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    ——也談中國燃料電池汽車駛向何方?

中國工程院院士 楊裕生

    “為什么在外國人吹捧地球上沒有天然資源的‘氫’的時候,我們有些人偏偏會跟風跟得那么緊?為什么在布什改弦易轍之后,卻又一改‘跟風’的習慣,與當年響應‘氫經濟’的熱鬧場面形成鮮明對照,對布什今年2月講話的反應十分冷淡。”

    “我不是說,凡是美國總統的講話我們都要轉述,也不是說我們的媒體都要報道。但是利用他幾年前的講話曾經大做文章者‘們’,現今是有責任向受過他們宣傳和影響的大眾客觀地介紹布什的新調門的,這樣才能免除因有什么利害關系而故意保持沉默、甚至繼續誤導群眾之嫌。”

    “在北京、上海等極少數超大城市的個別公交線上進行燃料電池公交車的長期試運行是可以的,但應主要以考驗我國自行研制車輛的性能、發現問題為目標。”

    “能量轉換效率的巨大差距,意味著建立于以電解水制氫為主要基礎上的‘氫經濟’是不‘經濟’的!”

    “姑且不論所謂‘氫經濟’在經濟學上怎樣解釋,也不論經濟學家們對它是否認可,但是至少人們似乎虧待了給人類作出過而且仍在作出極為巨大貢獻的煤炭和石油,不曾提個什么‘煤經濟’、‘油經濟’的新口號!也沒有給同是二次能源的電力提個什么‘電經濟’的美名!”

    《科學時報》2006年9月4日頭版頭條刊載了記者鄭千里和張巧玲題為《中國燃料電池汽車駛向何方?》的文章,就大連兩輛燃料電池觀光車試運行,發表了長篇評論和專家訪談,并且間接引述了美國總統布什今年2月對燃料電池汽車發展前景的推斷。讀來不禁與布什幾年前的“氫經濟”論聯想起來,頗有感觸。

“氫經濟”論在我國的陰影

    美國總統布什執政(尤其是“9·11”事件)后,把研發燃料電池汽車提高到了能源安全和國家經濟安全的位置,同時提出建立“氫經濟”的口號,制定了實現氫經濟的路線圖。“氫經濟”也被我國一些人大為鼓吹,有的媒體參與渲染,甚至有人認為氫燃料電池汽車在未來幾年內就能產業化,推動我國汽車的跨越式發展,就能解決我國能源結構、能源安全和環境污染問題了。于是,“氫經濟”論在我國的“熱度”不亞于它的“出生地”,并集中反映在燃料電池汽車的研制熱情和政府部門對其投入的相對強度上。

    姑且不論所謂“氫經濟”在經濟學上怎樣解釋,也不論經濟學家們對它是否認可,但是至少人們似乎虧待了給人類作出過而且仍在作出極為巨大貢獻的煤炭和石油,不曾提個什么“煤經濟”、“油經濟”的新口號!也沒有給同是二次能源的電力提個什么“電經濟”的美名!為什么在外國人吹捧地球上沒有天然資源的“氫”的時候,我們有些人偏偏會跟風跟得那么緊?為什么在布什改弦易轍之后,卻又一改“跟風”的習慣,與當年響應“氫經濟”的熱鬧場面形成鮮明對照,對布什今年2月講話的反應十分冷淡。不僅如此,而且前些時傳聞此起彼伏,譬如,“十一五”“863”計劃仍將氫燃料電池汽車作為“節能與新能源汽車”重大項目的重點,“十一五”國家將對氫燃料電池汽車投入5個多億,上海將實行燃料電池轎車“百千萬”計劃(2008年達到100臺、2010年達到1000臺、2015年達到10000臺),等等。

    我國的“節能與新能源汽車”當前應該如何發展?長遠又該怎么樣做?以什么樣的指導思想、怎樣來發展我國的燃料電池汽車,看來仍與“氫經濟”的陰影不無關系。

布什變調,外企降溫

    記者鄭千里和張巧玲的文章,引述的美國總統布什對燃料電池汽車發展前景的推斷,是今年2月布什關于車用燃油出路的談話的一部分。布什在這次談話中對車用能源提了三條解決辦法,一是油電混合動力車,二是使用乙醇-汽油混合燃料,這兩段他都用了較長的篇幅;在說到第三個解決辦法氫能燃料電池時,他簡明扼要地說:“這不是近期的解決辦法,也不是中期的解決辦法,而確實是遠期的解決辦法”。與前幾年美國總統“氫經濟”的論調對比,這不能不認為是他觀念的大轉變。燃料電池汽車何時可以為大眾接受而大量使用,影響的因素很多,對其推測本來可以百家爭鳴,“變調”也不是羞恥,這說明他對此事有了新的認識,而且改變調門是有點勇氣。

    時過7個月,《科學時報》做了一件其他人士、報刊也應該做而至今沒有做的事。我不是說,凡是美國總統的講話我們都要轉述,也不是說我們的媒體都要報道。但是利用他幾年前的講話曾經大做文章者“們”,現今是有責任向受過他們宣傳和影響的大眾客觀地介紹布什的新調門的,這樣才能免除因有什么利害關系而故意保持沉默、甚至繼續誤導群眾之嫌。

    不僅外國政治家變了調,外國的企業家降溫降得更早。還記得,1999年初各大汽車公司爭先恐后地宣布定于2003年或2004年實現PEMFC電動車商業化生產,“競爭”十分激烈,豐田公司就是其中的一家。但是,2005年1月20日AUTOWEEK雜志一篇題為《豐田公司的專家聲稱,大容量氫能燃料電池汽車至少離我們25年》(TOYOTA EXPERT SAYS HIGH-VOLUME, HYDROGEN-POWERED FUEL CELL CARS AT LEAST 25 YEARS AWAY)的文章報道,豐田公司的先進技術組的全國經理BILL REINERT說:除非燃料電池堆和氫存儲系統的成本降低有所突破,否則燃料電池車輛最早也要到2030年才能大量生產。

    加拿大巴拉德公司的燃料電池開發可說是執全球之牛耳,美、德、日等國11家汽車公司曾采用巴拉德公司的燃料電池裝配電動車。1998年3月巴拉德公司的燃料電池公交車投入運行,功率200KW,更是風光一時。但是,這幾年巴拉德公司連年虧本,股票價下跌,2003年財政年度虧損1.251億美元,2004年財政年度虧損1.754億美元。曾有傳聞,該公司有意向出售。試想,如果能在短期內轉虧為盈,他們會樂意出售自己嗎? [NextPage]

我國發展燃料電池汽車應先打穩基礎

    2001年國家“863”計劃電動汽車重大專項開始實施,國家投入8個多億,帶動企業投入共20多個億,發展以純電池、燃料電池、混合動力三種動力的電動車,國撥經費安排以燃料電池汽車為主。歷經五年,專項結束,取得了很大進展,研制出了各種類型的多臺樣車,成績不小。

    但是,五年的實踐也充分暴露出燃料電池的先天不足,燃料電池車輛要邁入商業化生產階段還有很長的路要走。由于基礎研究薄弱,目前我國燃料電池的壽命太短(不足1500小時),對溫度、空氣濕度和含硫氣體等的適應能力很差,可靠性有待提高;主要材料用量大而貴(其中,進口質子交換膜每平方米數百美元);氫的儲存尚無好辦法(金屬氫化物儲氫率太低,高壓罐儲氫耗能太高,安全上也有問題),充氫基礎設施投資巨大;車輛價格高,無法進入市場;氫氣制備消耗一次能源太高,通過燃料電池轉化為電能的總效率低。這些問題都要通過艱苦、長期的科技進步,反復的驗證改進,才能解決。

    目前國外燃料電池汽車的價格太高,燃料電池小客車大約為100萬美元/輛,大客車價格約為200萬美元/輛;國內如生產,價格也不會太低。如此高價格的燃料電池汽車,政府機構可能是唯一的用戶,因此目前燃料電池汽車的生產、使用,都要全靠公款支撐。可見,按照我國的經濟實力和工業技術水平,在近期和中期內不可能依靠氫能和燃料電池車解決排放和能源問題。

    當然,在北京、上海等極少數超大城市的個別公交線上進行燃料電池公交車的長期試運行是可以的,但應主要以考驗我國自行研制車輛的性能、發現問題為目標。進行考驗性能的試運行,無論是小轎車,還是公共交通的大客車,車輛數量均不需太多,絕不必花幾十億搞什么“百千萬”計劃。

    氫能技術和燃料電池汽車技術要作艱苦、長期的科技進步,當然需要投入。看來,現在國家科技部真的下了狠勁了。“863”計劃先進能源技術領域2006年度計劃指南中,氫能與燃料電池技術專題年度經費預算定為7500萬元。“863”計劃新材料技術領域2006年度計劃指南中,燃料電池材料關鍵技術的年度經費預算又有750萬元,相信“十一五”后幾年內還會有經費支持。再加上自然科學基金和“973”計劃等的支持,如此堅持四五個五年計劃,氫能技術和燃料電池技術的發展一定大有可為。

近期我國電動車發展之我見

    “十一五”863計劃已經開始,科技部將投入十幾億實施“節能與新能源汽車”重大項目計劃。

完全贊同最近倪維斗等十位院士的聯名建議:

    “這個計劃的經費安排不要再以氫燃料電池為主了。氫能燃料電池的研究要作長期的打算,細水長流,切切實實地解決關鍵材料和關鍵科學技術問題,特別是將提高環境適應性、提高可靠性、大幅度延長壽命和研究低成本材料及零部件作為重點,而不要急于‘汽車換代’,更不要急于打算擴大批量生產。

    ‘節能與新能源汽車’重大項目計劃,應以近期和中期能起‘份額’作用的汽車車種(兩個左右)及其相關技術為重點,以便早日真正地、大規模地發揮‘節能與新能源’的作用。

    其他各種在近5~10年左右能發揮顯著作用的清潔和節能車種,在綜合交通體系中也應優化配置,發揮其所長,國家科研經費要給以恰當的、不低于對氫燃料電池汽車的支持。”

    除此以外,我想補充的是,純電動汽車及混合動力車都要用蓄電池,目前多種電源正處于并駕齊驅的發展中,鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、金屬空氣電池,各有問題,也各有特色。這些電池的共同特點是“充電—放電”循環的能量轉換效率高達60%~80%,比目前燃料電池中“電—電解水制氫—電”循環的能量轉換總效率35%左右要高出一倍左右。不言而喻,能量轉換效率的巨大差距,意味著建立于以電解水制氫為主要基礎上的“氫經濟”是不“經濟”的!因此,一,希望熱心于氫能技術和燃料電池技術的人們時刻不忘目前這能量轉換效率的巨大差距,找出特別廉價的制氫途徑,研制出發電效率特別高的燃料電池來。二,建議國家科技部像支持燃料電池一樣加大對蓄電技術研究的投入,大力推進蓄電技術發展,持續地提高比能量、安全性、比功率、性價比;應該讓它們(也包括燃料電池在內)在公平的競爭中加速技術的進步,為解決我國能源問題各自作出盡量大的貢獻。