歐陽明高：氫能燃料電池更加適合長途重載商用車

中國科學院院士、清華大學教授歐陽明高

　　關于氫能燃料電池，這也是一個熱點。

　　首先，我們要肯定的是，燃料電池發(fā)動機已經(jīng)取得重大技術進步。我今年過完春節(jié)就到豐田去了，豐田對我們非常開放。因為現(xiàn)在我們清華豐田研究院馬上要成立，會在這方面進行全方位的合作。

　　我的判斷是，燃料電池發(fā)動機技術三五年之后就會成熟。國內(nèi)雖然有差距，但是進步很快，現(xiàn)在吸引資源很多，大家都到中國來了，所以前景是看好的，五年左右應該會與國際先進水平同步發(fā)展。

　　車載儲氫相對來說問題多一點。

　　現(xiàn)在車載儲氫主要是70兆帕氫瓶，是轎車儲氫的主流技術。它的儲氫體積能量密度是多少呢?大概每升0.8個千瓦時。剛才我說了，鋰離子電池也是一樣，鋰離子單體電池的體積比能量也是可以接近每升800瓦時。也就是說，儲氫跟儲電的體積能量密度是大體相當?shù)摹?/p>

　　當然了，我剛才說的是單體電池，如果是電池系統(tǒng)，差不多要降一半。但因為儲氫能量要比純電動儲電能量大約要多一倍。為什么呢?因為燃料電池的效率是50%左右，對純電動講沒有這個問題，電池的電直接就到電機去了，所以儲電和儲氫還是相當?shù)摹?/p>

　　這樣就有一個問題，燃料電池轎車的總體積是會大于純電動的。因為燃料電池動力系統(tǒng)不光有儲氫瓶，還有燃料電池發(fā)動機和輔助電池。所以燃料電池轎車的體積尤其對緊湊型轎車，這是一個挑戰(zhàn)。當然，對SUV可能不是一個問題。

　　對重型卡車還有一個可能是采用液氫，但用到轎車上是很難的，因為轎車經(jīng)常要放到地下車庫，液氫會有蒸發(fā)。

　　另外關于成本，目前儲一公斤氫的70兆帕IV型瓶約1000美元，算下來儲一個千瓦時氫能量大概200元人民幣，如果按照有效能量每千瓦時400元人民幣，這個跟十年前純電動車發(fā)展初期的電池比大概1/8，跟現(xiàn)在的電池比大概是1/3，有成本優(yōu)勢。

　　所以，燃料電池汽車一次加氫續(xù)駛里程要比較長，如果短了，成本肯定比純電動高。轎車至少500公里之上，卡車至少要200公里以上才能平衡，所以它是適合長途重載大型這樣的車，比如商用車。

　　中國燃料電池汽車主要就是做商用車，現(xiàn)在保有量3500輛，全球第一。

　　我們現(xiàn)在面臨的挑戰(zhàn)是氫能技術落后于燃料電池技術。氫能技術如堿性電解槽電解水制氫、壓縮制冷液化等都是很久以前發(fā)明的技術，成本偏高，效率偏低。這個在化工領域可以，到汽車領域就不太理想了，汽車是成本敏感型產(chǎn)品。

　　現(xiàn)在怎么來解決成本問題?就只能廢物利用，比如說上不了網(wǎng)的風電，利用不了的水電，把這些電用來制氫，或者是化工副產(chǎn)氫，這是經(jīng)濟可行的。

　　但從長遠看，我們還要發(fā)展新一代制氫技術，現(xiàn)在科學層面已經(jīng)有一些突破，但是估計需要10年新一代的高效低成本制氫、運氫、儲氫的技術才會逐步成熟。中間這十年應該是一個過渡。

　　為什么氫能這么熱?我給大家一個解釋。因為化工行業(yè)、鋼鐵行業(yè)、能源行業(yè)、煤炭行業(yè)、石化行業(yè)都跟氫相關。鋼鐵煉焦有氫氣，化工氯堿生產(chǎn)副產(chǎn)氫氣，煤氣化產(chǎn)氫氣，石油煉油用氫氣等等。

　　而這些行業(yè)目前是國家供給側結構改革要壓產(chǎn)能的一些行業(yè)，這些行業(yè)大概比汽車行業(yè)要大3倍以上，也就是大概30萬億的產(chǎn)值以上，僅化工和石化行業(yè)就約15萬億的產(chǎn)值。這么大的產(chǎn)業(yè)，要尋求綠色發(fā)展轉型升級的出路，氫是一個很自然的選擇。

　　總之，氫能產(chǎn)業(yè)鏈非常長，利益相關者非常多，就業(yè)的人數(shù)眾多，當然對產(chǎn)業(yè)推動是非常好的。

　　對未來燃料電池汽車發(fā)展展望，我仍然堅持已有的判斷，2020年大概5000-10000輛，2025年，估計在5-10萬輛。2030年目標是達到100萬輛，注意這是保有量不是當年產(chǎn)量。

　　這是2016年節(jié)能與新能源汽車技術路線圖研究的結果，2019年正在開始新一輪技術路線圖修訂，我目前判斷這個數(shù)基本上還是這樣。要讓氫能大發(fā)展，我們不能僅僅定位在汽車行業(yè)，必須定位到整個能源化工領域，讓氫能在更多領域發(fā)揮作用。

　　我們新能源汽車涉及三個大領域，混合動力的核心還是熱力發(fā)動機，本質上是熱能工程領域(簡稱熱工)，主要帶動傳統(tǒng)汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級。

　　這次會議的主題新能源汽車智慧能源更多側重智能純電動力系統(tǒng)，本質上屬于電力與電子工程領域(簡稱電工)，它帶來的更多是對交通與電力行業(yè)顛覆性的變化。

　　氫能燃料電池本質上屬于能源化工領域(簡稱化工)，它是傳統(tǒng)能源化工產(chǎn)業(yè)轉型升級與燃料電池這一能源領域新興高科技產(chǎn)業(yè)的有機融合。