衣宝廉：纯电动车安全不解决，未来将输给氢燃料电池车
时间:2019-05-23 17:49来源:能源杂志 作者:综合报道
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氢能和燃料电池产业发展正迎来新的风口。
截至目前，我国有超过25个城市宣称，正在进行氢能和燃料电池的产业布局，部分城市还公布了未来发展的产业规划，并称政府将对氢能和燃料电池产业给予大力的政策扶持。一时间，城市之间争夺氢能产业制高点的战争正在打响。
中国工程院院士、燃料电池技术专家衣宝廉认为，政府发展氢能产业的热情，一方面让中国成了全球的焦点之一，使得人才、资金和技术不断向中国聚集，有利于推动氢能和燃料电池产业的发展。另一方面，城市之间的竞争在加剧，可能会导致这一产业低端重复性建设问题重现，未来可能会走其他制造业的老路。
日前，就制氢、氢气储存与运输，以及燃料电池产业的技术等问题，第一元素专访了衣宝廉院士，以下是采访实录。
建议成立氢能国家专项
记者：2019年氢能被写入了政府工作报告，但与日本、韩国等国家相比，我们发展氢能的国家战略还未形成，是否要建立氢能发展的国家战略？
衣宝廉：氢能在我国能源转型过程中起到一个桥梁作用，它是从化石能源向可再生能源过渡的中间介质。
对我国而言，整个氢能系统发展需要有国家战略规划，这个规划不能只是针对燃料电池汽车，因为氢能应用场景非常多，除了燃料电池汽车，还有冶金、燃气轮机发电和取暖等领域。
我们建议，针对氢能发展，国家应当成立一个重大专项，把相关的实验都做起来，这样我们国家的氢能才能够发展起来。
例如，目前国家在电动汽车方面有重大专项，但氢能不能包含在这个重大专项中。要让大家对氢能有更深入的认识，国家可以成立一个比电动车小一点的专项，包括氢能的制备运输等，并把氢能的各种用途都放进去，把氢能的应用先做起来。这样才能落到实处，推动氢能产业的发展。
用补贴引导技术进步 不搞大水漫灌
记者：目前我国超过20个城市制定了氢能产业发展规划，都在试图抢占氢能产业发展的制高点，您如何看待各地发展氢能的热情？
衣宝廉：针对各地在宣传大力发展氢能，我觉得应从两个方面理解。从正面来说，各行业的发展都是有量才有质，地方政府发展氢能的热情，让中国氢能和燃料电池研发成了全球关注的焦点，这从很大程度上带动了国外先进技术、人才和资金进入中国。
比如，丰田汽车与清华就建立了合作关系，共同研发燃料电池车；再比如，过去真正的燃料电池空压机我国一家也没有，现在国内已经有了8家，价格也大幅下降。因此，这对于中国燃料电池产业化发展起到了推动作用。
但另一方面，各地都在布局氢能产业也会带来一定的负面作用，比如相互挖人才、低水平重复建设等问题，应该引起国家的重视。
记者：针对这种情况，需要怎么去解决？
衣宝廉：氢能和燃料电池行业发展目前还需要国家补贴，因此可以用补贴这个杠杆来做技术引导，不能大水漫灌，提高补贴的门槛，不是所有燃料电池汽车都给补贴，而是要根据性能、续航里程做出判断，而且每年要进行评定，接受补贴的企业，需要加快技术创新，每年在技术上上一个台阶，避免重蹈锂电池车补贴的覆辙。
为此，国家可以成立独立的第三方的监测机构，每年对每一种车型进行监测，能否拿到补贴要让第三方数据说话，这样才能用补贴作为推动力，加快国内技术的进步。
制氢要首选“三弃”电量
记者：很多人对制氢环节持有不同意见，比如有人认为煤制氢或者化工制氢，一样会带来排放问题，而电解水制氢能源消耗比较大，在制氢问题上，您有怎样的观点？
衣宝廉：谈制氢要先看看氢气成本问题。目前制氢成本和运输加注成本几乎是1:1，煤质氢成本约2元/立方米，到了加氢站就变成了4元，按照11立方米约合一公斤计算，氢气成本约44元/公斤，这样计算燃料电池车燃料成本跟燃油车差不多。
按照上述的成本，燃料电池车运营成本会非常高，跟燃油车相比没有优势，更不能和锂电池汽车竞争了。目前锂电池电动车100公里平均约15度电，而电价只有0.5元/度，每百公里只需要7.5元。
这种情况下，制氢首选应该是弃风弃光和弃水电量制氢，这不仅能够降低成本，也符合环保上的要求。当然需要选择示范地区，目前电解水制氢，1立方米氢气需要4-5度电，而1立方米氢气用于燃料电池发电只能发2度，所以效率上比较低。
因此，氢气的来源上，一定是用“三弃”的电量制氢，因为这部分价格仅为0.1-0.2元/度。如果直接用电网的电制氢，经济上根本没有可行性。
另外，我国的氯碱厂、重化工企业的副产氢产量非常大，这部分可以充分利用起来。就地方政府而言，发展氢能源汽车产业，首先也必须把氢源问题列入在内，要先考虑城市附近是否有氢源，是否符合低成本制氢的条件。
就煤质氢而言，要跟电解水制氢结合起来。用电解水制氢副产的氧气，做煤气化，这样可以产生高纯度的二氧化碳，封存和利用都比较方便，并可以形成制氢的产业闭环。
电动车的短板是安全 燃料电池车的短板是价格
记者：有观点认为，氢燃料电池汽车未来更多替代柴油车，而纯电动汽车更多代替汽油车，这种观点您认可吗？未来纯电动汽车和氢燃料电池汽车多大意义上存在竞争关系？
衣宝廉：这个观点是欧阳明高院士提出来的，我基本上是同意的。燃料电池汽车优点在于储能量高，续航里程长，与柴油车性能类似，比较容易代替柴油车。而锂离子电动车更容易替代以市内交通为主的汽油车。
但这个观点还不全面，是暂时的平衡。锂离子纯电动汽车的致命问题在于安全性，按照目前万分之一到十万分之一的起火爆炸几率，它是没有前途的，早晚会被燃料电池汽车代替。
在安全性不能解决的情况下，越追求续航里程，装的电池越多危险性就越大。因此锂电池车只有解决了安全的短板，才能在短程领域跟燃料电池汽车相竞争。不解决安全性，未来它不输给燃料电池车，也会输给其他的技术路线。
燃料电池车的短板在于价格太高，表现在一是技术门槛高，二是贵金属铂用量一定要降低。目前一辆燃料电池车的价格是锂离子电池车的1.5-2倍，如果燃料电池车成本不降下来，将来也没有市场。因此，这两个技术路线都有短板，谁率先解决了短板，谁可能通吃。
记者：燃料电池汽车的安全性如何看？
衣宝廉：燃料电池汽车安全性非常高，我搞了一辈子燃料电池，从没有遇到一起安全事故。氢在敞开空间，非常安全，泄露之后马上挥发，不会发生爆炸起火。
国内外都进行了实验，用枪把氢瓶打一个孔，着了火之后一条线向上冲，并不会爆炸。因此在敞开空间，氢气车比燃油车安全性还要高。
但是在密闭空间，一定要严格按照标准放置氢气报警器，而且自动启动排放装置。基于此，燃料电池车最好不进入车库，在室外最安全。因此，在电堆的研发上，一定要抗低温，至少要零下30度以下。
记者：氢能的储运目前面临着较大的技术难题，成本也相对较高，您认为在氢的储运方面，未来需要在哪些方面加强技术攻关？
衣宝廉：氢气储运有很多方式，其中液氢是未来储氢和运输的重要方式之一，日本利用的氢能就是从澳大利亚通过液氢方式输送的，但是液氢有一个问题，在液化和利用过程中，三分之一的能量损耗掉了。
目前还有一种方式是，利用天然气管道运输，德国和美国都在用天然气管道运输氢气，把“三弃”电量所制的氢气，直接输送到天然气管道中，目前欧洲天然气管道的氢含量可达5%，这些氢气可作为下游民用，也可用于燃气轮机发电。
另一种是有机化合物输氢，本质上是苯和甲苯之间的转换，但需要200度左右的高温，储氢可以到达5-6%，像运柴油一样。
与日本的三方面差距
记者：在燃料电池技术和研发上，我国与日本等国还存在较大差距，这种差距的核心问题是什么？
衣宝廉：我们跟日本的差距有以下几个方面，一是电堆的比功率、可靠性和耐久性都与日本有差距。为什么会有这样的差距，因为我们国家的模仿力强，但创新力比较弱。因此我们必须加强自己的创新，不能总是跟跑。
二是日本是全球采购，关键的零部件不受限，而我国在采购环节会受限，因此我们要发展自己的产业链，而相关的产业链的建立才刚刚开始。只有在中国建立燃料电池堆的产业链，成本才能够降下来，这是跟日本相比的第二个差距。
三是在燃料电池的基础研究方面我国比较弱。由于体制机制问题，在我国很多学者对基础研究很难安下心来，比如铂含量的降低，需要下大力气去做基础研究。我们的应用研究做的比较好，但基础研究的经费来源如何处理，这都是问题。我认为科研要有分工，基础研究是为明天、后天做准备，这个需要更高层面去协调解决。
记者：发展氢能及燃料电池汽车，目前面临的最大制约因素是什么？您有怎样的建议？
衣宝廉：现在国内发展氢能和燃料电池的形势比较好，但我们这个产业的合作精神比较弱。大家看到燃料电池可能赚钱了，很多企业就自己单立门户了，不能够协同攻关、共同攻克难题。有时候还会相互挖墙脚，这种现象对于还处于初期的产业而言，确实是一个问题。因此我们需要协同攻关，创新发展，这是第一。
第二，我们要建立自己的产业链，动员企业家投资，从关键部件到电堆和系统进行投资，目前这方面做的还不错。
第三，建议做一个示范计划。锂离子汽车之前搞过一个“十城千辆”的计划，效果不错。燃料电池汽车不会短期内产业化，也应该有个类似的计划进行推广，对既没有廉价氢源，又没有燃料电池制造产业基础的地方，不适于选作示范城市。
除了靠国家补贴推动技术进步以外，还希望国家选择十个具有基础的城市进行试验，进而推动整个产业的发展。
(责任编辑：子蕊)
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