2020年10月15日，2020 氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新峰會(huì)在山東省濟(jì)南市召開(kāi)。本次峰會(huì)由中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)、Hydrogen Council（國(guó)際氫能委員會(huì)）和山東省工業(yè)和信息化廳主辦，以“引領(lǐng)氫能示范應(yīng)用·推進(jìn)黃河流域高質(zhì)量發(fā)展”為主題，主要圍繞“氫能應(yīng)用場(chǎng)景與商業(yè)化路徑”、“關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與安全”和“面向未來(lái)的氫能供應(yīng)體系”等三個(gè)方面進(jìn)行深入探討。 在本次峰會(huì)中，上海捷氫科技有限公司總經(jīng)理盧兵兵發(fā)表了題為《燃料電池電池產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用》的精彩演講。

上海捷氫科技有限公司總經(jīng)理盧兵兵

1、未來(lái)兩到三年內(nèi)，燃料電池材料或?qū)?huì)有新突破。率先突破的會(huì)是催化劑，再是質(zhì)子交換膜，再是氣體交換層。其認(rèn)為催化劑一年內(nèi)，質(zhì)子交換膜兩年內(nèi)，氣體交換層三年內(nèi)，到那時(shí)就可以實(shí)現(xiàn)燃料電池電堆的成本下降。

以下內(nèi)容為現(xiàn)場(chǎng)演講實(shí)錄：

我今天講的題目是《燃料電池產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用》，有三方面內(nèi)容。一個(gè)是為什么要大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，另一方面看產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路，第三看產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中關(guān)鍵的瓶頸在哪里？

為什么要發(fā)展氫能戰(zhàn)略，大家都知道整個(gè)人類(lèi)文明的發(fā)展，歷史的發(fā)展其實(shí)就是一個(gè)能源發(fā)展史，從這張圖里面大家清晰地看到，整個(gè)能源發(fā)展有兩個(gè)非常清晰的特點(diǎn)。第一個(gè)特點(diǎn)能源的密度不斷提高，從我們柴火時(shí)期、煤炭、石油、氫能大家可以看到，它單位重量的能源密度不斷地減少，還有一個(gè)體量這是一個(gè)不斷去碳從輕的過(guò)程。從柴火時(shí)期的到煤炭的2：1，到石油1：2左右，而真正到氫能社會(huì)的話(huà)沒(méi)有碳，真正進(jìn)入無(wú)氫時(shí)代。

同時(shí)，為什么氫氣在整個(gè)能源結(jié)構(gòu)里面有那么重要的作用？大家從左邊圖里面可以看到，橙色的圈是化石能源體系，當(dāng)中的藍(lán)的圈是一個(gè)氫能的能源體系，紅色的圈是電能，其實(shí)氫氣在這個(gè)過(guò)程中起到非常好的轉(zhuǎn)化媒介作用。我們可以通過(guò)化石能源把它轉(zhuǎn)化成氫氣，氫氣需要的時(shí)候把它轉(zhuǎn)化成電源，所以說(shuō)氫氣有幾個(gè)特點(diǎn)，低碳、高效、清潔。正是因?yàn)樗奶攸c(diǎn)，可以說(shuō)氫氣在未來(lái)能源結(jié)構(gòu)上占有非常的一席之地，同時(shí)它也可以在交通、建筑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

同時(shí)今天上午看到，2050年整個(gè)中國(guó)的氫能的愿景以及整個(gè)世界氫能的愿景。2050年今天早上說(shuō)到了2.5萬(wàn)億每斤的產(chǎn)值，所以說(shuō)這一塊產(chǎn)業(yè)鏈的想象空間，以及可能增長(zhǎng)的情景是非?？捎^的。

再講一下，目前全國(guó)其實(shí)對(duì)氫氣整個(gè)的氫能產(chǎn)業(yè)的利用，也是不斷地在強(qiáng)化，尤其是從今年，大家可以看出來(lái)，今年四月份整個(gè)四部委，整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的征求意見(jiàn)稿，也包括9月底以獎(jiǎng)待補(bǔ)的政策，所以這些政策的逐步清晰，給整個(gè)行業(yè)帶來(lái)非常清晰的信號(hào)，也就是所有的相關(guān)方都在這個(gè)政策下面，大家會(huì)充分運(yùn)用好這個(gè)政策。第二也希望如政策里面所期望的，通過(guò)四年的時(shí)間，大家把產(chǎn)業(yè)鏈從零部件端、整車(chē)端，包括上午談的加氫站的各個(gè)環(huán)節(jié)制氫等等環(huán)節(jié)都可以達(dá)到商業(yè)化運(yùn)作的規(guī)模。

同時(shí)燃料電池以及氫能這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，又是一個(gè)上下游緊密聯(lián)動(dòng)，同時(shí)又是上下游范圍很廣的這么一個(gè)產(chǎn)業(yè)。上游可以看到，這里面制儲(chǔ)、運(yùn)加整個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)大家看到加氫站2030年建一千多座加氫站，這也是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)機(jī)會(huì)。

同時(shí)，整個(gè)燃料電池早上也講了燃料電池應(yīng)用很廣，大家可以很自然地去想，燃料電池把氫能和氫氣形成水、微光的電子變成電流，其實(shí)只要有電的地方，將來(lái)都有燃料電池整個(gè)系統(tǒng)的利用的可能性和空間。所以怎么樣把安全、高質(zhì)、利用好氫能，未來(lái)整個(gè)下游的運(yùn)用面非常廣泛。后面涉及到所應(yīng)用的場(chǎng)景，硬件的成本和氫氣的成本。同時(shí)單從這一塊，在座的各位也參與很多。一個(gè)就是燃料電池相關(guān)的零部件，一個(gè)就是燃料電池電堆和燃料電池系統(tǒng)。

我再講一下產(chǎn)業(yè)化道路。上汽是國(guó)內(nèi)應(yīng)該說(shuō)是唯一一家提出來(lái)三條新能源技術(shù)路線(xiàn)齊頭并進(jìn)的集團(tuán)。大家一家是FCV等三款電源，我們是既推動(dòng)了燃料電池的整車(chē)也推動(dòng)了燃料電池乘用車(chē)，也推動(dòng)了燃料電池商用車(chē)。所以目前我們已經(jīng)生產(chǎn)的車(chē)子，V80的在整個(gè)9個(gè)城市大概有500輛車(chē)子，也是2019年撫順商業(yè)化運(yùn)營(yíng)的第一批車(chē)子，乘用車(chē)目前全國(guó)銷(xiāo)售50臺(tái)左右。同時(shí)2018年我們生產(chǎn)的燃料電池大巴參加了在上海UNDP示范運(yùn)行，目前這個(gè)車(chē)子大概92%-94%的出勤率。

通過(guò)這么多的積累，上汽把燃料電池相關(guān)的能源、技術(shù)、項(xiàng)目、知識(shí)產(chǎn)權(quán)全部注入到捷氫科技，通過(guò)20年的發(fā)展，在研發(fā)、技術(shù)、專(zhuān)利、標(biāo)準(zhǔn)、市場(chǎng)也有一些的積累。整個(gè)燃料電池各家整車(chē)廠(chǎng)，燃料電池系統(tǒng)公司其實(shí)都是一個(gè)從粗到細(xì)的一個(gè)過(guò)程。一開(kāi)始我買(mǎi)了一個(gè)系統(tǒng)，后來(lái)發(fā)現(xiàn)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)提出更高的要求，我需要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化那樣從我從裝車(chē)到系統(tǒng)優(yōu)化。到了系統(tǒng)最關(guān)鍵的零部件就是電堆，我也要對(duì)電堆進(jìn)行自己的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、檢測(cè)。有的電堆以后會(huì)發(fā)現(xiàn)，電堆里面最主要的零部件是膜電極和雙極板，怎么樣掌握這里面的核心技術(shù)，降低電堆的成本，那么又要研發(fā)膜電極。我們現(xiàn)在捷氫開(kāi)始從膜電極到電堆，到電堆再到系統(tǒng)應(yīng)用，所以這么一個(gè)過(guò)程走下來(lái)，我們實(shí)現(xiàn)低成本、高可靠、高功率的整個(gè)燃料電池整個(gè)系統(tǒng)。

同時(shí)大家也可以看到在媒體上看到，9月13日上汽集團(tuán)發(fā)布了我們上汽集團(tuán)《燃料電池戰(zhàn)略》比較清晰地概括為四個(gè)字，十百千萬(wàn)，十就是指十四五期間十臺(tái)整車(chē)，百就是希望市值超過(guò)一百億的市值，千就是指燃料電池電堆系統(tǒng)和整車(chē)直接研發(fā)人員超過(guò)一千人，萬(wàn)就是到十四五末我們整車(chē)的運(yùn)用累計(jì)可以超過(guò)一萬(wàn)輛整車(chē)。

當(dāng)初2018年6月份，那時(shí)候李總理看過(guò)米勒這個(gè)車(chē)子，也促進(jìn)了燃料電池商業(yè)化的步伐，所以單獨(dú)成立了捷氫科技，所以我們是2018年6月27日成立，我們上汽把燃料電池積累全部注入到捷氫科技，這里面也包括整車(chē)企業(yè)，還有一些相關(guān)零部件企業(yè)，還有一批從高校招聘的人員。

從這些可以看出來(lái)有一個(gè)很清晰的特點(diǎn)，一研發(fā)人員很高我們占到2/3，學(xué)歷很高，我們研發(fā)人員研究生學(xué)歷占到82%，我們也是有非常好的產(chǎn)品規(guī)劃，我們的產(chǎn)品規(guī)劃本著運(yùn)用一代、開(kāi)發(fā)一代、規(guī)劃一代不斷提升產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力以及降低產(chǎn)品的成本。所以我們第四代的燃料電池電堆，就相對(duì)于內(nèi)燃機(jī)的阿爾法樣在2020年第四季度可以量產(chǎn)400堆，同時(shí)對(duì)500對(duì)進(jìn)行預(yù)言有一些新出的技術(shù)和架構(gòu)問(wèn)題，已經(jīng)在布置和解決當(dāng)中。

剛才講了，我們希望通過(guò)有一個(gè)清晰的規(guī)劃和流程，來(lái)保證我們生產(chǎn)、銷(xiāo)售整個(gè)產(chǎn)品是按照嚴(yán)格的測(cè)規(guī)級(jí)的體系和流程出來(lái)，同時(shí)通過(guò)我們產(chǎn)品研發(fā)流程，HPDP氫驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程，我們?cè)诋a(chǎn)品的不同階段，定義好九個(gè)節(jié)點(diǎn)一每個(gè)節(jié)點(diǎn)有每個(gè)節(jié)點(diǎn)有交付物，進(jìn)行統(tǒng)一的評(píng)審，達(dá)到要求要往前，確保我們公司推出的東西符合車(chē)規(guī)級(jí)的質(zhì)量要求。

同時(shí)很多技術(shù)將來(lái)要用到，但現(xiàn)在還沒(méi)有成熟怎么辦？我們通過(guò)技術(shù)預(yù)言流程對(duì)先期的技術(shù)架構(gòu)進(jìn)行預(yù)言確保我將來(lái)的技術(shù)領(lǐng)先性和技術(shù)進(jìn)步。

大家都知道，一輛整車(chē)的開(kāi)發(fā)追隨著整車(chē)的需求和性能，先是從整車(chē)一級(jí)，系統(tǒng)一級(jí)零部件一級(jí)，材料一級(jí)自上一級(jí)提要求。再就是整個(gè)研發(fā)從材料開(kāi)始研發(fā)，從材料、研發(fā)，我先做整車(chē)級(jí)的測(cè)試，就舉一個(gè)最簡(jiǎn)單的例子，零部件首先要做低溫測(cè)試，我系統(tǒng)也在低溫倉(cāng)里測(cè)試，再到整車(chē)測(cè)試，所以這些過(guò)程大家非常出席，所以正是由于這個(gè)過(guò)程，從這個(gè)圖可以非常清晰地看出來(lái)，等于是這邊提要求這邊滿(mǎn)足。

生產(chǎn)的時(shí)候先右邊，逐步逐步之后往左邊推，這是整個(gè)燃料電池系統(tǒng)情況，這邊是電堆，后面是整個(gè)最核心的雙極板和膜電極，這里面最重要的是電堆里面同時(shí)是技術(shù)的主導(dǎo)，電堆里面70%的膜電極里面，20%在雙極板，我們?cè)侔堰@個(gè)零件整個(gè)算法組合好之后形成系統(tǒng)，我們整個(gè)加工深度比較深，那我也可以主導(dǎo)好自己的產(chǎn)品和技術(shù)質(zhì)量，同時(shí)又可以比較好的控制成本。

再講一下現(xiàn)在這個(gè)產(chǎn)品的情況，這是今年8月24日在嘉定發(fā)了整個(gè)情況，這個(gè)電堆是具備自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)，無(wú)外增濕的膜電極水平橫設(shè)計(jì)，超膜金屬板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，超薄質(zhì)子交換膜應(yīng)用，還有超低鉑金載量，還有零下30度的低溫啟動(dòng)，還有保護(hù)等級(jí)、耐久性一萬(wàn)個(gè)小時(shí)，這些所有的基本參數(shù)和國(guó)際上巨頭也基本處于同一水平。

不可否認(rèn)他們也在進(jìn)步，他們也在推出新的產(chǎn)品，他們推出新的產(chǎn)品比現(xiàn)在的等級(jí)要高，對(duì)于我們來(lái)講我們的產(chǎn)品比這個(gè)高很多，才能追趕世界電極巨頭。

總的來(lái)說(shuō)，我們是58個(gè)一級(jí)零部件，全部實(shí)現(xiàn)100%國(guó)產(chǎn)化。這里面要保證整個(gè)技術(shù)和質(zhì)量的管控的話(huà)，既要有好的整個(gè)流程保證，同時(shí)又有很好的測(cè)試方法，整個(gè)的測(cè)試措施，另外是好的產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用。主要就是雙極板和膜電極。

另外，我們對(duì)整個(gè)300電堆進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)室1：1的測(cè)試，現(xiàn)在我們整個(gè)測(cè)試已經(jīng)超過(guò)了7020小時(shí)，總共10470個(gè)循環(huán)工礦，啟停次數(shù)898次，加載次數(shù)141.4萬(wàn)次，降載次數(shù)136.0萬(wàn)，總費(fèi)用超過(guò)2千萬(wàn)。這是整個(gè)電堆的衰減的曲線(xiàn)，當(dāng)中右邊的那個(gè)圖是我們采用的加載的工況，每個(gè)循環(huán)都是嚴(yán)格按照這個(gè)工況進(jìn)行動(dòng)態(tài)加載的。

那燃料電池整個(gè)發(fā)展，我們還有哪些瓶頸？從這張圖上大家看的非常清楚，燃料電池分成三大分系統(tǒng)，電堆、輔助系統(tǒng)、以及儲(chǔ)氫系統(tǒng)。儲(chǔ)氫系統(tǒng)，里面最核心的是空壓機(jī)，空壓機(jī)里面的是空氣軸承。而電堆里面又是膜電極和雙極板，通過(guò)我們國(guó)內(nèi)的努力，電池里面的產(chǎn)品到今年年底都有能力實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)和國(guó)產(chǎn)化，真正現(xiàn)在突破的是質(zhì)子交換膜、電催化劑、碳紙。另外儲(chǔ)氫里面，3氫瓶我知道有兩三家在合作，主要是碳纖維突破，現(xiàn)在碳纖維還是靠進(jìn)口。

另外我們高壓的閥健的國(guó)產(chǎn)化，現(xiàn)在整車(chē)轎車(chē)的話(huà)，發(fā)動(dòng)機(jī)+變速箱就幾千塊錢(qián)，這里面規(guī)模小，國(guó)內(nèi)還沒(méi)有突破，導(dǎo)致價(jià)格極高，我認(rèn)為閥件的國(guó)產(chǎn)化也是非常重要。

后面我會(huì)根據(jù)質(zhì)子交換膜、碳紙等說(shuō)一下，從這里面膜電極里面催化劑占30%，質(zhì)子交換膜占27%，擴(kuò)散層占29%，目前這是國(guó)際上主要的這些客戶(hù)以及各個(gè)關(guān)鍵材料的供應(yīng)商情況，可喜的是國(guó)內(nèi)像催化劑很多公司也在研發(fā)，也包括陳總站在后面，他們也有所突破。現(xiàn)在整個(gè)初始測(cè)試有所不同，質(zhì)子交換膜東岳也在突破，大概12微米的質(zhì)子交換膜也基本具備擴(kuò)散條件，所以現(xiàn)在大家都意識(shí)到整個(gè)材料的重要性，以及整個(gè)材料在燃料電池領(lǐng)域里面存在巨大的機(jī)會(huì)，大家紛紛進(jìn)入。我個(gè)人認(rèn)為，我想是兩到三年內(nèi)，這些材料應(yīng)該突破。率先突破的會(huì)是催化劑，再是質(zhì)子交換膜，再是氣體交換層，我樂(lè)觀的認(rèn)為催化劑一年內(nèi)，質(zhì)子交換膜兩年內(nèi)，氣體交換層三年內(nèi)，到那個(gè)時(shí)候就可以實(shí)現(xiàn)燃料電池電堆的成本下降。

再談到質(zhì)子交換膜大家在左邊的圖中可以看到，質(zhì)子交換膜關(guān)鍵的是質(zhì)子通過(guò)的效率，以及透水性。那樣的話(huà)，從這邊可以看出來(lái)有幾個(gè)特點(diǎn)就是？

第一，它的厚度越來(lái)越弱，就是從本來(lái)的50微米左右，現(xiàn)在到20、10、現(xiàn)在第四代已經(jīng)到8微米左右。同時(shí)它的耐久性，現(xiàn)在通過(guò)一代代的迭代，耐久性也在不斷提高。右邊也列出了質(zhì)子交換膜，它現(xiàn)在所需要達(dá)到的很多關(guān)鍵的性能。

這個(gè)是催化劑。催化劑這里面有幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。第一每千瓦所需要的催化劑的量，也就意味著催化劑自身的活性。第二催化劑在不同批量的生產(chǎn)一致性，均一性。

第三整個(gè)催化劑所需要的耐久性，因?yàn)槟途眯云鋵?shí)催化劑活性的降低，怎么樣確保催化劑的整個(gè)在長(zhǎng)時(shí)間使用后活性的長(zhǎng)期的保持，這是大家共同研究的方向。目前我們也在上游和國(guó)內(nèi)的供應(yīng)商共同努力，看看盡快突破催化劑的國(guó)產(chǎn)化應(yīng)用。

再講到碳紙，大家知道氣體擴(kuò)散層，在碳紙上處理后，它的核心核能像導(dǎo)氣性、排水、導(dǎo)熱、機(jī)械性等，目前也和幾家供應(yīng)商在合作，今年早上大家看到那個(gè)圖2030年是一個(gè)拐點(diǎn)，2035年是一個(gè)規(guī)模應(yīng)用的開(kāi)始。要做到這些拐點(diǎn)，必須解決這些所有材料的國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題，如果解決不了國(guó)產(chǎn)化問(wèn)題拐點(diǎn)不可能到來(lái)。

還有一個(gè)未來(lái)整個(gè)氫能利用氫氣成本也是最重要的，那樣的話(huà)，氫氣如果成本降下來(lái)的話(huà)，制氫里面除了尾氣氫氣之外的話(huà)，不可避免地離不開(kāi)電解水，這個(gè)是非常巨大的商機(jī)和潛力。

所以我們?cè)敢夂蛧?guó)內(nèi)外參與者共同努力，來(lái)推動(dòng)整個(gè)燃料電池相關(guān)國(guó)產(chǎn)化，大家共同來(lái)推動(dòng)整個(gè)燃料電池整個(gè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

謝謝大家！。

（注：本文根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）

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