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章桐:中国燃料电池汽车产业化之路

  2019年8月30日-9月1日,第十五届中国汽车产业发展(泰达)国际论坛在天津滨海新区于家堡洲际酒店举办,本届论坛的主题为“全面深化改革开放 发展壮大新动能”。其中,在9月1日的焦点透视中,同济大学燃料电池汽车技术研究所所长 章桐 发表精彩演讲。以下内容为演讲实录:


  同济大学燃料电池汽车技术研究所所长 章桐

  首先谢谢泰达论坛今天给我这样一个机会跟大家汇报一下有关燃料电池汽车在中国开展的一些状况。昨天其实大家在会场上有听到过相关部委领导和院士对燃料汽车在中国的发展乃至在全球的发展做了一些介绍,我从2006年回国以来一直从事这个领域的工作。今天通过这个机会简单汇报一下个人在这个领域的感想,非常简练。因为在技术细节来说,在这个场合上也没有任何时间展开,下面还有很多高校的专家、教授和企业的领导会在技术方面做一些详细解释。
  所以说我的题目主要分为几个方面,第一个是中国汽车电动化的成果和今后的挑战,第二是燃料电池汽车发展的必要性和前提,第三是中国燃料电池汽车发展的机遇,第四是燃料电池汽车的示范与运行。
  首先是中国汽车电动化的成果和今后的挑战,从成果方面,中国新能源汽车产量去年是120万辆,今年要创造150万辆,虽然大家对这个目标还有些疑虑,但是总的来说目前中国在全球新能源汽车份额里面超过50%,中国目前在新能源汽车行业里面是全球的主导者。而且纯电动是占80%,通过中国几十年在纯电驱动这个方面的努力,中国在新能源汽车领域已经站到国际的前沿。
  第二,产业链的发展,中国在电池、电机、电控方面在全球也有了一席之地。我们在新能源配套的电池包领域中国的企业占有主导地位,前三名全都是中国的,这也是中国汽车工业在新能源汽车领域所得到的积累。
  同样在电机行业,目前给中国新能源汽车配套的领域,也是中国的零部件。当然这里面包括一些功率电子元件还需要进口,但是零部件方面来讲,也是站到国际的前列,这是这么多年的成果。
  第三方面是充电设施,中国在充电设施这一块走在全球前列,目前我们几家大的充电的服务型公司在这一块也是走在国内的前列,有各式各样功能的服务行业。大家可以看得出来,通过几十年中国在新能源汽车里面,特别是纯电驱动的大力推进,在这个领域里面基本走到了国际前列,这也是中国几十年推动新能源产业政策化的成果。
  但是,我们的成果其实同时也带来挑战,目前这个趋势能不能持续推下去?带来的挑战是四个方面,一个是续驶里程的焦虑,到目前为止还没有完全消除,虽然新能源汽车实用的续驶里程在300公里左右,但是同时带来一系列的问题,比如说充电时间问题,快充技术在中国推起来还有很多问题。另外在成本费用这一块仍然是高居不下,虽然与前几年相比有进步,但是还有很大的空间。另外就是辅助设施,今年6月底国家对于新能源汽车的补贴全部取消,但是对于充电设施补贴还存在,我们看情况并不明朗,或者说并不是非常有希望,可以看看下面一行的字,从目前的角度来说,纯电动汽车在国内保有量280万辆、290万辆,到2020年全国有500万辆。如果500万辆新能源汽车有80%是纯电动的话,将近有400万辆纯电动汽车要充电,我们能做到1:1吗?我们目前的状态是8:1、7:1,但这个还是有水分的,很多的充电桩是不对公众开放的。所以对于整个新能源汽车是不是按照2016、2017、2018年的速度发展下去,个人认为还是值得商榷的。
  特别是在充电单项领域里面,也面临着各方面的挑战,充电费用问题,充电费用越来越高,不光是电费问题,服务商、停车场要收钱,费用越来越多。第二是充电接口的统一标准问题,包括充电时间的问题,数量的问题,工艺的问题,智能充电,包括一些快充和慢充的均衡性的问题,总的来说在充电这个领域里面其实还存在着一系列的问题需要进一步商榷和深入地探讨。所以总的来说,我就觉得中国在新能源汽车这个领域里面,通过几十年的努力我们取得了巨大成功,取得了很多成果,特别对于汽车行业来说,我们取得了举世瞩目的成果,但是也给大家带来了挑战,是不是这个趋势还能继续下去?我觉得昨天有很多院士包括部委的领导也谈到中国新能源汽车的战略问题,其实中国推动新能源汽车这样一个战略对我来说不光是节能减排,它背后含着一个非常重要的,中国汽车工业的转型升级问题,这是我们目前中国电动汽车的成果和今后的挑战。
  正是在这样的挑战之下,我们谈燃料电池发展的必要性和前提,中国汽车工业要想实现产业转型的话,中国的汽车工业一定要坚持纯电驱动,这个方向不能够再加,也不容再讨论、争执,现在很多人讨论是不是要做混合动力,我觉得坚持纯电应该不放弃。但是坚持纯电,看一看纯电动汽车和燃料电池汽车区别在什么地方,电气架构百分之百是一样的,所有纯电动汽车遇到的问题可以通过燃料电池来弥补,同时推广燃料电池可以解决目前的一些问题。总的来说,燃料电池汽车和纯电动汽车并不对立,不存在谁要代替谁的问题。我从来没有说燃料电池是终极方向,各有各的用处,根据不同的情况需要不同的技术路线,我觉得它们相互互补,这是中国发展的唯一机会。如果你想把中国汽车工业通过新能源汽车实现产业转型必须要做这件事情。其实在汽车行业里面缺少一个前提,能源行业能不能跟得上,我们也有很好的前提,从能源架构角度来说,整个社会面临着能源结构的调整,今后无炭和可再生两个关键词,在整个能源架构里面,氢能越来越体现出它巨大的优越性,它可存储、可运输、可再生,它的来源是多元化的,从国际趋势上看得出来,在能源架构调整里面大家对氢能的重视已经走到议程上来了,对这方面也有一些共识,大家的疑虑越来越小,如果是想推动和辅助燃料电池汽车的前提。
  能源架构实现调整找到一个出破口,中国汽车行业想实现产业转型拿什么做突破口?燃料电池、氢燃料电池,把能源结构作为一个抓手放到汽车产业里面,汽车产业实现产业转型,要利用能源架构调整的机遇,两者匹配起来,这是在中国发展燃料汽车的重大前提,前提实现了能够实现这件事情,中国要做燃料电池汽车,我们有必要性和机遇来做这件事情。
  第三是燃料电池汽车发展的机遇,有必要性,第一个条件是中国电动汽车产业化的基础已经形成,通过几十年的努力,电池电机电控获得的成果可以作为燃料电池非常好的技术,这是我们的强项,我们基本的基础是有的。
  中国在燃料电池汽车方面不是白纸,2000年开始做,我们也做过世界上最大的燃料电池汽车的集中示范运行,上海世博会173辆中国自己做的燃料电池汽车,集中展示,我们形成了三条成果。一个是国内已经具有自主知识产权的集成技术,我们走了很长时间,形成了一定的经验,第二是整个的配套体系是有的,中国在这个领域里面,能够找到所有的东西。第三个就是我们已经具备了百量级的整车的生产能力,也具有了大规模运行的经验,这是中国发展燃料电池汽车的第二条。
  第三条,从整车来看,特别是从去年开始,国内所有的整车厂没有不做燃料电池汽车的,因此我们在这个领域里面非常清楚,以前在国内做燃料电池汽车的主要是上汽一家,商用车宇通做过一些,但是目前来看中国没有不做燃料电池汽车的。这是第一条。
  除了整车厂下工夫,产业链上来说形成了自己的产业链,具有自主知识产权的产业链,关键材料、核心部件、系统和整车我们都有。但是这里面存在一个巨大的问题,目前所有的关键材料和零部件,特别是从产业链的上游来说,我们不缺实验室技术,我们缺的是批量化的产业技术。所以这一块我们正在发展过程当中,这是中国发展燃料电池汽车产业链具备的前提条件。
  另外,中国有一个巨大的好处,是政策的红利。因为面向汽车和氢能产业的转型,国家在政策这一块已经是非常好的一个战略定力,从国家层面来说,从中央政府到地方政府都有相关的产业政策在支持,中国氢能和产业发展蓝皮书也出来了。
  第五,氢能对于我们来说,主要还是二次性能源,它跟电一样。这里面主要多元化,我们氢气的来源最大的好处是多元。如果单纯用电解水制氢的话,电是火力发电来的,肯定不清洁,如果利用气风气电做这件事情很可能就很节能。另外有些地方工业副产氢特别发达,有些地方煤的资源比较多。从成本来说也没有统一的清晰价格,各个地方来源不一样,经过的过程不一样。现在谈氢能源的价格,国家是没有补贴的。如果是一个被补贴的价格跟没有补贴的价格来比较,也没有可比性。总的来说推广燃料电池汽车五大机遇都有,从国家政策、产业链、整车的积极性、能源架构调整、氢气来源的多元化来讲非常符合在中国发展。
  我们目前想做什么?燃料电池汽车的示范与运行,为什么要做这件事情?在中国要利用体制上的优势,形成三位一体的布局,国家要有战略、行业要有投入,包括能源行业和汽车行业,第三个就是要做示范运行,基础和运用并举。运行非常重要,做示范运行的目的是什么?示范运行的特点,在中国现在开始,这是目前布局的主要情况,国内将近有30个城市和地区进行一定规模的示范运行,商用车先导,公交物流作为主要区域,在特定场所、特定的用户下运行。有三大目的,第一个是展现节能减排的意识和决心,从全球角度来说节能减排是大事,中国除了节能减排,还要实现汽车工业的产业转型,这是中国政府的定力。第二是通过这样一个示范运行来做市场和技术的滚动性发展,如果我们看看中国纯电动汽车的经历,这是中国特色,是别人非常眼红的事情,这里面有一些弯路,但是走成了,在燃料电池汽车这一块,通过示范运行的过程中要提炼技术,从整车到系统到部件到关键材料,一环一环滚动式成熟技术,把实验室技术变成可商业化、市场能够接受的,经得起市场考验的技术,这块技术是非常难的,所以在政府的支持下能够把这些事情做好,在这个地方也有一些不同的说法,高校界研究机构会说你们关键材料都没有搞清楚,所有的技术都不过关,忙着做示范运行,整车厂就忙着做车,后面没有技术支撑,这两者不矛盾,两个都要做,没有汽车行业的支持,没有从整车到系统到部件到材料所谓的指标和性能的推导,技术材料往哪个方向走?哪些指标对行业是重要的?怎么样排列科研的优先度?所以说这是应用来指导研究。如果我们只做车,不做基础研究的话,最后的技术也是上不了市场的,也不可能形成具有自主知识产权的,在中国具有主导地位的完整的产业链,所以这两者并不冲突,个人来说示范运营业要做,系统也要做,部件也要做,市场也要上,但是基础研究也不能够停,目前在这一块有很多的讨论,国家的补贴到底补给谁,这里有很多商榷的余地,大家都可以考虑自己的一些发展。
  总的来说,通过中国在整个发展过程当中的特殊体制的优势,可以在政府主导下、政府支持下大规模的示范。我们可能不像当初十几年前推纯电动一样,全国遍地开花,我们会找一些有地方积极性,有技术基础的地方率先展开规模化的示范运行,这是中国特色,总的来说我们希望目前这一段,正正好好在中国,就是示范运行的阶段。像北京、张家口、佛山、江苏都开展了一系列的示范运行,这是中国典型的趋势,我们的车型很多,数量很少,其实都是示范性的活动,在活动的背后是比有政府的支持。
  我们目前发展燃料电池汽车跟发展别的汽车一样,要想被市场所能够接受,要想由政策驱动变成市场驱动,最终还是成本。成本下不来,以市场为驱动是成不了的,成本怎么能下得来?就是通过示范化的运行能够把成本降下来,从整个的发展期间来说可以看得出来,电池纯电驱动,正好处在成长期,到目前为止远远谈不上成熟期,燃料电池就在导入期,在中国的特定条件下靠什么?就是示范运行,只有中国能够实现,国外实现不了。中国有这个条件,我们可以上,在上市场进行示范的同时滚动我们的技术,成熟我们的技术,这也是中国在整个这个领域里面要想在燃料电池汽车领域站住主导的地位,可持续发展,这是中国所必须要经过的一个产业化发展之路。
  这就是我今天给大家汇报的内容,谢谢大家!
  (注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)

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