燃料电池技术：5到10年将产业化
来源：中国科技网 发布日期：2012年03月08日
国外车企在燃料电池汽车领域，正在紧锣密鼓地加快研究，目标直指新能源汽车技术的制高点，并不动声色地积极准备在2015年实现初步的商品销售。强敌环伺下的中国燃料电池汽车，会落得与传统汽车工业相同的窘境么？
截至2010年世博会，我国已有196辆燃料电池汽车示范运行91万公里 图/CFP
随着国家示范运行政策的广泛推行与媒体的积极宣传，纯电动汽车、混合动力汽车等曾经“高精尖”的节能环保技术，已经越来越为普通人所熟悉和了解。然而，与前两位“兄弟”的大红大紫相反，新能源汽车三条主要技术路线中的燃料电池汽车，却多少显得有些神秘与沉寂。
燃料电池汽车究竟是怎样的一种汽车技术？现下的低调是否意味着遥不可及，或者无足轻重？
对于后一个问题，来自新能源汽车领域的两会代表和委员，几乎异口同声地给出了否定的答案。夸张地说，在这些常年沉浸在汽车工业最前沿科研战线上的专家眼里，燃料电池汽车的重要性，绝对不亚于甚至要超越电动汽车。
按照当前技术与产业发展进度，再过5到10年，人们或许就能握住燃料电池汽车方向盘
电动汽车这几年来的风风火火，常常会让人们误以为燃料电池汽车应该与前者没什么不同。实际上，燃料电池汽车自身具有独特的能源生成机制。虽然依旧是电动汽车的一种，但是其电池的能量是通过氢气和氧气的化学作用，不经过燃烧而直接变成电能。整个化学反应的过程除了水之外，不会产生任何污染物，称得上是环保程度最高的汽车种类。在我国新能源汽车“三纵三横”的研发格局中，燃料汽车与混合动力汽车、纯电动汽车一起，共同组成了技术路线的“三纵”。
“在40到50年的时间里，传统汽车与三种新能源汽车会长期并存。但从更长远上来看，如果期间没有其他种类技术的横空出世，燃料电池汽车可以说是汽车工业的未来方向。”全国政协委员、上海神力科技有限公司董事长胡里清说。
不过，戴着这顶“未来方向”的高帽，却并不意味着燃料电池汽车只是一场半个世纪之后的梦。按照当前技术与产业发展的进度，距离人们开始有机会握住燃料电池汽车方向盘的时间，或许只有5到10年。
“就燃料电池汽车而言，其在保障能源安全、环境安全，提振汽车核心竞争力方面举足轻重，必须加速发展；同时，由于其与混合动力汽车、纯电动汽车在动力系统方面的共平台特性，由于其在车型用途、续驶里程等方面与纯电动汽车的互补特性，燃料电池汽车有基础也能够加速发展。”科技部电动汽车重大项目管理办公室副主任甄子健解释说。他认为，燃料电池汽车在5到10年后，将可以像近两年的电动汽车一样，通过示范运行进入商业化销售阶段。
实力雄厚的外国同行们，已经在实现产业化、商品化上快马加鞭
当然，对于一项将横跨50年的技术而言，进入示范运行仅仅只是万里长征迈出了第一步。中国人需要看到的是，实力雄厚的外国同行们，已经在迈向产业化、商品化的更高阶段上，快马加鞭。
据资料显示，2011年1月，梅赛德斯奔驰的B级F-CELL燃料电池汽车，完成了125天环球旅程。戴姆勒汽车公司因而于最近宣布，将该公司燃料电池轿车产业化的时间表从2015年提前到2014年；通用汽车100辆雪弗兰Equinox燃料电池汽车仅在2010年就完成了140万英里的实际行驶；2011年5月在德国举办的挑战赛上，来自丰田、本田、通用、奔驰、奥迪、现代等主流汽车企业的燃料电池汽车争奇斗艳，达到了相当高的水准……
除了车辆本身，燃料电池汽车所需配套的基础设施，也得到了外国政府与行业的大力支持。早在2009年，7家世界著名汽车企业就联名发表声明，要求各国政府和能源企业加快燃料电池基础设施建设。紧接着，德国主要车企便与政府启动了旨在2015年之前，建立足够支持每年10万辆电动和燃料电池汽车的全国性综合加氢网络的计划；2010年，日本13家石油企业亦制定了2015年前大力发展氢能基础设施的计划，2025年要达到1000座加氢站，供给200万辆燃料汽车……
“国外车企在燃料电池汽车领域，正在紧锣密鼓的加快研究，目标直指新能源汽车技术的制高点，并不动声色地积极准备在2015年实现初步的商品销售。”对于外国车企在燃料电池汽车领域的快马加鞭，甄子健表达了自己的忧虑，“这种紧锣密鼓从市场或者媒体上还看不出来，它隐藏在外国企业创新环节的深层次之中。但我们的新能源汽车专家们一直在密切关注国外车企的动向，并能感受到非常大的压力！”
对此，全国政协委员、863计划节能与新能源汽车重大项目总体组组长欧阳明高的感受更加直观。“最近日本举办了一次专业程度非常高的新能源展览，参观人次达到12万。在展览上，我们发现，一直被认为还很遥远的燃料电池，日本人都已经做到了足以商业化的程度。”欧阳明高表示，日本企业研发的速度与效率，远远超过了自己的预期。更让他压力重重的，还有外国车企对产业链的建设与整合能力。“在燃料电池汽车上，小到一个螺丝帽都有专门的公司在做。整个产业链很长，并且非常完整。”欧阳明高说。
简言之，当中国的企业还在观望或艰难摸索的时候，国际对手在技术方面已经相当成熟。有人也许会问为何外企不在当下发力，甄子健的观点是：“他们之所以愿意等待三年，更多仅是为进一步降低成本、配套进行基础设施的准备。”
目前我国燃料电池行业缺少成型的上游产业链，大部分关键材料和零部件都依赖进口
那么，我国燃料电池汽车的发展与世界先进水平相比，究竟差在哪些方面呢？
在胡里清看来，首先便是燃料电池领域。“如果说燃料电池是燃料电池汽车的心脏，那么生产燃料电池的关键技术和材料便是这核心中的核心。”
胡里清表示，目前我国燃料电池行业缺少成型的上游产业链，大部分关键材料和零部件都依赖进口，造成整体上受制于人。“比如隔膜，很多企业就需要向美国的杜邦公司购买，而空气压缩机之类的关键部件，常常是有钱都买不到。”
具体说来，在燃料电池即电堆方面，主要就有质子交换膜、催化剂、碳扩散层材料和双极板等等。其他关键零部件则包括空气压缩机、高效散热器、特种阀件以及高压储氢罐等。其中，70MPa的车载超高压储氢罐2到3年内就有望实现商品化，而我国目前只能生产35MPa规格的产品；美国客车用燃料电池发动机系统的寿命已达5000小时，我国的至今仍未超过3000小时。
甄子健认为，“就燃料电池汽车的产业化来说，为以后的5至10年打算，国家、企业以及社会相关方面从现在起就要高度重视、系统策划、实际行动。近期我们可以选公共服务领域车辆为切入口，加大示范考核以及商业模式培育的力度，不断提升我们产品的核心技术，为燃料电池汽车进入乘用车和商用车主流市场打下基础。”
真正决定中国燃料电池汽车未来的，是国家的眼光与产业的态度
面对种种分明的中外差距，人们或许会提出这样的疑问：强敌环伺下的中国燃料电池汽车，会落得与传统汽车工业相同的窘境么？
事实上，尽管与国外存在不小的差距，但通过“十五”和“十一五”期间科技部电动汽车重大科技专项和节能与新能源汽车重大项目，我国在燃料电池汽车及加氢基础设施领域有了良好的起步：上汽、一汽、奇瑞、长安等整车厂与同济大学、清华大学、上燃动力、新源动力、神力科技等产学研联合，形成了具有自主知识产权的燃料电池乘用车和商用车动力系统技术平台，分别开发出相应的燃料电池汽车产品投入实际示范运行考核。2008年奥运会，23辆燃料电池汽车示范运行7.6万公里。到了2010年世博会，这个数字上升到196辆和91万公里。目前，北京、上海两地已经建成四座固定加氢站和两座移动加氢站，其中后者率先探讨了工业副产气供氢基础设施网络……
但在胡里清看来，真正决定中国燃料电池汽车未来的，是国家的眼光与产业的态度。
他表示，对于当前出现的一些质疑甚至否定燃料电池汽车的声音，国家应当通过更加有力的政策予以回应，加强对燃料电池关键材料技术研发的支持，积极发挥企业作为创新主体的作用。此外，还应通过建立产业技术创新联盟的方式，集中资源，实现产业共性技术的突破，并建立示范推广的长效机制。
“一个大国，应当具备远瞻未来几十年的眼光。”胡里清说。(记者 何晓亮)
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燃料电池汽车
燃料电池汽车的工作原理是，在汽车搭载的燃料电池中，使作为燃料的氢与空气中的氧发生化学反应，从而产生出电能启动电动机，进而驱动汽车。甲醇、天然气和汽油也可以替代氢，不过将会产生极度少的二氧化碳和氮氧化物。但总的来说，这类化学反应除了电能就只产生水。因此燃料电池车被称为“地道的环保车”。
燃料电池汽车的氢燃料能通过几种途径得到。有些车辆直接携带着纯氢燃料，另外一些车辆有可能装有燃料重整器，能将烃类燃料转化为富氢气体。单个的燃料电池必须结合成燃料电池组，以便获得必需的动力，满足车辆使用的要求。
作者： 何晓亮：http://www.stdaily.com/stdaily/content/2012-03/07/content_438695.htm
