77%，以前高鉑狀態(tài)下是可以忽略不計(jì)的，但是如果這種性能的下降解決不了，那么鉑載量下降就沒有意義了。這既是一個(gè)經(jīng)濟(jì)問題，也是一個(gè)技術(shù)問題，最終是科學(xué)問題。