“未來汽車的終極動力形態(tài)”，氫燃料電池汽車從產(chǎn)業(yè)化初期就已然凸顯出強勁的對于綠色與可持續(xù)發(fā)展的綜合奧義，張家口市正在成為這一產(chǎn)業(yè)的首批體驗者和堅決推進者。

8月25日，億華通張家口氫燃料電池發(fā)動機生產(chǎn)基地首臺氫燃料電池發(fā)動機下線。

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(jīng)完成張家口地區(qū)工況適應(yīng)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(shè)該地區(qū)氫能綜合利用產(chǎn)業(yè)體系，建設(shè)京張奧運氫能高速公路，以及多個風(fēng)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。

李建秋

清華大學(xué)汽車工程系教授、燃料電池專家李建秋表示：我國燃料電池汽車的研發(fā)經(jīng)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(dāng)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(qū)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(shù)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(shù)水平得以迅速提升。經(jīng)過那一時期，尤其是2008年奧運會期間，燃料電池試驗車經(jīng)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(gòu)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(gòu)型。就是說，燃料電池系統(tǒng)的構(gòu)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(guān)，迎接燃料電池系統(tǒng)的產(chǎn)業(yè)化。到2015年，億華通已經(jīng)掌握了電電混合動力系統(tǒng)技術(shù)，包括整車控制技術(shù)再加上發(fā)動機本身的技術(shù)。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(yīng)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(chǎn)品比較的話，我們動力系統(tǒng)構(gòu)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(guān)鍵零部件企業(yè)，就像我國電池產(chǎn)業(yè)一樣，有比亞迪、CATL等，有一大批技術(shù)和產(chǎn)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(chǎn)業(yè)的發(fā)展，才能像電池產(chǎn)業(yè)那樣達到國際領(lǐng)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(qū)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(diào)、采暖系統(tǒng)運轉(zhuǎn)，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(nèi)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(shù)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(lǐng)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(qū)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(fēng)、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(zāi)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(dāng)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(yù)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(nèi)的領(lǐng)頭羊，研究如何把發(fā)動機這個關(guān)鍵零部件，像傳統(tǒng)柴油機那樣，由自己掌握核心技術(shù)和自主生產(chǎn)。只有這樣，將來才具備降成本和大批量商業(yè)化生產(chǎn)的可能。我們從2015年開始布局這條生產(chǎn)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(chǎn)線。通過這樣的布局，讓國內(nèi)掌握整個產(chǎn)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(shè)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(chǔ)設(shè)施的配套情況。所以我們推廣燃料電池汽車的指導(dǎo)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(fēng)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(fēng)電進行電解水制氫，供給燃料電池汽車使用，讓這些電產(chǎn)生價值。

水資源是稀缺的，電解水的用量大家不用擔(dān)心。電解水用的是經(jīng)過凈化的工業(yè)用水，而且用水量并不大，已經(jīng)是比較成熟的技術(shù)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(dāng)，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(chǎn)生經(jīng)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(jīng)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(shè)，是相互促進相互影響的關(guān)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(jīng)準(zhǔn)備好了，但制約燃料電池汽車推廣的障礙是加氫站的建設(shè)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(jīng)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(shè)。

從國家長遠的能源基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)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(zhuǎn)化成加氫站。所以這套基礎(chǔ)設(shè)施不用完全新建，只是在原來的基礎(chǔ)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(chǔ)設(shè)施，兩者配合，形成真正的純電驅(qū)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(shù)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(chǎn)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(chǎn)那么多柴油汽油，多生產(chǎn)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(fēng)、棄光和棄水，先把這部分棄電用好是當(dāng)務(wù)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(zhuǎn)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(jīng)過春夏秋冬來測試和檢驗。業(yè)內(nèi)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(jīng)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(guān)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(chǎn)業(yè)鏈的成熟和發(fā)展，使我國新能源汽車居于全球領(lǐng)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(guān)鍵零部件企業(yè)億華通也好，都有技術(shù)，都能做產(chǎn)品，但是都沒有量。沒有量就形不成產(chǎn)業(yè)鏈，就降不下成本，就難以實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。所以希望通過區(qū)域示范把成本降下來，把質(zhì)量提上去，把規(guī)模推上去。并且通過我們這條生產(chǎn)線，拉動上游的閥，關(guān)鍵材料，關(guān)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(nèi)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(chǎn)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。

第三個建議，是希望媒體多宣傳燃料電池汽車綠色和環(huán)保的理念，宣傳燃料電池汽車安全的概念。除了給老百姓宣傳，還要給政府宣傳。通過宣傳為綠色的氫能源推廣、安全應(yīng)用打下一個群眾基礎(chǔ)。