“章俊良：快速发展燃料电池车的核心问题是降低价值成本”

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网易汽车5月11日报道

汽车产业变革的时代到来，各种力量勇敢地战斗，希望在新的时代抢占一席之地。 2019年第十一届中国汽车蓝皮书论坛以主题为“勇气”，意在面对全球汽车产业的核心问题，也明确了参与者战斗下去所需的态度。 5月10日至11日，网易汽车直击蓝皮书论坛，探索希望，见证“勇气”。

会议上，上海交大燃料电池研究所所长章俊良做了“车用燃料电池技术快速发展的机遇与挑战”的主题演讲。

中心观点:

1、 新能源汽车作为国家战术，不仅要处理燃料能源和环境问题，更关系到中国能否在这一轮能源动力革命中占领制高点。

2、 一定里程范围内的锂电池车可能更有特点，但超过一定里程应该是燃料电池车的天下。

3、大致在2030年左右，燃料电池的价格可以达到内燃机的水平，基本上可以连接燃料车停产的时间表。

4 .燃料电池车要实现大规模产业化，需要四个基本条件:一是寿命超过5000小时；二是价格接近锂电池车和燃料车；三是基础设施，需要廉价的氢气供应。 四是如果加上补贴，整个产业链都需要利润。

在清洁能源的大趋势下，新能源汽车作为重要的国家战术，不仅要处理燃料能源和环境问题，更关系到中国能否在这一轮能源动力革命中占领制高点，因此，更多的车企将转向新能源汽车行业。

但是，随着新能源纯电动汽车补贴政策的倒退，燃料电池车成为车企的新宠，近两年来掀起了不可忽视的浪潮。

“关于新能源车是燃料电池车还是锂电池车，业界基本上达成的共识是，一定行驶距离范围内的锂电池车可能更有特点，但一旦超过一定行驶距离，就应该是燃料电池车的天下。 为什么？ 因为，这两个方案的材料特征、科学原理各有瓶颈。 ”。

章俊良表示，产品自身表明，当时速度达到130公里时，燃料电池车和锂电池车的设备体积基本相同，但随后，从价格上看，锂电池车的价格指数有所增加，而燃料电池只增加了氢气罐的数量和体积，因此价格有所增加

就价格而言，随着过去十年的迅速发展，燃料电池的价格下降了一半以上。 因此，现在开始出现更多的燃料电池汽车。

“燃料电池的价格，已知贵金属的使用量是第一大瓶颈，燃料电池中使用贵金属铂，现在大致从0.3g/kw到0.2g/kw，从原来的1g/kw到现在的0.3g/kw，过去15年左右铂的使用量为70% 从各机构预测的情况来看，2030年左右，燃料电池的价格将达到内燃机的水平，基本上可以衔接燃料车停产的时间表。 ”。

当然，从目前国内快速发展的现状来看，还有一个问题。

“我们现在在技术整合上投资过多，不关注产业链的上游。 特别是低水平的重复投资很多，希望引起我们行业和媒体界的关注。 ”

根据目前的快速发展趋势，燃料电池车最终将走向产业化。 如果上游的东西处理不好，就不可能大规模产业化，只需要拿一点国家补贴，所以国家应该特别警惕。

“权威人士认为，大规模产业化需要四个基本条件。 第一个是5000小时以上的寿命。 第二个是价格。 如果没有补助金，可以接近锂电池车和燃料车。 第三是基础设施，需要廉价的氢气供应。第四，加上补贴，整个产业链必须盈利。 ”

章俊良表示，车用燃料电池要实现大规模产业化，政府必须加强燃料电池技术的投入、诱惑和规范，增加研发、经费投入，降低燃料电池价格，提高寿命。 “从理想化的状态看，-2025年间可能达到全面产业化的水平。”

以下是演讲的实录。

各位领导，各位专家，大家好！ 我来自上海交通大学燃料电池研究所，感谢“2019第十一届中国汽车蓝皮书论坛”的邀请，有机会与大家进行报告和交流。

我报告的主题是“车用燃料电池技术快速发展的机会和挑战”。 其中有以下部分。 首先是燃料电池的概要。

燃料电池其实和内燃机的工作方法一样，把氢气放入燃料电池中，空吸收气体中的氧气发生化学反应，生成水发电，释放出一部分余热。

其优点是效率高、绿色、无污染，被认为是我们汽车能源的终极方案，可以将氢化学能直接转化为电能，效率占60%以上，无排放污染，排放的是纯水。

其重要材料有膜电极、复写纸、催化剂、双极板等。 将燃料电池的原理放入堆中来看，除了前面提到的膜电极、催化剂、碳纸以外，还包括密封材料、端板、辅助结构，形成堆，堆是功能部件。

这是系统中的组成部分，为什么和内燃机的工作方法类似？ 它除电炉外，还有空燃气机组，即空压力机、氢气机组，即我们的氢气供给系统，相当于汽车中的燃料系统，氮气机组，还有散热循环水机组

把系统放进车里，带着电池合作，共同推进汽车运动，包括dc/dc的控制，最终去电机，驱动轮毂电机。

现在，燃料电池作为汽车的动力被我们的轿车和商用车使用。 燃料电池是氢、氧，业者离内燃机非常近，只要有燃料供给就可以发电。

以下是燃料电池的国际趋势和国内外背景。 背景表明，化学能是一次能源枯竭时可再生能源的替代，理想的是采用燃料电池。

2040年，主要产油国只需要保证本国的消费，2080年，全世界的石油可能就耗尽了。 那个时候，使用什么样的动力值得我们考虑。

另一个是排放污染问题，迫于环境压力，在美国、欧洲、中国也是越来越严格的排放法规，目前欧洲法规出台，只有新能源技术才能从根本上处理这些排放问题，这也得到了能源动力界的共识。

到2050年，世界二氧化碳排放水平必须与2005年的一半水平相同，我们国家也做出了承诺。 其中，包括纯电动汽车在内的燃料电池汽车将成为未来汽车动力的主流。

年，工信部副部长辛国斌提到禁止销售燃油车，但当时各国相继提出禁止销售燃油车，因此印度也禁止销售燃油车。 当时，辛部长和我们中国都从以前开始研究燃料车停止销售的时间表，成为国内外的大趋势。

从车厂来看，其实包括欧洲、日本、美国一点车厂在内的各主要汽车厂，都相继开始停产燃料车。 据我所知，至少很多车厂停止了燃料车的开发，开发成了电动汽车和燃料电池汽车。 当然，燃料车正在生产中。

新能源汽车，作为我们国家的战术，其实不仅仅是处理燃料能源和环境的问题，其实关系到中国能否在这一轮能源动力革命中占领制高点，将对我们国家的长期经济产生深远的影响。

如果了解一下能源动力的历史，也许就会发现其实每一代能源革命的成果都被管理了至少100年以上。 从第一代汽轮机迅速发展到内燃机，到电动化，其实至今仍以内燃机为主，已有100多年的历史。

现在，我们机会来了，我们失去了第一代，失去了第二代，电动化时代也许是中国走在世界的前列，我们在这里的所有人都要贡献自己的力量。

这几年谈了很多锂离子电池的电动化，燃料电池和锂离子电池的区别是什么？ 其实在发电中是用电化学能量发电的。 也就是说，它将化学能转化为电能，将电能转化为化学能，或来回移动。

关于燃料，储存在贮氢罐中，补给非常快，即使增加行驶距离也不会增加发动机的体积。 动力电池可能相反，但其能量都储存在电池中，产生一系列不同的地方。

关于新能源汽车是燃料电池汽车还是锂电池汽车，业界基本上有一个共识。 也就是说，在一定的行驶距离范围内锂电池可能更有特点，超过一定行驶距离的应该是燃料电池的天下。 为什么？ 这是因为这两个方案的材料特征、科学原理是各自的瓶颈。

当然，具体跑多少公里是燃料电池，根据技术的快速发展水平、每个国家的政策、能源政策，以前有130公里的分割线，当时是通用汽车论证的。

我曾经在通用汽车工作了好几年。 我以为通用汽车行驶距离在130公里以下，可能是动力电池的天下，但130公里到200公里左右可能是共存的。 200公里以上是燃料电池的好区间。

达到130公斤的时候，其实两个方案的设备体积差不多，再往后走，价格上锂电池的价格呈指数增长，但燃料电池只增加了氢气罐的数量和体积，所以价格增长非常缓慢。

从氢气站和充电桩的角度来看，要说大规模的氢气站和充电桩，特别是快速充电桩，从长远来看，氢气站比充电桩便宜。

如果是大规模的配置，比如我必须在10分钟、20分钟以内充电。 充电桩不是一件容易的事。 氢气站也需要非常大的投资，但至少可以比较。

氢气站在国内也有，世界已经有了。 当然，国内的快速发展比较缓慢。 因为受法规限制。 从“两会”、“政府实务报告”来看，我认为下一个“十四五”可能是大力宣传氢气站建设，作为国家政策推进的。

就价格而言，在过去的十年中，燃料电池的价格下降了一半以上。 所以，现在可以看到燃料电池汽车马上起来的样子。

其实燃料电池的价格再下降38%，接近目标价格，可以相当于内燃机的价格，当然意味着量产化，而不是小规模的1000辆、1万辆，50万辆以上的价格。

据各机构预测，大概在2030年左右会达到内燃机的水平，基本上可以连接燃料车停产的日程。

简单说一下国际燃料电池的开发动向，无论是日本的车厂(丰田、本田等)，还是美国的通用、德国的车厂，都已经生产了自己的燃料电池汽车，其动力性和各方面的表现，相当于我们的燃料车，其技术问题基本得到了处理

就其寿命而言，联合技术企业( utc )年公布的商用燃料电池寿命达到18000小时，是目前最先进的技术，寿命超过27000小时，对轿车来说，大部分企业都在5000小时以上。

根据我去年知道的数据，丰田的燃料电池车跑了3000个小时，车里的燃料电池一点变化都没有，很健康，没有一些衰减，所以寿命是燃料电池的优点。

燃料电池的价格，已知其中贵金属的使用量是第一瓶颈，燃料电池中使用贵金属铂，现在大致从0.3g/千瓦到0.2g/千瓦，从原来的1g/千瓦到现在的0.3g/千瓦。

关于国际燃料电池产业的生态，无论是日本、美国还是欧洲，它们都已经有非常成熟的产业链，从原材料、催化剂到膜电极，再到碳纸、电炉、系统，都出现了非常完整的产业链。

我们中国，产业链后面好一点，前面不完整。 让我们来看看国内快速发展的现状。 可以看到国内现在的状况。 国外5000小时，utc的燃料电池现在27000小时，国内现在3000小时左右，当然正在提高。

5000小时是大规模产业化的门槛，按5000小时推算，燃料电池可以开车使用10年。 然后是我们的价格。 其实，我们现在的主要原材料依赖进口。 在价格上不占特征。 这也是基本的结论。

而且，我们现在在技术整合上投入太多，不关注产业链的上游。 特别是低水平的重复投资很多，希望引起我们行业和媒体界的关注。

也就是说，燃料电池最终要走向产业化，上游的东西不处理的话，就不能进行大规模的产业化。 只是，拿一点国家补助金。 所以，这对我们国内来说，应该特别警惕。

我们国家“十三五”期间公布了燃料电池快速发展路线图。 当时“三纵三横”包括燃料电池，燃料电池从技术路线、快速发展的点出发，已经是非常成熟的路线图，正在逐步实施。

从我所在的上海市的立场来说，也有长期的、中期的、最近的计划。 包括产业园区的建设、重大专业、产业基金的设立，都非常活跃。 上海是燃料电池这个人才、技术集中的地方。

另外，衣宝廉院士也是我们燃料电池界的权威人士，他认为大规模产业化有四个基本条件。 第一个是5000小时以上的寿命。 第二个是价格。 如果没有补助金，可以接近锂电池车和燃料车。 第三是基础设施，需要廉价的氢气供应。第四，加上补贴，整个产业链必须盈利。

目前，国内车用燃料电池还没有达到大规模产业化的程度，虽然可以产业化，但只能做到数百万辆是不现实的。

我有点自己的想法。 不一定成熟。 车用燃料电池的大规模产业化，我认为政府有必要加强燃料电池技术的投入、诱惑和规范，增加研发、经费投入，降低燃料电池的价格，提高寿命。

例如，我们的燃料电池寿命现在是3000小时，国际上是5000小时，可以做示范应用工程。 大规模产业化还存在问题。

基础设施方面要加大氢气站建设力度，政策要给予各类优惠和刺激，诱惑规范需要针对各个环节的产业链进行配置，而不是只集中在后端。 特别是几个非常重要的问题，相对于核心技术，一个是低载铂量、非贵金属催化剂的开发，还有与之配套的膜电极的开发、长寿命极板涂层技术，还有空压力机，非常贵，一分钟可以转15万圈。

现在，国内也成立了各种专业化的企业，购买成熟的产业链，夯实产业基础，这也是可以看到的进步。

低价格燃料电池的困境，无论是国内还是国际都有这样的问题，是什么问题呢？ 其实，其性能包括低温启动、寿命都达到了产业化的要求，至少是成熟的水平。

价格至少比门槛高一倍，如果是大规模产业化，在价格中进一步分解，其实就是催化剂的价格，我们现在催化剂不足以支持大规模产业化。

没有出口吗？ 这是路线图，这是我自己总结的，从2000年到2000年，当时是1.1g/千瓦，现在是0.2g/千瓦，下降了80%左右。

如果沿着这个路线图走下去，到-2025年可能会达到全面产业化的水平。 这是基于什么预测的呢？ 根据路线图预测，2000年至2008年使用铂碳催化剂，年铂成熟。 第三代催化剂是什么？ 没有第三代催化剂，没有第三代膜电极，就不能行走。

关于这个技术的详细情况我会说一点，但是使用超低铂催化剂作为膜电极材料时会产生问题。 开发的结论以论文的形式被发表了。 有趣的是，让我们来找找文献。

当载铂量降至0.05g/kw，最终产业化水平降至0.1g/kw时，膜电极内的氧在质子中传播的阻力达到77%，以前在高铂状态下可以忽略不计，但如果不能处理这种性能下降，则载铂量下降就没有意义。 这是经济问题，也是技术问题，最终是科学问题。

那个问题到底怎么处理呢？ 我们当然做了很多研究开发，但现在我简单谈谈其概念和结论。 什么概念呢？ 对白金来说，刚才说的白金用量不够。 那个问题是什么

我们都是粒子，催化着整个粒子。 如果能够将其制成原子单层或核壳结构，那么原来的催化剂就只能使用表面的铂了。 是催化反应。 把这个白金全部铺在其他金属的表面，做成蛋壳，蛋壳的厚度是原子的厚度，所有的白金都可以使用。 那样的话，那个白金的使用量就足够了。 因为铂的量会下降到原来的1/4。 这是我们做的结果，不说具体结论。

我们制造的催化剂包括膜电极在内都有点应用。 现在，从我们课题组出来的博士后也成立了企业，被称为唐锋能源，做膜电极。 目前，第一代、第二代已经在量产中。 第三代是试制批量的过程，第一代、第二代已经成熟。 我们也大量供应主机厂，还生产我们生产的电炉30千瓦。 下一步是从60千瓦到100千瓦。 总体而言，燃料电池的技术水平进步比较快。

总的来说，国内外燃料电池汽车产业逐渐成熟，与发达国家相比，我国燃料电池的核心材料、部件水平、整体寿命还有一定差距，低价燃料电池的快速发展首要受制于低铂、超低铂的催化剂和膜电极，是第二代、第三代的催化剂、膜电极，

第二代膜电极，也就是海外用的主流膜电极，我们国内主要的汽车工厂可能都在汽车上。 用的是我们的东西。 其他汽车工厂还没有使用第二代的东西。 这是我们国家的短板。

第二代膜电极无法到达终点，所以一定会出现第三代。 第三代是关键，我们上海交大燃料电池研究所膜电极的研究走在世界前列，第三代也有可能直接从我们研究所出来，到时候才能带动燃料电池的全面产业化。

感谢科技部和基金委、上海市科委、上汽集团的经费支持，以及我们团队的老师、博士后，特别是我们“中国汽车蓝皮书论坛”的组织者。