WNEVC 2021 同濟(jì)大學(xué)教授明平文：中國氫能燃料電池發(fā)動機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀與機(jī)遇

2021年9月15-17日，“第三屆世界新能源汽車大會”（WNEVC 2021）在海南國際會展中心盛大召開，由中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會、海南省人民政府、科學(xué)技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、交通運(yùn)輸部、國家市場監(jiān)督管理總局、國家能源局共同主辦。本次大會以“全面推進(jìn)市場化、加速跨產(chǎn)業(yè)融合，攜手實(shí)現(xiàn)碳中和”為主題，邀請全球各國政產(chǎn)學(xué)研各界代表展開研討。

在9月17日上午舉辦的“燃料電池商用車示范應(yīng)用與技術(shù)創(chuàng)新”主題峰會上，同濟(jì)大學(xué)教授、科技部十四五氫能科技專項(xiàng)首席專家明平文發(fā)表精彩演講（中國汽車工程學(xué)會副秘書長王菊代為報(bào)告）。

明平文主要觀點(diǎn)如下：

明平文介紹了碳中和目標(biāo)中氫能與燃料電池的作用，以及當(dāng)前我國氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況、未來技術(shù)規(guī)劃和目標(biāo)愿景。他指出，“氫-電體系”是全球共識的“碳中和”技術(shù)路線，“電驅(qū)動+氫能運(yùn)載”是零碳交通的必然選擇。同時(shí)指出氫能綠色制取與規(guī)模轉(zhuǎn)存體系、氫能安全存儲與快速輸配體系、氫能便捷改質(zhì)與高效動力系統(tǒng)、“氫進(jìn)萬家”綜合示范將是下一步氫能與燃料電池汽車技術(shù)發(fā)展的方向。

以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實(shí)錄：

很高興今天能夠分享一下新能源汽車發(fā)展的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。我們跟余卓平教授一起戰(zhàn)斗過20年，看到燃料電池汽車取得了比較大的發(fā)展，昨天萬主席的報(bào)告、部委領(lǐng)導(dǎo)的報(bào)告、還有一些企業(yè)家的報(bào)告都談到燃料電池，可見燃料電池越來越受到重視。

今天想從四個方面進(jìn)行介紹，第一個是背景，第二個是燃料電池發(fā)展的情況，第三個是氫能技術(shù)規(guī)劃，科技部對氫能技術(shù)有很多支持，在報(bào)告里我也會介紹到科技部在研發(fā)方面以及燃料電池具體的支持情況，最后談一下2035年的愿景，我們該如何發(fā)展。

2019年，習(xí)主席在賀信當(dāng)中指出中國走綠色可持續(xù)發(fā)展道路，科技創(chuàng)新和相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為建設(shè)清潔美麗的世界、推動構(gòu)建人類命運(yùn)共同體做出更大的貢獻(xiàn)。昨天韓正總理也做了致辭，可見國家對新能源汽車的發(fā)展給予了很大重視。我國以氫為動力源的科技，越來越會受到重視，因?yàn)榭萍疾拍芤I(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，而科技的發(fā)展主要面臨經(jīng)濟(jì)發(fā)展的挑戰(zhàn)。

現(xiàn)在提出雙碳目標(biāo)，對碳減排提出了非常嚴(yán)格的要求，提出了一些新的挑戰(zhàn)，同時(shí)也是機(jī)會。從中國產(chǎn)業(yè)的發(fā)展路徑來說，純電動汽車是我們發(fā)展計(jì)劃的重要選擇，2010年國家推動新能源汽車逐漸走向市場，從2010年480輛左右開始，新能源汽車產(chǎn)量逐年增加，到2018年超過100萬輛，2019、2020年連續(xù)產(chǎn)量都超過了100多萬輛，新能源汽車的滲透率超過了10%，電動車是不可逆的過程。另外，提到碳達(dá)峰目標(biāo)，我們認(rèn)為純電驅(qū)動一定能助力碳達(dá)峰，對于汽車來說按照技術(shù)路線圖本身的碳減排還是有比較好的減排效果，但是利用低碳電網(wǎng)給電動汽車充電的話，整個減排效果也會更好。同時(shí)，國家提出2060年碳中和目標(biāo)，從能源供給側(cè)我們需要低碳化，大概到2060年左右，70%的能源將是可再生能源的水、光發(fā)的電作為我們的用電，所以清潔能源綠氫是我們未來主要的能源供給。

從全球來看，氫-電體系是全球共識的“碳中和”技術(shù)路線，很多國家提出碳中和目標(biāo)。國際能源署大概在2050年實(shí)現(xiàn)凈零排放，希望到2050年氫能的占比達(dá)到12%-18%，可見綠氫占比將越來越高，氫動力裝置希望能夠占比接近70%。除了國際能源署之外，其他許多國家也制定了路線圖，歐洲、美國、日本均提出到2050年氫能占比接近15%左右，為了實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，所有的發(fā)達(dá)國家都會持續(xù)投入大量資金來推動氫能技術(shù)發(fā)展，所以我們認(rèn)為純電系統(tǒng)加氫能運(yùn)載是未來零碳交通的必然選擇。

接下來，我來介紹一下燃料電池汽車的示范應(yīng)用情況和產(chǎn)業(yè)情況。最早是在2000年之前，科技部支持燃料電池相關(guān)的研發(fā)工作，慢慢擴(kuò)展到相應(yīng)的技術(shù)鏈的支持，“十二五”引入汽車產(chǎn)業(yè)工程開發(fā)流程，同時(shí)也在全國做了一些運(yùn)營示范和推廣。“十二五”期間，燃料電池的電堆壽命突破5000小時(shí)，衰減率得到有效限制，燃料電池性能得到了很大的提升。“十三五”期間，燃料電池電堆還有BOP車規(guī)級研發(fā)也得到了國家的大力支持，目前燃料電池電堆、系統(tǒng)以及部分關(guān)鍵部件、材料逐步實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，形成了華北、華東、華中、華南等產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)，已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)比較好的性能，部分企業(yè)已經(jīng)出口國外。

大家可能比較關(guān)注車載氫系統(tǒng)，尤其是Ⅲ型瓶和Ⅳ型瓶。現(xiàn)在我們國家70MPa的Ⅲ型瓶已經(jīng)投放市場，基本上滿足市場的需要，另外行業(yè)也做Ⅳ型瓶的標(biāo)準(zhǔn)，過幾年四型瓶的法規(guī)逐步投放市場。在科技部研發(fā)的支持下產(chǎn)品不斷的迭代，車輛的運(yùn)行情況、技術(shù)水平也得到了不斷提升，乘用車最近有很多產(chǎn)品陸續(xù)進(jìn)入到產(chǎn)品公告，包括長安、廣汽把他們的燃料電池車做示范。長城也發(fā)布了氫能戰(zhàn)略，明確提出能夠推動全球新型燃料電池的SUV。

商用車也是我們?nèi)剂想姵匕l(fā)展的重點(diǎn)。重卡成為運(yùn)用的突破口，我們推出了多個產(chǎn)品，重卡49噸的卡車也在運(yùn)行，從2016年開始燃料電池商用車銷量也是每年在逐步提升。我們對2019年到2021年的燃料電池商用車車型做了一個梳理，2019年商用車還是以客車為主貨車為輔，到了2020年占比都明顯提升，2021年貨車的比例更高，重卡比例高達(dá)42%，由此可以看出燃料電池商用車特別是重卡越來越受到行業(yè)重視。

截至到2020年底，全球燃料電池汽車保有量突破3萬輛，我國7352輛，占據(jù)全球第三。我國燃料電池汽車已接入國家監(jiān)管平臺系統(tǒng)6002輛，累計(jì)運(yùn)行里程突破1億公里?；A(chǔ)設(shè)施關(guān)系到車輛的運(yùn)營情況，這里也做了一個統(tǒng)計(jì)，2020年年底我國加氫站達(dá)到了118座，數(shù)量全球第二，第一是日本，日本建造的比我們早。從加氫站地域分布來看，廣東、山東、上海加氫站建設(shè)數(shù)量較多；當(dāng)前國內(nèi)建成運(yùn)營的加氫站以35 MPa為主，已有少量35 MPa、70 MPa加氫站。從加氫站類型來看，以專用加氫站為主，也有少量合建站，合建站是方向。剛才余卓平老師也提到上海、北京、廣東都是作為示范的城市群，我想城市群被獲批之后一定會推動燃料電池汽車的大規(guī)模商用。

大家也比較關(guān)心燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈和技術(shù)水平。通過幾年的示范我們國家核心零部件的技術(shù)水平得到比較大的提高，昨天韓正總理提出“解決燃料電池技術(shù)的瓶頸，使技術(shù)得到提升”。關(guān)鍵部件的技術(shù)障礙會成為行業(yè)比較關(guān)注的點(diǎn)，也希望各個企業(yè)投入更多的精力來推動研發(fā)，能夠開發(fā)出更好的產(chǎn)品。

另外我們看一下未來的氫能預(yù)測，中國的氫能消費(fèi)將分三步走，從移動式氫動力到分布式氫動力再到集中式氫動力，在推動分布式氫動力時(shí)希望利用住宅社區(qū)、商業(yè)樓宇、產(chǎn)業(yè)園做一些推廣和示范，未來能夠互聯(lián)，能夠滿足我們國家戰(zhàn)略的需求，局部建立一些大網(wǎng)來推動整個氫能的利用。

最早從1995年開始，科技部支持燃料電池的研發(fā)支持了很多年，“十四五”期間科技部也繼續(xù)在交通科技專項(xiàng)領(lǐng)域部署了氫能技術(shù)的科技專項(xiàng)，這個專項(xiàng)從三個層面交叉融合推動“氫進(jìn)萬家”，并支持關(guān)鍵材料的研發(fā)從材料到核心器件到系統(tǒng)集成。國家會著重支持基礎(chǔ)前沿項(xiàng)目研究、共性關(guān)鍵技術(shù)以及應(yīng)用示范與規(guī)范，從研發(fā)到應(yīng)用會推動這些項(xiàng)目，希望能夠解決關(guān)鍵問題，主要是機(jī)理、還有化合態(tài)機(jī)理型研究，最后能夠進(jìn)一步擴(kuò)大研究，包括氫能的多種能源制氫，包括規(guī)模儲能。另外，國家會重點(diǎn)重視氫能汽車卡車的應(yīng)用，希望能夠達(dá)到電力網(wǎng)、管道網(wǎng)和運(yùn)輸網(wǎng)的狀態(tài)。“十四五”的時(shí)候已經(jīng)發(fā)布了，將從四個方向支持研發(fā)，一是氫能綠色制取與規(guī)模轉(zhuǎn)存體系，氫能源綠色制取是未來的大方向；二是氫能安全存儲與快速輸配體系，關(guān)系到氫能是不是能夠在全國部網(wǎng)；三是氫能便捷改質(zhì)與高效動力系統(tǒng)；最后一個是“氫進(jìn)萬家”綜合示范工程，氫能離我們老百姓越來越近。

最后談一下2035年的愿景，包括IEA和很多的國家都推出2050年的目標(biāo)。我們國家氫能能源占比達(dá)到20%，氫能的占比會助力我國碳達(dá)峰目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，也會推動氫能技術(shù)的創(chuàng)新。我們大膽做一個預(yù)測，希望到2050年，氫能在我國能源消費(fèi)達(dá)到10%左右。所以氫能是非常好的能源提供方，而燃料電池汽車是拉動氫能比較好的載體。

中國汽車工程學(xué)會制定了《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》，明確提出到2035年燃料電池汽車的保有量達(dá)到100萬輛，我國雙碳目標(biāo)的提出對燃料電池汽車下一步的發(fā)展提出新要求，從國家層面對新能源汽車發(fā)展寄予厚望，越來越重視氫能燃料電池的發(fā)展。我想國家一定會在法規(guī)體系方面進(jìn)一步的健全和完善，也許不久的將來會發(fā)布這樣的戰(zhàn)略規(guī)劃，在這個規(guī)劃里面提出氫能會納入國家的戰(zhàn)略體系。

另外，大家知道，我們也在制定汽車產(chǎn)業(yè)碳中和路線圖，希望年底會發(fā)布這個路線圖，將會明確的提出汽車產(chǎn)業(yè)碳達(dá)峰和碳中和的時(shí)間表，會把燃料電池商用車作為商用車領(lǐng)域一個比較好的技術(shù)路徑提出來，也會提出相應(yīng)的時(shí)間表和路線圖。

除了在車輛應(yīng)用端實(shí)現(xiàn)零排放，另外在來源端也要低碳零碳，制造環(huán)節(jié)也希望減少碳排放，包括應(yīng)用之后的回收環(huán)節(jié)，我們希望整個過程都是低碳可循環(huán)的一個過程。

大家知道，燃料電池汽車現(xiàn)在的瓶頸之一就是成本特別高，相對傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)來說成本比較高，怎么找到比較好的辦法來降低這個成本，我想車輛的規(guī)?；梢詷O大降低這個成本。我們預(yù)測了不同規(guī)模下燃料電池電堆的成本，可以看到50萬產(chǎn)量的時(shí)候成本降低非常大，我們也希望通過規(guī)?；约皣a(chǎn)化推動氫能以及燃料電池的整個應(yīng)用。希望規(guī)?；缶G氫成本也能大量降低，與灰氫成本相當(dāng)，希望在2030年綠氫成本能夠真正的被市場所接受。

對汽車產(chǎn)業(yè)和交通道路來說，商用車的排放比例非常高，占整個碳排放的25%左右，所以說商用車減碳關(guān)系到汽車行業(yè)減碳，我們認(rèn)為燃料電池重卡商用車一定會在減碳當(dāng)中發(fā)揮巨大作用，預(yù)測在2050年超過50%的重型卡車將用燃料電池作為發(fā)動機(jī)。所以我想，接下來幾年伴隨性能和成本的下降，燃料電池汽車將從重卡商用車過渡到其他細(xì)分領(lǐng)域。

根據(jù)德勤的預(yù)測數(shù)據(jù)，到2028年，燃料電池重卡成本將與燃油重卡的成本持平。我們希望燃料電池產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)進(jìn)一步加強(qiáng)，希望車能、性能、技能和燃料電池行業(yè)加強(qiáng)協(xié)同，基礎(chǔ)設(shè)施滿足車輛的要求，所以車能協(xié)同是燃料電池汽車發(fā)展非常重要的方面。

另外，希望整個產(chǎn)業(yè)鏈向下協(xié)同，包括在整車、電堆系統(tǒng)之間綜合考慮碳排放問題，希望產(chǎn)業(yè)鏈加強(qiáng)合作，希望能源公司、基礎(chǔ)設(shè)施運(yùn)營商，大家能夠協(xié)同發(fā)展。

希望城市群也要加強(qiáng)溝通協(xié)同，希望企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，大家合力構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈，共同推進(jìn)碳中和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，謝謝大家。

（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）