10月19日，牛一龍發(fā)表了《重磅！為什么說燃料電池汽車是新能源汽車最具戰(zhàn)略意義的突破口》文章，東風(fēng)汽車公司原副總工程師、資深汽車情報專家程振彪及新書《燃料電池汽車——新能源汽車最具戰(zhàn)略意義的突破口》進(jìn)行簡要說明，經(jīng)“新浪看點”平臺推薦后在行業(yè)引起強(qiáng)烈反響：一天多時間閱讀量就達(dá)到36000多人次，有汽車企業(yè)高管留言希望程老講課的，有希望程老推薦人才的，也有希望當(dāng)面求教與交流的。

有贊同的，比如氫燃料電池才是最好的綠色能源，燃料電池確實比純電的可用性更高，更值得推廣，廢物利用率也更好！

也有質(zhì)疑的，比如：液態(tài)氫大規(guī)模制造以及安全性問題，單說電制氫再轉(zhuǎn)化動能的效果肯定不如電池充電放電再帶動電機(jī)效率高，高性能電池技術(shù)突破在即，還有必要去發(fā)展這種低效復(fù)雜危險的技術(shù)嗎？加氫站成本大于電站且危險？

對此，程振彪通過“E車匯”表示，感謝大家對他本人、新書尤其是對新能源汽車發(fā)展的關(guān)注，正是有不少人對世界燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀和進(jìn)步不了解，所以他才寫書公開傳播，看到不同意見更說明本書出版的必要性。

此外經(jīng)程老提議，我們將為本篇文章評論點贊數(shù)最多的前五名讀者，每人送出《燃料電池汽車——新能源汽車最具戰(zhàn)略意義的突破口》一本，以答謝一直以來支持“E車匯”的朋友?，F(xiàn)將本書相關(guān)主要觀點摘錄如下：

新能源汽車的終極解決方案

氫燃料電池（電動）汽車的關(guān)鍵所在和奧妙之處，在于它的動力來源——（氫）燃料電池近乎完美和非常理想的工作原理與機(jī)制，其名義上叫電池，而實質(zhì)上是一種基于電化學(xué)原理，將作為“燃料”（此所指燃料已不是傳統(tǒng)意義上的燃料，因為它并未“燃燒”，因此，要加引號）的氫和空氣中的氧化劑反應(yīng)生成的化學(xué)能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電裝置（或者稱為“氫氣發(fā)電機(jī)”）。

燃料電池早期主要應(yīng)用于航天和軍事目的，后來，鑒于其巨大的潛在優(yōu)勢和應(yīng)對日趨嚴(yán)重的交通環(huán)境污染，人們又研究將之應(yīng)用于汽車而作為動力裝置。經(jīng)過數(shù)十年，尤其是自20世紀(jì)90年代以來，科技人員扎扎實實的埋頭探索和反復(fù)試驗研究，如今，世界上氫燃料電池汽車的技術(shù)進(jìn)步飛快，成果顯著，大大超出國內(nèi)許多人的預(yù)想，已經(jīng)顯露出光明的發(fā)展前景；在（純）電動汽車關(guān)鍵技術(shù)障礙久攻不破的困擾下，的確給人們帶來一種“眼前一亮”的感覺。

在世界汽車工業(yè)界多年艱難嘗試了多種新能源汽車技術(shù)方案之后，依據(jù)氫燃料電池汽車表現(xiàn)出來的無以倫比卓越的環(huán)保性和很高的能效，再參照對全球正在醞釀興起的第三次工業(yè)革命的預(yù)判，學(xué)界有人甚至斷言，氫燃料電池汽車很可能是世界汽車的最終發(fā)展目標(biāo)和新能源汽車的終極（解決）方案。該項革命性的技術(shù)成果對人類未來經(jīng)濟(jì)社會將產(chǎn)生的重大影響和廣闊的發(fā)展前景，已被世界一些具有敏銳眼光的科學(xué)家所認(rèn)識。據(jù)稱，最近，一個由18位頂尖科學(xué)家團(tuán)隊——世界經(jīng)濟(jì)論壇新興技術(shù)跨界理事會，評選出全球未來最具發(fā)展?jié)摿Φ?、諸如無人機(jī)、新一代機(jī)器人、3D/4D打印等等的十大新興科技。其中，氫燃料電池汽車位居榜首（見2015年第六期《中國經(jīng)濟(jì)報道》）。

燃料電池潛在的遠(yuǎn)大發(fā)展前景，不僅為汽車業(yè)界人士所認(rèn)識，而且也受到航空界的青睞。意大利都靈理工學(xué)院成功研制出世界首架燃料電池飛機(jī)，并在柏林航展上展出。在此之前，該架飛機(jī)已在漢堡試飛成功（見2012年9月15日《環(huán)球時報》）。2012年，在漢諾威工業(yè)博覽會上，德國航空航天中心也展示了其研發(fā)的燃料電池飛機(jī)（見2012年4月28日《科技日報》）。同樣，鑒于其巨大的優(yōu)越性，燃料電池潛艇也是目前世界各軍事大國研發(fā)的熱點之一。

過去，在我國城鄉(xiāng)許多人的代步工具都使用燃油摩托車，后來被蓄電池（電動）自行車所取代?；谌剂想姵氐木薮髢?yōu)越性及清潔可再生能源的快速發(fā)展，未來，傳統(tǒng)的蓄電池（電動）自行車也可能會被氫燃料電池（電動）自行車替代。據(jù)報道，最近法國普拉格馬工業(yè)公司推出了世界首款被命名“阿爾法”的氫燃料電池（電動）自行車，法國郵政總局已表示有意訂購之。普拉格馬公司宣稱，其將在2016年首批量產(chǎn)100輛“阿爾法”自行車，2017年將增加至1000輛，每輛售價約2300歐元，不會超過眼下頂級傳統(tǒng)電動自行車，以后大批量生產(chǎn)售價更會大幅下降。

氫燃料電池汽車的主要優(yōu)勢

一.基本優(yōu)點

裝備以質(zhì)子交換膜式為代表的氫燃料電池汽車的主要優(yōu)點，在很大程度上歸功于燃料電池非常理想的工作原理（機(jī)理）?？梢哉f，其在保持和擴(kuò)大純電動汽車優(yōu)勢的同時，又?jǐn)P棄了后者固有的缺陷和不足。

1、極好的環(huán)保性。

就車輛本身而言，在行駛過程中，只排放純凈水而無其他任何有害物質(zhì)；同時，這也很符合大自然的循環(huán)規(guī)律，汽車運行工作的副產(chǎn)品——水，雖然以目前的狀況看，汽車使用者還不能直接回收利用，但排入到大自然中總歸還是要被利用（例如再次電解水制氫等等）。從能源的全壽命周期看，如果汽車使用的氫燃料是來自工業(yè)廢氣等副產(chǎn)品以及通過可再生清潔能源而制取，那么車輛總的排放污染也是很低、很少的。在全球環(huán)境污染加劇、氣候變化異常的嚴(yán)峻局面下，促使人們現(xiàn)在把發(fā)展新能源汽車的目光聚焦到氫燃料電池汽車上，說到底是更看重其卓越出眾的環(huán)保性。

2、能源效率特別高。

從車輛的動力裝置——氫燃料電池的工作原理上來審視，其產(chǎn)生的動力不經(jīng)熱機(jī)過程，不受熱力循環(huán)限制，基本上沒有熱釋放和熱能損失。因此，能源轉(zhuǎn)換效率高，為60%～70%，甚至更高，大致是內(nèi)燃機(jī)的2～3倍。從這個角度上來認(rèn)識問題，大力發(fā)展氫燃料電池汽車也是我國破解能源困局的有效之策和重要舉措。

3、氫能資源豐富。

向燃料電池提供的燃料——氫，來源和分布都十分廣泛，理論上講，在宇宙質(zhì)量中，約有75%的氫元素。地球上的氫也幾乎無處不在，無處不有，制取氫的資源豐富，途徑多樣，亦可謂取之不盡，用之不竭。從現(xiàn)實可采用的技術(shù)手段上講，既可以用包括風(fēng)、太陽能等清潔可再生能源電解水制氫，也可利用光直接解水制氫、陽光生物（例如仿照植物光合作用）制氫、廢物利用制氫等等。

4、乘坐舒適度高。

燃料電池汽車與傳統(tǒng)汽車相比，動力系統(tǒng)不存在機(jī)械振動和熱輻射等問題，不僅可保證汽車有關(guān)零部件有更長的使用壽命和更高的可靠性，而且汽車運行平穩(wěn)，噪聲輕，汽車的舒適性極佳。

二.與純電動汽車相比的獨特優(yōu)點

基于燃料電池工作原理的科學(xué)、合理性，氫燃料電池汽車就從根本上避免了純電動汽車的若干重大缺陷，例如續(xù)駛里程局限和易著火的安全隱患等等。

1、續(xù)駛里程的局限小，補(bǔ)充能量快。

前面已經(jīng)提到，純電動汽車的續(xù)駛里程之所以較短，在于其蓄電池存儲的能量有限。而燃料電池汽車的所謂電池，只“發(fā)電”并不蓄電，裝在氫罐（或容器）里的氫才是車輛存儲的能量，只要將氫源源不斷的提供給燃料電池，則驅(qū)動系統(tǒng)就能獲得足夠的電能而驅(qū)動汽車行駛。這也就是說，氫燃料電池汽車的續(xù)駛里程并不取決于“電池”而取決于車載儲氫罐所存儲氫的多少。據(jù)有關(guān)科技資料顯示，氫的能量密度很高（大致為1 kWh），約是汽柴油的2～3倍，更約是車載鋰離子電池的10倍(大致是100~200 Wh)；5公斤的氫儲量可支持氫燃料電池汽車連續(xù)行駛400公里以上，而要達(dá)到相同的里程數(shù)，純電動汽車則要搭載約半噸多重的鋰離子電池（與之相比，氫燃料電池堆則要輕很多）。

由此可見，純電動車上的能量有很多都被電池的自重消耗掉了，很不經(jīng)濟(jì)，也不科學(xué)合理（見2014年7月18日《中國工業(yè)報》）。氫燃料電池汽車除上述的獨特優(yōu)點外，其補(bǔ)充能量的速度也很快，幾分鐘之內(nèi)，就能給氫罐充滿至達(dá)到最大續(xù)駛里程（400多公里乃至更多）的氫氣量，與傳統(tǒng)汽車加油一樣方便快捷。而如前所述，純電動汽車“慢速充電”需要7～8個小時，“快充”也要半個多小時，充一次電也只能連續(xù)行駛150～200公里。通過這種對比，還使人們看出一個重要問題，就是在推廣普及純電動和氫燃料電池汽車時都需要建立基礎(chǔ)設(shè)施的情況下，氫燃料加注站的設(shè)置密度要比純電動汽車充電站的密度低很多，這將會帶來一系列的節(jié)省和產(chǎn)生積極的社會效應(yīng)。

2、電池安全性高，對環(huán)境友好。

氫燃料電池由極板夾著很薄的電解膜構(gòu)成。在電解膜一側(cè)的陽極上，氫被諸如鉑一類的催化劑分解為電子與質(zhì)子。質(zhì)子可以穿過電解膜，與空氣中的氧生成水蒸汽排出，而電子則統(tǒng)統(tǒng)被電解膜攔下，集中起來生成電流。這一過程是在物質(zhì)的原子水平上發(fā)生的，從理論上講，基本上沒有熱輻射，就是在實際的應(yīng)用工作過程中，電池的溫度最高也不會超過100℃，如果再采取一些冷卻措施，則溫度會更低。由于燃料電池失能甚微，即使隔膜裂了也不會發(fā)生爆炸。加之電池組件是固態(tài)材料構(gòu)成，由此也就從根本上避免了類似于純電動汽車因電池?zé)崾Э睾腿芤海▌┬孤┑榷鴮?dǎo)致的安全隱患，可獲得高的安全性。

要說氫燃料電池汽車在安全方面還有什么薄弱環(huán)節(jié)的話，儲氫裝置（或容器）可算得上是一個需要認(rèn)真對待的東西（下面將涉及），但因已經(jīng)有比較成熟的技術(shù)可以應(yīng)用，氫燃料電池汽車的安全性基本上與傳統(tǒng)汽車的相當(dāng)，并無特別之隱憂。關(guān)于氫燃料電池在全壽命周期內(nèi)對環(huán)境的影響，就整體而言，其構(gòu)成材料基本上沒有毒性，在制備、使用和回收處理環(huán)節(jié)，不存在對環(huán)境的污染問題。當(dāng)然，這主要還是理論認(rèn)識。在世界范圍內(nèi)，氫燃料電池汽車尚處在少量示范運用的階段，積累的實踐經(jīng)驗少，若大量使用時，燃料電池究竟對環(huán)境是否會產(chǎn)生明顯的負(fù)面影響，還要由實踐來回答。 

氫燃料電池汽車存在的主要問題與難點

盡管氫燃料電池汽車具有如上所述的諸多優(yōu)點，但因其是一個完全創(chuàng)新型、革命性的技術(shù)產(chǎn)品，不可避免的會有一些不完善和需要改進(jìn)的地方，特別是在21世紀(jì)初葉及之前的早期（或者說前期）階段，還存在以下主要問題與難點。

1、燃料電池發(fā)動機(jī)技術(shù)性能需大幅提高

早期階段，燃料電池發(fā)動機(jī)的技術(shù)性能欠佳，需要極大改進(jìn)才能滿足實際使用要求，主要涉及以下幾個問題。

一是燃料電池的功率密度較低，整個燃料電池發(fā)動機(jī)輸出的功率受到局限；并且，由于其動態(tài)響應(yīng)較慢，在汽車均速行駛時問題尚不突出，而工況改變時，如在加速或爬坡需要更大功率的情況下，就顯得很困難，影響到汽車的正常使用。

二是燃料電池發(fā)動機(jī)的耐久性較差，使用壽命較短。在前期階段，國際上燃料電池發(fā)動機(jī)的使用壽命普遍不超過3000小時（美國能源部制定的、可滿足正常使用要求的2020年目標(biāo)為5000小時），與實際應(yīng)用的要求還有不少差距；燃料電池汽車行駛4～5萬公里后，功率即下降約40%，與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)普遍可保證汽車行駛50萬公里以上相比，還遜色得多。

三是燃料電池發(fā)動機(jī)的環(huán)境適應(yīng)性較差，尤其是低溫情況下起動比較困難（純電動汽車也有這種弱點），不能很好滿足天氣寒冷時的汽車正常使用要求。

2、系統(tǒng)可靠性要求高

為使燃料電池發(fā)動機(jī)具有足夠大的輸出功率而驅(qū)動汽車，需要把成百上千（乃至更多）個單體燃料電池集成于一體，構(gòu)成燃料電池堆，不僅要求每個部件都具有一致的質(zhì)量，而且串聯(lián)作業(yè)時也不允許有任何的差錯。如果單體電池間由于水、熱、壓力、燃料供應(yīng)以及膜的情況的不同而出現(xiàn)性能上的差異，那么電池堆內(nèi)部就會出現(xiàn)不平衡性，從而影響電池發(fā)動機(jī)的正常工作。例如燃料電池的核心部件膜電極制備，其可靠性要求就很高，需要高度關(guān)注單片膜電極制備的均一性和膜電極批量生產(chǎn)的一致性等。

除此之外，燃料電池發(fā)動機(jī)還比較復(fù)雜，由許多不同的部件或單元組成，它們之間也要有完美的匹配?？傊?，燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)技術(shù)含量高，創(chuàng)新的潛力大，系統(tǒng)可靠性要求也很嚴(yán)苛。

3、氫燃料電池汽車制造成本高

在氫燃料電池汽車的前期發(fā)展階段，根據(jù)不同的科技文獻(xiàn)資料的粗略估計，氫燃料電池汽車的成本是傳統(tǒng)汽車的數(shù)倍乃至10倍。尤其是質(zhì)子交換膜燃料電池，要使用價格昂貴的鉑金屬催化劑，不僅導(dǎo)致電池成本高升，而且還要受到鉑金屬礦產(chǎn)資源有限的約束，因為世界上鉑礦儲量不多。

4、氫燃料供應(yīng)是大難題

氫燃料電池汽車的燃料供應(yīng)等基礎(chǔ)設(shè)施，與傳統(tǒng)汽車的完全不同，需要從頭建起（當(dāng)然，也可以利用現(xiàn)有加油站的部分設(shè)施進(jìn)行改造，但終究要從頭來），是一個龐大復(fù)雜的系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)，將經(jīng)歷一個較長的時期才能逐步建立形成。并且，在氫燃料供應(yīng)的各個環(huán)節(jié)上，都要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新和一定的投資。其中，以下問題需要重點解決。

首先是氫的制取。比較理想的、符合可持續(xù)發(fā)展要求的制氫途徑：一是本著“廢物利用”和“循環(huán)經(jīng)濟(jì)的”原則，通過工業(yè)（比如化工、鋼鐵行業(yè)等）副產(chǎn)品和煤層氣（俗稱瓦斯）等制氫；二是通過清潔可再生能源電解水制氫；三是通過陽光直接分解水制氫。經(jīng)由這三種途徑而經(jīng)濟(jì)的大批量制氫，需要進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新才能突破各種障礙。

其次，需要通過技術(shù)進(jìn)步而獲得安全可靠的管道輸送氫和車載儲氫的技術(shù)解決方案。就車載高壓儲氫而言，為使儲罐能存儲更多氫以保證汽車有長的行駛里程，就得提高儲罐的壓力，由此，就要確保罐的高壓安全性和密封性。若車載容器內(nèi)是液態(tài)氫，則需要有足夠低的局部環(huán)境溫度等等，同樣涉及一系列的安全問題。

再者，從理論上分析，雖然加氫站的設(shè)置密度沒有純電動汽車充電站的那么高，但建設(shè)起來卻比后者要復(fù)雜，牽涉面也更廣些。

氫燃料電池汽車技術(shù)總體進(jìn)步超出預(yù)期

最近幾年，尤其是自全球爆發(fā)金融危機(jī)和世界汽車產(chǎn)業(yè)受到較大沖擊的時期以來，當(dāng)我國采取各種措施旨在刺激傳統(tǒng)（汽柴油）汽車恢復(fù)高增長態(tài)勢之際，國際上有不少國家和跨國汽車公司，卻埋頭對氫燃料電池汽車核心技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，盡最大努力以創(chuàng)新而驅(qū)動汽車產(chǎn)業(yè)繼續(xù)發(fā)展，從根本上化解前進(jìn)道路上遭遇的困難與障礙。進(jìn)步呈突飛猛進(jìn)之勢，其成果無論從質(zhì)還是量上來看，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過前十年的。

總括來看，可以肯定地說，現(xiàn)今，氫燃料電池汽車壽命已遠(yuǎn)超商業(yè)化預(yù)期，主要指標(biāo)與傳統(tǒng)汽車相接近，而遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過純電動汽車，整車成本成倍下降，售價已至市場所能接受的程度（考慮到政策優(yōu)惠因素）。中國工程院院士衣寶廉認(rèn)為，從世界范圍看，現(xiàn)在燃料電池汽車存在的主要（技術(shù)）問題已基本解決。

決定氫燃料電池汽車“前途和命運”的關(guān)鍵所在，即核心部件燃料電池堆及燃料電池發(fā)動機(jī)，其技術(shù)近年取得革命性重大突破：電堆功率密度大幅提升，據(jù)有關(guān)資料稱，現(xiàn)今國際先進(jìn)水平已經(jīng)達(dá)到3kW/L（豐田新上市的燃料電池汽車的該指標(biāo)甚至比此還要高），超過美國能源部曾經(jīng)制定的、可實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化的2020年規(guī)劃指標(biāo)要求；燃料電池發(fā)動機(jī)技術(shù)性能（包括可靠性和穩(wěn)定性等）得到全面改善和提高，系統(tǒng)使用壽命普遍達(dá)到5000小時免維護(hù)運行（個別企業(yè)甚至達(dá)到8000小時和更多，美國聯(lián)合技術(shù)公司氫燃料電池大客車的使用壽命為1.2萬小時），這也是美國能源部至2020年要達(dá)到的規(guī)劃指標(biāo)；燃料電池發(fā)動機(jī)的冷起動溫度已經(jīng)達(dá)到-30℃，一些企業(yè)的車型在極其寒冷的北極進(jìn)行實地測試也沒有出現(xiàn)什么問題，完全滿足美國能源部2020年規(guī)劃中的相關(guān)指標(biāo)要求。這意味著，氫燃料電池汽車的特殊難題——冷起動技術(shù)瓶頸已經(jīng)破除。

現(xiàn)今，國際上燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)均已實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，技術(shù)性能和質(zhì)量都已達(dá)到實用化、商業(yè)化要求。同樣，一直困擾氫燃料電池汽車發(fā)展的成本高昂問題也獲得根本性解決。美國能源部的有關(guān)報告顯示，國際上從事燃料電池汽車研發(fā)的主流企業(yè)，其燃料電池發(fā)動機(jī)系統(tǒng)的成本，現(xiàn)今與21世紀(jì)初相比下降80%～95%，比價格大致為49美元/kW（按年產(chǎn)50萬臺計算），這已非常接近內(nèi)燃機(jī)的30美元/kW。車載儲氫技術(shù)也獲得重大突破，氫儲罐壓力由上一代車型的35Mpa升級到70Mpa，由此大大提高了汽車的續(xù)駛里程。而氫的獲取對燃料電池汽車來說，也并不是什么難事，已有多種成熟技術(shù)可供選擇。

由于成本大幅度下降，國際主流企業(yè)即將推出最新一代的氫燃料電池汽車預(yù)定售價，已與同類型混合動力汽車的相近或相當(dāng)，算是很有競爭力了。

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