浙江吉利汽車研究院有限公司、燃料電池動力系統(tǒng)總工程師李偉
——專家智庫欄目組
個人經(jīng)歷
李博士畢業(yè)于美國阿拉巴馬大學化工系，曾任美國休斯敦大學助理教授（博士生導師），現(xiàn)任浙江吉利汽車研究院有限公司燃料電池動力系統(tǒng)總工程師。在國內(nèi)外知名研究單位和公司從事燃料電池技術的研發(fā)近20年，涉及整個產(chǎn)業(yè)鏈。作為核心成員參與和主持過8項國家級重點項目（中國和美國），總資金規(guī)模達到5000余萬元；申請美國/國際發(fā)明專利兩項，授權(quán)中國發(fā)明專利兩項，在國際頂級和知名學術刊物上發(fā)表論文近30篇，是能源領域排名第一的國際頂級期刊（Energy & Environmental Science，影響因子高達 30.067 （2017年），>45篇）的稿件評審專家。
1. 小編： 氫能作為目前多能源傳輸和融合交互的紐帶，也被認為是目前全球技術革命的重要方向。您認為氫能源是否可以成為未來社會的主要能源？從技術和產(chǎn)業(yè)開發(fā)的角度，目前氫能源和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展會呈現(xiàn)出怎樣的趨勢和特點？
李博士：
發(fā)展清潔的可持續(xù)的能源是國家能源安全和多樣性的保障。氫能是清潔的可再生能源，其來源多樣，產(chǎn)量大，而且相對安全，是未來清潔、可持續(xù)社會的理想能源。氫能可以連接諸如太陽能、風能、生物質(zhì)能等多種清潔能源，在日常生活和產(chǎn)業(yè)活動中普遍利用，從而形成氫能社會。
氫燃料電池汽車是終極的清潔能源汽車，是氫能社會的主要構(gòu)成部分。燃料電池效率高，是氫能發(fā)電的最佳利用途徑，但是目前燃料電池的成本很高，一個有效降低其成本的方法是提高產(chǎn)量。汽車是一個很好的切入點，通過補貼政策，促進燃料電池汽車的規(guī)?；a(chǎn)，從而大幅度降低燃料電池成本，提升其技術，推動氫能社會的建設和發(fā)展。
燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的最主要特點是技術含量高且產(chǎn)業(yè)鏈長，其技術水平和國家工業(yè)體系及基礎是密切相關的。
因此我認為其技術水平的提高不會是一蹴而就的，而是需要一個積累的過程；但是其產(chǎn)業(yè)鏈的建設可以通過相關政策的支持和引導來加速，如國家能源規(guī)劃、新能源汽車補貼政策等。
在中國，大家一致認為燃料電池汽車的商業(yè)化將從商用車開始，因為商用車的路線固定，在加氫站極度短缺的情況下可以運營；而對于乘用車的商業(yè)化，目前沒有很好的想法。
前些天，我中科院的老領導談了他的想法，他認為燃料電池乘用車應該從高附加值的車型著手進行開發(fā)和推廣，因為買此類高附加值的豪華新能源轎車的用戶對加氫站布局的成熟度不敏感。通過開發(fā)高端產(chǎn)品，提高產(chǎn)量并降低成本，進而推廣大眾產(chǎn)品。這和特斯拉的推廣策略是一致的，也是有效的。
2. 小編：全球很多大車企都開發(fā)過氫燃料電池汽車，為何只有韓國現(xiàn)代汽車、日本豐田和本田三家車企實現(xiàn)燃料電池乘用車的量產(chǎn)并商業(yè)化？為何近期全球各大車企都紛紛投資電動汽車？
李博士：
氫燃料電池汽車是終極的清潔能源汽車。近二十年里，全球大多大車企都嘗試過開發(fā)，但是因為其技術難度高、產(chǎn)業(yè)鏈長，性能和成本一直很難達到商業(yè)化的標準，因而很多車企都淺嘗則止。投入研發(fā)資源較多和時間較長的車企有美國通用汽車、德國奔馳汽車、韓國現(xiàn)代汽車、日本豐田和本田等車企，但最終實現(xiàn)量產(chǎn)并商業(yè)化的車企依次是韓國現(xiàn)代汽車（2013年）、日本豐田（2014年）和本田（2016年），其中豐田的“Mirai”（“未來”牌）燃料電池汽車的技術最為成熟可靠。奔馳和寶馬公司計劃分別在2020年和2025年實現(xiàn)量產(chǎn)和商業(yè)化。
韓國現(xiàn)代汽車、日本豐田和本田三家車企能率先量產(chǎn)和商業(yè)化的原因是在于他們的堅持和產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)作。
首先，他們的堅持是基于他們對技術發(fā)展趨勢和方向的扎實的前期調(diào)研和準確把握。
譬如，豐田汽車通過將員工派往全球各大知名燃料電池研究單位開展合作來把握燃料電池技術的發(fā)展。其次，韓國和日本的大企業(yè)及財團模式有利于供應鏈的培育，從而率先實現(xiàn)技術和成本達到商業(yè)化的目標。
韓國現(xiàn)代和日本豐田的成功開啟了全球氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化的序幕，目前還處于產(chǎn)業(yè)化的導入期，其發(fā)展速度受制于加氫站網(wǎng)絡的建設。加氫站網(wǎng)絡建設是一個從0到1的過程，而電動車所需的電網(wǎng)已經(jīng)存在，其充電站的建設實際上是一個1到100的過程，因而電動汽車的前期發(fā)展比較容易，這也是為何近期全球各大車企都紛紛投資電動汽車的主要原因。當然，各大車企也都關注和重視燃料電池汽車的開發(fā)，只是時間表有所不同。
3. 小編： 你怎么看燃料電池汽車和電動汽車之間的關系？未來的發(fā)展路徑，是否是氫燃料電池汽車會與純電動汽車長期并存？
李博士：
業(yè)界較一致的觀點是燃料電池汽車和電動汽車是互相補充、長期并存的關系。一般認為燃料電池技術適合重型的、長續(xù)航里程的汽車；而目前的鋰離子電池則適合輕型的、較短續(xù)航里程的汽車。這可以從增加續(xù)航里程的模式來理解，即要增加續(xù)航里程，電動汽車需要增加鋰離子電池，其增加是線性的；而燃料電池汽車則只需增加氫氣瓶的體積或數(shù)量即可。一般認為350－400公里的續(xù)航里程是一個分界點。
4. 小編： 張家口“11·28”重大爆燃事故曾一度將氫能推向輿論的風口浪尖。隨后的調(diào)查顯示，氫能與該事故并無關聯(lián)。但由此也引發(fā)了各方對氫能安全問題的高度關注，正在提速發(fā)展的氫能行業(yè)應該如何更好提升安全性？
李博士：
首先，安全總是第一位的。發(fā)展新能源汽車首先要考慮的是安全。普通大眾對氫氣的認識是易燃易爆的，有人甚至把氫氣和氫彈聯(lián)系在一起。實際上，從專業(yè)角度去了解，氫氣是比汽油和天然氣都安全的，這主要緣由氫氣的極強逃逸和擴散能力。
氫燃料電池汽車已做過很多安全試驗，譬如碰撞、槍擊、火烤等，都不會引起爆炸，而且氫氣泄露燃燒的火焰是快速上升的，不會引起汽車的二次燃燒，坐在車內(nèi)的人員是安全的。近二十年來，估計有上萬輛燃料電池汽車在路上測試，還沒有爆炸事件的報道。
氫能行業(yè)和氫燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展除了技術上對安全進行嚴格要求外，對大眾的氫氣安全知識的科普也必不可少，即向大眾闡明氫氣是相對安全的原理以及如何安全地使用氫氣的知識。
5. 小編：您認為中國在發(fā)展氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)方面，在全球范圍內(nèi)處于怎樣的位置？有哪些機遇和優(yōu)勢，又存在哪些問題亟待解決？
李博士：
我認為中國的氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)在全球范圍內(nèi)在技術上處于中流的位置，而在規(guī)模上則處于第一梯隊。氫能和燃料電池的技術水平和國家工業(yè)體系及基礎是密切相關的，目前高端的氫能設備都來自國外供應商，譬如35MPa壓力的加氫站零部件已經(jīng)國產(chǎn)化，但70MPa壓力的加氫站零部件則仍然依靠國外供應商。國際上氫燃料電池產(chǎn)品的功率密度一般在3.0kW/L以上，而國內(nèi)同類產(chǎn)品的普遍水平是在2kW/L。但是，中國的氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)在規(guī)模上又是巨大的。首先中國是產(chǎn)氫大國，2015年產(chǎn)氫氣2200多萬噸，占世界總量的34%。
很多地區(qū)都有富余的氫氣，如寧波每年有7.23萬噸的富余氫氣可供燃料電池汽車使用。此外，中國目前的棄風、棄光現(xiàn)象非常嚴重，2016年全國棄風棄光電量達到1100度，折合氫氣220億標準立方米（197萬噸），這些氫氣非常廉價。其次，在全球氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)大發(fā)展趨勢和中國政府相關利好政策的情況下，中國的氫能與燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)迅猛發(fā)展。2018年是中國燃料電池汽車的元年，全年燃料電池商用車的產(chǎn)量超過1500輛。預計在2025年達到5萬輛，2030年達到100萬輛。
中國氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有很多機遇和優(yōu)勢。
首先是政策上的利好。國家發(fā)改委和能源局于2016年頒布了《能源技術革命創(chuàng)新行動計劃（2016-2030年）》，將氫能和燃料電池技術列入十五項重點發(fā)展技術。
同年，中國汽車工程學會發(fā)布了《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖》，提出了全國燃料電池汽車的發(fā)展目標，即2020年達到5000輛（示范運行），2025年達到5萬輛，2030年要達到100萬輛（大規(guī)模推廣）。與此相應，國家和20多個省市已發(fā)布了燃料電池汽車的規(guī)劃和補貼政策，國補對于燃料電池乘用車，給予20萬元/輛的補貼，對于燃料電池小型貨車和客車，給予30萬元/輛的補貼，對于燃料電池大中型客車和中重型貨車，給予50萬元/輛的補貼；相應的地補與國補的比例范圍在0.2-1。
這些利好政策極大地推動了氫能和燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)。但是仍然有很多問題需要解決。
首先是氫氣的安全法規(guī)和管理辦法的改革。中國的氫氣安全法規(guī)比國際上的要嚴格很多，這嚴重阻礙了氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)在中國的發(fā)展。
目前國家層面正在參照國際的安全法規(guī)，推動將氫氣從危險化學品轉(zhuǎn)為能源產(chǎn)品進行管理的改革。改革的成功將會直接推動氫能基礎設施建設的快速發(fā)展，進而推動氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展。
其次是要加強核心技術的開發(fā)以及產(chǎn)業(yè)鏈的培育。氫燃料電池汽車的核心是燃料電池，而燃料電池的核心是材料（質(zhì)子交換膜、催化劑、碳紙或碳布擴散層以及雙級板等）與組件（三合一電極與雙極板）及規(guī)模化制備工藝。
目前國內(nèi)燃料電池汽車產(chǎn)品中的燃料電池基本都采用國外公司的材料和組件，因此中國要發(fā)展氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)必須加強核心技術的開發(fā)。同樣，我們?nèi)剂想姵叵到y(tǒng)的輔助系統(tǒng)的關鍵零部件如離心式空壓機、氫氣瓶及其瓶口組合閥等也大多是國外公司的產(chǎn)品，因此也必須加強開發(fā)投入，培育產(chǎn)業(yè)鏈。只有這樣，我們的氫能和燃料電池產(chǎn)業(yè)將不受制于別人。
結(jié)語：李偉博士，在國內(nèi)外知名研究單位和公司從事燃料電池技術的研發(fā)近20年，涉及整個產(chǎn)業(yè)鏈，包括氫氣的制備和提純；質(zhì)子交換膜燃料電池關鍵材料（膜和催化劑）、關鍵部件以及電堆和輔助系統(tǒng)的研發(fā)、設計與制備；燃料電池的仿真模擬；車用燃料電池動力系統(tǒng)的設計與開發(fā)。掌握了氫能與燃料電池行業(yè)領域內(nèi)的國際前沿技術，擁有產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的豐富經(jīng)驗，是一位集產(chǎn)學研為一體的復合型資深專家。
