全國(guó)政協(xié)副主席、科技部前部長(zhǎng)萬(wàn)鋼，近日在《人民日?qǐng)?bào)》撰文稱，新能源汽車應(yīng)及時(shí)把產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)向燃料電池汽車拓展。

一文掀起千層浪，特別是氫燃料電池是否具備了產(chǎn)業(yè)化條件，業(yè)界爭(zhēng)議很大。

由此，我們不妨來(lái)看看，在氫燃料電池領(lǐng)域，中國(guó)家底兒有多厚？產(chǎn)業(yè)化還需要補(bǔ)足什么？

1我們有什么？

說(shuō)到燃料電池，最核心的材料是質(zhì)子交換膜、催化劑、氣體擴(kuò)散層、以及雙極板。質(zhì)子交換膜、催化劑和擴(kuò)散層經(jīng)過(guò)一定的工藝加工程膜電極（MEA），而膜電極是燃料電池的心臟。

A質(zhì)子交換膜

質(zhì)子交換膜是膜電極中最核心的部件之一。對(duì)于質(zhì)子交換膜，有三個(gè)主要的技術(shù)要求：

（1）必須具有較高的質(zhì)子導(dǎo)電性

（2）必須有足夠低的氣體滲透率

（3）在運(yùn)行環(huán)境下具有足夠的化學(xué)和機(jī)械穩(wěn)定性

在國(guó)內(nèi)，上海有機(jī)所、大連化學(xué)物理所、武漢理工大學(xué)、山東東岳集團(tuán)、新源動(dòng)力等是質(zhì)子交換膜主要開發(fā)和生產(chǎn)單位。以東岳的DF260隔膜為例，膜厚度為15微米，在開路電位情況下耐久性大于600小時(shí)，膜在保證性能的前提下運(yùn)行壽命超過(guò)6000小時(shí)，干濕循環(huán)次數(shù)超過(guò)20000次，得到AFCC（AutomotiveFuelCellCooperation，戴姆勒-奔馳與福特的合資公司）的認(rèn)可，并給東岳、上海交通大學(xué)張永明教授頒發(fā)了技術(shù)達(dá)標(biāo)獎(jiǎng)。目前，該膜已經(jīng)定型量產(chǎn)，二代規(guī)劃產(chǎn)能20萬(wàn)平方米，至少可滿足每年20000輛全功率型FCV的需求。

B催化劑

催化劑以Pt（鉑）催化劑為主。中國(guó)氫能專家衣寶廉院士在一次采訪中曾提到，低Pt催化劑是燃料電池的主要技術(shù)方向。當(dāng)一輛FCV的鉑用量低于傳統(tǒng)汽車三元催化中鉑的用量的時(shí)候，就達(dá)到了目標(biāo)。而制備殼型結(jié)構(gòu)的催化劑是降低催化劑用量的一個(gè)有效的方法。

在“十三五”重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目的支持下，大連化物所、上海交通大學(xué)、華南理工大學(xué)、北京大學(xué)、蘇州大學(xué)等著名研究機(jī)構(gòu)取得了多方面的進(jìn)展。

除此之外，清華大學(xué)、重慶大學(xué)、廈門大學(xué)等研究機(jī)構(gòu)也對(duì)非Pt催化劑開發(fā)展開了研究，并取得了階段性成績(jī)。雖然中國(guó)新型催化劑，其中一部分在性能和穩(wěn)定性上已經(jīng)超過(guò)商業(yè)催化劑，但尚未實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)制備。

C膜電極

膜電極方面，如武漢理工新能源有限公司早已實(shí)現(xiàn)了商業(yè)化生產(chǎn)，產(chǎn)能已經(jīng)達(dá)到5000平米，國(guó)內(nèi)開發(fā)的第二代膜電極水平和國(guó)外商業(yè)化膜電極水平差距較小。目前，以開發(fā)有序化膜電極、新一代CCM技術(shù)為主要研發(fā)方向。

D雙極板

雙極板也是燃料電池的核心部件之一。如果按照功能去命名，可能叫做“雙極集電分離板”更加貼切?；陔p極板的作用，其特性必須兼具較好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，極低的氣體滲透率，要有足夠的尺寸和足夠的強(qiáng)度，還要耐腐蝕。雙極板承擔(dān)著電堆大部分的重量和成本，因此，低成本、輕量化、易生產(chǎn)，是對(duì)雙極板的具體要求。

從材料上看，雙極板主要分為石墨雙極板、金屬雙極板和復(fù)合材料雙極板。目前，國(guó)內(nèi)以開發(fā)金屬雙極板電堆為主要技術(shù)路線。尤其豐田Mirai推出鈦基雙極板燃料電池電堆之后，更堅(jiān)定了行業(yè)開發(fā)金屬雙極板技術(shù)方向的信心。雙極板技術(shù)的難點(diǎn)在于成型、焊接、涂層三個(gè)關(guān)鍵步驟。

上海治臻新能源裝備有限公司依托于上海交通大學(xué)的技術(shù)力量，已經(jīng)攻克了雙極板成型、焊接、涂層三道技術(shù)難關(guān)，可以實(shí)現(xiàn)雙極板國(guó)產(chǎn)化、批量化生產(chǎn)，設(shè)計(jì)年產(chǎn)量可達(dá)50萬(wàn)副，至少可供1500輛以上FCV使用。

由以上可以看出，雖然中國(guó)燃料電池技術(shù)與國(guó)際領(lǐng)先水平仍有差距，但已經(jīng)初步具備了產(chǎn)業(yè)化的條件。

2我們?nèi)笔裁矗?/strong>

A缺市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力

市場(chǎng)需求是產(chǎn)業(yè)化的前提，而產(chǎn)業(yè)化又是降低成本的基礎(chǔ)。燃料電池是關(guān)系國(guó)家未來(lái)能源結(jié)構(gòu)的關(guān)鍵技術(shù)。如果只能滿足小眾的需求，那便是資源的浪費(fèi)。但是迄今為止，燃料電池并沒(méi)有找到一個(gè)很好的應(yīng)用場(chǎng)景?？v觀全球，燃料電池的盈利空間也極其有限。而在小規(guī)模試制階段會(huì)有成本失真的現(xiàn)象。

舉個(gè)例子，一臺(tái)百千瓦級(jí)的全功率燃料電池電堆，雙極板不銹鋼用量只有幾十公斤，沒(méi)有市場(chǎng)規(guī)模，幾乎沒(méi)有大型鋼廠會(huì)接這樣的訂單。只能去市場(chǎng)上抓性能差不多的材料，或委托小鋼廠加工。材料性能和一致性很難保證。即使并非高價(jià)材料，也可能導(dǎo)致成品率降低，增加雙極板成本。

這種情況不只出現(xiàn)在雙極板，也出現(xiàn)在燃料電池電堆及系統(tǒng)各個(gè)部件之中。由于沒(méi)有市場(chǎng)規(guī)模，大家缺乏國(guó)產(chǎn)化的動(dòng)力。而對(duì)于技術(shù)課題和工程示范項(xiàng)目，往往對(duì)成本不太敏感。即使性能提上去了，價(jià)格也降不下來(lái)。因此，在沒(méi)有市場(chǎng)規(guī)模的前提下，不論是研發(fā)成本、材料成本、制造成本、還是后期的維護(hù)服務(wù)成本都很難下降。

沒(méi)有規(guī)模化成本就不能降低，成本不降低更沒(méi)有規(guī)?；袌?chǎng)。這一死循環(huán)的破解方法是不遺余力地挖掘需求，這仰賴于企業(yè)家的能力和精神：發(fā)現(xiàn)未來(lái)的機(jī)會(huì)，現(xiàn)在敢于投入。但中國(guó)汽車主管部門的思路是，他們引導(dǎo)，企業(yè)家跟隨。無(wú)論有沒(méi)有萬(wàn)鋼的文章，中國(guó)堅(jiān)定推動(dòng)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化，已經(jīng)是非常明確的了。相較之下，氫燃料電池市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力反而不足。能否政府引導(dǎo)先冷啟動(dòng)，市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)力隨后跟上并接過(guò)大棒？我們樂(lè)觀其成。

B缺戰(zhàn)略性的資金

《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃（2016-2030年）》提出了燃料電池的目標(biāo)：“2020年實(shí)現(xiàn)質(zhì)子交換膜燃料電池（以下稱PEMFC）電源系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)額定輸出功率50~100kW、系統(tǒng)比功率≥300Wh/kg、電堆比功率3000W/L以上、使用壽命5000小時(shí)?！币粋€(gè)50kW的電堆，完成5000小時(shí)的壽命測(cè)試，僅氫氣費(fèi)用就要達(dá)到上百萬(wàn)甚至數(shù)百萬(wàn)之多，因此，發(fā)展燃料電池產(chǎn)業(yè)，需要大量的資金投入。

這次燃料電池勢(shì)頭和2006年那會(huì)兒不同，有許多資本進(jìn)入，所以可能更有希望。但我有一絲擔(dān)心，因?yàn)橘Y本和資金雖然都是錢，但可能不完全一樣。一種資本是風(fēng)險(xiǎn)投資，他要求你快速燒錢，盡快看到成效，然后以一個(gè)合理的回報(bào)退出。另一種雖然是行業(yè)投資，但在他們眼里，燃料電池是一個(gè)新的風(fēng)口，他們?cè)趲缀鯖](méi)有太多思考的前提下，便躋身其中，一有風(fēng)吹草動(dòng)，可能像驚弓之鳥一樣撤出。無(wú)論哪種資本，只能“錦上添花”，很難“雪中送炭”。

燃料電池是一條長(zhǎng)線投資，換言之，燃料電池的獲利屬于未來(lái)。因此，燃料電池缺乏的是高瞻遠(yuǎn)矚的戰(zhàn)略投資。更加需要警惕的是，如果資本急功近利可能會(huì)產(chǎn)生“拔苗助長(zhǎng)”的負(fù)面效果，比如把不合格的電堆推向市場(chǎng)，可能引發(fā)故障或者事故，除了安全隱患外，甚至?xí)`導(dǎo)社會(huì)對(duì)燃料電池的認(rèn)知，反而不利于燃料電池行業(yè)的發(fā)展。

C缺產(chǎn)業(yè)鏈

現(xiàn)在社會(huì)分工更加明細(xì)，如果燃料電池只是幾個(gè)企業(yè)，而非一個(gè)產(chǎn)業(yè)，那勢(shì)必是低效的。說(shuō)到產(chǎn)業(yè)鏈，我們很容易想到制氫和儲(chǔ)氫。依照Mirai的數(shù)據(jù)，百公里氫氣消耗量約為0.6~0.7公斤。那么氫氣的價(jià)格就直接關(guān)系到用戶的使用成本。氫氣價(jià)格的組成，受到制氫、純化、儲(chǔ)運(yùn)、加氫站建設(shè)與運(yùn)營(yíng)、利潤(rùn)等諸多因素影響，甚至包括加氫計(jì)量的偏差。

未形成產(chǎn)業(yè)鏈，是除了市場(chǎng)規(guī)模外，另一個(gè)影響燃料電池成本的重要原因?；蛘咄ㄋ椎恼f(shuō)：這些材料和元器件都不是專為燃料電池設(shè)計(jì)的，因此可能存在著需求與性能和成本上的各種不匹配。如FCV一般使用碳纖維材料作為生產(chǎn)IV型瓶（非金屬內(nèi)膽全纏繞氣瓶）的主要材料，這種材料的成本短期內(nèi)成本可能很難降低。

D缺技術(shù)方向

船是誰(shuí)造的？船是大海造的。因?yàn)椴环稀按蠛５脑O(shè)計(jì)規(guī)范”的船，都已經(jīng)沉沒(méi)了。燃料電池該往哪走，市場(chǎng)是最好的指揮棒。

豐田公司開發(fā)的Mirai，為燃料電池行業(yè)提振了士氣。但諸如鈦基雙極板，3D流道技術(shù)等，不應(yīng)順理成章地就成為燃料電池產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)方向。比如雙極板，鈦基雙極板耐腐蝕，輕量化，但是機(jī)械加工難度大，成本高。不銹鋼不但材料成本低，也更易于加工，除冷壓成型外，還可以采用熱成型等其他工藝，因此也不失為一個(gè)好的選擇。

缺乏技術(shù)方向還導(dǎo)致了另一個(gè)現(xiàn)象：觀望。由于存在著技術(shù)不確定性的風(fēng)險(xiǎn)，很多企業(yè)不敢“盲目”的投入。一方面行業(yè)熱火朝天，另一方面產(chǎn)業(yè)化推進(jìn)速度很慢。

在市場(chǎng)需求不明確時(shí)，要根據(jù)企業(yè)的定位，目標(biāo)客戶，探索性的定制方向，而非千人一面。正如投資界說(shuō)的：不能把雞蛋放在同一個(gè)籃子里。在技術(shù)方向不確定時(shí)，百花齊放可能是更好的局面。

3怎么做

A找應(yīng)用場(chǎng)景

如果燃料電池不能找到合理的應(yīng)用場(chǎng)景，可能會(huì)成本失真，缺乏方向。前文提到那些國(guó)內(nèi)的燃料電池研發(fā)機(jī)構(gòu)，未必是產(chǎn)業(yè)化的最合適場(chǎng)所。他們有能力提升材料和電堆的各項(xiàng)指標(biāo)，完善著各種理論，甚至開發(fā)原型機(jī)和工程樣機(jī)……但這都不是達(dá)成產(chǎn)業(yè)化的充分條件。

福田氫燃料電池公交

燃料電池的場(chǎng)景，比如重載貨車?yán)谩耙簹?燃料電池”的組合，或者特種燃料電池車輛（如叉車）。這些是企業(yè)家基于商業(yè)嗅覺所開發(fā)的應(yīng)用，而非科學(xué)家的判斷。燃料電池產(chǎn)業(yè)化的前提是，找到不得不使用燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景。光闡述燃料電池的優(yōu)勢(shì)并沒(méi)有什么幫助。

舉個(gè)例子，在“有電有網(wǎng)”的場(chǎng)景，儲(chǔ)能電池固然有調(diào)峰的功能，但并非是必須的。再加上峰谷電價(jià)差額較小，在成本上看加儲(chǔ)能電池略顯“雞肋”。但如果“無(wú)電無(wú)網(wǎng)”的新能源發(fā)電場(chǎng)景下，儲(chǔ)能電池就是必不可少的模塊。同樣，燃料電池的優(yōu)勢(shì)是“多網(wǎng)融合”，和其他電池不同，它不依賴外部電網(wǎng)，而是一種全新的發(fā)電模式。相比低功率密度的太陽(yáng)能發(fā)電，燃料電池系統(tǒng)可能是一種更加適合的分布式電源（比如變成充電站）。它既不需要變壓器增容，也不需要?jiǎng)虞m幾百平米的鋪設(shè)空間，而且調(diào)度很快。

這就是我臆斷的一個(gè)應(yīng)用場(chǎng)景。應(yīng)用場(chǎng)景合適，才有可能創(chuàng)造市場(chǎng)。有了市場(chǎng)，才會(huì)營(yíng)造規(guī)模，而在規(guī)模之下，原來(lái)固有的問(wèn)題，可能不再是問(wèn)題。比如大家都擔(dān)心燃料電池對(duì)貴金屬催化劑的依賴，但當(dāng)它初具規(guī)模，形成Pt回收的產(chǎn)業(yè)鏈條，這個(gè)擔(dān)心將不復(fù)存在。

B相信自己的專家

如果有在豐田、本田、現(xiàn)代這樣的FCV先進(jìn)企業(yè)工作過(guò)的人，愿意在國(guó)內(nèi)工作，恰好他們?cè)趪?guó)外還接觸過(guò)燃料電池，國(guó)內(nèi)企業(yè)很多企業(yè)都會(huì)趨之若鶩。且不說(shuō)這些“洋專家”是否貨真價(jià)實(shí)，即使他們真的了解核心技術(shù)，也未必能將中國(guó)的燃料電池技術(shù)推向新的高峰。

技術(shù)應(yīng)用，也要因地制宜。需要技術(shù)專家，更需要技術(shù)團(tuán)隊(duì)，研發(fā)機(jī)制，資金支持，績(jī)效管理等一系列影響因素。一個(gè)企業(yè)，很難因?yàn)槟硞€(gè)專家而改變基因。也許這些洋專家自己也很清楚，他的價(jià)值，多來(lái)自于不對(duì)稱的信息。為保證自己的收益，也很少有人愿意把自己掌握的東西全盤托出。

我們有自己的專家，在燃料電池研發(fā)的道路上，走了十余年或者幾十年，更重要是，他們更了解國(guó)情，提出的建議更具有可行性。

某次會(huì)議上，一位德國(guó)專家在回答中國(guó)企業(yè)的征詢是說(shuō)了一句：FürIhreChina-Problem,solltenSieIhreeigenenchinesischenExperteninformieren（中國(guó)的問(wèn)題，要請(qǐng)教中國(guó)自己的專家）。這句話我非常贊同。

C靈活的戰(zhàn)略

日本在氫能方面可說(shuō)是世界的典范，“建立氫能社會(huì)”更是日本的國(guó)家戰(zhàn)略之一。日本為什么這么做？日本資源匱乏，核電+氫能的技術(shù)路線，可能幫助日本擺脫進(jìn)口能源的依賴。大家經(jīng)常說(shuō)“地緣經(jīng)濟(jì)”“地緣政治”，我想“地緣能源”也同時(shí)成立。

首先，戰(zhàn)略制定要因地制宜。中國(guó)每年大量的可再生能源無(wú)法上網(wǎng)，出現(xiàn)了大量的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象。是否一定可以用這些電能電解水制氫？姑且認(rèn)為商業(yè)模型成立，但根據(jù)質(zhì)量守恒，每生產(chǎn)1公斤氫氣，所需要的水為9公斤（實(shí)際更多）。因此不見得有棄風(fēng)棄光的地方都適合電解水制氫，還需要考慮當(dāng)?shù)厥遣皇怯谐渥惴奖愕乃础?/p>

其次，要發(fā)展的看問(wèn)題。發(fā)展清潔能源戰(zhàn)略必會(huì)有一個(gè)趨勢(shì)：未來(lái)可再生能源的上網(wǎng)率將大量提升，這就意味著棄風(fēng)棄光現(xiàn)象將減少?？稍偕茉窗l(fā)電制氫作為一個(gè)長(zhǎng)期投資項(xiàng)目，必須考慮這個(gè)因素在未來(lái)對(duì)經(jīng)濟(jì)模型的影響。

第三，戰(zhàn)略要可執(zhí)行，不能為氫能而氫能。即使是日本，今年也提出了“氫電并重”的戰(zhàn)略方向。

日本計(jì)劃2020年氫燃料電池車市場(chǎng)份額達(dá)1%，2030年達(dá)到3%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力。

D建立產(chǎn)業(yè)鏈

制造行業(yè)不比互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)，由于其重資產(chǎn)的特點(diǎn)，很難短期內(nèi)出現(xiàn)可能掌控全產(chǎn)業(yè)鏈的寡頭。建立產(chǎn)業(yè)鏈，既需要決心，更需要實(shí)力。德國(guó)有一家企業(yè)叫ElringKlinger，他是車企的供應(yīng)商。最近很快推出了自己的電堆，我覺得這得益于他在金屬成型方面的積累。拉行業(yè)外有實(shí)力的企業(yè)入伙，是快速加快產(chǎn)業(yè)鏈建設(shè)的有效途徑。

比如燃料電池系統(tǒng)中的核心部件空壓機(jī)，我第一個(gè)想到的就是那個(gè)掌握空氣壓縮機(jī)核心技術(shù)的格力?？茖W(xué)不等于技術(shù)，技術(shù)也不等于產(chǎn)品，每一步都有一道鴻溝。如果格力進(jìn)入，要比幾個(gè)工程師拿筆錢創(chuàng)業(yè)靠譜一些。多挖掘這樣的企業(yè)進(jìn)入，可能大大加速燃料電池產(chǎn)業(yè)鏈的進(jìn)程。

4總結(jié)

什么是產(chǎn)業(yè)化？我的理解是有規(guī)?；氖袌?chǎng)，標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，專業(yè)化的分工，以及合理的商業(yè)模式四個(gè)條件。如果用這四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量，燃料電池目前所處的產(chǎn)業(yè)狀態(tài)比較初級(jí)，但是具備了初步產(chǎn)業(yè)化的條件。

有好的土壤，才能孕育出好的技術(shù)。不過(guò)，目前中國(guó)汽車主管部門的思路，如萬(wàn)鋼文章指出的，將遠(yuǎn)程公交、雙班出租、城市物流、長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)燃冸妱?dòng)汽車不能覆蓋的市場(chǎng)需求，確定為氫燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景。這一官方指引，和民間企業(yè)的判斷，大體一致。另外，根據(jù)中國(guó)的節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖，2020年將有5000輛氫燃料電池市場(chǎng)，2025年將有5萬(wàn)輛的市場(chǎng)。這些因素，有望帶動(dòng)氫燃料電池產(chǎn)業(yè)化的開始。

最后，我想以一個(gè)正能量的消息作為結(jié)尾：

美國(guó)媒體VerticalNews報(bào)道，2025年，全球燃料電池市場(chǎng)預(yù)計(jì)達(dá)到248.1億美元的市場(chǎng)規(guī)模，CAGR（CompoundAnnualGrowthRate，復(fù)合年均增長(zhǎng)率）預(yù)期可以達(dá)到20.9%。