8月25日，坐落于張家口空港技術開發(fā)區(qū)，由北京億華通科技股份有限公司總投資10億元興建的氫燃料電池發(fā)動機生產基地首臺氫燃料電池發(fā)動機下線，這標志著中國首條自動化氫燃料電池發(fā)動機大批量生產線正式投產。

 

億華通與張家口市政府達成氫能戰(zhàn)略合作是在2016年。至今，搭載億華通第三代氫燃料電池發(fā)動機的新能源客車已經完成張家口地區(qū)工況適應性試驗，表現(xiàn)良好。

 

2022年，第24屆冬季奧林匹克運動會將在北京和張家口舉行。按照規(guī)劃，億華通和張家口市將共同建設該地區(qū)氫能綜合利用產業(yè)體系，建設京張奧運氫能高速公路，以及多個風光電氫綜合能源利用示范項目，并于今年率先啟動百輛級燃料電池客車示范運營。

 

清華大學汽車工程系教授、燃料電池專家李建秋在此次下線儀式上接受了記者專訪，對我國燃料電池產業(yè)的發(fā)展進行了回顧和展望，并提出了自己的建議。輯錄于此以饗讀者。

 

圖為李建秋（右一）與億華通張家口生產基地總經理孫海英（右二）在接受媒體采訪

 

我國燃料電池汽車的研發(fā)經過了三個階段。第一個階段從“十五”期間開始，即2001年到2005年，是燃料電池汽車的研發(fā)階段。當時，科技部啟動了電動汽車專項，燃料電池汽車與純電動汽車并行。那時很多零部件都不成熟，包括燃料電池、動力電池、驅動電機。所以那個時期主要是做一些概念，比如研究燃料電池是怎樣工作的，怎么樣提高水平。我們與福田汽車合作試裝的第一輛客車是把座椅都拆掉的，因為燃料電池系統(tǒng)占了大半個車箱。

 

第二個階段從2005年到2010年，在“十一五”期間。重點圍繞燃料電池加動力電池的混合動力系統(tǒng)開展研究。那時候，零部件的成熟度在快速提高，包括動力電池和電機的技術也在快速提高。所以使燃料電池整車，包括動力系統(tǒng)的技術水平得以迅速提升。經過那一時期，尤其是2008年奧運會期間，燃料電池試驗車經過春夏秋冬完整一年的示范運行，基本上把動力系統(tǒng)的構型進行了優(yōu)化，得到了比較好的電量混合動力系統(tǒng)的構型。就是說，燃料電池系統(tǒng)的構型基本上固定了。

 

但是，燃料電池發(fā)動機本身還有很多問題沒有突破。所以在“十二五”期間，2010年到2015年，重點針對燃料電池的可靠性、耐久性和成本問題開展攻關，迎接燃料電池系統(tǒng)的產業(yè)化。到2015年，億華通已經掌握了電電混合動力系統(tǒng)技術，包括整車控制技術再加上發(fā)動機本身的技術。在2015年前后，我們開發(fā)的客車和物流車陸續(xù)完成了公告。從2015年開始推廣應用。與北汽新能源、福田、宇通，還有物流車企業(yè)開始進行合作。

 

如果與國外同類產品比較的話，我們動力系統(tǒng)構型的特點是成本低。就是我們系統(tǒng)的燃料電池發(fā)動機可以比較小，而動力電池的容量比較大，形成電電混合動力，使發(fā)動機基本上工作在穩(wěn)態(tài)。如果燃料電池發(fā)動機工作在穩(wěn)態(tài)，它的耐久性是很好的。

 

燃料電池汽車要發(fā)展起來，一定要有幾十家高水平的關鍵零部件企業(yè)，就像我國電池產業(yè)一樣，有比亞迪、CATL等，有一大批技術和產能都居于世界前列的零部件企業(yè)，才能夠支撐起這個新興產業(yè)的發(fā)展，才能像電池產業(yè)那樣達到國際領先水平。

 

與純電動汽車相比，燃料電池汽車有優(yōu)勢。首先，純電動汽車在低溫環(huán)境下，電池的溫度會下降，造成啟動困難，能耗增加。因為，除驅動車輛行駛外，動力電池還要拿出一部分能量用來維持車廂的空調、采暖系統(tǒng)運轉，所以純電動車冬天運行時續(xù)航里程要打折扣。而燃料電池汽車冬季的表現(xiàn)非常好，一臺30千瓦的燃料電池發(fā)動機除輸出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，客車內的溫度也會保持在零上10-20度，電池的溫度保持在零上10-20度。電池的電量不會下降，充放電性能不會下降，壽命不會衰減，車輛的續(xù)航里程也不會下降。而且冬天比純電動汽車更加節(jié)能，因為它是用廢熱采暖。

 

隨著電池技術的進步，純電動汽車和燃料電池汽車可能會根據(jù)自身的特點向不同領域發(fā)展。續(xù)駛里程在300公里以下的車型，尤其是緊湊型車會以純電動為主。出遠門的物流車、卡車、有軌電車等，越重的、需要能量越多的、續(xù)航里程越長的車型，燃料電池汽車就越有優(yōu)勢。

 

其次，兩者都是純電驅動，都是零排放，但都有自己細分的市場，都會相互配合。比如在新能源利用方面，風、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給燃料電池用，我們叫氫電互動，就是氫能源和電能相互作用。什么意思呢？如果太陽能發(fā)出來的電用不了、存不住的話，可以電解水制氫，把氫氣作為電能存儲的載體。到用電高峰時，燃料電池發(fā)電再上網(wǎng)補充電能，這個時候就是能源端的氫電互動。如果發(fā)生地震等災害，市電斷了，車用燃料電池發(fā)電連上市電可以救急，在緊急情況下它可以作為一個電站用。這是車載端的氫電互動。當然，目前這還是一個愿景。

 

燃料電池汽車發(fā)展從現(xiàn)在開始慢慢地爬坡，到2020年會達到萬臺車的規(guī)模，2025年會達到10萬臺甚至百萬臺的規(guī)模。在這個發(fā)展過程中，我預計會是商用車先行，乘用車滯后3-5年。

 

目前，我們培育和扶持億華通這樣的企業(yè)做國內的領頭羊，研究如何把發(fā)動機這個關鍵零部件，像傳統(tǒng)柴油機那樣，由自己掌握核心技術和自主生產。只有這樣，將來才具備降成本和大批量商業(yè)化生產的可能。我們從2015年開始布局這條生產線，并且在張家口政府的大力支持下迅速落地了，將來還會布局電堆的升級版和核心材料的生產線。通過這樣的布局，讓國內掌握整個產業(yè)鏈自主配套，成本也會大幅下降。

 

燃料電池汽車的推廣與純電動汽車的推廣是有差別的，純電動汽車只要有電力設施供電就可以推廣，而燃料電池汽車的推廣取決于氫能基礎設施的配套情況。所以我們推廣燃料電池汽車的指導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。

 

第一，張家口是國家新能源推廣重點示范城市。張家口地區(qū)有大量的風電和光電資源，我們的發(fā)展規(guī)劃是，利用張家口這些沒有碳排放的風電進行電解水制氫，供給燃料電池汽車使用，讓這些電產生價值。

 

水資源是稀缺的，電解水的用量大家不用擔心。電解水用的是經過凈化的工業(yè)用水，而且用水量并不大，已經是比較成熟的技術了。

 

對于政府來講，燃料電池汽車不再使用有二氧化碳排放的傳統(tǒng)燃油，對于老百姓來講，燃料電池汽車的使用成本比燃油車便宜或者相當，對于我們這個能源制造企業(yè)來講，它使用的是上不了網(wǎng)的棄電制氫，會進一步產生經濟效益，這樣，就可以從各個方面實現(xiàn)雙贏、三贏或者多贏的局面，有利于燃料電池汽車的推廣。

 

有了氫氣之后怎么推廣燃料電池汽車？下一步就是在推廣區(qū)域布局加氫站。目前，我們正在幫張家口做加氫站布局規(guī)劃。因為燃料電池汽車的續(xù)航里程比較長，借鑒日本、美國一個加氫站替代兩個加油站的經驗，第一批在張家口布局19-20個加氫站（張家口有19個區(qū)縣，保證每個區(qū)縣1個）。

 

燃料電池汽車的發(fā)展和加氫站的建設，是相互促進相互影響的關系。世界上燃料電池研發(fā)推廣比較好的是日本，它的車已經準備好了，但制約燃料電池汽車推廣的障礙是加氫站的建設沒有跟上。沒有加氫站，車就推廣不起來。我們充分吸取日本的經驗，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。

 

從國家長遠的能源基礎設施建設來講，加氫站將來要跟加油站慢慢兼容。就是說隨著燃油汽車比例的下降，現(xiàn)在的加油站會慢慢地轉化成加氫站。所以這套基礎設施不用完全新建，只是在原來的基礎上升級。據(jù)了解，現(xiàn)在中石油、中石化也在論證什么時候能夠大規(guī)模上加氫站。他們可能先找一兩個加油站試點改造成兼顧加氫站。第一步是兼顧35兆帕的加氫站，下一步再升級到70兆帕加氫站，然后是一個既有35兆帕加氫口，又有70兆帕加氫口的加氫站，將來甚至還有液氫加氫口。我相信，未來5到10年，有些加油站會變成混合運行模式的。在城市里，還可以同時布局充電和加氫基礎設施，兩者配合，形成真正的純電驅動，又是零排放的城市交通體系。

 

現(xiàn)在這個階段，我們是先把車輛端的技術通過張家口這個項目做好，通過冬奧會示范沒有問題，氫能源的制取生產可以持續(xù)，國家決定大規(guī)模推廣時會有能源企業(yè)大規(guī)模地介入。

 

氫氣的來源是多樣化的。中石油、中石化的態(tài)度是，如果將來汽油車、柴油車少了，氫能源車多了，他們會對石油裂解工藝進行改進，不再生產那么多柴油汽油，多生產氫氣。另外，天然氣重整制氫、煤重整制氫，成本大概也是10元錢左右。我國現(xiàn)在有大量的棄風、棄光和棄水，先把這部分棄電用好是當務之急。我記得去年的棄電加起來是1500億度，1500億度除以50，可以制成的氫氣是多少，大家可以自己算一算。1公斤氫氣加到1輛轎車上可以跑100公里，你算算這些棄電能支持多少轎車行駛。這是我國可再生能源轉型的一個非常重要的著力點。

 

燃料電池汽車的可行性和可靠性，要經過春夏秋冬來測試和檢驗。業(yè)內有一句話叫：發(fā)動機是試出來的，不是算出來的。就是說車好不好一定要經過不同的環(huán)境，不同氣候的全方位檢驗。

 

我國燃料電池汽車還處在發(fā)展初期，離不開政府的支持。我們希望，國家能夠出臺燃料電池汽車區(qū)域示范的相關政策。這方面有一個非常好的例子，就是純電動汽車的示范推廣。它是通過十城千輛這個大規(guī)模的示范運行帶動了產業(yè)鏈的成熟和發(fā)展，使我國新能源汽車居于全球領先的位置。燃料電池汽車也需要一個示范推廣過程。上汽也好，福田也好，宇通也好，關鍵零部件企業(yè)億華通也好，都有技術，都能做產品，但是都沒有量。沒有量就形不成產業(yè)鏈，就降不下成本，就難以實現(xiàn)產業(yè)化。所以希望通過區(qū)域示范把成本降下來，把質量提上去，把規(guī)模推上去。并且通過我們這條生產線，拉動上游的閥，關鍵材料，關鍵零部件的發(fā)展。希望國家能夠出臺示范推廣政策，比如在3到5個城市或者10個城市以內進行示范，甚至也搞個燃料電池汽車十城千輛示范。那么，一個城市有幾百到千輛的規(guī)模就可以了。通過示范，3到5年后再進行大范圍推廣。

 

第二個建議是對燃料電池汽車的補貼要加強。在我國燃料電池汽車的產業(yè)鏈沒有形成之前，企業(yè)前期的研發(fā)投入是比較多的，所以希望除了中央對燃料電池汽車的補貼不退坡之外，各個重點區(qū)域的地方政府要進一步地加強對燃料電池汽車發(fā)展的補貼和扶持。通過政府的扶持把量推上去，待累計到一個量級，比如萬輛級別就開始退坡或停止補貼。這些都是可以商量的。