清華大學(xué)教授陳全世：氫燃料車(chē)會(huì)取代電動(dòng)車(chē)，但鉑金當(dāng)催化劑太貴
時(shí)間:2017-11-12 16:55來(lái)源:鈦媒體 作者:李勤
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清華大學(xué)汽車(chē)工程系教授、電動(dòng)汽車(chē)研究室主任陳全世
“2017全球未來(lái)出行高層論壇”在杭州國(guó)際博覽中心召開(kāi)，清華大學(xué)汽車(chē)工程系教授、電動(dòng)汽車(chē)研究室主任陳全世出席論壇，并且接受了鈦媒體在內(nèi)的媒體采訪。
陳全世是國(guó)內(nèi)最早參與新能源汽車(chē)技術(shù)研發(fā)的學(xué)者，對(duì)電動(dòng)車(chē)和氫燃料電池等產(chǎn)業(yè)研究涉獵頗深，關(guān)于中國(guó)新能源汽車(chē)行業(yè)的政策走向、技術(shù)突破以及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，陳全世教授給出了不少解答。現(xiàn)分享如下，以饗讀者。
“動(dòng)力電池日本技術(shù)第一，中國(guó)產(chǎn)業(yè)第一”
中國(guó)工信部在10月份宣布，對(duì)每年產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)2萬(wàn)部的乘用車(chē)企業(yè)實(shí)行雙積分考核政策，外界將此解讀為，中國(guó)對(duì)于新能源汽車(chē)的扶持由財(cái)政補(bǔ)貼逐漸轉(zhuǎn)型為政策引導(dǎo)，將長(zhǎng)遠(yuǎn)促進(jìn)汽車(chē)企業(yè)發(fā)展新能源汽車(chē)技術(shù)。
對(duì)此，要求陳全世教授表示，該政策實(shí)施對(duì)于自主品牌和合資品牌是一視同仁，同樣對(duì)待。
“原裝的進(jìn)口車(chē)、合資車(chē)、國(guó)產(chǎn)車(chē)都是一樣，在同一個(gè)舞臺(tái)上去競(jìng)爭(zhēng)，現(xiàn)在WTO我們也沒(méi)搞歧視政策，我覺(jué)得大家是一樣的，總的來(lái)說(shuō)圍繞推廣新能源汽車(chē)。”陳全世說(shuō)。
而且中國(guó)政府在十幾年就下決心支持電動(dòng)汽車(chē)。“舉個(gè)例子，我們要搞新能源汽車(chē)、要搞電動(dòng)化，核心是動(dòng)力電池，動(dòng)力電池技術(shù)我們從2000年以前就重點(diǎn)支持了，因?yàn)槲覅⒓舆^(guò)一個(gè)項(xiàng)目是1991年，國(guó)家的“八五”計(jì)劃，那個(gè)時(shí)候國(guó)家就支持這個(gè)東西了。”
相比之下，其他國(guó)家如歐洲則相對(duì)保守。“我2013年在巴塞羅那和他們對(duì)話的時(shí)候，他們還覺(jué)得電動(dòng)化是一個(gè)遙遠(yuǎn)的事情，他們當(dāng)時(shí)開(kāi)玩笑說(shuō)，中國(guó)人和日本人想象力太豐富了，一個(gè)鋰離子電池連手機(jī)都搞不定，經(jīng)常著火出問(wèn)題，你搞那么大一個(gè)車(chē)，他們還是腳踏實(shí)地去搞柴油車(chē)。”陳全世說(shuō)。
現(xiàn)在來(lái)看來(lái)這條路線走不通，歐洲車(chē)企已經(jīng)開(kāi)始調(diào)整重點(diǎn)，今年法蘭克福車(chē)展的重點(diǎn)之一就是電動(dòng)化。
“汽車(chē)智能化歐洲比我們做得好，因?yàn)閭鹘y(tǒng)車(chē)企的力量很大，但是電動(dòng)化方面，歐洲還沒(méi)有一個(gè)動(dòng)力電池的生產(chǎn)企業(yè)，現(xiàn)在動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)都在亞洲，從技術(shù)上來(lái)說(shuō)日本第一，從產(chǎn)業(yè)來(lái)說(shuō)中國(guó)第一，這是很好的條件。”陳全世說(shuō)。
氫燃料電池車(chē)終究替代電動(dòng)車(chē)，但要攻克實(shí)驗(yàn)室技術(shù)
國(guó)家“十三五”發(fā)展規(guī)劃指出，2030年燃料電池車(chē)要達(dá)到示范應(yīng)用的規(guī)模。前不久，豐田已經(jīng)在江蘇常熟建立首個(gè)加氫站，大有將自身氫燃料電池車(chē)引入中國(guó)市場(chǎng)的勢(shì)頭。
豐田氫燃料電池車(chē)Mirai
陳全世指出，電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)是會(huì)向氫燃料電池車(chē)轉(zhuǎn)型，但是關(guān)鍵是什么時(shí)間轉(zhuǎn)。
”我覺(jué)得（2030年）燃料電池車(chē)是進(jìn)入（技術(shù)）示范運(yùn)行，不是一個(gè)商業(yè)化的運(yùn)行，不是一個(gè)產(chǎn)業(yè)化的運(yùn)行，為什么？我是中國(guó)第一個(gè)，早在1999年就做了一輛燃料電池汽車(chē)，是高爾夫球車(chē)，第二輛車(chē)奧運(yùn)會(huì)申奧的時(shí)候做的，是一輛中巴，第三輛車(chē)就是“863”大車(chē)，但是我依然認(rèn)為燃料電池是示范運(yùn)行。”陳全世說(shuō)。
原因正是，氫燃料電池車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)沒(méi)有過(guò)關(guān)。陳全世指出，氫燃料電池汽車(chē)的關(guān)鍵技術(shù)是燃料電池反應(yīng)堆，“這是它的核心，沒(méi)有燃料電池堆你的燃料電池汽車(chē)就是空中樓閣了。”
但是燃料電池堆面臨以下問(wèn)題：
第一，燃料電池現(xiàn)在用的質(zhì)子交換膜，質(zhì)子交換膜耐溫只有120度，它的工作溫度85度—90度，不能超過(guò)100度，超過(guò)100度膜就有問(wèn)題了。但是溫度比較低的時(shí)候，空氣上壓力加不上去，化學(xué)反應(yīng)就會(huì)受影響；
第二，催化劑用的是鉑金。鉑金有兩個(gè)問(wèn)題，首先，全世界產(chǎn)量很低，它的價(jià)格很貴，大概是黃金的4倍/克，其次，鉑這個(gè)催化劑很嬌嫩，容易中毒，無(wú)論是空氣還是氫氣，尤其是氫氣里面有一氧化碳的話就中毒了，還有氮氧化物和硫化物，一旦中毒變不出質(zhì)子，電子也就出不來(lái)了，而且會(huì)在堆里揮發(fā)不出去，必須從膜里拿下來(lái)重新冶煉。
這就會(huì)影響堆的壽命，最近豐田公司雖然在大力推廣，但是并沒(méi)有保證堆有多長(zhǎng)時(shí)間的壽命，去年全世界賣(mài)了2300多輛燃料電池汽車(chē)，但80%以上是租的，而且2000多輛都是豐田的Mirai車(chē)型，也可以說(shuō)現(xiàn)在不具備產(chǎn)業(yè)化的能力。如果燃料電池堆的催化劑不能產(chǎn)業(yè)化的話，不能脫離鉑金，我覺(jué)得大規(guī)模的生產(chǎn)是不可能的。
現(xiàn)在豐田的鉑金用量是最少的，因?yàn)樨S田的制造精度和精益生產(chǎn)能力是世界上第一的，他大概一輛車(chē)用15克的鉑金，一輛大客車(chē)150克的鉑金，這是日本人統(tǒng)計(jì)的。但是全球有多少鉑金？一年共生產(chǎn)200噸，百分之六七十用于做首飾和裝飾品，只有一部分鉑金是做催化劑的。
第三，氫氣純度要求非常高。我們叫做四個(gè)“9”，也就是說(shuō)，氫的純度至少要99.99%，其中一氧化碳的濃度要保持10的負(fù)6次方以下。我們做的氫燃料電池車(chē)所用的氫有時(shí)候來(lái)自甲醇重整、煤氣重整，但都不放心，里面有雜質(zhì)，就會(huì)讓催化劑鉑金中毒。所以大部分都是在晚上用低谷電做電解水制氫，因?yàn)殡娊馑锩嫔傻臍涫腔瘜W(xué)純度的氫，里面的一氧化碳幾乎零。
晚上低谷電電解水的話，是3毛錢(qián)一度電，電解水出來(lái)的氫氣還得進(jìn)行測(cè)試和凈化，這個(gè)成本很重要，而且萬(wàn)一運(yùn)輸過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題，滲進(jìn)一些東西，對(duì)燃料電池是致命的，因?yàn)殂K金貴，還嬌嫩，容易中毒。
“因此我在五年前就講，燃料電池汽車(chē)應(yīng)該進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室，對(duì)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，要找到一種能夠替代鉑金的催化劑，因?yàn)殂K金太嬌嫩，導(dǎo)致氫氣的純度要求很高。”陳全世說(shuō)。因此，他并不贊成國(guó)內(nèi)企業(yè)從國(guó)外進(jìn)口一些氫反應(yīng)堆盲目進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。“100輛車(chē)已經(jīng)是示范的最大的規(guī)模。”
“不怕外資股比放開(kāi)，我們有實(shí)力一搏”
11月9日，據(jù)外交部消息，中美元首會(huì)晤達(dá)成多方面重要共識(shí)。中方按照自己擴(kuò)大開(kāi)放的時(shí)間表和路線圖，將大幅度放寬金融業(yè)，包括銀行業(yè)、證券基金業(yè)和保險(xiǎn)業(yè)的市場(chǎng)準(zhǔn)入，并逐步適當(dāng)降低汽車(chē)關(guān)稅。在2018年6月前在自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)開(kāi)展放開(kāi)專(zhuān)用車(chē)和新能源汽車(chē)外資股比限制試點(diǎn)工作。
這意味著進(jìn)口汽車(chē)價(jià)格將下降，且此前報(bào)道中關(guān)于特斯拉在上海自貿(mào)區(qū)獨(dú)資建廠的計(jì)劃，有望落地實(shí)現(xiàn)。
對(duì)于外資電動(dòng)車(chē)企為中國(guó)本土企業(yè)帶來(lái)的潛在威脅，陳全世認(rèn)為不需要太過(guò)擔(dān)心。
“這是大問(wèn)題，經(jīng)過(guò)深思熟慮，也征求了專(zhuān)家的意見(jiàn)，我們?cè)谛履茉雌?chē)行業(yè)是有底氣的，可以和外國(guó)公司一搏。”陳全世說(shuō)，“在混合動(dòng)力上不行，和日系兩田差得很遠(yuǎn)，但是在純電動(dòng)和動(dòng)力電池上，寧德新能源CATL已經(jīng)是全球第二了，僅次于松下。”
而且，在動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模上，中國(guó)都已經(jīng)是全球第一，且中國(guó)的永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)也在世界上獨(dú)一無(wú)二，比起日本企業(yè)來(lái)說(shuō)成本也更便宜。
“日本買(mǎi)是買(mǎi)中國(guó)的永磁材料去做的，因此我們有底氣才敢放開(kāi)，現(xiàn)在我們有底氣可以競(jìng)爭(zhēng)。”
不過(guò)，陳全世指出，特斯拉是個(gè)特例，不能成為外資電動(dòng)車(chē)企的代表，“特斯拉是一個(gè)另類(lèi)，是一個(gè)品牌，十幾年做品牌出來(lái)的。有人說(shuō)我比它便宜20萬(wàn)，買(mǎi)得起特斯拉的人不在乎那20萬(wàn)，人肯定買(mǎi)特斯拉不買(mǎi)你這個(gè)，汽車(chē)是一個(gè)另類(lèi)的消費(fèi)，不是說(shuō)性能好豪華品牌就好。”
因此，在他看來(lái)，外資新能源車(chē)企的股比放開(kāi)，一方面表示，中國(guó)的在新能源產(chǎn)業(yè)上的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用敢于和外國(guó)人競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)也是在鞭策國(guó)內(nèi)自主企業(yè)，要參與全球博弈。
“國(guó)內(nèi)的車(chē)企要加緊步伐，不要躺在國(guó)家的保護(hù)和補(bǔ)貼上睡大覺(jué)，這樣你會(huì)被淘汰。”陳全世說(shuō)。
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