余卓平：氫能汽車產業化不易

當豐田、本田、梅賽德斯-奔馳、寶馬等眾多車企積極營造氫動力汽車的火熱氛圍時，國內一些機構和學者再次將目光轉向純電動和混合動力以外的路徑選擇。誰能在這輪比賽中獲勝？如何陷入困境？同濟大學汽車學院院長、國家燃料電池汽車與動力系統工程技術研究中心主任于卓平接受了筆者的獨家采訪。

起步不要落后

2001年至2002年，中國的氫動力汽車最為火爆。當時，美國布什政府非常重視燃油汽車，認為這是一個革命性的發展方向，通用汽車等美國汽車公司都對氫能感興趣。在這樣的國際背景下，中國汽車工業也掀起了燃油汽車的熱潮。

中國第一輛氫動力汽車于2002年研發出來。盡管它比世界上第一輛氫動力汽車晚了五年才出現，但從技術角度來看，它并不比國際一流水平差多少。世界上第一輛燃油車由梅賽德斯-奔馳公司于1993年至1994年生產。那是一輛小型貨車。由于當時燃料電池體積巨大，它只能安裝在一輛小型貨車上。此后，梅賽德斯-奔馳又花了三年時間，并于1997年推出了第一代氫動力汽車。汽車的座椅可以容納人，但由于安裝了燃料電池，后備箱已經滿了。

2002年左右，中國的技術與梅賽德斯-奔馳幾乎同步，也得到了世界范圍的認可。2008年北京奧運會舉行時，中國有20輛改裝的氫動力汽車在北京進行演示，馬拉松比賽中的領先汽車就是其中之一。該車采用帕薩特外殼，氫能源系統是自主研發的。大眾汽車了解后，對這20輛從中國改裝的氫動力汽車非常感興趣，并將其借來加州進行了半年的演示。

可以看出，從2001年到2008年，中國的氫能源汽車基本上與國際最先進水平處于同一梯隊，但很快氫能源發展的寒冬來臨。

這種環境變化的主要原因是國際汽車的發展趨勢發生了變化。2008年，美國奧巴馬政府認為純電動汽車應該是發展的首選，美國政府的支持資金開始轉向儲能電池。經過美國新能源汽車的戰略調整，中國的汽車行業也開始對純電動汽車的發展抱有極大的熱情。

但是，新能源汽車的技術路徑永遠不應該是一項技術火熱，其他技術被壓制。在一些人看來，美國政府將純電動汽車視為發展方向，中國也應該在這條路上發展。事實上，盡管美國政府推廣純電動汽車，但美國、日本和其他國家幾乎沒有一家汽車制造商對氫動力汽車充耳不聞。

如今，豐田汽車公司提議在2015年實現氫動力汽車的工業化，這絕不是一款開發一兩年的氫動力汽車。氫能源電池最大的優點是其能量密度和功率密度遠高于純電動電池，而且氫能源汽車可以長距離行駛，充氫時間遠短于充電時間。

此前困擾氫動力汽車發展的兩大問題是氫動力汽車的成本和壽命。成本問題主要體現在鉑金的價格上。鉑一直被認為是無法降低氫動力汽車成本的主要原因。如今，鉑的國際價格一直在下降，隨著汽車技術的升級，鉑的數量也大幅下降。氫動力汽車中的鉑含量低于內燃機，因此鉑不再是氫動力汽車發展的成本壓力。

影響氫電池壽命的因素有很多。國際公認的解決方案是使用混合能源，即在汽車上添加一個蓄電池。氫動力汽車的根本優勢是續航能力強，而其優點……

純電動汽車的優點是從靜止狀態達到最高速度需要很短的時間。例如，特斯拉只需要3秒鐘。

如果使用純氫能，對氫能電池的動態影響將很大，這將對氫能蓄電池的壽命產生影響。如果采用氫能混合動力，蓄電池可以負責汽車的啟動，而氫能電池則負責電池的壽命。在相對穩定的行駛速度下，可以延長氫能電池的壽命。

從降低成本和延長壽命兩個方面來看，現在氫動力汽車在技術上可以實現低成本和長壽命，因此氫動力汽車再次在國際市場上炙手可熱。

2004年前后，余卓平訪問了美國通用汽車公司，工作人員分析了氫動力汽車的優勢。首先，能源利用率高，是內燃機的兩倍。二是零排放、無污染。三是成本低，使用壽命長。

低成本的概念是什么？內燃機汽車的零件數量是氫能源汽車的許多倍。氫能電池相對簡單，一旦大規模生產，它將成為一種低成本產品。為什么氫電池汽車壽命長？因為氫能沒有摩擦，不像內燃機需要大量的活塞運動，活塞運動會帶來摩擦，摩擦會磨損，從而影響汽車的使用壽命。然而，氫能的使用沒有摩擦，氣體在其中流動，因此天然汽車的壽命更長。

此前，人們擔心氫動力汽車會受到溫度條件的影響。然而，現在在國外可以實現氫動力汽車在-30℃下的正常運行。由于近年來發展緩慢，中國只能在-10℃下正常運行。

工業化并不容易。

當特斯拉等純電動汽車公司火熱起來時，中國汽車公司開始對純電動汽車的發展有信心，但大眾、寶馬、通用和豐田等國際汽車公司正在秘密開發氫動力汽車。當這些公司將產品投放市場時，中國汽車公司感到驚訝，只能緊隨其后。

在開發新能源汽車時，必須明確不同技術路徑的汽車有不同的用途。純電動汽車適用于城市公共交通，氫動力汽車適用于長途交通。前兩條技術路徑要實現大規模工業化需要很長時間，因此混合動力汽車可能在很長一段時間內具有較高的市場價值。這三條技術路徑不是非此即彼的關系，而是相輔相成的關系。

從汽車發展的角度來看，未來的終極汽車車型應該是環保汽車。目前最環保的方式是利用風能、太陽能等可再生能源發電，然后電解水獲得氫氣，制成氫能電池。但從概念上講，這種轉換并不是最有效的方法，最有效的辦法是直接使用可再生能源作為汽車動力。

從這個角度來看，純電動汽車的發展是非常有價值的，因為無論什么樣的新能源汽車本質上都是電動汽車，純電動車輛實際上不是最終目標，而是一種技術手段。但環保汽車的工業化可能需要50年甚至100年的時間。

氫動力汽車的推廣不僅是汽車企業面臨的問題。氫能源汽車的基礎設施建設比純電動汽車復雜，電力基礎設施已經普及成熟，而氫能源則不同。如何生產氫氣、如何運輸氫氣、如何儲存氫氣以及如何填充氫氣都是關鍵問題。目前，氫動力汽車的充氫技術已經成熟，但氫氣生產、運輸和儲存的技術細節還有待探索。

新能源汽車的發展對中國汽車工業來說是一個很好的機會，因為現在是世界汽車工業重新排名的時候了。以氫動力汽車為例。目前，世界上還沒有一家車企真正實現工業化，中國汽車工業還有機會。

……

氫動力汽車有兩條技術路線。一種是直接在發動機上燃燒氫氣，就像天然氣作為發動機燃料一樣。過去，寶馬走的是這條路線。第二種是使用氫能作為燃料電池。燃料電池是一種電源，可以發電，但發電的燃料是氫氣，利用空氣中的氫氣和氧氣進行類似于電解水的反向過程。電解水是將水中的氫氣和氧氣分離出來發電，并用電將其分解。現在，氫氣和氧化作用結合在一起，同時產生水和電。從目前的技術路線來看，燃料電池顯然占據了上風，用發動機直接燃燒氫氣的路徑基本上已經被業界拋棄。最先嘗試這種方法的寶馬也放棄了這個項目。

寶馬選擇的原因很簡單。就汽車行業而言，用發動機直接燃燒氫氣的方法只改變了燃料，車身設計、動力系統設計等方面幾乎沒有太大變化。原有的設計基礎可以繼續，企業將得到方便的提升。

如果當時政府建造了加氫設施，寶馬可以在這條技術路徑下立即實現氫動力汽車的工業化，但基礎設施建設困難，需要內燃機直接燃燒氫氣。燃料電池中使用的電動機在能源效率方面比內燃機具有明顯的優勢。

豐田在2015年提出要實現氫動力汽車的工業化，而通用首先提出要工業化，后來被推遲。2010年，梅賽德斯-奔馳聲稱在2014年實現氫動力汽車的產業化，后來推遲到2017年。由此可見，氫能汽車的產業化并非易事。

對中國來說，氫動力汽車是一個彎道超車的機會。中國在傳統汽車領域缺乏一些核心技術，這種技術追趕絕不可能一蹴而就。新能源汽車的動力系統不再圍繞內燃機構建，配套的電子控制、電機和電池技術也都是全新的。一些國際汽車公司在內燃機方面積累了大量技術專利，但在新能源汽車領域大多毫無用處。

如果中國企業能夠靜下心來，扎扎實實地發展新能源汽車，中國汽車工業就可以乘著新能源汽車的春風，成為國際領先者。新能源汽車是一個機遇，中國的汽車行業必須意識到這一點。

從各國的汽車消費習慣來看，中國發展新能源汽車更具優勢。中國已經向新車主出售了2000多萬輛汽車，他們在第一次買車時更容易接受新事物。

在開發氫動力汽車時，中國還必須充分利用國際資源。現在全球經濟一體化，缺失的關鍵技術可以從國外引進，氫動力汽車的關鍵部件很快就會在世界各地流通。

氫動力汽車的發展應因地制宜。例如，上海有很好的氫動力汽車發展環境，因為上海有很多化工廠，排放的廢氣中有氫氣。通過調查發現，這些氫氣得到了充分利用，可以保證20萬輛氫動力汽車的能源需求。

化工廠排放的氫氣雜質很多，因此可以通過安裝凈化裝置回收廢氣。廢氣資源的回收利用可以很容易地大規模推廣。因此，發展氫動力汽車必須綜合考慮，充分利用城市化工企業的廢氫資源。

現在上汽集團正在開發氫動力汽車。如果國家支持企業在上海試點氫動力汽車，上汽集團將推動一批相關氫動力汽車零部件企業的發展，這對國家的氫動力汽車產業有好處。當豐田、本田、梅賽德斯-奔馳、寶馬等眾多車企積極營造氫動力汽車的火熱氛圍時，國內一些機構和學者再次將……

注意純電動和混合電動以外的路徑選擇。誰能在這輪比賽中獲勝？如何陷入困境？同濟大學汽車學院院長、國家燃料電池汽車與動力系統工程技術研究中心主任于卓平接受了筆者的獨家采訪。

起步不要落后

2001年至2002年，中國的氫動力汽車最為火爆。當時，美國布什政府非常重視燃油汽車，認為這是一個革命性的發展方向，通用汽車等美國汽車公司都對氫能感興趣。在這樣的國際背景下，中國汽車工業也掀起了燃油汽車的熱潮。

中國第一輛氫動力汽車于2002年研發出來。盡管它比世界上第一輛氫動力汽車晚了五年才出現，但從技術角度來看，它并不比國際一流水平差多少。世界上第一輛燃油車由梅賽德斯-奔馳公司于1993年至1994年生產。那是一輛小型貨車。由于當時燃料電池體積巨大，它只能安裝在一輛小型貨車上。此后，梅賽德斯-奔馳又花了三年時間，并于1997年推出了第一代氫動力汽車。汽車的座椅可以容納人，但由于安裝了燃料電池，后備箱已經滿了。

2002年左右，中國的技術與梅賽德斯-奔馳幾乎同步，也得到了世界范圍的認可。2008年北京奧運會舉行時，中國有20輛改裝的氫動力汽車在北京進行演示，馬拉松比賽中的領先汽車就是其中之一。該車采用帕薩特外殼，氫能源系統是自主研發的。大眾汽車了解后，對這20輛從中國改裝的氫動力汽車非常感興趣，并將其借來加州進行了半年的演示。

可以看出，從2001年到2008年，中國的氫能源汽車基本上與國際最先進水平處于同一梯隊，但很快氫能源發展的寒冬來臨。

這種環境變化的主要原因是國際汽車的發展趨勢發生了變化。2008年，美國奧巴馬政府認為純電動汽車應該是發展的首選，美國政府的支持資金開始轉向儲能電池。經過美國新能源汽車的戰略調整，中國的汽車行業也開始對純電動汽車的發展抱有極大的熱情。

但是，新能源汽車的技術路徑永遠不應該是一項技術火熱，其他技術被壓制。在一些人看來，美國政府將純電動汽車視為發展方向，中國也應該在這條路上發展。事實上，盡管美國政府推廣純電動汽車，但美國、日本和其他國家幾乎沒有一家汽車制造商對氫動力汽車充耳不聞。

如今，豐田汽車公司提議在2015年實現氫動力汽車的工業化，這絕不是一款開發一兩年的氫動力汽車。氫能源電池最大的優點是其能量密度和功率密度遠高于純電動電池，而且氫能源汽車可以長距離行駛，充氫時間遠短于充電時間。

此前困擾氫動力汽車發展的兩大問題是氫動力汽車的成本和壽命。成本問題主要體現在鉑金的價格上。鉑一直被認為是無法降低氫動力汽車成本的主要原因。如今，鉑的國際價格一直在下降，隨著汽車技術的升級，鉑的數量也大幅下降。氫動力汽車中的鉑含量低于內燃機，因此鉑不再是氫動力汽車發展的成本壓力。

影響氫電池壽命的因素有很多。國際公認的解決方案是使用混合能源，即在汽車上添加一個蓄電池。氫動力汽車的根本優勢是續航能力強，而純電動汽車的優勢是從靜止狀態達到最高速度所需時間短。例如，特斯拉只需要3秒鐘。

如果使用純氫能，則動態沖擊……

t對氫能電池的影響將很大，這將對氫能蓄電池的壽命產生影響。如果采用氫能混合動力，蓄電池可以負責汽車的啟動，而氫能電池則負責電池的壽命。在相對穩定的行駛速度下，可以延長氫能電池的壽命。

從降低成本和延長壽命兩個方面來看，現在氫動力汽車在技術上可以實現低成本和長壽命，因此氫動力汽車再次在國際市場上炙手可熱。

2004年前后，余卓平訪問了美國通用汽車公司，工作人員分析了氫動力汽車的優勢。首先，能源利用率高，是內燃機的兩倍。二是零排放、無污染。三是成本低，使用壽命長。

低成本的概念是什么？內燃機汽車的零件數量是氫能源汽車的許多倍。氫能電池相對簡單，一旦大規模生產，它將成為一種低成本產品。為什么氫電池汽車壽命長？因為氫能沒有摩擦，不像內燃機需要大量的活塞運動，活塞運動會帶來摩擦，摩擦會磨損，從而影響汽車的使用壽命。然而，氫能的使用沒有摩擦，氣體在其中流動，因此天然汽車的壽命更長。

此前，人們擔心氫動力汽車會受到溫度條件的影響。然而，現在在國外可以實現氫動力汽車在-30℃下的正常運行。由于近年來發展緩慢，中國只能在-10℃下正常運行。

工業化并不容易。

當特斯拉等純電動汽車公司火熱起來時，中國汽車公司開始對純電動汽車的發展有信心，但大眾、寶馬、通用和豐田等國際汽車公司正在秘密開發氫動力汽車。當這些公司將產品投放市場時，中國汽車公司感到驚訝，只能緊隨其后。

在開發新能源汽車時，必須明確不同技術路徑的汽車有不同的用途。純電動汽車適用于城市公共交通，氫動力汽車適用于長途交通。前兩條技術路徑要實現大規模工業化需要很長時間，因此混合動力汽車可能在很長一段時間內具有較高的市場價值。這三條技術路徑不是非此即彼的關系，而是相輔相成的關系。

從汽車發展的角度來看，未來的終極汽車車型應該是環保汽車。目前最環保的方式是利用風能、太陽能等可再生能源發電，然后電解水獲得氫氣，制成氫能電池。但從概念上講，這種轉換并不是最有效的方法，最有效的辦法是直接使用可再生能源作為汽車動力。

從這個角度來看，純電動汽車的發展是非常有價值的，因為無論什么樣的新能源汽車本質上都是電動汽車，純電動車輛實際上不是最終目標，而是一種技術手段。但環保汽車的工業化可能需要50年甚至100年的時間。

氫動力汽車的推廣不僅是汽車企業面臨的問題。氫能源汽車的基礎設施建設比純電動汽車復雜，電力基礎設施已經普及成熟，而氫能源則不同。如何生產氫氣、如何運輸氫氣、如何儲存氫氣以及如何填充氫氣都是關鍵問題。目前，氫動力汽車的充氫技術已經成熟，但氫氣生產、運輸和儲存的技術細節還有待探索。

新能源汽車的發展對中國汽車工業來說是一個很好的機會，因為現在是世界汽車工業重新排名的時候了。以氫動力汽車為例。目前，世界上還沒有一家車企真正實現工業化，中國汽車工業還有機會。

氫動力汽車有兩條技術路線。一種是直接在發動機上燃燒氫氣，就像天然氣作為發動機燃料一樣。過去，寶馬走的是這條路線。第二是……

e作為燃料電池的氫能。燃料電池是一種電源，可以發電，但發電的燃料是氫氣，利用空氣中的氫氣和氧氣進行類似于電解水的反向過程。電解水是將水中的氫氣和氧氣分離出來發電，并用電將其分解。現在，氫氣和氧化作用結合在一起，同時產生水和電。從目前的技術路線來看，燃料電池顯然占據了上風，用發動機直接燃燒氫氣的路徑基本上已經被業界拋棄。最先嘗試這種方法的寶馬也放棄了這個項目。

寶馬選擇的原因很簡單。就汽車行業而言，用發動機直接燃燒氫氣的方法只改變了燃料，車身設計、動力系統設計等方面幾乎沒有太大變化。原有的設計基礎可以繼續，企業將得到方便的提升。

如果當時政府建造了加氫設施，寶馬可以在這條技術路徑下立即實現氫動力汽車的工業化，但基礎設施建設困難，需要內燃機直接燃燒氫氣。燃料電池中使用的電動機在能源效率方面比內燃機具有明顯的優勢。

豐田在2015年提出要實現氫動力汽車的工業化，而通用首先提出要工業化，后來被推遲。2010年，梅賽德斯-奔馳聲稱在2014年實現氫動力汽車的產業化，后來推遲到2017年。由此可見，氫能汽車的產業化并非易事。

對中國來說，氫動力汽車是一個彎道超車的機會。中國在傳統汽車領域缺乏一些核心技術，這種技術追趕絕不可能一蹴而就。新能源汽車的動力系統不再圍繞內燃機構建，配套的電子控制、電機和電池技術也都是全新的。一些國際汽車公司在內燃機方面積累了大量技術專利，但在新能源汽車領域大多毫無用處。

如果中國企業能夠靜下心來，扎扎實實地發展新能源汽車，中國汽車工業就可以乘著新能源汽車的春風，成為國際領先者。新能源汽車是一個機遇，中國的汽車行業必須意識到這一點。

從各國的汽車消費習慣來看，中國發展新能源汽車更具優勢。中國已經向新車主出售了2000多萬輛汽車，他們在第一次買車時更容易接受新事物。

在開發氫動力汽車時，中國還必須充分利用國際資源。現在全球經濟一體化，缺失的關鍵技術可以從國外引進，氫動力汽車的關鍵部件很快就會在世界各地流通。

氫動力汽車的發展應因地制宜。例如，上海有很好的氫動力汽車發展環境，因為上海有很多化工廠，排放的廢氣中有氫氣。通過調查發現，這些氫氣得到了充分利用，可以保證20萬輛氫動力汽車的能源需求。

化工廠排放的氫氣雜質很多，因此可以通過安裝凈化裝置回收廢氣。廢氣資源的回收利用可以很容易地大規模推廣。因此，發展氫動力汽車必須綜合考慮，充分利用城市化工企業的廢氫資源。

現在上汽集團正在開發氫動力汽車。如果國家支持企業在上海試點氫動力汽車，上汽集團將推動一批相關氫動力汽車零部件企業的發展，這對國家的氫動力汽車產業有好處。

標簽：寶馬奔馳豐田北京大眾

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