當(dāng)代清潔能源汽車已進(jìn)入一個(gè)多元化、多樣化、多維化發(fā)展的世紀(jì)，在電動(dòng)汽車領(lǐng)域，特別是純電動(dòng)汽車的發(fā)展居主導(dǎo)地位，不過(guò)要說(shuō)明，F(xiàn)CEV也是屬于電動(dòng)汽車序列中一種重要的，理想的新興產(chǎn)品。

 

當(dāng)代，全世界，當(dāng)然也包括我國(guó)正掀起一股FCEV熱，這是由于FCEV在相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間的創(chuàng)新，積累，進(jìn)化的實(shí)驗(yàn)性試制和試用過(guò)程中，已經(jīng)在相關(guān)的不少科技領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，這無(wú)論是在原理上驗(yàn)證，結(jié)構(gòu)上整合，功能上進(jìn)步都有了很好的顯現(xiàn)，已形成一種波浪式軋跡上的躍遷，可以說(shuō)我們已經(jīng)看到了FCEV走向產(chǎn)業(yè)化的總趨勢(shì)。

 

由此國(guó)內(nèi)外一些科學(xué)家、工程師、學(xué)者和企業(yè)家再次提示：FCEV可能是汽車一種終端產(chǎn)品，而且會(huì)很好的引發(fā)令人十分向往的氫經(jīng)濟(jì)社會(huì)的來(lái)臨。在最近的一些汽車產(chǎn)業(yè)論壇上，汽車及相關(guān)業(yè)界人士對(duì)發(fā)展FCEV表現(xiàn)出更大的信心，認(rèn)為不應(yīng)再停留在示范上，而應(yīng)該大力推動(dòng)商業(yè)化的進(jìn)程，這是對(duì)推動(dòng)實(shí)體經(jīng)濟(jì)向新型方向發(fā)展，推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)由大變強(qiáng)的有力舉措之一。

 

那么到底FCEV有哪些優(yōu)勢(shì)呢?請(qǐng)看，作為FCEV主要能源的氫，能量密度相當(dāng)?shù)暮?，我們以世界?biāo)準(zhǔn)的KW˙h/kg為系數(shù)，氫能為33.3，天然氣13.8，汽油12.1，煤氣8.4，氫能比汽油高出2倍多;氫作為二次能源，其資源十分豐富，只要有水就可以制氫，還有其他眾多產(chǎn)氫方法，是人類社會(huì)用之不盡的“氫礦”;FCEV運(yùn)行中排放出只是水，無(wú)論是對(duì)大氣的污染還是溫室氣體都應(yīng)是“零”;當(dāng)前FCEV一次充氣，可跑700公里，充氣只用3分鐘，而且還在不斷提升之中;當(dāng)前FCEV的制氫用氫成本昂貴，但要多看前景，可能10年前后，可達(dá)到與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行同等價(jià)格，然后繼續(xù)下降，到2050年基本上可能實(shí)現(xiàn)氫氣零成本運(yùn)行;不久未來(lái)同樣可以出現(xiàn)FCEV的智能化車輛，特別是要注意克服氫能不安全運(yùn)作一些隱患，成為更安全的產(chǎn)品。

 

當(dāng)然，當(dāng)前一些人士認(rèn)為氫能備制和應(yīng)用成本很高，高純度的氫提煉難度大，這些劣勢(shì)是很難克服的。我想用全息論中的演化推理方式，即溯因法來(lái)分析，即事物的發(fā)展分為可逆的和不可逆的。如我們用汽柴油汽車，必然會(huì)產(chǎn)生大氣污染和溫室效應(yīng)，雖然可以減少但不會(huì)排除，而氫氣則是無(wú)害無(wú)毒的，氫氣當(dāng)前的高成本問(wèn)題是可以克服的，前者屬于不可逆性，后者屬可逆性，就是說(shuō)我們以此為依據(jù)對(duì)事物的現(xiàn)狀和未來(lái)把握其本質(zhì)問(wèn)題，而確定其目的性，這就證實(shí)為什么人們要用二百多年這樣漫長(zhǎng)的歷史，堅(jiān)持不懈的去探索，研究氫氣和燃料電池問(wèn)題，可以說(shuō)一門重大的科學(xué)的應(yīng)用多是經(jīng)歷著一個(gè)孕育到誕生，再到發(fā)展壯大的自然歷史過(guò)程，這是歷史進(jìn)化的必然規(guī)律，也是最終要完成目標(biāo)的重要因素。

 

FCEV既是一種古老又新型的高科技產(chǎn)品，它的悠久歷史可追溯到二百多年的歷程。在1801年英國(guó)科學(xué)家H˙Davy發(fā)明了燃料電池的原理;1889年英國(guó)科學(xué)家Mond首先用工業(yè)煤和空氣合成裝置制氫，并正式用上燃料電池的命名;20世紀(jì)50年代，英國(guó)劍橋大學(xué)教授培根用高壓氫試制成功5kw的燃料電池，在試驗(yàn)室中應(yīng)用;1965年美國(guó)GE公司把燃料電池裝上阿波羅(Appollo)登月飛船，提供電力;2002年美國(guó)總統(tǒng)布什制訂《自由汽車計(jì)劃(FreedomCAR)》，研究應(yīng)用燃料電池汽車產(chǎn)業(yè)化問(wèn)題，為此提供FCEV的不斷探索留下不少經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn);2003年美國(guó)提議成立《氫能經(jīng)濟(jì)國(guó)際合作伙伴(IPHE)》，美國(guó)和西歐等15個(gè)國(guó)家都參與了，中國(guó)也在其中。

2004年5月第二屆IPHE指導(dǎo)委員會(huì)議就是在北京人民大會(huì)堂召開(kāi)的，2007年美國(guó)通用汽車公司和加拿大知名的巴拉德燃料電池公司，在雪佛蘭Equinox轎車裝上燃料電池進(jìn)行試運(yùn)行，至今還在繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中;同年歐盟提出《歐洲清潔都市交通計(jì)劃(CUTE)》，擬在阿姆斯特丹、漢堡、倫敦、盧森堡、馬德里、斯德哥爾摩等城市開(kāi)展燃料電池公共汽車示范運(yùn)行;2011年德國(guó)戴姆勒˙奔馳汽車公司開(kāi)展了FCEV全球巡展演示，投入Citano燃料電池客車36輛，由20個(gè)交通運(yùn)營(yíng)商負(fù)責(zé)進(jìn)行巡展，其全程運(yùn)行已達(dá)480萬(wàn)公里;歐盟在2014年發(fā)布《地平線2020年計(jì)劃》，指出到2020年，燃料電池各種車輛應(yīng)用要達(dá)到20萬(wàn)輛，加氫站1000座，氫氣來(lái)源50%以上來(lái)自非石化能源生成的，成本要下降90%;2015年5月國(guó)際第23屆IPHE指導(dǎo)委員會(huì)在我國(guó)武漢召開(kāi)，很好的交流了國(guó)際對(duì)氫能和燃料電池的最新進(jìn)展，以及下一步計(jì)劃，也為我國(guó)加強(qiáng)國(guó)際上合作，共享資源提供了好機(jī)遇;2016年5月《亞洲氫能與燃料電池大會(huì)》在上海召開(kāi)，并舉辦展示，特別關(guān)注的是制氫和燃料電池的裝備，對(duì)發(fā)展FCEV起到很好助推作用。

 

這里要指出，國(guó)際汽車界人士認(rèn)為2015年是FCEV的元年，這主要以日本豐田的“未來(lái)”(Mirai)正式進(jìn)入初期的商業(yè)化運(yùn)作為標(biāo)志而提出的，Mirai功率113kw，扭矩335N˙M，相當(dāng)于2.0發(fā)動(dòng)機(jī)轎車水平，續(xù)行500公里，在日本成本720萬(wàn)日元，政府補(bǔ)貼200萬(wàn)日元，市場(chǎng)售價(jià)500萬(wàn)日元(約折合26萬(wàn)元人民幣)，這和“皇冠”轎車價(jià)格差不多。豐田2015年產(chǎn)銷700輛，2016年1600輛，其中三分之一出口，2017年計(jì)劃3000萬(wàn)輛，2020年為迎東京的奧運(yùn)會(huì)，計(jì)劃推出3萬(wàn)輛。與此同時(shí)，本田、三菱、馬自達(dá)、大發(fā)等公司也都拋出具有自己特色的FCEV，本田的ClarityFCEV續(xù)程已達(dá)589公里。近來(lái)，日本通產(chǎn)省公布《燃料電池汽車戰(zhàn)略路線圖和氫能社會(huì)白皮書》提到，2025年實(shí)現(xiàn)200萬(wàn)輛的目標(biāo)，2030年加氫站達(dá)1800座，相應(yīng)對(duì)質(zhì)量，成本和配套工程設(shè)施都要很好改善，形成規(guī)?；芰ψ呦蚴袌?chǎng)。

 

中國(guó)也是十分重視和積極發(fā)展FCEV的國(guó)度。早在20年前的“十˙五”的863重大專項(xiàng)中，就明確指出要支持FCEV的研發(fā)，撥款3.8億元;到“十一˙五”和“十二˙五”規(guī)劃中，在節(jié)能與新能源汽車重大項(xiàng)目中，都把FCEV列為重點(diǎn)項(xiàng)目，支持發(fā)展;2014年1月《中國(guó)燃料電池技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟》在上海成立，同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、武漢理工大學(xué)、重慶大學(xué)參與，一汽、東風(fēng)、上汽、長(zhǎng)安、奇瑞等汽車及零部件企業(yè)都參與，燃料電池及其附屬企業(yè)也參與，目的是加緊實(shí)行產(chǎn)、學(xué)、研聯(lián)合，更好攻克核心技術(shù)，加強(qiáng)FCEV產(chǎn)業(yè)更好更快發(fā)展;今年4月，三部委關(guān)于《汽車產(chǎn)業(yè)中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃》中，對(duì)FCEV的戰(zhàn)略地位進(jìn)一步加強(qiáng)，提出三個(gè)時(shí)間節(jié)點(diǎn)要求，2020年在特定地區(qū)的公共服務(wù)車輛領(lǐng)域進(jìn)行小規(guī)模示范應(yīng)用，2025年私人用車和公共服務(wù)用車領(lǐng)域批量應(yīng)用，不低于1萬(wàn)輛，到2030年在私人乘用車，大型商用車領(lǐng)域進(jìn)行規(guī)?；茝V，不低于10萬(wàn)輛。

與此同時(shí)，三部委發(fā)布《2016-2020新能源汽車推廣應(yīng)用財(cái)政支持政策通知》中指出，在2017-2020除燃料電池汽車外，對(duì)其他新能源汽車的補(bǔ)助標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行必要的退坡，而燃料電池汽車補(bǔ)助保持不變，甚至個(gè)別車種還有所提高。由此可見(jiàn)國(guó)家在宏觀層面，對(duì)氫能和燃料電池汽車給予越來(lái)越重視和支持。

 

在企業(yè)層面，我國(guó)第一輛FCEV于1999年12月在清華大學(xué)試驗(yàn)成功。2001年12月美國(guó)通用汽車公司和上汽集團(tuán)合資的泛亞技術(shù)中心，研制出“風(fēng)凰”FCEV。2008年北京奧運(yùn)會(huì)上，有20輛各種燃料電池汽車在會(huì)上示范運(yùn)用，2010年上海世博會(huì)上有40輛各種燃料電池汽車，供大會(huì)交通示范運(yùn)行。2014年上海榮威950第四代FCEV產(chǎn)出，行程400公里。

宇通客車公司是首家推出燃料電池客車，2014年9輛，2016年100輛，2020年計(jì)劃4000輛，宇通第四代燃料電池客車，續(xù)程600公里，成本下降50%，加氫10分鐘。北汽福田汽車公司也推出“歐輝”牌燃料電池客車，計(jì)劃28輛，送廣州和佛山地區(qū)進(jìn)行示范運(yùn)行。東風(fēng)汽車公司第一款EQ5080型燃料電池廂式運(yùn)輸車已問(wèn)世，續(xù)程305公里。

據(jù)統(tǒng)計(jì)目前為止，我國(guó)共研發(fā)試制出200多輛各種燃料電池汽車在各個(gè)時(shí)間段進(jìn)行示范運(yùn)行。2017年6月2日工信部公布公告《新能源汽車推廣應(yīng)用推薦車型目錄》中，就包括有燃料電池客車5種，專用車及卡車2種，如果加上2016年公布燃料電池轎車1種，則FCEV在國(guó)家目錄中共計(jì)有8種車型，確認(rèn)正式列為商品對(duì)待，但目前產(chǎn)量還很少，急待改革和改進(jìn)。

 

宇通第四代燃料電池客車

 

 

上汽榮威950新型的燃料電池轎車

 

 

東風(fēng)汽車公司燃料電池物流廂式車

 

 

氫能作為燃料電池的“燃料”，非常重要，一定要先行一步。

 

氫作為一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，廣泛的分布于地球的地表、地幔、地核和大氣層中，是宇宙中最為重要，質(zhì)量最輕，最為清潔、最為豐富元素之一。

 

氫主要以化合物形式生存，最突出表現(xiàn)是水，氫占水總質(zhì)量1/9，如果用電解水制氫，能量密度很高，其效率可達(dá)80%;氫還生存于一些礦物質(zhì)中，如綠柱石，鋰電氣石，頑火輝石的結(jié)構(gòu)中，多以極少量氣態(tài)生存;氫還分布于地球不同氣層中，含量隨高度不同，也有少量的氫氣存在;更有趣的是氫氣還是生命組成的一種元素，在人體中有81種元素，氫占10%，僅次于氧和碳，居第三位，所以氫也可稱得上一種有機(jī)物的物種。

 

氫還有一個(gè)重要作用，即氫的同位素將對(duì)正在開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)的核聚變電站提供基礎(chǔ)原料，我們?cè)?ldquo;氕”表示氫，它的同位素“氘”“氚”，也叫重氫，資源極為豐富，而且無(wú)輻射危險(xiǎn)。大家都知道，人們先發(fā)明原子彈，后來(lái)又發(fā)明氫彈，實(shí)際上是核裂變和核聚變的理念和應(yīng)用的革命性變化。歐盟認(rèn)為到2035年核聚變電站可以投入商業(yè)化應(yīng)用，我國(guó)專家認(rèn)為到2040年有可能投入應(yīng)用，目前我們和美、英、法、日、德等國(guó)家已多年組成聯(lián)盟，共同開(kāi)發(fā)核聚變電站。可以預(yù)言如果核聚變電站投入應(yīng)用，那時(shí)用電幾乎不用花錢，太便宜了，而且很安全，沒(méi)有放射性，非常干凈、無(wú)害，被稱為“仿造太陽(yáng)的工廠”。

 

氫在人為狀態(tài)下形成三種形態(tài)：氣體氫：這已成為氫的常態(tài)，是衡量氫物理和化學(xué)質(zhì)量的標(biāo)準(zhǔn)形態(tài);液態(tài)氫：目前多用高冷卻方法形成的，要在零下253℃時(shí)，可促使氫液化，如現(xiàn)在太空火箭上的推動(dòng)燃料就是用液態(tài)氫;固態(tài)氫：在超高壓下，促使液氫向具有導(dǎo)電金屬特性的固態(tài)氫出現(xiàn)，所以也叫金屬氫，它具有很好的超導(dǎo)性和超級(jí)能量，在航天、航空和軍工上有特殊用途，民用工業(yè)也有很好用途。

 

氫的備制歷史也是很長(zhǎng)，而且方法非常多樣化，因時(shí)因地而宜，同時(shí)要求要不斷改進(jìn)創(chuàng)新之中。有電解水制氫、水煤氣法制氫，、石油熱裂合成和天然氣熱合成制氫、焦?fàn)t和煤氣冷凍制氫，電解食鹽水的副產(chǎn)氫、釀造工業(yè)發(fā)酵制氫、甲醇裂解吸附制氫、鐵與水蒸氣反應(yīng)制氫等。當(dāng)代比較新的制氫方法，如生物質(zhì)制氫，微生物酶制氧、海水淡化制氫，可再生能源，如風(fēng)能、太陽(yáng)能、水能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽馨l(fā)電制氫，如我國(guó)已建成海水淡化工程103個(gè)，總規(guī)模90萬(wàn)噸/日，并推廣淡化水制氫示范工作。

 

氫的儲(chǔ)存，包括民用和工業(yè)用氣源以及交通工具，如FCEV氣源的存儲(chǔ)方式，有加壓氣態(tài)儲(chǔ)存，目前國(guó)際上FCEV儲(chǔ)氫罐壓力達(dá)70Mpa已比較常用;液態(tài)儲(chǔ)氫，對(duì)儲(chǔ)氫罐技術(shù)要求高，罐內(nèi)溫度和外面溫度相關(guān)很大，內(nèi)部容器構(gòu)造復(fù)雜，防止產(chǎn)生熱漏，在FCEV上也有選用;金屬氫儲(chǔ)存是應(yīng)用氫和多種不同金屬化合之后生成金屬氫化物，如鋁、釩、鎂、稀土系等，這種方法具有較大儲(chǔ)氫容量，單位體積儲(chǔ)氫密度好，儲(chǔ)氫循環(huán)壽命長(zhǎng)，成本低;還有非氫化物儲(chǔ)存，如氮、硼、硅、甲醇等氫寄存其中，當(dāng)化合物化解時(shí)放出氫，比較新型的納米碳儲(chǔ)氫，在碳微孔中存儲(chǔ)大量氫，是一種有前景的儲(chǔ)氫手段，還有碳納米管電化儲(chǔ)氫，已證實(shí)具有較高儲(chǔ)氫量，具有良好應(yīng)用前景，在FCEV都在選擇之中。

 

氫氣輸送和加注。氫的運(yùn)輸對(duì)氣態(tài)和液態(tài)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。由于用戶和要求不同，氫氣可以用管網(wǎng)，也可與天然氣輸送管共用，還有通過(guò)儲(chǔ)氫容器裝在車、船上，管網(wǎng)適應(yīng)于量大的需求，船運(yùn)、車運(yùn)則適應(yīng)分散的場(chǎng)合。

 

當(dāng)前，對(duì)FCEV推廣來(lái)說(shuō)主要是建設(shè)加氫站問(wèn)題。世界上第一座FCEV加氫站是1999年5月在德國(guó)慕尼黑機(jī)場(chǎng)建成。目前國(guó)際上已有加氫站主要以水電解制氫為主，少部份采用天然氣水蒸氣重整制氫，也有的是運(yùn)氫到加氫站的。到2016年1月全球已設(shè)立290座，其中日本28座、歐洲97座、美國(guó)75座、韓國(guó)80座、中國(guó)4座、澳大利亞1座。中國(guó)加氫站分布在北京、上海、廣州、鄭州，今后將會(huì)在FCEV示范區(qū)建設(shè)加氫站，2017年中科院大連化物所與同濟(jì)大學(xué)發(fā)明以風(fēng)能與太陽(yáng)能結(jié)合制氫的加氫站，每日可供200臺(tái)FCEV續(xù)程800公里的需求。美國(guó)海德利森已到國(guó)內(nèi)設(shè)立移動(dòng)式加氫站業(yè)務(wù)，尋求合作建氫站。預(yù)計(jì)到2020年全球?qū)⒊霈F(xiàn)5200座加氫站，比目前的增長(zhǎng)18倍，以適應(yīng)發(fā)展FCEV的需求。

 

據(jù)Persistence市場(chǎng)研究公司預(yù)測(cè)，到2020年全球氫氣需求量將從2013年的2553億立方米，增加到3248億立方米，增長(zhǎng)27%，其中特別是中國(guó)，將是全球氫能需求和生產(chǎn)第一大國(guó)。

 

氫能有這么多優(yōu)勢(shì)，但人們對(duì)氫能安全仍有擔(dān)心，認(rèn)為氫能屬于一種易燃爆氣體，特別是擴(kuò)散度相當(dāng)?shù)目欤?dāng)和空氣接觸時(shí)，形成混合氣體，燃爆極限更寬。為此我專門請(qǐng)教了有關(guān)專家，得到答案，是認(rèn)為氫氣燃燒時(shí)容易快速噴發(fā)，但屬直線式形態(tài)而逃逸，不像汽柴油那樣燃燒后，不易疏散滯留性大，停留散發(fā)在原地帶，所以氫燃燒危險(xiǎn)不比汽柴油燃燒高，同時(shí)近來(lái)人們對(duì)氫的制備整個(gè)過(guò)程的泄漏、靜電、電氣防爆、脆化等不安全因素，大力進(jìn)行改進(jìn)，在實(shí)用中已取得比較好的安全驗(yàn)證。如本田2017年的Clarity已開(kāi)始在日本本土和美國(guó)出售，燃料電池的3個(gè)儲(chǔ)存罐嵌在底盤架上，這樣雖然對(duì)車輛底部振動(dòng)，環(huán)境惡劣，容易受碰撞，他們認(rèn)為在技術(shù)上已得到反復(fù)測(cè)試可以放心使用，而客車多把氫罐放在車頂，出事故時(shí)對(duì)車內(nèi)影響不大。但車企認(rèn)為盡管有了這些安全舉措，對(duì)氫能安全問(wèn)題仍不能自滿，仍作為全產(chǎn)業(yè)鏈的安全舉措，持續(xù)不斷改進(jìn)，不斷提升安全可靠的水平。

 

 

燃料電池作為FCEV的動(dòng)力是其核心組成部分，某種程度說(shuō)燃料電池的創(chuàng)新水平，將決定著FCEV的產(chǎn)業(yè)化歷程。

 

有人以為燃料電池以“燃”字當(dāng)頭，是否由于燃燒資源而獲取能量的，其實(shí)不是，燃料電池是依賴其裝置中的氫氣和吸取空氣中的氧氣，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。

 

當(dāng)代，燃料電池按照其電解質(zhì)，工作溫度和不同用途，劃分為五種類別產(chǎn)品。即堿性燃料電池(AFC)、磷酸燃料電池(PAFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、和質(zhì)子交換膜燃料電池(PEMFC)，在FCEV上幾乎全部應(yīng)用質(zhì)子交換膜燃料電池。這是因?yàn)椋核臒豳|(zhì)量效率高，在理論上達(dá)83%，實(shí)際上已接近70%，它的電堆層面均是固體結(jié)構(gòu)，在車載各種條件下，和整車相應(yīng)結(jié)構(gòu)變形時(shí)，不受振動(dòng)因素影響;它相對(duì)于其他燃料電池的工作溫度是最低的，處于40-80℃之間，對(duì)車輛的環(huán)境適應(yīng)性好;多少年來(lái)的創(chuàng)新努力，其關(guān)鍵的材料和零部件質(zhì)量與水平已取得突破性進(jìn)展，應(yīng)用條件趨于成熟，成本大大下降，很有利于產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

 

對(duì)PEMFC來(lái)說(shuō)當(dāng)前最為突出的核心技術(shù)。如碳載體的催化劑是構(gòu)成燃料電池應(yīng)用的離子導(dǎo)電性，電池密度強(qiáng)度，電化學(xué)的效率和穩(wěn)定性，以及電堆壽命有著很大關(guān)系，而催化劑上多用貴金屬，如鉑、釕，開(kāi)始時(shí)，這已是四、五十年前時(shí)候，鉑用量是5mg/cm2，到上世紀(jì)90年代降到0.5mg/cm2，當(dāng)前更進(jìn)一步的降到0.2mg/cm2，日本業(yè)界稱他們的PEMFC鉑用量可降至0.1mg/cm2，這已和內(nèi)燃機(jī)排放三元催化器鉑用量相等同，近來(lái)美國(guó)業(yè)界稱擬研發(fā)不用貴金屬，用一種石墨烯或二硫化鉬材料替代，成本可大量下降，對(duì)產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用很必要;如質(zhì)子交換膜，在電化學(xué)的應(yīng)用上和催化劑性質(zhì)有很多相同之處，同樣構(gòu)成關(guān)鍵因素，它和其他燃料電池的電源隔膜很大不同，它不只是一種隔膜材料，更是電解質(zhì)和電極活性物質(zhì)的基底，通常的電池隔膜是屬于多孔的，而質(zhì)子交換膜是一種可選擇性透過(guò)膜，幾乎為國(guó)際上膜企業(yè)所壟斷。近日開(kāi)展的汽車論壇上，專家認(rèn)為我國(guó)對(duì)質(zhì)子交換膜燃料電池有了很大進(jìn)步，但關(guān)鍵材料和零部件的國(guó)產(chǎn)化率還低，現(xiàn)在在50%左右，力爭(zhēng)2020年達(dá)到70%，我們?cè)谝恍╆P(guān)鍵的材料和零部件上還處于“新手”狀況，急需提升。

 

當(dāng)前我們的FCEV已經(jīng)歷了不短時(shí)段堅(jiān)苦努力，在科技上有了很大進(jìn)步，但在產(chǎn)業(yè)總體上仍處于萌芽狀況，專家認(rèn)為不要再犯慢步走毛病，跟隨著、分散化、同質(zhì)化老毛病，則有可能會(huì)陷入“中等收入陷阱”中，這樣可能對(duì)FCEV發(fā)展很不利。為此我們要認(rèn)真學(xué)習(xí)習(xí)總書記關(guān)于科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的重要論述。習(xí)總書記說(shuō)“我們必須認(rèn)識(shí)到，從發(fā)展主導(dǎo)國(guó)家命運(yùn)的決定性因素是社會(huì)生產(chǎn)力，和勞動(dòng)生產(chǎn)率，只有不斷的進(jìn)行科技創(chuàng)新，不斷的解放社會(huì)生產(chǎn)力，不斷的提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，才能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)持續(xù)健康的發(fā)展，避免陷入“中等收入陷阱”。這很深切的告訴我們，創(chuàng)新科技目的是要加快轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力。為了加速發(fā)展我們的FCEV事業(yè)，必須緊緊抓住科技創(chuàng)新的“牛鼻子”，從氫能和燃料電池的核心帶，從FCEV整體的產(chǎn)業(yè)鏈特色和國(guó)情出發(fā)，大力加強(qiáng)科技創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，大力加強(qiáng)對(duì)材料和核心零部件的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用，使之盡快盡好的把科技轉(zhuǎn)化為社會(huì)生產(chǎn)力和社會(huì)勞動(dòng)生產(chǎn)率上，這也可以說(shuō)是實(shí)行FCEV發(fā)展供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。

 

這樣，我們?cè)O(shè)想是參照電動(dòng)車“三縱、三橫技術(shù)路線”，進(jìn)一步實(shí)施“三縱、三橫、三平臺(tái)的FCEV產(chǎn)業(yè)化路線”上。更多的從商業(yè)模型，也可能說(shuō)是系統(tǒng)工程模型上，思考FCEV的戰(zhàn)略、策略，從整體上有效控制和實(shí)施FCEV產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的路線圖。

 

這里“三縱”是指：純氫能燃料電池汽車，甲醇燃料電池汽車和氫電混合燃料電池汽車，這是當(dāng)前構(gòu)成FCEV的基本結(jié)構(gòu)車型;“三橫”是指：質(zhì)子交換膜燃料電池系統(tǒng)，電控及安全控制系統(tǒng)和關(guān)鍵材料和零部件系統(tǒng)，這是構(gòu)成FCEV核心技術(shù)運(yùn)作方向和基礎(chǔ)研發(fā)和應(yīng)用的要害;“三平臺(tái)”是指：國(guó)家政策引導(dǎo)和支持平臺(tái)、新型FCEV整體設(shè)計(jì)和智能化融合發(fā)展平臺(tái)和社會(huì)基礎(chǔ)設(shè)施和服務(wù)平臺(tái)。在FCEV初期平臺(tái)，作用至關(guān)重要，是FCEV走向規(guī)范化發(fā)展內(nèi)涵的重大要素，這樣“三縱、三橫、三平臺(tái)”構(gòu)成了新型FCEV產(chǎn)業(yè)化系統(tǒng)工程架構(gòu)，具有綜合、生態(tài)、包容、開(kāi)放、融合、可控、集成、動(dòng)態(tài)、重組、突變的能力，對(duì)建立FCEV的實(shí)體經(jīng)濟(jì)實(shí)力，建設(shè)自主品牌力，提高國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力具有現(xiàn)實(shí)的可操作指導(dǎo)意義。

 

 

在上世紀(jì)70年代初，世界上發(fā)生了第一次石油危機(jī)，在美國(guó)許多汽車因缺石油停駛了，電廠停電了，對(duì)人們生活和社會(huì)影響很大，于是美國(guó)通用汽車公司提出“氫經(jīng)濟(jì)”概念，設(shè)想汽車能不能不用石油，而用氫能。在近半個(gè)世紀(jì)來(lái)氫能得到了巨大發(fā)展，即使當(dāng)前對(duì)氫能應(yīng)用還有許多重大困難，但氫能運(yùn)行的科技和生產(chǎn)力都得到全世界，包括聯(lián)合國(guó)的認(rèn)可，這成為新興能源歸宿的規(guī)律。在新世紀(jì)，人們不僅是對(duì)石油資源很感緊張，即使發(fā)現(xiàn)頁(yè)巖氣或是海底可燃冰，但總有用完的日子，更重要的是汽車的石油能源的大量燃燒排放出毒氣，形成對(duì)社會(huì)上污染，一氧化碳，碳?xì)浠衔?，氮氧化物和PM2.5，以及汽車的二氧化碳排放，問(wèn)題越來(lái)越突出，因此，使人們的生活和生產(chǎn)受到越來(lái)越重的傷害。舉個(gè)例子，一輛汽車每燒3.8升汽油，將向空氣排放42.3公斤二氧化碳，現(xiàn)世界上有12億輛汽車，2030年將達(dá)到23億輛汽車，如果不加嚴(yán)格治理，促使兩極的雪快速融化，有些海洋小島國(guó)家已經(jīng)被淹沒(méi)，跑出逃命，再就是多少年份后，海水上漲，包括紐約、東京、倫敦、上海……城市也會(huì)被海水淹沒(méi)，地球氣候?yàn)?zāi)害頻發(fā)，這已成為全世界各個(gè)國(guó)家的共識(shí)。去年在巴黎召開(kāi)的全球氣候會(huì)議，通過(guò)了《巴黎氣候協(xié)議》，有170多國(guó)家確認(rèn)，這是繼《京都議定書》之后，第二份具有國(guó)際性法律約束的歷史性協(xié)定，中國(guó)提出按《共同但有區(qū)別責(zé)任原則》，堅(jiān)決執(zhí)行協(xié)議精神和組織實(shí)施。俗話說(shuō)：“人無(wú)遠(yuǎn)慮，必有近憂”，而正是氫為替代石油找出一條出路，很現(xiàn)實(shí)的路子，盡管困難相當(dāng)?shù)拇?，?ldquo;氫經(jīng)濟(jì)”步代迎難而上，也就順理成章了。

 

那么到底什么是氫經(jīng)濟(jì)社會(huì)呢?氫經(jīng)濟(jì)本質(zhì)就是應(yīng)用一種非常規(guī)的全新的科學(xué)范式，用以逐步替代石油和天然氣能源，更好成為建設(shè)綠色低碳和可持續(xù)發(fā)展的新型社會(huì)和改變生產(chǎn)和生活方式重大基礎(chǔ)，有助于人類社會(huì)從信息年代，后信息社會(huì)，以及向生物年代方向發(fā)展，信息時(shí)代使世界成為一個(gè)村莊，而生物時(shí)代又會(huì)怎樣使我們世界成為一個(gè)家，未來(lái)更加幸福完滿的經(jīng)濟(jì)新態(tài)勢(shì)，讓我們激動(dòng)不已。

 

我們說(shuō)能源是人類社會(huì)賴以生存與發(fā)展的基礎(chǔ)，請(qǐng)看人類社會(huì)的不斷發(fā)展進(jìn)步與新能源應(yīng)用有那些關(guān)系?大家都知道，在50萬(wàn)年前，人類發(fā)明了火，實(shí)現(xiàn)了刀耕火種，促使人類從原始社會(huì)邁向開(kāi)始具有理性和文明社會(huì)的第一步，即遠(yuǎn)古時(shí)代走向農(nóng)業(yè)時(shí)代;到了18世紀(jì)中葉，人類發(fā)明了用煤推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步，首先是發(fā)明了蒸氣機(jī)，甚至有蒸氣汽車的初始原型，接著煤發(fā)電也應(yīng)用于火車、冶金、采礦、紡織、輪船上，促使人類開(kāi)始實(shí)現(xiàn)工業(yè)化革命，英國(guó)是帶頭者，為工業(yè)社會(huì)的來(lái)臨創(chuàng)造了條件和經(jīng)驗(yàn)，于是煤電時(shí)代來(lái)臨了;到19世紀(jì)未，以石油能源為主導(dǎo)的年代開(kāi)始了人類社會(huì)進(jìn)入石油能源時(shí)代，1854年美國(guó)賓夕法尼亞州打出世界第一口油井，1886年德國(guó)本茨˙戴姆勒研制出世界第一輛汽車，到1878年愛(ài)迪生發(fā)明電燈原理種種工業(yè)革命種子，給石油工業(yè)的大發(fā)展帶來(lái)了巨大推動(dòng)力，石油作為二次能源促進(jìn)世界產(chǎn)生巨大進(jìn)步，跟著天然氣也大量的應(yīng)用，又加大了化石能源作用，促使全球經(jīng)濟(jì)發(fā)展激增，于是飛機(jī)、輪船、電力機(jī)車、發(fā)電站、汽車以及電視、電子計(jì)算機(jī)，互聯(lián)網(wǎng)都得到巨大增長(zhǎng)，石油能源成為人類社會(huì)現(xiàn)代化文明的基石。

 

進(jìn)入21世紀(jì)，隨著人類信息產(chǎn)業(yè)的巨大發(fā)展，推動(dòng)了眾多高新能源科技的發(fā)達(dá)應(yīng)用，包括核能、煤電、水電，以及太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮堋⒊毕艿缺姸嗄茉吹某霈F(xiàn)，人類社會(huì)進(jìn)入了多元化能源發(fā)展年代，但化石能源會(huì)在相當(dāng)時(shí)段占居主導(dǎo)地位?，F(xiàn)在化石能源最突出的問(wèn)題是對(duì)，大氣污染和溫室氣體效應(yīng)問(wèn)題，促使世界不得不加快開(kāi)發(fā)可再生能源和氫能源問(wèn)題，至今還很難說(shuō)那一種能源能起到主宰作用，還在不斷摸索求進(jìn)之中，正是由于氫能的諸多優(yōu)點(diǎn)和實(shí)踐上效應(yīng)，世界各國(guó)比較一致認(rèn)為氫能可能在本世紀(jì)下半世紀(jì)逐步起到主導(dǎo)作用的可能性大大增加，于是氫能時(shí)代即將到來(lái)，特別是氫能源汽車也成了追逐的焦點(diǎn)問(wèn)題，氫能可能是人類社會(huì)終極能源的說(shuō)法也相應(yīng)的確立，于是氫經(jīng)濟(jì)社會(huì)興起了。

 

那么我國(guó)對(duì)發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)社會(huì)有那些特色呢?這可能是：發(fā)展氫能這是貫徹我們國(guó)家發(fā)展清潔能源的重大戰(zhàn)略之一。

2017年6月7日在北京召開(kāi)了第八屆清潔能源部長(zhǎng)及專業(yè)會(huì)議上表達(dá)：中國(guó)將堅(jiān)持節(jié)約資源，保護(hù)環(huán)境，改善能源結(jié)構(gòu)，發(fā)展清潔能源的基本國(guó)策，共同推動(dòng)全球走綠色、低碳、循環(huán)，可持續(xù)發(fā)展之路，這也是對(duì)氫經(jīng)濟(jì)和FCEV的發(fā)展是很大的鼓舞和支持;加大對(duì)應(yīng)用氫能的宣傳和教育工作，要把氫能的優(yōu)勢(shì)和可克服的劣勢(shì)向廣大人民和各級(jí)政府多宣傳和解說(shuō)，同時(shí)在初期推行階段，政府和廣大人民的支持是非常重要的，氫能作為新事物，最需要的是思維上認(rèn)同和支持;加速氫能標(biāo)準(zhǔn)的制定，目前國(guó)際上ISOTC197和IECTC105正在制定和修正國(guó)際氫能標(biāo)準(zhǔn)，這樣我們對(duì)氫能標(biāo)準(zhǔn)體系，如產(chǎn)品和服務(wù)設(shè)計(jì)，制造和運(yùn)輸，也要拿出與國(guó)際水平相對(duì)等，表現(xiàn)高度化新的標(biāo)準(zhǔn)體系，促進(jìn)氫經(jīng)濟(jì)在高水平上運(yùn)行;要加速燃料電池汽車的規(guī)?；l(fā)展，現(xiàn)在情況看我們發(fā)展速度和水平明顯居于低位，首先要加速FCEV的發(fā)展，當(dāng)前不管是什么能源汽車都是在現(xiàn)代生活中奠定重要地位，是不可缺少一部分，而氫能交通地位卻在不斷提升，我們要把氫能交通擴(kuò)充到動(dòng)車、輪船、飛機(jī)、潛艇、無(wú)人機(jī)機(jī)上應(yīng)用，這在國(guó)際上都已用上了，要讓我們交通體系能源有一個(gè)新的變革;要設(shè)法將氫能進(jìn)入農(nóng)民家庭，特別是深山老林地帶，讓一些缺電地帶居民都能用上電源，分布式、自發(fā)電和網(wǎng)絡(luò)化這在不少國(guó)家已經(jīng)都在試行，甚至進(jìn)入常態(tài)。如冰島雖是小國(guó)，但已較早以地?zé)崮転槿剂想姵厝诤习l(fā)電，為全島人民造福。

我在美國(guó)芝加哥就參觀過(guò)社區(qū)燃料電站網(wǎng)絡(luò)化供電，既是商業(yè)性，又是服務(wù)性，搞起社區(qū)電力的生態(tài)圈，讓每一居民都得到氫能的紅利，這種全民化的福利是完全可以做到了;加快核聚變能源發(fā)電，今年6月6日《國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃(ITER)》在巴黎召開(kāi)，我國(guó)是ITER成員國(guó)之一，參加了會(huì)議，會(huì)議研討，加快利用可控的核聚變?yōu)槿祟愝斔途薮笄鍧嵞茉吹目尚行?，我方鼓?lì)在國(guó)際上的優(yōu)秀華人，學(xué)者，能投身于ITER計(jì)劃和國(guó)內(nèi)核聚變事業(yè)上作貢獻(xiàn);把發(fā)展氫能與“一帶一路”宏偉事業(yè)結(jié)合起來(lái)，氫能作為新科技，新業(yè)態(tài)，不少項(xiàng)目可以用上，只有可能我們都要盡力而為，在氫能產(chǎn)業(yè)鏈上開(kāi)展眾多可能的合作和應(yīng)用，走出去，引進(jìn)來(lái)，成為“一帶一路”一個(gè)亮點(diǎn);大力培育氫能專業(yè)人才，支持領(lǐng)軍人才、高級(jí)科技人才、高技能人才，突出營(yíng)造有利于氫能基礎(chǔ)研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化創(chuàng)新、市場(chǎng)營(yíng)銷的良好環(huán)境和人才激勵(lì)機(jī)制，發(fā)揮人才為創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展上關(guān)鍵作用;努力推動(dòng)燃料電池便攜式設(shè)備的研發(fā)和應(yīng)用。

當(dāng)前這種產(chǎn)品已成為時(shí)尚化，智能化，特別是對(duì)地質(zhì)探測(cè)、漁民、軍隊(duì)、探險(xiǎn)人士應(yīng)用，現(xiàn)在還可以為手機(jī)、計(jì)算機(jī)、數(shù)碼相機(jī)上充電，國(guó)際上已充許民航機(jī)攜帶便攜式燃料電池設(shè)備;要把氫能裝置和智能裝置和智慧城市和信息網(wǎng)絡(luò)化結(jié)合起來(lái)，盡可能使氫能走向智能化，如2016年聯(lián)合國(guó)在江蘇的如皋設(shè)置中國(guó)首個(gè)《聯(lián)合國(guó)氫能經(jīng)濟(jì)示范城市》，一些氫能專家聚集這個(gè)美麗的蘇北小鎮(zhèn)，為開(kāi)發(fā)氫能，發(fā)展氫經(jīng)濟(jì)把脈獻(xiàn)策，開(kāi)展具有中國(guó)氫能特色的城鎮(zhèn)化和綠色經(jīng)濟(jì)，計(jì)劃在“十˙三五”未，如皋的氫能經(jīng)濟(jì)達(dá)100億，目前已擁有百應(yīng)能源，澤禾新能源、南通亞曼汽車等十多家氫能和燃料電池關(guān)鍵材料和零部件落戶，加拿大的知名的燃料電池巴拉德公司也到如皋進(jìn)行有關(guān)氫能項(xiàng)目的合作。還有鄭州、佛山，青島等城市也要建設(shè)氫經(jīng)濟(jì)示范城市在規(guī)劃中;實(shí)實(shí)在在的貫徹氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)的“三縱、三橫、三平臺(tái)”產(chǎn)業(yè)化路線圖，要盡一切力量盡快把科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，把氫能促成商業(yè)化，為全球全國(guó)人民造福，這一點(diǎn)非常迫切的重要的。

 

最后，讓我們以李白詩(shī)句“騰身轉(zhuǎn)覺(jué)三天近，舉足回首萬(wàn)嶺低”的氣度，讓大家都行動(dòng)起來(lái)，繼往開(kāi)來(lái)、砥礪奮進(jìn)、奮發(fā)圖強(qiáng)，投入發(fā)展氫能與燃料電池產(chǎn)業(yè)大潮中，迎接氫經(jīng)濟(jì)社會(huì)的早些到來(lái)。