清華大學(xué)汽車工程系副主任李建秋教授

     在新一輪的新能源汽車補(bǔ)貼政策中，純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力的補(bǔ)貼都在逐步退坡，但是氫燃料電池的補(bǔ)貼方案并沒(méi)有調(diào)整。近日，億華通科技公司首臺(tái)燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)下線，宇通、福田、中植的燃料電池客車已經(jīng)在2022冬奧會(huì)舉辦地張家口經(jīng)過(guò)了環(huán)境路況實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，中國(guó)燃料電池商業(yè)化的步伐明顯加快，清華大學(xué)汽車工程系副主任李建秋教授認(rèn)為，燃料電池汽車未來(lái)能與傳統(tǒng)燃油車全面競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)需要更多扶持。 

中國(guó)氫燃料電池汽車發(fā)展到什么程度了？ 

1.從“十五”電動(dòng)汽車重大科技專項(xiàng)，即2001年到2005年，處于燃料電池汽車研發(fā)階段。當(dāng)時(shí)，燃料電池、動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等關(guān)鍵零部件技術(shù)還不成熟。主要研究重點(diǎn)是研究燃料電池工作原理，“我們與福田汽車合作試裝的第一輛客車把座椅都拆掉，燃料電池系統(tǒng)當(dāng)時(shí)占了大半個(gè)車箱。” 

2.“十一五”燃料電池被列入節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目，從2005年到2010年，重點(diǎn)圍繞“燃料電池加動(dòng)力電池”的混合動(dòng)力系統(tǒng)開(kāi)展研究。零部件的成熟度開(kāi)始快速提高，使燃料電池整車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)水平隨之提升。經(jīng)過(guò)2008年奧運(yùn)會(huì)，燃料電池試驗(yàn)車經(jīng)過(guò)春夏秋冬完整一年的示范運(yùn)行，燃料電池系統(tǒng)構(gòu)型得到優(yōu)化固定。但是，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)本身還有很多問(wèn)題沒(méi)有突破。 

3.因此在“十二五”期間（2010年到2015年），清華大學(xué)與北京億華通科技公司重點(diǎn)針對(duì)燃料電池的可靠性、耐久性和成本問(wèn)題開(kāi)展攻關(guān)，迎接燃料電池系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。2015年掌握了“電電混合動(dòng)力系統(tǒng)”技術(shù)，包括整車控制技術(shù)及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。與國(guó)外同類產(chǎn)品比較，我們動(dòng)力系統(tǒng)構(gòu)型的特點(diǎn)是成本低，燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)可以做到比較小，而動(dòng)力電池容量比較大，形成電電混合動(dòng)力，使發(fā)動(dòng)機(jī)基本上工作在穩(wěn)態(tài)。如果燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)工作在穩(wěn)態(tài)，耐久性會(huì)更好。 

李建秋認(rèn)為，燃料電池汽車要發(fā)展起來(lái)，一定要有幾十家高水平的關(guān)鍵零部件企業(yè)，就像我國(guó)電池產(chǎn)業(yè)一樣，有比亞迪、CATL等，有一大批技術(shù)和產(chǎn)能都居于世界前列的零部件企業(yè)，才能夠支撐起這個(gè)新興產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，才能像電池產(chǎn)業(yè)那樣達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車相比有何優(yōu)勢(shì)？ 

純電動(dòng)汽車在低溫環(huán)境下，電池的溫度會(huì)下降，造成啟動(dòng)困難，能耗增加。因?yàn)槌��?qū)動(dòng)車輛行駛外，動(dòng)力電池還要拿出一部分能量用來(lái)維持空調(diào)、采暖系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)，所以純電動(dòng)汽車冬天運(yùn)行時(shí)續(xù)航里程會(huì)打折扣，但燃料電池汽車冬季的表現(xiàn)非常好。 

例如，一臺(tái)30千瓦的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)除輸出30千瓦的電功率之外，冷卻水還能提供約25-30千瓦的余熱，溫度大概有60-70度，足夠車廂取暖之用，還能為電池保溫。即使在零下10度或20度的環(huán)境溫度下，客車內(nèi)的溫度也會(huì)保持在零上10-20度，電池的溫度保持在零上10-20度。電池的電量不會(huì)下降，充放電性能不會(huì)下降，壽命不會(huì)衰減，車輛的續(xù)航里程也不會(huì)下降。而且冬天比純電動(dòng)汽車更加節(jié)能，因?yàn)樗�是用廢熱采暖。 

如何實(shí)現(xiàn)能源端的氫電互動(dòng)？ 

隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，純電動(dòng)汽車和燃料電池汽車未來(lái)會(huì)根據(jù)自身的特點(diǎn)向不同領(lǐng)域發(fā)展。續(xù)駛里程在300公里以下的車型，尤其是緊湊車型會(huì)以純電動(dòng)為主。跑長(zhǎng)途的物流車、卡車、有軌電車等，越重的、需要能量越多的、續(xù)航里程越長(zhǎng)的車型，燃料電池車型就越有優(yōu)勢(shì)。 

燃料電池汽車與純電動(dòng)汽車都是純電驅(qū)動(dòng)，都是零排放，但都有自己細(xì)分的市場(chǎng)，能夠相互配合。比如在新能源利用方面，風(fēng)、光等可再生能源發(fā)出的電，既可以給電池充電，電解水制氫后也可以供給燃料電池，這叫做“氫電互動(dòng)”，就是氫能源和電能相互作用。如果太陽(yáng)能發(fā)出來(lái)的電用不了、存不住的話，可以電解水制氫，把氫氣作為電能存儲(chǔ)的載體。到用電高峰時(shí)，燃料電池發(fā)電再上網(wǎng)補(bǔ)充電能，這就是能源端的氫電互動(dòng)。如果發(fā)生地震等災(zāi)害導(dǎo)致斷電，車用燃料電池發(fā)電連上市電可以救急，在緊急情況下可以作為一個(gè)電站，這是車載端的氫電互動(dòng)。這就是整個(gè)氫電互動(dòng)的長(zhǎng)期愿景。 

燃料電池汽車商業(yè)化之路怎么走？ 

李建秋預(yù)計(jì)，燃料電池汽車發(fā)展從2017年開(kāi)始慢慢爬坡，到2020年會(huì)達(dá)到1萬(wàn)臺(tái)車的規(guī)模，2025年會(huì)達(dá)到10萬(wàn)臺(tái)甚至百萬(wàn)臺(tái)的規(guī)模。在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中，他預(yù)計(jì)會(huì)是商用車先行，乘用車滯后3-5年。 

8月25日，北京億華通科技公司首臺(tái)氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)下線，標(biāo)志著中國(guó)首條自動(dòng)化氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)大批量生產(chǎn)線正式投產(chǎn)。億華通2016年與張家口市政府達(dá)成了氫能戰(zhàn)略合作。搭載億華通第三代氫燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的新能源客車已經(jīng)完成張家口地區(qū)工況適應(yīng)性試驗(yàn)，表現(xiàn)良好。李建秋表示，培育和扶持像億華通這樣的企業(yè)做國(guó)內(nèi)的領(lǐng)頭羊，研究如何把發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)關(guān)鍵零部件做好，才能實(shí)現(xiàn)由中國(guó)自己掌握核心技術(shù)和自主生產(chǎn)。只有這樣，將來(lái)才具備降成本和大批量商業(yè)化生產(chǎn)的可能，將來(lái)還會(huì)布局電堆的升級(jí)版和核心材料的生產(chǎn)線，讓國(guó)內(nèi)掌握整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈自主配套，成本也會(huì)大幅下降。 

燃料電池汽車的推廣條件和場(chǎng)景是怎樣的？ 

2022年，第24屆冬季奧林匹克運(yùn)動(dòng)會(huì)將在北京和張家口舉行。億華通和張家口市將共同建設(shè)該地區(qū)氫能綜合利用產(chǎn)業(yè)體系，建設(shè)京張奧運(yùn)氫能高速公路，以及多個(gè)風(fēng)光電氫綜合能源利用示范項(xiàng)目，并于今年率先啟動(dòng)百輛級(jí)燃料電池客車示范運(yùn)營(yíng)，清華大學(xué)為此制定了相應(yīng)的發(fā)展規(guī)劃。 

李建秋表示，燃料電池汽車的推廣與純電動(dòng)汽車的推廣是有差別的，純電動(dòng)汽車只要有電力設(shè)施供電就可以推廣，而燃料電池汽車的推廣取決于氫能基礎(chǔ)設(shè)施的配套情況。所以，推廣燃料電池汽車的指導(dǎo)方針是選擇氫能源和制氫成本比較低的區(qū)域。張家口就具備這樣的條件，張家口是國(guó)家新能源推廣重點(diǎn)示范城市，有大量的風(fēng)電和光電資源。 

利用張家口沒(méi)有碳排放的風(fēng)電進(jìn)行電解水制氫，供給燃料電池汽車使用，讓這些電產(chǎn)生價(jià)值。雖然水資源是稀缺的，但電解水的用量不用擔(dān)心。電解水用的是經(jīng)過(guò)凈化的工業(yè)用水，而且用水量并不大，這已是比較成熟的技術(shù)。燃料電池汽車不再使用有二氧化碳排放的傳統(tǒng)燃油，使用成本比燃油車便宜或者相當(dāng)，對(duì)于能源制造企業(yè)來(lái)講，使用的是上不了網(wǎng)的棄電制氫，會(huì)進(jìn)一步產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益，這樣，就可以從各個(gè)方面實(shí)現(xiàn)雙贏、三贏或者多贏的局面，有利于燃料電池汽車的推廣。 

加氫站如何布局？需不需要完全新建？ 

燃料電池汽車的發(fā)展和加氫站的建設(shè)，是相互促進(jìn)相互影響的關(guān)系。世界上燃料電池研發(fā)推廣比較好的是日本，車已經(jīng)準(zhǔn)備好了，但制約燃料電池汽車推廣的障礙是加氫站的建設(shè)沒(méi)有跟上。李建秋表示，充分吸取日本的經(jīng)驗(yàn)，幫助張家口市政府做的氫規(guī)劃，將加氫、制氫和車的推廣同步規(guī)劃，同步建設(shè)。 

目前，清華大學(xué)與億華通正在幫張家口做加氫站布局規(guī)劃。因?yàn)槿剂想姵仄�車的續(xù)航里程比較長(zhǎng)，借鑒日本、美國(guó)一個(gè)加氫站替代兩個(gè)加油站的經(jīng)驗(yàn)，第一批將在張家口布局19-20個(gè)加氫站（張家口有19個(gè)區(qū)縣，保證每個(gè)區(qū)縣1個(gè)）。 

從國(guó)家長(zhǎng)遠(yuǎn)的能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)來(lái)看，加氫站將來(lái)要和加油站慢慢兼容。也就是說(shuō)，隨著燃油汽車比例的下降，現(xiàn)在的加油站會(huì)慢慢地轉(zhuǎn)化成加氫站。所以，加氫基礎(chǔ)設(shè)施并不用完全新建，只是在原來(lái)的基礎(chǔ)上升級(jí)。 

李建秋告訴第一電動(dòng)網(wǎng)，現(xiàn)在中石油、中石化也在論證什么時(shí)候大規(guī)模投建加氫站。他們可能先找一兩個(gè)加油站試點(diǎn)改造成兼顧加氫站。第一步是兼顧35MPa的加氫站，下一步再升級(jí)到70MPa加氫站，然后實(shí)現(xiàn)一個(gè)既有35MPa加氫口，又有70MPa加氫口的加氫站，將來(lái)甚至還有液氫加氫口。“我相信，未來(lái)5到10年，有些加油站會(huì)變成混合運(yùn)行模式。在城市里，還可以同時(shí)布局充電和加氫基礎(chǔ)設(shè)施，兩者配合，形成真正的純電驅(qū)動(dòng)零排放城市交通體系。” 

氫氣的來(lái)源是多樣化的。據(jù)了解，中石油、中石化的態(tài)度是，如果未來(lái)汽油車、柴油車少了，氫燃料電池車多了，他們就會(huì)對(duì)石油裂解工藝進(jìn)行改進(jìn)，不再生產(chǎn)那么多柴油汽油，而會(huì)多生產(chǎn)氫氣。另外，天然氣重整制氫、煤重整制氫，成本大概是10元錢左右。我國(guó)現(xiàn)在有大量的棄風(fēng)、棄光和棄水，先把這部分棄電用好是當(dāng)務(wù)之急。李建秋認(rèn)為，用棄電制氫也是我國(guó)可再生能源轉(zhuǎn)型的一個(gè)非常重要的著力點(diǎn)。 

氫燃料電池汽車大規(guī)模推廣需要政策怎樣扶持？ 

燃料電池汽車的可行性和可靠性，要經(jīng)過(guò)春夏秋冬來(lái)測(cè)試和檢驗(yàn)。李建秋呼吁，希望國(guó)家能夠出臺(tái)燃料電池汽車區(qū)域示范的相關(guān)政策。 

純電動(dòng)汽車通過(guò)“十城千輛工程”的大規(guī)模的示范推廣帶動(dòng)了整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展，使我國(guó)新能源汽車居于全球領(lǐng)先的地位。燃料電池汽車也需要一個(gè)類似的示范推廣過(guò)程。“無(wú)論是上汽、福田、宇通，還是像億華通這樣的關(guān)鍵零部件企業(yè)，都有技術(shù)，都能做產(chǎn)品，但是都沒(méi)有量。沒(méi)有量就形不成產(chǎn)業(yè)鏈，成本就降不下來(lái)，難以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。所以，希望通過(guò)以更多的區(qū)域示范來(lái)把成本降下來(lái)，把質(zhì)量提上去，把規(guī)模推上去，拉動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵材料和零部件的發(fā)展。希望國(guó)家能夠出臺(tái)示范推廣政策，例如在3到5個(gè)城市或者10個(gè)城市以內(nèi)進(jìn)行示范，一個(gè)城市有幾百到千輛的規(guī)模，3到5年后再進(jìn)行大范圍推廣”。 

在新一輪的新能源汽車補(bǔ)貼政策中，盡管純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力的補(bǔ)貼有所下降，但是氫燃料電池的補(bǔ)貼方案并沒(méi)有調(diào)整。這樣的補(bǔ)貼政策為開(kāi)發(fā)氫燃料電池汽車的相關(guān)企業(yè)提供了繼續(xù)前進(jìn)的動(dòng)力。 

李建秋建議地方政府加強(qiáng)對(duì)燃料電池汽車的補(bǔ)貼，“在我國(guó)燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)鏈沒(méi)有形成之前，企業(yè)前期的研發(fā)投入是比較多，希望除了中央政府對(duì)燃料電池汽車的補(bǔ)貼不退坡之外，各個(gè)重點(diǎn)區(qū)域的地方政府要進(jìn)一步地加強(qiáng)對(duì)燃料電池汽車發(fā)展的補(bǔ)貼和扶持。通過(guò)政府的扶持把量推上去，累計(jì)到一個(gè)量級(jí)，比如萬(wàn)輛級(jí)別再開(kāi)始退坡或停止補(bǔ)貼。