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    ——也談中國(guó)燃料電池汽車(chē)駛向何方?

中國(guó)工程院院士 楊裕生

    “為什么在外國(guó)人吹捧地球上沒(méi)有天然資源的‘氫’的時(shí)候,我們有些人偏偏會(huì)跟風(fēng)跟得那么緊?為什么在布什改弦易轍之后,卻又一改‘跟風(fēng)’的習(xí)慣,與當(dāng)年響應(yīng)‘氫經(jīng)濟(jì)’的熱鬧場(chǎng)面形成鮮明對(duì)照,對(duì)布什今年2月講話的反應(yīng)十分冷淡。”

    “我不是說(shuō),凡是美國(guó)總統(tǒng)的講話我們都要轉(zhuǎn)述,也不是說(shuō)我們的媒體都要報(bào)道。但是利用他幾年前的講話曾經(jīng)大做文章者‘們’,現(xiàn)今是有責(zé)任向受過(guò)他們宣傳和影響的大眾客觀地介紹布什的新調(diào)門(mén)的,這樣才能免除因有什么利害關(guān)系而故意保持沉默、甚至繼續(xù)誤導(dǎo)群眾之嫌。”

    “在北京、上海等極少數(shù)超大城市的個(gè)別公交線上進(jìn)行燃料電池公交車(chē)的長(zhǎng)期試運(yùn)行是可以的,但應(yīng)主要以考驗(yàn)我國(guó)自行研制車(chē)輛的性能、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題為目標(biāo)。”

    “能量轉(zhuǎn)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(chǔ)上的‘氫經(jīng)濟(jì)’是不‘經(jīng)濟(jì)’的!”

    “姑且不論所謂‘氫經(jīng)濟(jì)’在經(jīng)濟(jì)學(xué)上怎樣解釋,也不論經(jīng)濟(jì)學(xué)家們對(duì)它是否認(rèn)可,但是至少人們似乎虧待了給人類(lèi)作出過(guò)而且仍在作出極為巨大貢獻(xiàn)的煤炭和石油,不曾提個(gè)什么‘煤經(jīng)濟(jì)’、‘油經(jīng)濟(jì)’的新口號(hào)!也沒(méi)有給同是二次能源的電力提個(gè)什么‘電經(jīng)濟(jì)’的美名!”

    《科學(xué)時(shí)報(bào)》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(guó)燃料電池汽車(chē)駛向何方?》的文章,就大連兩輛燃料電池觀光車(chē)試運(yùn)行,發(fā)表了長(zhǎng)篇評(píng)論和專(zhuān)家訪談,并且間接引述了美國(guó)總統(tǒng)布什今年2月對(duì)燃料電池汽車(chē)發(fā)展前景的推斷。讀來(lái)不禁與布什幾年前的“氫經(jīng)濟(jì)”論聯(lián)想起來(lái),頗有感觸。

“氫經(jīng)濟(jì)”論在我國(guó)的陰影

    美國(guó)總統(tǒng)布什執(zhí)政(尤其是“9·11”事件)后,把研發(fā)燃料電池汽車(chē)提高到了能源安全和國(guó)家經(jīng)濟(jì)安全的位置,同時(shí)提出建立“氫經(jīng)濟(jì)”的口號(hào),制定了實(shí)現(xiàn)氫經(jīng)濟(jì)的路線圖。“氫經(jīng)濟(jì)”也被我國(guó)一些人大為鼓吹,有的媒體參與渲染,甚至有人認(rèn)為氫燃料電池汽車(chē)在未來(lái)幾年內(nèi)就能產(chǎn)業(yè)化,推動(dòng)我國(guó)汽車(chē)的跨越式發(fā)展,就能解決我國(guó)能源結(jié)構(gòu)、能源安全和環(huán)境污染問(wèn)題了。于是,“氫經(jīng)濟(jì)”論在我國(guó)的“熱度”不亞于它的“出生地”,并集中反映在燃料電池汽車(chē)的研制熱情和政府部門(mén)對(duì)其投入的相對(duì)強(qiáng)度上。

    姑且不論所謂“氫經(jīng)濟(jì)”在經(jīng)濟(jì)學(xué)上怎樣解釋,也不論經(jīng)濟(jì)學(xué)家們對(duì)它是否認(rèn)可,但是至少人們似乎虧待了給人類(lèi)作出過(guò)而且仍在作出極為巨大貢獻(xiàn)的煤炭和石油,不曾提個(gè)什么“煤經(jīng)濟(jì)”、“油經(jīng)濟(jì)”的新口號(hào)!也沒(méi)有給同是二次能源的電力提個(gè)什么“電經(jīng)濟(jì)”的美名!為什么在外國(guó)人吹捧地球上沒(méi)有天然資源的“氫”的時(shí)候,我們有些人偏偏會(huì)跟風(fēng)跟得那么緊?為什么在布什改弦易轍之后,卻又一改“跟風(fēng)”的習(xí)慣,與當(dāng)年響應(yīng)“氫經(jīng)濟(jì)”的熱鬧場(chǎng)面形成鮮明對(duì)照,對(duì)布什今年2月講話的反應(yīng)十分冷淡。不僅如此,而且前些時(shí)傳聞此起彼伏,譬如,“十一五”“863”計(jì)劃仍將氫燃料電池汽車(chē)作為“節(jié)能與新能源汽車(chē)”重大項(xiàng)目的重點(diǎn),“十一五”國(guó)家將對(duì)氫燃料電池汽車(chē)投入5個(gè)多億,上海將實(shí)行燃料電池轎車(chē)“百千萬(wàn)”計(jì)劃(2008年達(dá)到100臺(tái)、2010年達(dá)到1000臺(tái)、2015年達(dá)到10000臺(tái)),等等。

    我國(guó)的“節(jié)能與新能源汽車(chē)”當(dāng)前應(yīng)該如何發(fā)展?長(zhǎng)遠(yuǎn)又該怎么樣做?以什么樣的指導(dǎo)思想、怎樣來(lái)發(fā)展我國(guó)的燃料電池汽車(chē),看來(lái)仍與“氫經(jīng)濟(jì)”的陰影不無(wú)關(guān)系。

布什變調(diào),外企降溫

    記者鄭千里和張巧玲的文章,引述的美國(guó)總統(tǒng)布什對(duì)燃料電池汽車(chē)發(fā)展前景的推斷,是今年2月布什關(guān)于車(chē)用燃油出路的談話的一部分。布什在這次談話中對(duì)車(chē)用能源提了三條解決辦法,一是油電混合動(dòng)力車(chē),二是使用乙醇-汽油混合燃料,這兩段他都用了較長(zhǎng)的篇幅;在說(shuō)到第三個(gè)解決辦法氫能燃料電池時(shí),他簡(jiǎn)明扼要地說(shuō):“這不是近期的解決辦法,也不是中期的解決辦法,而確實(shí)是遠(yuǎn)期的解決辦法”。與前幾年美國(guó)總統(tǒng)“氫經(jīng)濟(jì)”的論調(diào)對(duì)比,這不能不認(rèn)為是他觀念的大轉(zhuǎn)變。燃料電池汽車(chē)何時(shí)可以為大眾接受而大量使用,影響的因素很多,對(duì)其推測(cè)本來(lái)可以百家爭(zhēng)鳴,“變調(diào)”也不是羞恥,這說(shuō)明他對(duì)此事有了新的認(rèn)識(shí),而且改變調(diào)門(mén)是有點(diǎn)勇氣。

    時(shí)過(guò)7個(gè)月,《科學(xué)時(shí)報(bào)》做了一件其他人士、報(bào)刊也應(yīng)該做而至今沒(méi)有做的事。我不是說(shuō),凡是美國(guó)總統(tǒng)的講話我們都要轉(zhuǎn)述,也不是說(shuō)我們的媒體都要報(bào)道。但是利用他幾年前的講話曾經(jīng)大做文章者“們”,現(xiàn)今是有責(zé)任向受過(guò)他們宣傳和影響的大眾客觀地介紹布什的新調(diào)門(mén)的,這樣才能免除因有什么利害關(guān)系而故意保持沉默、甚至繼續(xù)誤導(dǎo)群眾之嫌。

    不僅外國(guó)政治家變了調(diào),外國(guó)的企業(yè)家降溫降得更早。還記得,1999年初各大汽車(chē)公司爭(zhēng)先恐后地宣布定于2003年或2004年實(shí)現(xiàn)PEMFC電動(dòng)車(chē)商業(yè)化生產(chǎn),“競(jìng)爭(zhēng)”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(zhuān)家聲稱(chēng),大容量氫能燃料電池汽車(chē)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(bào)道,豐田公司的先進(jìn)技術(shù)組的全國(guó)經(jīng)理BILL REINERT說(shuō):除非燃料電池堆和氫存儲(chǔ)系統(tǒng)的成本降低有所突破,否則燃料電池車(chē)輛最早也要到2030年才能大量生產(chǎn)。

    加拿大巴拉德公司的燃料電池開(kāi)發(fā)可說(shuō)是執(zhí)全球之牛耳,美、德、日等國(guó)11家汽車(chē)公司曾采用巴拉德公司的燃料電池裝配電動(dòng)車(chē)。1998年3月巴拉德公司的燃料電池公交車(chē)投入運(yùn)行,功率200KW,更是風(fēng)光一時(shí)。但是,這幾年巴拉德公司連年虧本,股票價(jià)下跌,2003年財(cái)政年度虧損1.251億美元,2004年財(cái)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(nèi)轉(zhuǎn)虧為盈,他們會(huì)樂(lè)意出售自己?jiǎn)? [NextPage]

我國(guó)發(fā)展燃料電池汽車(chē)應(yīng)先打穩(wěn)基礎(chǔ)

    2001年國(guó)家“863”計(jì)劃電動(dòng)汽車(chē)重大專(zhuān)項(xiàng)開(kāi)始實(shí)施,國(guó)家投入8個(gè)多億,帶動(dòng)企業(yè)投入共20多個(gè)億,發(fā)展以純電池、燃料電池、混合動(dòng)力三種動(dòng)力的電動(dòng)車(chē),國(guó)撥經(jīng)費(fèi)安排以燃料電池汽車(chē)為主。歷經(jīng)五年,專(zhuān)項(xiàng)結(jié)束,取得了很大進(jìn)展,研制出了各種類(lèi)型的多臺(tái)樣車(chē),成績(jī)不小。

    但是,五年的實(shí)踐也充分暴露出燃料電池的先天不足,燃料電池車(chē)輛要邁入商業(yè)化生產(chǎn)階段還有很長(zhǎng)的路要走。由于基礎(chǔ)研究薄弱,目前我國(guó)燃料電池的壽命太短(不足1500小時(shí)),對(duì)溫度、空氣濕度和含硫氣體等的適應(yīng)能力很差,可靠性有待提高;主要材料用量大而貴(其中,進(jìn)口質(zhì)子交換膜每平方米數(shù)百美元);氫的儲(chǔ)存尚無(wú)好辦法(金屬氫化物儲(chǔ)氫率太低,高壓罐儲(chǔ)氫耗能太高,安全上也有問(wèn)題),充氫基礎(chǔ)設(shè)施投資巨大;車(chē)輛價(jià)格高,無(wú)法進(jìn)入市場(chǎng);氫氣制備消耗一次能源太高,通過(guò)燃料電池轉(zhuǎn)化為電能的總效率低。這些問(wèn)題都要通過(guò)艱苦、長(zhǎng)期的科技進(jìn)步,反復(fù)的驗(yàn)證改進(jìn),才能解決。

    目前國(guó)外燃料電池汽車(chē)的價(jià)格太高,燃料電池小客車(chē)大約為100萬(wàn)美元/輛,大客車(chē)價(jià)格約為200萬(wàn)美元/輛;國(guó)內(nèi)如生產(chǎn),價(jià)格也不會(huì)太低。如此高價(jià)格的燃料電池汽車(chē),政府機(jī)構(gòu)可能是唯一的用戶,因此目前燃料電池汽車(chē)的生產(chǎn)、使用,都要全靠公款支撐。可見(jiàn),按照我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和工業(yè)技術(shù)水平,在近期和中期內(nèi)不可能依靠氫能和燃料電池車(chē)解決排放和能源問(wèn)題。

    當(dāng)然,在北京、上海等極少數(shù)超大城市的個(gè)別公交線上進(jìn)行燃料電池公交車(chē)的長(zhǎng)期試運(yùn)行是可以的,但應(yīng)主要以考驗(yàn)我國(guó)自行研制車(chē)輛的性能、發(fā)現(xiàn)問(wèn)題為目標(biāo)。進(jìn)行考驗(yàn)性能的試運(yùn)行,無(wú)論是小轎車(chē),還是公共交通的大客車(chē),車(chē)輛數(shù)量均不需太多,絕不必花幾十億搞什么“百千萬(wàn)”計(jì)劃。

    氫能技術(shù)和燃料電池汽車(chē)技術(shù)要作艱苦、長(zhǎng)期的科技進(jìn)步,當(dāng)然需要投入。看來(lái),現(xiàn)在國(guó)家科技部真的下了狠勁了。“863”計(jì)劃先進(jìn)能源技術(shù)領(lǐng)域2006年度計(jì)劃指南中,氫能與燃料電池技術(shù)專(zhuān)題年度經(jīng)費(fèi)預(yù)算定為7500萬(wàn)元。“863”計(jì)劃新材料技術(shù)領(lǐng)域2006年度計(jì)劃指南中,燃料電池材料關(guān)鍵技術(shù)的年度經(jīng)費(fèi)預(yù)算又有750萬(wàn)元,相信“十一五”后幾年內(nèi)還會(huì)有經(jīng)費(fèi)支持。再加上自然科學(xué)基金和“973”計(jì)劃等的支持,如此堅(jiān)持四五個(gè)五年計(jì)劃,氫能技術(shù)和燃料電池技術(shù)的發(fā)展一定大有可為。

近期我國(guó)電動(dòng)車(chē)發(fā)展之我見(jiàn)

    “十一五”863計(jì)劃已經(jīng)開(kāi)始,科技部將投入十幾億實(shí)施“節(jié)能與新能源汽車(chē)”重大項(xiàng)目計(jì)劃。

完全贊同最近倪維斗等十位院士的聯(lián)名建議:

    “這個(gè)計(jì)劃的經(jīng)費(fèi)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(zhǎng)期的打算,細(xì)水長(zhǎng)流,切切實(shí)實(shí)地解決關(guān)鍵材料和關(guān)鍵科學(xué)技術(shù)問(wèn)題,特別是將提高環(huán)境適應(yīng)性、提高可靠性、大幅度延長(zhǎng)壽命和研究低成本材料及零部件作為重點(diǎn),而不要急于‘汽車(chē)換代’,更不要急于打算擴(kuò)大批量生產(chǎn)。

    ‘節(jié)能與新能源汽車(chē)’重大項(xiàng)目計(jì)劃,應(yīng)以近期和中期能起‘份額’作用的汽車(chē)車(chē)種(兩個(gè)左右)及其相關(guān)技術(shù)為重點(diǎn),以便早日真正地、大規(guī)模地發(fā)揮‘節(jié)能與新能源’的作用。

    其他各種在近5~10年左右能發(fā)揮顯著作用的清潔和節(jié)能車(chē)種,在綜合交通體系中也應(yīng)優(yōu)化配置,發(fā)揮其所長(zhǎng),國(guó)家科研經(jīng)費(fèi)要給以恰當(dāng)?shù)摹⒉坏陀趯?duì)氫燃料電池汽車(chē)的支持。”

    除此以外,我想補(bǔ)充的是,純電動(dòng)汽車(chē)及混合動(dòng)力車(chē)都要用蓄電池,目前多種電源正處于并駕齊驅(qū)的發(fā)展中,鉛酸電池、鎳氫電池、鋰離子電池、金屬空氣電池,各有問(wèn)題,也各有特色。這些電池的共同特點(diǎn)是“充電—放電”循環(huán)的能量轉(zhuǎn)換效率高達(dá)60%~80%,比目前燃料電池中“電—電解水制氫—電”循環(huán)的能量轉(zhuǎn)換總效率35%左右要高出一倍左右。不言而喻,能量轉(zhuǎn)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(chǔ)上的“氫經(jīng)濟(jì)”是不“經(jīng)濟(jì)”的!因此,一,希望熱心于氫能技術(shù)和燃料電池技術(shù)的人們時(shí)刻不忘目前這能量轉(zhuǎn)換效率的巨大差距,找出特別廉價(jià)的制氫途徑,研制出發(fā)電效率特別高的燃料電池來(lái)。二,建議國(guó)家科技部像支持燃料電池一樣加大對(duì)蓄電技術(shù)研究的投入,大力推進(jìn)蓄電技術(shù)發(fā)展,持續(xù)地提高比能量、安全性、比功率、性價(jià)比;應(yīng)該讓它們(也包括燃料電池在內(nèi))在公平的競(jìng)爭(zhēng)中加速技術(shù)的進(jìn)步,為解決我國(guó)能源問(wèn)題各自作出盡量大的貢獻(xiàn)。