前幾日，漢鐘精機(jī)公司透漏已研發(fā)出應(yīng)用于燃料電池產(chǎn)業(yè)的空氣壓縮機(jī)產(chǎn)品，引發(fā)各界熱議。

　　全國(guó)政協(xié)副主席、科技部前部長(zhǎng)萬鋼，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，我們不妨來看看，在氫燃料電池領(lǐng)域，產(chǎn)業(yè)化還需要補(bǔ)足什么？我們除了壓縮機(jī)等必要設(shè)備，還差什么？

　　01 我們有什么？

　　說到燃料電池，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6000小時(shí)，干濕循環(huán)次數(shù)超過20000次，得到AFCC（Automotive Fuel Cell Cooperation，戴姆勒-奔馳與福特的合資公司）的認(rèn)可，并給東岳特聘專家、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。基于雙極板的作用，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。

　　02 我們?nèi)笔裁矗?/p>

　　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，燃料電池并沒有找到一個(gè)很好的應(yīng)用場(chǎng)景。縱觀全球，燃料電池的盈利空間也極其有限。因此，在沒有市場(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。

　　沒有規(guī)模化成本就不能降低，成本不降低更沒有規(guī)模化市場(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)未來的機(jī)會(huì)，現(xiàn)在敢于投入。

　　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)。”一個(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)到上百萬甚至數(shù)百萬之多，因此，發(fā)展燃料電池產(chǎn)業(yè)，需要大量的資金投入。

　　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。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。或者通俗的說：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。

　　03 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)頂尖的燃料電池研發(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。

　　燃料電池的場(chǎng)景，比如重載貨車?yán)?ldquo;液氫+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)并沒有什么幫助。

　　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，原來固有的問題，可能不再是問題。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

　　如果有在先進(jìn)企業(yè)工作過的人，愿意在國(guó)內(nèi)工作，恰好他們?cè)趪?guó)外還接觸過燃料電池，國(guó)內(nèi)企業(yè)很多企業(yè)都會(huì)趨之若鶩。但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)的征詢時(shí)說了一句：FürIhre China-Problem, sollten Sie Ihre eigenen chinesischen Experten informieren（中國(guó)的問題，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

　　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)展的看問題。發(fā)展清潔能源戰(zhàn)略必會(huì)有一個(gè)趨勢(shì)：未來可再生能源的上網(wǎng)率將大量提升，這就意味著棄風(fēng)棄光現(xiàn)象將減少。可再生能源發(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，也提出了“氫電并重”的戰(zhàn)略方向。

　　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。

　　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。科學(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。

　　04 總結(jié)

　　什么是產(chǎn)業(yè)化？我的理解是有規(guī)模化的市場(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，目前中國(guó)汽車主管部門的思路，如萬鋼文章指出的，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。