萬鋼:關於燃料電池汽車發展的思考

全國政協副主席萬(wan) 鋼發表主題演講《關(guan) 於(yu) 燃料電池汽車發展的思考》,內(nei) 容實錄如下:
尊敬的清泰理事長,尊敬的冠華同誌,邱勇校長,各位朋友們(men) ,大家下午好!很高興(xing) 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(chan) 業(ye) 生態”,它確實是我們(men) 在這幾年推動電動汽車的發展中特別要考慮的問題。
我想就關(guan) 於(yu) 燃料電池汽車的發展談一點想法和思考,和大家共同討論。主要從(cong) 兩(liang) 個(ge) 方麵,第一個(ge) 和大家一起回顧一下我們(men) 國家燃料電池汽車發展的曆程;第二點,想跟大家討論一下推進燃料電池汽車發展麵臨(lin) 的機遇與(yu) 挑戰。
我們(men) 國家的betway在线官网汽車發展可以追溯到本世紀初上世紀末。當時我們(men) 在討論研發betway在线官网汽車有三種可能的驅動形式,就是純電動、混合動力和燃料電池驅動係統。怎麽(me) 樣能夠把三種可能的驅動形式和產(chan) 業(ye) 發展以及未來發展相適應,當推動到產(chan) 業(ye) 化的時候,作為(wei) 國家科技部門就需要去研究這裏麵的共性核心技術,以推動產(chan) 業(ye) 的發展,使betway在线官网汽車能夠循序漸進的推動發展起來。
當時我們(men) 從(cong) 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係統,電機和驅動係統,以及混合動力係統的混合發動機和燃料電池發動機。把它們(men) 組合起來就可能形成三種汽車的形式,於(yu) 是這就形成了國家當時的研發布局:純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車作為(wei) 三種主要的發展車型。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製係統,以及各種車型所自有特色的驅動發動機係統。我想再次說明,我們(men) 在2001年確定電動汽車重大專(zhuan) 項的時候就明確要降低能源的依存度,減少城市的大氣汙染,推動汽車產(chan) 業(ye) 的跨越式發展,是我們(men) 國家betway在线官网汽車發展的長久目標。
回顧這些年,betway在线官网汽車在發展過程中與(yu) 時俱進,產(chan) 品和市場循序發展,在第十個(ge) 五年計劃的時候,我們(men) 確定了“三縱三橫”的研發布局,在第十一個(ge) 五年計劃的時候,我們(men) 加強了對基礎的研究,在“十二五”和“十三五”計劃的時候,我們(men) 根據betway在线官网汽車的智能化驅動發展方向,研發的內(nei) 容越來越寬廣,研發的深度也越來越深厚,特別是基礎研究的深度。燃料電池發動機一直是研發的重點。在第十三個(ge) 五年計劃製定的時候,我們(men) 國家製定了很多相關(guan) 的發展規劃,有betway在线官网汽車發展的規劃,有科技專(zhuan) 項的任務,有能源技術革命以及各個(ge) 地方,比如上海、蘇州以及武漢、山東(dong) 等都在推動著各地betway在线官网燃料電池的發展。
在基礎研究方麵,車用燃料電池取得了比較順利的進展。燃料電池材料得到明顯的提升。這是我最近參觀的幾個(ge) 企業(ye) ,中科院大連化工所的新源動力、億(yi) 華通——一個(ge) 新興(xing) 的燃料電池企業(ye) 、上海弗爾賽,這三個(ge) 企業(ye) 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(men) 的電堆功率密度已經達到了2kW/L。
回顧起來,我們(men) 在2008年奧運會(hui) 時就推出了我們(men) 國家第一批燃料電池汽車,為(wei) 奧運會(hui) 做運輸服務和賽場服務,當時引起了世界的關(guan) 注。我記得有20多輛燃料電池轎車和10多輛燃料電池客車,這個(ge) 數字到了2010年的世博會(hui) 時產(chan) 生了很大的發展。運行於(yu) 世博會(hui) 的燃料電池客車、轎車和場地用車已經超過了200輛。我們(men) 參加了世界大賽,在北京進行了燃料電池汽車示範應用,還參加了加利福尼亞(ya) 的燃料電池汽車商業(ye) 化運行測試。現在國內(nei) 商業(ye) 化示範運行已經遍布了很多地方。除此之外,上海神龍、河南宇通、中通、東(dong) 風都研發了樣車,並且進行了示範。按照清華大學王賀武教授的統計,目前已經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定的運行,取得了很好的運行成果。同時燃料電池還可以應用在IDC機房、醫院應急救援係統、安防以及深潛係統的備用電源。在這些基礎上,我們(men) 的企業(ye) 開始介入到燃料電池的研發中。早在2007年,上汽就在前期研發的基礎上開始了燃料電池開發,2014年進行全國萬(wan) 裏行,最近開發了商用車,同時製定了第十三個(ge) 五年計劃,到2020年燃料電池發展戰略目標。
我們(men) 開展了雙邊和多邊國際合作。在去年清潔能源部長會(hui) 議上啟動了國際氫能經濟夥(huo) 伴計劃,希望電動汽車能夠在2030年達到30%。在雙邊合作方麵,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。在聯合國環境署的支持下,中國進行了三輪燃料電池汽車聯合示範項目,同時我們(men) 還主動倡議和發起組織了國際氫能燃料電池協會(hui) 。
總的說起來,中國的燃料電池汽車取得了很明顯的進步。從(cong) 燃料電池汽車本身的技術上,中國燃料電池汽車的特色就是電-電混合動力係統,既符合燃料電池本身技術特點,也適合於(yu) 我們(men) 國家技術創新的產(chan) 業(ye) 點。在整個(ge) 分布上麵,從(cong) 純電動到具有部分電力和部分燃料電池驅動的係統上看,可以分成幾類,一類就是能量混合型的,以純電動汽車為(wei) 主,同時用燃料電池來補足它的驅動。還有一種就是以燃料電池為(wei) 主,用動力電池來補足它的驅動,這兩(liang) 類都有發展前景。但總的說來,中國的燃料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(chan) 業(ye) 技術創新工程的支持下,我們(men) 國家開展了氫能燃料電池汽車的研究、開發、示範、運營的工作,初步形成了從(cong) 燃料電池電堆係統、整車研發體(ti) 係和製造能力,開展了係統的示範運行。
下麵我想跟大家討論一下關(guan) 於(yu) 推進燃料電池汽車發展的機遇和挑戰。目前betway在线官网汽車已經成為(wei) 全球汽車產(chan) 業(ye) 轉型升級的一個(ge) 標誌。根據中汽協會(hui) 和MarkLiens的數據,2017年全球主要國家betway在线官网汽車銷售超過了142萬(wan) 輛,中國的銷量達到77.7萬(wan) 輛。全球betway在线官网汽車累計銷售量突破了340萬(wan) 輛,中國占比超過了50%,也就是說我們(men) 當年確立的目標,為(wei) 節能減碳,為(wei) 應對氣候變化作出了新的貢獻。從(cong) 車型的分布上說,乘用車,客車和轎車和商用車都開始增長,乘用車比例超過了商用車,中國的燃料電池客車開始逐漸在城市當中應用。
我們(men) 的燃料電池汽車的商業(ye) 化、產(chan) 業(ye) 化還是滯後的。特別是產(chan) 業(ye) 生態和市場還沒有建設起來,大概有七個(ge) 方麵是比較明顯的問題。
第一,產(chan) 業(ye) 化、商業(ye) 化進度顯著落後;第二,一些關(guan) 鍵技術難題久攻不下,而且差距明顯;第三,產(chan) 業(ye) 鏈比較薄弱,工程化能力不足;第四,企業(ye) 主體(ti) 作用缺失;第五,製氫、供氫和加氫的係統比較落後,造成氫成本劇增;第六,技術標準、檢測體(ti) 係嚴(yan) 重滯後;第七,國際開放合作還急需加強。現在我以問題導向來談一談今後要解決(jue) 這些問題的辦法。
第一,產(chan) 業(ye) 化、商業(ye) 化進度滯後,說明目前我們(men) 的betway在线官网汽車盡管已經數量比較多了,但主要還是運行在城市範圍之內(nei) 。主要的短板是續駛裏程、充電時間和能量密度。從(cong) 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,停靠時間短,留出的充電時間不多,環保要求又比較高,在城市中心到另外一個(ge) 城市的中心,同時運量需求也比較大。第二個(ge) 就是城市出租車。在城市裏麵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(men) 希望還是能夠充電的時間短一些。第三,隨著網購的發展,城市物流車需求極旺,但是它的運行強度比較高,行駛裏程比較長。從(cong) 中遠期來看,中型和重載的貨車是一個(ge) 發展方向,這次應對汙染防治攻堅戰裏麵明確把落後的柴油機作為(wei) 一個(ge) 方向。中型和重載貨車的行駛裏程長,環保要求高,從(cong) 想要解決(jue) 這些問題,很好的辦法就是燃料電池汽車。今天電動汽車的短板,完全可以用燃料電池汽車和氫能源來補足。
第二,許多關(guan) 鍵問題久攻不下。雖然說早在本世紀初我們(men) 就部署了一係列研究,但是在一些關(guan) 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(nei) 產(chan) 品基本上大概在2kW/L左右;據報道,國際先進水平已經達到了3kW/L左右。催化劑效率方麵,國內(nei) 每千瓦的鉑用量大概0.3克;據報道,國際的先進水平已經達到了0.06克以下。膜電極耐久性方麵,國內(nei) 動態工況實測壽命大概在3000小時左右;據報道,國外已經達到了9000小時。空氣壓縮機方麵,國內(nei) 現在的燃料電池產(chan) 品基本采取低壓壓縮機,國外主要采取高壓空氣壓縮機,如果能夠把壓力提高到兩(liang) 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(ge) 燃料電池檢測平台,對國內(nei) 外燃料電池產(chan) 品進行對比測試,以確定具體(ti) 差距。我們(men) 可以通過國際合作一起組織大家共同討論建立這樣一個(ge) 檢測的平台,通過國際合作,建立統一的燃料電池產(chan) 品檢測和技術標準,這對於(yu) 構建燃料電池汽車產(chan) 業(ye) 生態是十分重要的。
第三,產(chan) 業(ye) 鏈還比較薄弱,工程化能力不足。燃料電池用電催化劑、質子交換膜、碳紙等一些關(guan) 鍵材料已經有了,但畢竟還是實驗室產(chan) 品。因此,一致性和可靠性就比較有波動。空氣壓縮機和氫氣回流泵等關(guan) 鍵部件也有一些樣件,但是沒有穩定產(chan) 能,產(chan) 品供應不足,而且價(jia) 格很高。儲(chu) 氫容量要達到5%到7%還有15年時間。現在35兆帕碳纖維內(nei) 膽的儲(chu) 氫密度比較低,需要開發更高壓力的碳纖維內(nei) 膽,這個(ge) 不是沒有技術,但是沒有標準,更沒有檢測辦法。目前整車企業(ye) 還沒有形成穩定的零部件供應體(ti) 係,供應鏈薄弱,工程化能力不足,導致零部件的工藝質量低、產(chan) 品一致性、可靠性和耐久性不足,不能滿足要求。
第四,企業(ye) 主體(ti) 作用還有所缺失。整車方麵,乘用車企業(ye) 除上汽以外,其他的上市公司還沒有把燃料電池汽車作為(wei) 自己的主攻產(chan) 品而列入企業(ye) 發展規劃。這和國際的汽車企業(ye) ——豐(feng) 田、本田、通用以及奔馳等這些形成明顯差距,我們(men) 整車企業(ye) 還沒有起到領頭羊的作用。在動力係統方麵,柴油機企業(ye) 隨著各地環保法規進一步收緊,麵臨(lin) 著轉型升級的嚴(yan) 峻考驗。許多業(ye) 內(nei) 專(zhuan) 家認為(wei) 環保高效、長續駛裏程的燃料電池發動機才是最佳的替代品。我很高興(xing) 了解到濰柴動力已經決(jue) 定把氫燃料電池發動機作為(wei) 轉型升級的重要方向,我覺得我們(men) 應該給予支持,並祝願他們(men) 能夠形成先發優(you) 勢。我國燃料電池企業(ye) 經過艱苦的創業(ye) ,目前形成新源動力、億(yi) 華通、弗爾賽等新三板企業(ye) ,尤其是新三板一些規定不適應這些企業(ye) 的發展,需要監管部門有很多的改進措施。關(guan) 鍵材料方麵,今年我專(zhuan) 門去東(dong) 嶽集團看(2007年看了一次),經過十多年的努力,他們(men) 的質子交換膜已經進入了國際市場,被奔馳、寶馬等這些企業(ye) 認可。我們(men) 希望他們(men) 能夠拓展產(chan) 業(ye) ,在膜電極方麵提供高質量的產(chan) 品。另外我們(men) 還需要有企業(ye) 在空氣壓縮機、氫氣回流泵方麵積極參與(yu) 。我們(men) 國家在空氣壓縮機這方麵有有利條件,中國是一個(ge) 空調生產(chan) 能力最強的國家。應該說在技術能力方麵實際上並不差,關(guan) 鍵就是差在企業(ye) 能不能主動承擔這方麵任務。
第五,我們(men) 的製氫供氫和加氫係統落後,造成氫燃料成本的劇增。我們(men) 國家低成本氫來源是十分廣泛的,但是由於(yu) 規模化供氫體(ti) 係尚不完善,輸運成本比較低,用氫價(jia) 格超過了燃油成本,還沒有形成可持續的商業(ye) 模式。今年2月11日,我們(men) 在領軍(jun) 企業(ye) 牽頭裏成立了跨學科、跨行業(ye) 、跨部門的氫能產(chan) 業(ye) 聯盟,標誌著中國燃料電池產(chan) 業(ye) 將提質增速。希望通過這次會(hui) ,我們(men) 這些生產(chan) 燃料電池、研究燃料電池整車和研究燃料電池主要係統,以及供氫係統能夠在一起暢所欲言,形成一個(ge) 共識:在有車的地方建上必要的供氫係統,這個(ge) 是我們(men) 在推動電動汽車這十多年的發展當中所取得的一個(ge) 十分重要的經驗。
第六個(ge) 短板是技術標準、檢測體(ti) 係嚴(yan) 重滯後。燃料電池汽車運行涉及到汽車能源領域以及一係列新的技術標準、規範法規亟待設立,已經有一些法規,但是需要更新,檢測能力也有待加強。在氫儲(chu) 安全和運行安全方麵,在燃料電池全生命周期的測試評價(jia) 等方麵的標準還有待完善。比如我們(men) 現在的加氫站建設的標準是極其落後的,還是上世紀50年代的設想,一個(ge) 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(men) 已經解決(jue) 了,有很好的標準現在可以通過合作可以解決(jue) 。我們(men) 的主管部門不明確,運行的規範也不健全。燃料電池電堆和燃料電池發動機的技術標準也亟待完善,相應的檢測能力要繼續加強。企業(ye) 研發和生產(chan) 檢測能力同樣需要研究開發,燃料電池生態一係列零部件行業(ye) 標準、實驗方法、檢測體(ti) 係也要規範發展。
第七,我們(men) 急需要加強國際開放和合作。我國betway在线官网汽車的開放和創新將發揮率先引領的作用。我們(men) 的思路就是優(you) 化能源結構、防止大氣汙染、應對氣候變化,這也是人類必須麵對的共同挑戰。各國汽車領域責無旁貸,所以我們(men) 有必要坦誠相待,精誠合作,協同創新,為(wei) 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、示範運營和市場推廣中積極參與(yu) 和牽頭組織實施了一批多邊和雙邊的重大國際合作項目。積累了豐(feng) 富的國際合作經驗,創造了產(chan) 、學、研合作的新模式,也有效的推進了知識產(chan) 權的保護、創造、轉化,帶動了betway在线官网汽車國際化發展。在新時代進一步加強燃料電池汽車領域的國際合作方麵,一是政策法規方麵要加強政府間的合作,二是在整車零部件企業(ye) 之間在投資、合資和技術方麵的合作,三是大學、研究機構在技術標準、檢測能力方麵的合作,四是在示範運行、市場調查和預測方麵的一些合作。
最後我想談兩(liang) 條建議:
第一,今年下半年全國政協將就促進betway在线官网汽車健康發展舉(ju) 行雙周座談會(hui) 。雙周座談會(hui) 是中國的一種特殊的、具有自身特色的議政形式,到時候全國政協主席親(qin) 自主持會(hui) 議,由各方麵提出意見,對未來的發展提出建議,同時向中央政府國務院要進行匯報。7月份我們(men) 將組織開展相關(guan) 的調研,建議各有關(guan) 方麵積極參加和協助這個(ge) 調研,共同努力組織好、開好這次座談會(hui) ,向黨(dang) 中央國務院提出新的建議。
第二,結合第十三個(ge) 五年規劃,今年要開展中期評估,對燃料電池汽車在科技創新、產(chan) 業(ye) 發展、能源革命等一係列規劃當中,對實施情況行科學評估,明確發展的路徑和方向,促進燃料電池汽車的健康發展。
今天我們(men) 來組織研究如何突出核心技術,怎麽(me) 樣打造產(chan) 業(ye) 生態,這對我們(men) 在座的各位朋友們(men) 都是十分重要的。特別我們(men) 在座的有很多從(cong) 國外來的朋友們(men) ,這些朋友我也前前後後都已經認識,我想從(cong) 全球betway在线官网汽車發展的過程當中,在汽車產(chan) 業(ye) 的發展,在應對人類共同麵臨(lin) 的能源和環境以及氣候變化的挑戰當中,我們(men) 有必要,也一定能夠攜手並肩,共同來推動氫能和它的產(chan) 業(ye) 和市場的發展。謝謝大家!
(根據現場發言整理,未經本人審閱)
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