國鴻氫能劉志祥：氫燃料電池汽車(chē)是負污染

氫能這幾年非常熱，各個(gè)媒體或各個(gè)機構都在追捧這樣一個(gè)新的產(chǎn)業(yè)。事實(shí)上，氫能在整個(gè)新能源領(lǐng)域是才剛剛起步的行業(yè)，大家為什么關(guān)注氫能?我首先談一談氫能的發(fā)展背景。

為什么氫能受關(guān)注?

我們國家目前的石油對外依存度逐年升高，到2018年對外依存度接近70%，前段時(shí)間美國要對伊朗進(jìn)行石油封鎖，這樣會(huì )影響到我們國家的能源安全，特別是石油這么大規模對外依存度。

前一段時(shí)間工信部副部長(cháng)到廣東做氫能源產(chǎn)業(yè)調研發(fā)表觀(guān)點(diǎn)，我們國家發(fā)展新能源汽車(chē)是戰略問(wèn)題，到2018年時(shí)候接近100萬(wàn)輛，對于新能源汽車(chē)這幾年鋰電池汽車(chē)發(fā)展得非常迅猛，當然也帶來(lái)了相應的問(wèn)題。

我們大家印象非常深刻的是，特斯拉在地庫里自燃，引發(fā)周邊燃燒，鋰電池汽車(chē)發(fā)生燃燒，這樣引發(fā)了社會(huì )非常廣泛的關(guān)注。作為鋰電池，這是汽車(chē)行業(yè)存在的廣泛共性。

另外一個(gè)方面，現在也是比較難以解決的問(wèn)題，就是利用電動(dòng)汽車(chē)和廢舊電池進(jìn)行儲能，我個(gè)人的觀(guān)點(diǎn)，可能在實(shí)際操作當中會(huì )面臨很多難度。比如電動(dòng)汽車(chē)拆下來(lái)的電池性能參差不齊，集中大規模儲能的時(shí)候安全問(wèn)題會(huì )引起更多的關(guān)注，一旦出事，會(huì )引起更大的問(wèn)題。

氫能源其實(shí)主要集中在汽車(chē)領(lǐng)域，我們國家的汽車(chē)保有量非常高，2018年已經(jīng)達到2.4億輛汽車(chē)。汽車(chē)在總的環(huán)境污染當中占的比例也非常高，我們面對空氣污染問(wèn)題非常嚴峻。這跟我們國家能源結構密切相關(guān)，煤炭占一次能源比例非常高。煤在發(fā)電的過(guò)程通過(guò)燃燒會(huì )產(chǎn)生氮氧化物、硫化物、二氧化碳，煤的清潔利用，氫能是很好的方案。

前兩天我在大同，大同要做“產(chǎn)煤不見(jiàn)煤”新的能源產(chǎn)業(yè)的典型，這個(gè)確實(shí)比較難，而且大量煤的使用量。氫能對于整個(gè)產(chǎn)業(yè)的一次能源的轉型提供了一種思路，也就是我們可以把煤這樣一種固態(tài)燃料變成氫氣固態(tài)燃料，用在交通領(lǐng)域，會(huì )帶來(lái)很大好處。

因為煤轉化成氫氣過(guò)程中，不會(huì )有氮氧化物、硫氧化物排放到空氣當中，對于我們改善空氣質(zhì)量是有非常大的幫助。這是我們氫能產(chǎn)業(yè)希望它能達到這樣產(chǎn)煤不見(jiàn)煤的趨勢。

氫能產(chǎn)業(yè)真正引起關(guān)注的是我們在交通領(lǐng)域，即汽車(chē)領(lǐng)域。目前專(zhuān)注于氫能產(chǎn)業(yè)的，從國際上講，國際上主流的汽車(chē)生產(chǎn)廠(chǎng)商都在關(guān)注，而且已經(jīng)持續關(guān)注20、30年了。

對于我們國家來(lái)說(shuō)，其實(shí)氫氣的產(chǎn)能是非常大的。我們國家到2018年氫氣的產(chǎn)能接近2000萬(wàn)噸，但是我們這么多的氫氣去到哪里?基本上是作為我們工業(yè)過(guò)程用氣用掉了，工業(yè)合成氨、合成甲醇、石油煉化等于過(guò)程中用掉了。

山西是最大的焦炭生產(chǎn)的省份，生產(chǎn)焦炭的過(guò)程中也產(chǎn)生氫氣，也沒(méi)有完全用完，可以拿回去，把它燒掉，用它的熱能，但沒(méi)有把它真正算成氫能，只作為熱能。真正使用氫氣使用就是航天，利用氫能。但是氫氣整個(gè)使用環(huán)節當中占的比例非常小。

氫能和燃料電池密不可分，把氫能作為燃料燒掉，也會(huì )產(chǎn)生氮氧化物的排放。但把它作為一個(gè)電化學(xué)的應用，用在燃料電池上，這個(gè)過(guò)程就不會(huì )產(chǎn)生排放，只有水產(chǎn)生，這個(gè)過(guò)程是一個(gè)完全清潔的。

燃料電池汽車(chē)是負污染

最近幾年為什么國內對氫能的熱情突然高漲起來(lái)，跟國際上氫能汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程密切相關(guān)。2015年豐田發(fā)布了量產(chǎn)車(chē)型，受到了業(yè)內廣泛的關(guān)注。這幾年國家清能產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，這里要講一講氫能源汽車(chē)的好處。

氫能源發(fā)動(dòng)機其實(shí)是具有電池的特點(diǎn)，也具有傳統內燃機的特點(diǎn)，比較了傳統燃油發(fā)動(dòng)機，以及氫燃料發(fā)動(dòng)機兩個(gè)系統的對比。散熱系統，有后面的發(fā)電系統，是這樣的一個(gè)過(guò)程。它的核心只是在氣缸、燃油在氣缸內燃燒推動(dòng)活塞運動(dòng)產(chǎn)生動(dòng)能，只要使用空氣作為氧化劑，空氣中的系統，同樣也有散熱系統，后面產(chǎn)生的電能通過(guò)變電，供到終端使用端這么一個(gè)環(huán)節。

區別是核心的部分只是發(fā)動(dòng)機。這個(gè)架構上和我們汽車(chē)燃油發(fā)動(dòng)機非常類(lèi)似，但是它的原理跟電池一樣，是電化學(xué)的原理。通過(guò)這樣原理，電動(dòng)汽車(chē)相比，它有非常多的優(yōu)勢。

與鋰電池車(chē)比較，能量密度高，每公斤可以到1KW以上，相對于燃油發(fā)電機系統，效率非常高，燃油效率可以到20—30%，燃料電池可達40—50%，能量使用效率上講有優(yōu)勢。

當然燃料電池汽車(chē)最大的優(yōu)勢是清潔，它的使用環(huán)節是只產(chǎn)生水，叫做零污染，實(shí)際過(guò)程當中是要使用空氣，空氣含有污染物，包括顆粒物，燃料電池要經(jīng)過(guò)化學(xué)工藝，經(jīng)過(guò)加濕，排出的空氣是非常清潔的。這個(gè)環(huán)節可以叫做負污染的使用。

從氫氣的產(chǎn)生過(guò)程講，即使用煤制氫，也不會(huì )產(chǎn)生硫氧化物?；厥窄h(huán)節里面主要是固態(tài)這樣的物料，不會(huì )產(chǎn)生有機物、揮發(fā)物這樣的污染，回收也簡(jiǎn)單。

另外兩個(gè)優(yōu)勢，就是相對于鋰電池車(chē)而言，一個(gè)是它不改變用戶(hù)使用的習慣，我們加氣的時(shí)間，跟加油是相當的。正常加氫跟加油一樣，特別是駕乘體驗上也是，使用鋰電池車(chē)有里程焦慮，或者在北方到冬天不敢開(kāi)空調，燃料電池車(chē)只是氫氣瓶當中氫氣儲量有關(guān)系，沒(méi)有這樣一些顧慮，中間供暖是使用燃料電池。這些優(yōu)勢相對于鋰電池車(chē)而言，使用上是有一定的優(yōu)勢的。

面臨的問(wèn)題

氫能源車(chē)發(fā)展到目前也面臨一些問(wèn)題，特別是目前成本相對高，跟傳統的燃油車(chē)或者跟鋰電池車(chē)比，成本高，產(chǎn)業(yè)還沒(méi)有完全成熟。

這幾年，國家也在對氫燃料電池車(chē)的發(fā)展有相當力度的扶持。包括2009年發(fā)布新能源汽車(chē)補貼的辦法，鋰電池車(chē)的補貼和燃料電池車(chē)的補貼，但到目前為止還沒(méi)有一臺氫能源車(chē)拿到補貼。

目前氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要集中在幾個(gè)大的區域。珠三角、長(cháng)三角、京津冀、華中地區，山西發(fā)展力度也非常大，西部地區也在關(guān)于這樣一個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，也取得了一些成績(jì)。

從整個(gè)產(chǎn)業(yè)來(lái)講，分為上下中游產(chǎn)業(yè)。上游包括制氫，中游環(huán)節加氫，加氫站的建設，下游涉及氫燃料電池的發(fā)展。國字號的大企業(yè)紛紛加入到這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈當中，對這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的推動(dòng)力量非常大。

目前面臨的另一個(gè)難點(diǎn)是加氫站的網(wǎng)絡(luò )。車(chē)造出來(lái)了，加氫站在哪里，如果沒(méi)有，用戶(hù)很難采購氫能源車(chē)輛。如果大量建造這些加氫站，沒(méi)有車(chē)輛加，加氫站又難以存活下去，是非常大的問(wèn)題。

目前在佛山、云浮也存在這樣的問(wèn)題。有些地方有車(chē)輛，已經(jīng)有布局了，但是加氫站不夠，上海加氫站只有三個(gè)，在廣州只有一個(gè)加氫站。在佛山和云浮有了加氫站，還沒(méi)有車(chē)輛布局，這樣商業(yè)模式就很難維持下去。好在中國加氫站發(fā)展非?？?。

目前我國在建加氫站超過(guò)70座。這是非常好的現象，先把加氫站建起來(lái)，會(huì )帶來(lái)第二個(gè)問(wèn)題，我們有加氫站布局了，車(chē)輛要相應的進(jìn)行布局。我們國家布局模式跟西方不同，走商用車(chē)先行，先有少量的加氫站，用重卡去布局，會(huì )容易解決這個(gè)問(wèn)題。

整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的投資今年非常熱加起來(lái)有2000多億。這是2017、2018年氫能源車(chē)的數量，總體加起來(lái)跟我們上百萬(wàn)輛鋰電池車(chē)相比還是小數。但是這樣一個(gè)趨勢也是非常迅猛的。

我們國家氫能源產(chǎn)業(yè)這兩年產(chǎn)業(yè)發(fā)展非?？?，技術(shù)上還存在差距，關(guān)鍵零部件和材料以及產(chǎn)業(yè)化水平存在差距。也存在這樣的一些問(wèn)題，例如一個(gè)產(chǎn)業(yè)化總體產(chǎn)業(yè)落后，關(guān)鍵技術(shù)、核心零部件、關(guān)鍵原材料還在突破，退出很多車(chē)型，這些車(chē)型是不是能夠滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，還需要驗證，壽命都需要驗證。

從整體發(fā)展來(lái)看，總體還是向好的。我們國家氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展市場(chǎng)，到2050年可以達到4萬(wàn)億。這個(gè)產(chǎn)業(yè)面臨很多投資機會(huì )，包括制氫、儲氫、燃料電池、氫能汽車(chē)等，目前都有一些企業(yè)玩家在里面。這里也給出一些建議，對于不同的受眾群體，包括地方政府，希望大家不要盲目進(jìn)入，要有所規劃。

(劉志祥教授，佛山(云浮)氫能產(chǎn)業(yè)與新材料發(fā)展研究院院長(cháng)，廣東國鴻氫能科技有限公司副總經(jīng)理。本文為劉志祥教授在重新定義未來(lái)能源結構會(huì )議上的演講。)