原標題:對話清華大學(xué)車輛學(xué)院院長李建秋:預(yù)計氫燃料電池汽車2025年左右迎高速增長
再過五年,燃料電池比現(xiàn)在的成本會低得多,耐久性預(yù)計會達到兩萬小時,基本上能夠做到跟整車同壽命,基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也會更加完善。
21世紀經(jīng)濟報道記者 左茂軒 北京報道 “從技術(shù)的成熟度來講,燃料電池汽車還沒有到性能和成本能夠大規(guī)模的跟傳統(tǒng)的燃油車或者純電動車PK的階段,大概還需要5-10年左右。”9月9日,在中國電動汽車百人會聯(lián)合21世紀經(jīng)濟報道等媒體推出的大型深度訪談欄目《百人思享匯》上,清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院院長李建秋接受21世紀經(jīng)濟報道記者采訪時表示。
8月底,財政部、工信部、科技部、國家發(fā)展改革委、國家能源局正式批復(fù)了北京、上海和廣東三個首批燃料電池汽車示范城市群。作為除了純電動汽車之外新能源汽車發(fā)展的另一技術(shù)方向,我國氫燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,再迎政策春風(fēng)。
李建秋認為,之所以采用示范城市群的方法來推廣氫燃料電池汽車,是因為需要解決氫能的供應(yīng)問題、加氫的問題以及車輛本身等問題,燃料電池汽車的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈更長、更加復(fù)雜。
之所以首批三大示范城市群選擇了北上廣,一方面是因為要因地制宜,尋找比較便宜、氫能比較富足的區(qū)域,降低車的運營成本。另外一方面,也需要在本區(qū)域內(nèi)燃料電池整個產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的基礎(chǔ)比較完善,企業(yè)的能力、技術(shù)的能力比較完整,北京、上海、廣東等這三個區(qū)域,在燃料電池的技術(shù)、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)方面處于全國領(lǐng)先地位。
對于氫燃料電池商業(yè)化前景,李建秋表示,在乘用車領(lǐng)域,轎車的主流仍然是純電動,燃料電池只是在大型的三排座的MPV、SUV,或者在里程要求比較遠的地區(qū)東北嚴寒地區(qū)可以裝備一些。氫燃料電池汽車的應(yīng)用場景主要是在商業(yè)車領(lǐng)域。
“再過五年,燃料電池比現(xiàn)在的成本會低得多,耐久性預(yù)計到2025年會達到兩萬小時,基本上能夠做到跟整車同壽命,基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也會更加完善。同時,目前在整個行業(yè)里頭面臨的一些薄弱環(huán)節(jié),經(jīng)過這五年的攻關(guān),也會更加完善,技術(shù)的成熟程度、產(chǎn)業(yè)自給自足的能力,自主可控的程度也會比現(xiàn)在好得多。相信到那個時候燃料電池汽車會迎來一個更高速的增長,會有比較明顯的產(chǎn)量釋放?!崩罱ㄇ锉硎?。
在即將到來的2022年冬奧會上,氫燃料電池汽車也會承載北京和張家口兩地之間的一些接駁任務(wù)。
“以億華通和北汽福田為代表的新一代的燃料電池客車已經(jīng)具備了比較好的性能,續(xù)駛里程已經(jīng)可以達到700公里,加一次氫。可以完整地從大興機場到崇里滑雪場開一個來回?!崩罱ㄇ镎f。
清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院被譽為中國汽車產(chǎn)業(yè)的“黃埔軍?!?,在學(xué)界與業(yè)界的合作中發(fā)揮著重要的作用,除了前沿技術(shù)的研究之外,也向業(yè)界培養(yǎng)和輸送了大量人才。不過,汽車工業(yè)的發(fā)展熱點或者競爭的關(guān)鍵技術(shù)所在轉(zhuǎn)移到了以新能源汽車為標志的低碳化、電動化的時代,以培養(yǎng)機械專業(yè)人才為主的高校汽車工程專業(yè)也需要積極適應(yīng)這種變化。
李建秋表示,車輛作為一個行業(yè),它已經(jīng)把很多前沿學(xué)科的成果交叉融合在一起。所以,在這樣的情況下,如果還固守原有的機械為主的人才培養(yǎng)體系,就滿足不了給行業(yè)提供尖端人才、最需要的人才的需求,交叉融合對未來整個汽車行業(yè)人才培養(yǎng)非常重要。
而由于汽車技術(shù)變革的時代,對整個汽車行業(yè)的人都提出了更高的要求。汽車行業(yè)中現(xiàn)在的從業(yè)人員,大學(xué)時期教育可能是以機械為主,因此平時也要積累、要學(xué)習(xí),形成一個完整的交叉型、復(fù)合型的知識體系,適應(yīng)汽車行業(yè)和時代發(fā)展的需要。
燃料電池汽車和燃油車、純電動車PK還要5-10年
《21世紀經(jīng)濟報道》(下稱“《21世紀》”):近日,財政部、工信部、科技部、國家發(fā)展改革委、國家能源局正式批復(fù)了北京、上海和廣東三個首批燃料電池汽車示范城市群。政府對燃料電池車的推廣,跟之前的純電動汽車的運營推廣的計劃感覺不太一樣,城市群的示范運營對燃料電池車商業(yè)化的發(fā)展能起到什么樣的促進作用?
李建秋:燃料電池示范城市群,的確和2009年開始啟動的純電動汽車“十城千輛”示范有所不同,那個時候在政策上是以補車企為主,但是,這次是由地方政府幾個城市群或者一個區(qū)域聯(lián)合來開展完成示范的任務(wù)。
為什么要這么做?
因為燃料電池整個汽車的產(chǎn)業(yè)鏈很長,它需要解決氫能的供應(yīng)問題,要解決加氫的問題,還要解決車輛本身的問題,所以,燃料電池汽車的技術(shù)鏈和產(chǎn)業(yè)鏈相對來說要長得多,要復(fù)雜一些。
為什么沒有用原來的“十城千輛”這種補貼模式呢?
主要的原因還是要因地制宜,氫能并不是每個地方都比較便宜,還是要找比較便宜、氫能比較富足的區(qū)域來做示范,比較便宜的氫能的來源,持續(xù)運行的時候,車的運營成本才不至于很高。這是第一個條件。第二個條件,在本區(qū)域內(nèi)燃料電池整個產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的基礎(chǔ)也要比較完善,企業(yè)的能力、技術(shù)的能力要比較完整,我們看現(xiàn)在政府公布的第一批,北京、上海、廣東這三個區(qū)域,在燃料電池的技術(shù)、研發(fā)和產(chǎn)業(yè)方面處于全國領(lǐng)先地位。
從技術(shù)的成熟度來講,燃料電池汽車現(xiàn)在也還沒有到性能和成本能夠大規(guī)模的跟傳統(tǒng)的燃油車或者純電動車PK的階段,我們認為大概還需要5-10年左右?,F(xiàn)在,國內(nèi)一年氫燃料電池汽車的規(guī)模大概是幾千臺,單個企業(yè)大概是1000臺,還沒有看到哪一家一年超過2000臺發(fā)動機的供應(yīng)量。在這種小規(guī)模的情況下,更多的是要解決產(chǎn)業(yè)鏈本身以及一些零部件的技術(shù)問題,形成穩(wěn)定的市場供應(yīng)。
氫燃料電池汽車城市示范群,要通過示范,提質(zhì)增量,提高質(zhì)量,在技術(shù)的水平上要提高,同時數(shù)量要擴大,實現(xiàn)性能提高的同時降低成本,希望經(jīng)過3-5年,我們的氫能基礎(chǔ)設(shè)施進一步的普及,為今后的大規(guī)模推廣應(yīng)用打下基礎(chǔ)。
《21世紀》:現(xiàn)代汽車發(fā)布了“氫能愿景2040”,決定2028年在商用車領(lǐng)域全面切換成氫燃料電池汽車,隨后才會用到乘用車領(lǐng)域。你對氫燃料電池汽車的商業(yè)化及產(chǎn)業(yè)化潛力有怎樣的預(yù)測?
李建秋:我們大概在十年前就有一個基本的判斷,氫燃料電池汽車主要在商用車領(lǐng)域來應(yīng)用,所以我們國家很早就制定了轎車純電動、商用車采用燃料電池的技術(shù)路線。通俗地來講,純電動車是替代原來汽油機的那些車,燃料電池車是替代原來柴油機的那些車。
2009年,我們國家從“十城千輛”開始主推純電動汽車,現(xiàn)在無論是市場還是技術(shù)都接受了,這已經(jīng)成為行業(yè)的主流,并且引領(lǐng)國際的潮流。但同時另外一方面,我們國家在燃料電池商用車領(lǐng)域的發(fā)展也是比較快的,在技術(shù)上進步也很大。
商用車領(lǐng)域,燃料電池汽車會作為一種主流的發(fā)展方向。不過,等到2025年左右,燃料電池在成本比現(xiàn)在還會再下降到1/3-1/4的時候,它的耐久性也比較好了,它就具備了比如在北方地區(qū)裝備轎車的可能性。
總體來說,在乘用車領(lǐng)域,轎車的主流仍然是純電動,燃料電池只是在大型的三排座的MPV、SUV,要求里程比較遠的或者在東北嚴寒地區(qū),可以裝備一些。
我們國家燃料電池汽車的商業(yè)化已經(jīng)開始了,由于雙碳目標,隨著五部委燃料電池示范城市計劃的推進,我相信未來幾年燃料電池汽車的數(shù)量會大幅度的上升,并且燃料電池車輛本身的性能和它的成本還會進一步的改善。
《21世紀》:車企該如何布局氫燃料電池汽車?
李建秋:我認為,目前乘用車企業(yè)的重心仍然要以純電動和智能化作為主攻的方向。
商用車領(lǐng)域一貫的特點是,包括我們傳統(tǒng)商用車的領(lǐng)域,整車企業(yè)是整車企業(yè),發(fā)動機企業(yè)是發(fā)動機企業(yè)。
目前,燃料電池汽車主要是在商用車領(lǐng)域應(yīng)用,幾個主流的商用車企業(yè),例如一汽、東風(fēng),濰柴,也包括像億華通這樣的新興企業(yè),都在很認真地聚焦于商用車燃料電池本身的研發(fā)。長城和上汽比較特殊,這兩家企業(yè)作為以乘用車為主的企業(yè),但是也深度介入了燃料電池發(fā)動機本身的研發(fā)。而其他的商用車企業(yè),更多的是考慮將來在企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略里,會選用誰家的燃料電池發(fā)動機來配套。
傳統(tǒng)商用車的商業(yè)模式跟乘用車不太一樣,因此,將來既會有整車企業(yè)自己做燃料電池發(fā)動機的,也會有獨立的燃料電池發(fā)動機企業(yè)給整個行業(yè)供貨。
相信再過五年,燃料電池比現(xiàn)在的成本會低得多,耐久性預(yù)計到2025年會達到兩萬小時,基本上能夠做到跟整車同壽命,基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)也會更加完善。同時,目前在整個行業(yè)里頭面臨的一些薄弱環(huán)節(jié),經(jīng)過這五年的攻關(guān),也會更加完善,技術(shù)的成熟程度、產(chǎn)業(yè)自給自足的能力,自主可控的程度也會比現(xiàn)在好得多。相信到那個時候燃料電池汽車會迎來一個更高速的增長,會有比較明顯的產(chǎn)量釋放。
《21世紀》:如果五年后,氫燃料電池汽車有些應(yīng)用上的挑戰(zhàn)和困難都解決之后,在那個時間點,乘用車會不會也出現(xiàn)氫燃料電池汽車的普及應(yīng)用?
李建秋:這個問題要看到時候燃料電池的成本能夠降到什么程度,性能能夠達到什么程度,也要看電動車的發(fā)展程度。
實際上,這兩個路線一直是有競爭的。目前,對于乘用車來講,氫燃料電池汽車的主要競爭劣勢實際上是儲氫。70兆帕的儲氫系統(tǒng)體積,以及它需要用碳纖維,成本較高,使得目前燃料電池轎車在成本上跟純電動還是難以競爭的。
五年之后,純電動車的性價比和燃料電池車的性價比會發(fā)展到什么程度呢?我們現(xiàn)在還不太好判斷。因為動力電池的技術(shù)這些年也在高速發(fā)展,包括固態(tài)電池的技術(shù),即使不用固態(tài)電池技術(shù),現(xiàn)在像寧德時代、比亞迪,他們在純電動轎車上面做到1000公里的續(xù)駛里程,我認為已經(jīng)沒有什么主要的技術(shù)障礙了,只是產(chǎn)品開發(fā)、認證需要有一個周期,如果不出意外的話,我相信明年就會有企業(yè)推出續(xù)駛里程1000公里的純電動轎車。
所以,在這樣的形勢下,實事求是地講,我相信轎車未來還是以純電動為主。目前,從市場和消費者的反饋來看,我認為將來轎車的主要競爭點是在純電平臺的基礎(chǔ)上,怎么把智能化融合好,也就是智能電動汽車才是將來改善生活、提高出行質(zhì)量一個非常重要的點。
關(guān)于燃料電池乘用車的推廣,只有等到商用車的普及比較高了,加氫站也比較多了,氫的成本也比較低了,燃料電池的發(fā)動機也比較便宜了,這個時候可能會在北方地區(qū)比較冷的地區(qū)有所應(yīng)用,因為它在冬天的續(xù)駛里程和純電動相比不會有明顯的縮短,我相信它將來會有一個回潮,在北方地區(qū),尤其我們的東北地區(qū)。
《21世紀》:2022年冬奧會即將來臨,冬奧會的氫燃料電池汽車示范運營的推廣計劃有哪些?
李建秋:科技冬奧,北京和張家口兩地都制定了燃料電池汽車示范的計劃。目前,在張家口大概會有400-600輛燃料電池車,從2018年開始已經(jīng)經(jīng)歷了三個冬天連續(xù)的示范,在高原和高寒地區(qū),燃料電池的環(huán)境適應(yīng)性已經(jīng)基本得到了驗證,相關(guān)的技術(shù)也已經(jīng)趨于成熟。以億華通和北汽福田為代表的新一代的燃料電池客車已經(jīng)具備了比較好的性能,續(xù)駛里程已經(jīng)可以達到700公里,從大興機場到崇里滑雪場加一次氫可以完整地開一次來回。
冬奧會的時候,燃料電池車會承擔(dān)從北京到張家口長里程往返的一些運動員或者是相關(guān)的游客運輸?shù)娜蝿?wù),能夠給科技冬奧起到很好的交通保障的作用。
汽車行業(yè)需要更多多學(xué)科人才
《21世紀》:豐田在氫燃料電池汽車的發(fā)展上走在前列,清華大學(xué)和豐田有比較密切的合作,合作大概是一個什么樣的情況?
李建秋:兩年前,清華大學(xué)跟豐田成立了氫能與燃料電池聯(lián)合研究中心,我是當時研究中心的主任。豐田和清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院還成立了另外一個聯(lián)合研究中心,即智能汽車與智能交通聯(lián)合研究中心。豐田跟我們清華有一個聯(lián)合研究院,是豐田跟我們整個學(xué)校層面來簽的。豐田在清華一共有四個中心,其中有兩個是設(shè)在車輛與運載學(xué)院。
我們跟豐田開展高水平的燃料電池方面的合作,涉及到新一代的膜電極的制備工藝、膜電極本身的環(huán)境適應(yīng)性和耐久性,還涉及到豐田的燃料電池發(fā)動機怎樣適應(yīng)中國北方的環(huán)境等,將來還會在氫能的普及方面進一步開展合作。
通過高水平的合作,一方面讓我們深度了解豐田在整個氫能社會的轉(zhuǎn)型和燃料電池汽車上的戰(zhàn)略,另一方面,我們也在跟豐田介紹我們中國新能源汽車的發(fā)展戰(zhàn)略,大家一起來推動新能源汽車轉(zhuǎn)型。經(jīng)過兩年多的合作,雙方都非常珍惜。這個合作我們會持續(xù)下去。
豐田在合作中也收獲了很多。比如,結(jié)合科技冬奧,怎么樣更好地把豐田的燃料電池用在科技冬奧核心區(qū)的車輛上面,豐田也和億華通、一汽等國內(nèi)公司成立了合資公司,這是非常難得的,我相信也是跟我們的合作,和我們彼此的溝通是很有關(guān)系的。
另一方面,通過交流,我們也讓豐田認識到我們轎車發(fā)展純電動技術(shù)的科學(xué)性和合理性,所以可以看到豐田也開始研發(fā)純電動轎車。豐田作為全球首屈一指的大企業(yè),它的技術(shù)布局是非常全面的。它既有混合動力,也有燃料電池,現(xiàn)在也開始發(fā)展純電動。對豐田來說,市場上有什么樣的需求,他們也可以拿出什么樣的解決方案來造相應(yīng)的車。
當然,我們通過跟豐田的合作,也進一步幫助我們回過頭反思我們中國的汽車工業(yè)應(yīng)該怎么樣發(fā)展、怎么樣聚焦、怎么樣作出重點的戰(zhàn)略部署,我們國內(nèi)總體研發(fā)的能力和水平在沒有完全達到一流水平的情況下,我們怎么樣能夠幫助整個產(chǎn)業(yè)取得一流的成果。
過去這些年,我們的純電動戰(zhàn)略以及現(xiàn)在商用車燃料電池的戰(zhàn)略,是經(jīng)過清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院歐陽明高院士等這樣的行業(yè)領(lǐng)軍人物,反復(fù)論證和迭代,結(jié)合中國的實際情況提出的,很適應(yīng)我們的國情,也讓我們國家在相對比較少的投入下,技術(shù)上取得了快速的進步,產(chǎn)業(yè)方面作出了非常好的實效。
《21世紀》:大學(xué)的任務(wù)是培養(yǎng)人才,輸送到業(yè)界。現(xiàn)在汽車行業(yè)發(fā)生了很大的變化,汽車行業(yè)需要更多學(xué)計算機或者學(xué)集成電路的學(xué)生,反而不再需要那么多傳統(tǒng)的機械工程專業(yè)的學(xué)生了,現(xiàn)在學(xué)內(nèi)燃機、發(fā)動機、變速器專業(yè)的學(xué)生找工作很難,作為清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院院長,怎么看這種情況?有著怎樣的思考?
李建秋:作為清華車輛運載學(xué)院的院長,我的第一要務(wù)就是為汽車行業(yè)培養(yǎng)人。從去年年底到今年上半年整個期間,我們在汽車工程學(xué)會張進華秘書長和趙蓮芳副秘書長的組織下,我們幾個相關(guān)的高校也在論證汽車技術(shù)變革下汽車工業(yè)的人才培養(yǎng)這個關(guān)鍵問題。我們比較一致的看法是,汽車行業(yè)是一個多學(xué)科交叉和融合的產(chǎn)物。但我想稍微糾正一下,并不是說我們汽車行業(yè)就不需要機械方面的人才了,而是說我們需要更多多學(xué)科的人才,機械行業(yè)我們也是需要的。
過去一百多年來,從汽車誕生開始,內(nèi)燃機、變速器、制動系統(tǒng)、包括車身的材料等等,機械學(xué)科給我們整個汽車行業(yè)一百多年來的人才培養(yǎng)還是打下了非常好的基礎(chǔ)。但是最近十年來,由于我們整個行業(yè)的技術(shù)變革,使得低碳化、電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化“新四化”成為趨勢,讓整個汽車行業(yè)的人才需求發(fā)生了翻天覆地的變化。
作為高校,我們不僅僅只是教機械方面的人才,機械方面的人才我們還要繼續(xù)教,要培養(yǎng),要準備。汽車作為一個一個移動載體,它最基礎(chǔ)的部分仍然涉及到運動學(xué)、動力學(xué)、材料等等,這都是機械學(xué)科的技術(shù)。
但是,汽車工業(yè)的發(fā)展熱點或者競爭的關(guān)鍵技術(shù)所在,的確已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了以新能源汽車為標志的低碳化、電動化的時代,以智能汽車為代表的自動駕駛技術(shù),智能感知、多傳感器融合,甚至云控、交通人工智能、大數(shù)據(jù)等等,車輛作為一個行業(yè),它已經(jīng)把很多前沿學(xué)科的成果交叉融合在一起。
所以,在這樣的情況下,如果我們還固守原有的機械為主的人才培養(yǎng)體系,我們就滿足不了給行業(yè)提供尖端人才、最需要的人才的需求,行業(yè)就會主動的去找像計算機、自動化等其他的一些學(xué)科的人才來滿足行業(yè)的需求。所以,我們也是跟中國汽車工程學(xué)會一起向教育部建議,要設(shè)立車輛工程的交叉學(xué)科,讓我們的人才培養(yǎng)方案更能夠滿足未來汽車行業(yè)多學(xué)科交叉融合發(fā)展的特點。
現(xiàn)在,我們在本科和研究生階段課程重構(gòu),做了很大的修改和梳理。學(xué)生既要學(xué)機械方面的一些基礎(chǔ)知識,也要學(xué)強電弱電方面的一些知識,還要學(xué)計算機和信號處理方面的一些知識。通過這些知識,他們能夠了解,也能夠理解這些學(xué)科的尖端技術(shù)是怎么樣在汽車行業(yè)落地,變成產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的。將來,他無論接觸到汽車行業(yè)里面哪個部分,都不覺得陌生,等到開展相應(yīng)研發(fā)工作的時候,憑著現(xiàn)在知識的基礎(chǔ),自己能夠深入的學(xué)進去、做進去,最后完成我們前沿的研發(fā)。交叉融合是未來整個汽車行業(yè)人才培養(yǎng)非常重要的一點。
我們汽車行業(yè)里現(xiàn)在的從業(yè)人員,他們接受大學(xué)教育的年代可能是以機械為主的。由于汽車技術(shù)變革的時代,對我們整個汽車行業(yè)的人都提出了更高的要求,因此平時也要積累,也要學(xué)習(xí),形成一個完整的交叉型、復(fù)合型的知識體系,更能夠適應(yīng)汽車行業(yè)和時代發(fā)展的需要。
不僅僅只是地面的汽車,我們整個交通運輸行業(yè)或者交通領(lǐng)域在發(fā)生電動化、低碳化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化的變革,其實其他的交通領(lǐng)域,例如海運、航運、鐵路交通等,也是發(fā)生了一樣類似的變化趨勢。也就是說能源動力的變革、信息和控制系統(tǒng)的變革,使得我們的未來出行會更加智能、更加靈活、更加電動、更加低碳。這是我們?nèi)祟惓鲂锌偟内厔?,所以在這樣大的趨勢下面,我們泛交通領(lǐng)域的人才培養(yǎng)都要主動謀求轉(zhuǎn)變。