5月19日至21日，“第八屆中國國際儲能大會”在深圳隆重召開， 來自中國、美國、德國、英國、加拿大、西班牙、日本、韓國、澳大利亞等國和地區1500余位政府機構、科研院所、行業組織、電力公司、新能源項目單位、系統集成商等代表出席本次大會。

來自上海燃料電池汽車動力系統有限公司的技術總監王曉華先生發表了題為"氫能燃料電池新能源汽車發展現狀"的精彩演講。

演講內容如下：

王曉華：

非常高興今天有這樣的機會，感謝會務組，也感謝大家的蒞臨。我今天演講的題目是“氫燃料電池新能源汽車的發展現狀”。我是來自上海燃料電池汽車動力系統有限公司，我們公司成立于2001年，是之前科技部部長萬鋼從德國回來之后，萬部長聯合同濟大學與上汽集團成立這家公司，也是中國最早做燃料電池和動力系統的公司。主要演講的內容分為四部分(見PPT)。

燃料電池的工作原理，我們知道電解水的逆反應過程，電解水，水電解生成氫氣和氧氣，燃料電池是把氫氣和氧氣通過電化學反應生成電，產生水。這個過程首先不是一個內燃機，是電池電化學的反應過程。它的能量轉化效率，直接由化學能轉化為電能，和我們的內燃機比，內燃機是化學能轉化成熱能，再轉化成機械能，再轉化成電能，所以它的效率比較高，通常可以達到60%左右。首先氫氣在陽極通過催化劑的催化，質子和電子分開，質子通過質子交換膜到達陰極，電子從外電路走，在陰極和氧分子反應生成水。燃料電池和鋰電池的區別，鋰電池是儲能裝置，燃料電池更多的是發電裝置，相當于是發電寶，簡單是發電機，鋰電池是儲能裝置。

燃料電池的分類有很多種，包括前面講的SO、FC以及質子交換膜電池、聚合薄膜等等，主要是根據他們的工作溫度和應用場景不同。我今天主要是講質子交換膜燃料電池，也就是車用的質子交換膜燃料電池為主，首先工作溫度是在零下20度到零下80度。國外的水平，溫度逐漸提高，溫度提高對整個效率都會有幫助。質子交換膜的反應公式有陽極是氫氣，把核電子進行分離，產生質子在陰極還原。右下方的圖是膜電極完整的結構圖，兩側黑色的部分是氣體擴散層，主要是增加氫氣的反應面積，以及疏水，反應過程中會產生水，主要排水的作用。中間黃色部分是催化劑。中間的紫色部分是質子交換膜，整個統稱為膜電極。

燃料電池和鋰電池一樣，有很多單體組成，由很多單體串聯在一起，和鋰電池單體一樣，組成一個電堆。一個單體里面有雙極板、氣體擴散層、膜電極、質子交換膜等。膜電極里面所有主要的材料在里面有，質子交換膜、MEA，現在以鉑金催化劑為主，也有其他的貴金屬甚至是非金屬類的催化劑，另外就是碳紙，主要是氣體擴散和疏水的作用。從極板的角度來說，主要是石墨板、石墨復合板和金屬超級板，現在看到的像巴拉德主要是以金屬板為主。國外的技術是乘用車，像韓國現代、豐田等等，主要還是以金屬板為主。

極板的對比，石墨板、金屬板和石墨復合板，從制法上，首先制備工藝以及優缺點都有不同，石墨板現在整體的用量最大，包括大巴類、美國的叉車在美國的保有量有2萬多輛，大巴類和物流車主要是以石墨板為主。金屬板有良好的導電性、傳熱性，以及阻氣性，在乘用車未來的趨勢是以金屬板為主。還有復合板，復合板是鉑金屬作為分隔板，有留孔的碳板作為流程板，以及極薄的導電圓孔。大連的一個公司主要是做復合板，包括上汽榮威950的車型、680車型真正進行量產的產品還是以復合板為主。

燃料電池要想工作還需要配備氫氣系統、空氣系統、水熱管理系統和其他零部件，氫氣和空氣主要是為它提供適當的壓力、溫度、濕度、流量的氫氣和空氣。燃料電池的工作是希望溫度控制在合理的范圍，所以在它產生的熱也要排出來，整個溫度場的分布需要更加均勻，需要增加水熱管理系統。控制系統是保證燃料電池系統穩定可靠工作，對關鍵執行機構進行故障診斷，包括空壓機等的使用，以及各種管路、閥門的開閉等等。

燃料電池系統的零部件，剛才講的是電堆內部，左上角的是一個電堆，旁邊是德國的一個公司金屬板電堆，相當于是燃料電池發動機的心臟，除了它，空氣主要是通過外部壓縮機給它增壓，把空氣供到系統里面，要求主要是無油，另外功耗要求更低、體積小，噪音更小。輔助系統里面的空壓機是主要耗能部件。還有增濕氣，水在系統里面不直接參與反應，但是質子傳導過程中水作為載體。所以電堆之前要增加增濕氣，一方面提供水，也起到熱管理的作用。還有回氫泵，是加在氫氣側，首先把堆內的剩余氫氣進行循環，提高氫氣的利用率。因為它可以增加流速，反應過程中會產生水，水不能及時排出，會產生水煙，對單體的影響很大。所以它的好處，另外就是增加水的流速，減少氫氣側的使用故障。

前面主要是講基本的原理，燃料電池和鋰電池做了一些對比。這是一些公開資料(見PPT)。

在車用的領域，燃料電池和純電動在什么樣場合，包括插電式混合動力，應該在什么樣的場景使用。在短途或者小型的電動車來講，純電動應該更具有優勢。比如100、200甚至300左右的里程純電動可以做到。對于大型大巴，物流車以及高端的轎車，由于在整個的儲能要求、儲電量要求更多，鋰電池的經濟性特別差，燃料電池可以解決這點，它增加里程只要增加氫瓶的數量，增加車載供氫的重量就可以。對于高端一點的轎車，像豐田和本田的車型，它燃料電池的功率可以做到110KW，所以對于性能要求高，對于動力要求高的燃料電池會更適合。根據日本的預測，在2050年內燃機的下降非常快，大概會下降90%，這里面的燃油、純電動、混合動力、燃料電池，我們認為在長期的發展趨勢中會并行，而不是有燃料電池就沒有純電動或者沒有混合動力。

2017年全球的燃料電池的銷量是3260輛，在整車銷售來說是很小的數量，但是這個增長的趨勢，2016年是2312輛，增長趨勢大概40%，全球的純電動的增長是2016年、2017年增長58%左右。從體量來講，燃料電池依然很小，未來的發展趨勢可能推廣起來更艱難。但是整個增長的比例還是比較高的。另外中國燃料電池汽車的規劃，2030年是200萬輛，2020年是1萬量，2025年是10萬輛，前面也有嘉賓講過，世界的燃料電池看中國，中國的燃料電池看上海，中國整個市場，新能源汽車的支持力度，國家層面非常大，從技術的現狀來看，這個階段，特別是物流車、大巴車的推廣非常有助于燃料電池車輛的推廣。

這是續航的比較，包括現在的純電動的車型和燃料電池車型的比較，從這里面看，長途的車型里面以燃料電池為主，比純電動最大的好處是可以續航里程更長。加氫方面和充電方面做的比較，加氫的時間一般在3-5分鐘，和加油，從用戶的使用感覺來說更接近。純電動，即便是快充，也需要30分鐘以上，慢充可能需要幾個小時。當然加氫的過程中，也需要很多加氫的注意事項(見PPT)。美國燃料電池汽車和純電動銷售的情況，售價。豐田的車型大概是5萬美元左右，在同檔次里面，比特斯拉肯定要便宜，但是比其他同款的EV的車型還是要高。它是介于高端和低端純電動之間的車型。也有機構做過測算，國內的燃料電池百公里的純電動和燃料電池的對比，如果使用私人的充電樁0.5元/KWH，公共充電樁電價1.5元/KWH，充電樁效率90%，加氫站氫氣價格40元/KG，和燃油比氫還有點好處。加氫現在的成本還有很大的下降空間，未來我們做過測算，2025年左右可以降到10-20元這樣的級別。

這是國家2018年的補貼政策，純電動的補貼大家都比較清楚，每年在退坡，從2016年開始，每年退坡的比例還是非常大，到2020年可能全部都沒有了。燃料電池在補貼上的力度依然非常大，對于大巴和物流車，現在大巴的車型，國補50萬，地補50萬，去年上海的補貼地補是60萬，一輛定價130萬的車，加上國補、地補的費用是110萬，你只需要花20萬左右就可以拿到車，而且每年還有十多萬的加氫補貼。轎車國補是20萬，地補是根據地方政策，有的1：1、有的1：0.5。從國家補貼政策里面可以看出國家發展的方向和目的，從大巴的角度，技術的角度大巴更容易，大巴空間更大，工況使用沒有乘用車這么惡劣，響應時間以及可靠性相對乘用車更低。但是補貼政策更多。轎車反而更少，最主要的原因是兩方面，加氫站的建設上，加氫站滯后于車型的發展，從大巴和物流車的定點運輸，一個城市需要一兩座加氫站就可以。從基礎設施的推廣上這種更適合短期的推廣。國內的技術現狀看，特別是金屬板和大功率燃料電池相比，國內和國外的差距很大。所以短期內更多要扶持本土企業。

燃料電池汽車技術對標，我們現在看到特別多的本田和豐田，以及現代，以及通用，包括近年發布的還有很多，包括奔馳等等車型。我們看到從功率上來講，燃料系統功率，乘用車的國外水平大概都在100KW、114KW，國內做轎車的整車企業比較多，但是投入很大，并且做了產業化、量產化的還是上海的上汽集團，榮威950，是增程車型，功率上并不是主驅，是偏增程的模型。它里面也要配鋰電池，但是數量很小，可能1、2度電，主要是為了峰值功率的補償，還有穩壓的作用。續航里程，國外的氫瓶用70MPa，國內主要是35MPa為主，加氫站除了之前有一家70MPa加氫站，國內主要還是以35MPa加氫站為主。

這是點對、催化劑、交換膜、碳紙、MEA、雙極板，我們主要提兩個點，一是壽命的問題，昨天和汪教授一起晚宴，汪教授特別關注國內燃料電池的壽命和使用現狀是什么樣的，我們參與國家項目比較早，2001年、2002年國內游自主燃料電池轎車的發展，累計到2016年左右，我們參與完成的燃料電池的轎車大概有70多輛，觀光車100多輛，加上其他的車型200多輛。主要是以國家的示范項目為主，整體的運營，單車的功率數不到2萬，并且項目結束2-3天之后就沒有持續的運營。我昨天晚上特意查了資料，上汽的950車型，現在國內運行時間最長，大概接近10萬公里，并且繼續在開。像國內的系統測試里面，完全是按照乘用車的工況做的，系統測試下來是5000小時，衰減百分之十幾。現在新組的系統里面已經測試的時間是2500小時，衰減只有一點幾，他們還沒有進行全功率的測試，測試時間比較短。另外催化劑里面，主要是以伯族催化劑為主，國內主要是1.1每千瓦每克，這個趨勢逐步下降，現在基本上可以做到零點幾千瓦每克。

這是日本的燃料電池發展的路線圖，從2015年到2040年的整個發展規劃，包括車型的數量，到2040年大概是80萬輛，燃料電池的自主普及要逐步擴大，并且在加氫站，一個國家或者一個城市燃料電池汽車發展的好與壞，你直接看它的加氫站的數量就可以了解到實際應用的情況。日本計劃在2030年建230座的加氫站。這是日本的一些相關的研究，日本對燃料電池的研發非常早，從2001年、2002年就有，當時我們參加比賽的時候，以及奧運會之后在加州做示范應用，同時豐田的車型、本田的車型都有。并且近期公布燃料電池產業園之后，日本的企業非常敏感，短短不到兩個月時間，有好幾波代表團去上海做調研，對整個園區的調研是非常密集的。

韓國，我們感覺韓國是一個小的國家，研發力量沒有那么強，韓國在燃料電池的發展是非常、非常快的。現代上個月到我們的園區進行考察，并且在今年汽車北京的車展上公布了它新的車型。到2030年每增加12輛新車，其中有一輛屬于新燃料電池汽車。

美國，燃料電池，其實在零幾年，燃料電池是高峰期，美國的投入很大，包括在加州周邊建了幾十座加氫站。中間有一段時間，美國能源把燃料電池停掉了，最近有恢復。包括稅收的減免等等政策。

歐洲的發展規劃，特別是加氫站上有明確的數量，到2030年，德國的加氫站是在1000座，加氫的車輛是180萬輛，加氫站方面，國內的加氫站，氫氣在國內屬于危險品氣體，它從管理上和審批流程上非常嚴，通常要報到發改委，發改委再往其他的部委聯合審批，并且真正意義上的牽頭單位非常少，可能到環評、安評下來，這一圈非常長。國外很多加氫站和加油站在一起，甚至充電站，三站合一的模式進行加氫。在日本家用的氫氣的量也非常大。

這是大概的各國的加氫站的布局，未來2020年、2030年的初步預測，整體的增長趨勢是非常明顯的。這是中國燃料電池的發展規劃，對各個環節的技術和加氫站的情況做了比較詳細的描述和預測，2030年續航里程大于500公里，最高車速180，其中很關鍵的指標是輪啟動零下40度，每百公里耗氫1公斤，成本是小于15萬。補貼政策對于功率的要求是大于30KW就可以拿到補貼，理論上講，從技術發展角度它畫了一個門檻，對于大型的車聯網或者更高功率的燃料電池來說，未來的需求可能要更大。

這是中國氫能產業基礎設施的藍皮書，這里面從產值目標、產業目標、節能減排、裝備制造、支撐體系以及制氫、運輸、氫能的利用上面，一些關鍵的技術的點以及整個的發展目標做了非常清晰的描述。特別加氫站方面。現在的加氫站主要使用的氫氣來源，上海是工業副產氫為主，像寶鋼的副產氫，以及一些地方的石油化工產氫為主，拉到加氫站充裝，拉過來的壓力比較低，通過壓縮機增壓到30多MPa。

燃料電池在發展過程中，2010年前后是高潮，特斯拉推出之后，燃料電池在車用發展的低谷，豐田的新產品出來之后，燃料電池行業重新發展起來，2015年開始，從企業的角度能夠感受到整個行業熱起來，民間資本，從調研的機構，包括業內做系統的以及做整車的重視程度都完全不一樣。我們聽到的主要是廣東、佛山、武漢、深圳，深圳之前也有，世博會的時候有60多輛燃油車觀光車在運營，但是實際上國內現在很多的城市、很多的省市都有非常大力度的支持，并且都有相關的企業在里面。

像佛山，廣東省整體的氫能發展規劃，廣東省的省領導對燃料電池發展支持很大，明確提出加氫站的補貼，單站補貼在800萬，之前國內的加氫站，每座站400萬，2016年就過期了，現在佛山的加氫站政策才是有可能落地的政策。以如皋、南通為基地，建設中國全產業鏈的，包括單體、系統以及整車以及加氫的建設。武漢市今年公布了自己的發展規劃，建設5-20座的加氫站，示范運營的規模是到2025年，是有3-5座的領軍企業，30-100座加氫站規模的建設。

我來自上海，對上海的政策更了解，并且上海是2017年9月5日發布《上海市燃料電池發展規劃》，我們是參與的起草單位之一，實際上這個規劃是從2016年就開始收集相關企業的政策，整個規劃做的時間最終到發布接近1年時間，然后從近期目標、中期目標和長期目標都做了非常詳細量化的指標。其實這里面大家可以關注幾個關鍵詞，近期目標到2020年，實現氫能與燃料電池汽車技術跟蹤國際水平，到2025年實現技術同步國際水平，2030年是國際領先的水平。這里面我們做調研的時候就明確的感覺到，國內現在的技術發展的現狀和國際，特別是和日本的技術差距。對于近期目標還有非常詳細的解讀，包括從電堆、系統的控制以及關鍵零部件的控制，以及關鍵零部件的認證檢測和整車開發的技術，聚集超過一百家燃料電池相關的企業，培育國際有影響力的氫能和燃料電池研發中心和檢測中心，還有年產值150億的發展目標。

上海市的相關燃料電池企業(見PPT)。

上海市的加氫站的選址，從左邊的圖可以看到，是屬于郊環，整個市區內會少一點。主要是基于上海的氫源的基地。這是2月6日發布的，左邊的圖是我們所在的園區，45畝，規劃一座加氫站。燃料汽車的發展模式，我們倡議以共享班車等為主，還有分時租賃的車。物流車，現在上海實際運營的物流車大概有500多輛，主要是給京東以及中通等等物流公司，以及倉儲類的車輛作為運營。燃料電池汽車的發展面臨很多挑戰，包括加氫站的選址、牌照的發放，上面受到很多的制約，企業的積極性非常高，國家的層面或者地方政府層面，具體的實施會發現這是新興產業，很多政策并不完全配套。技術體系還有很多零部件，依賴于產業化增長去降成本。典型的應用的牽引，車型都有，缺乏大規模的運營，去年整個的燃料電池的銷量，國內大概是一千多輛車，全國加起來的數量。氫燃料電池的發展要政府主導規劃，明確燃料電池汽車發展的規劃和方向，同時打造燃料電池汽車產業發展中核心的技術鏈、產業鏈和價值鏈。實現關鍵零部件、關鍵技術的突破。

我的演講到此結束。謝謝!

(本文根據現場錄音整理，未經本人審核)