2020年10月15日，2020 氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展創(chuàng)新峰會在山東省濟南市召開。本次峰會由中國電動汽車百人會、Hydrogen Council（國際氫能委員會）和山東省工業(yè)和信息化廳主辦，以“引領(lǐng)氫能示范應(yīng)用·推進黃河流域高質(zhì)量發(fā)展”為主題，主要圍繞“氫能應(yīng)用場景與商業(yè)化路徑”、“關(guān)鍵技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)與安全”和“面向未來的氫能供應(yīng)體系”等三個方面進行深入探討。 在本次峰會中，上海捷氫科技有限公司總經(jīng)理盧兵兵發(fā)表了題為《燃料電池電池產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用》的精彩演講。

上海捷氫科技有限公司總經(jīng)理盧兵兵

1、未來兩到三年內(nèi)，燃料電池材料或?qū)行峦黄?。率先突破的會是催化劑，再是質(zhì)子交換膜，再是氣體交換層。其認(rèn)為催化劑一年內(nèi)，質(zhì)子交換膜兩年內(nèi)，氣體交換層三年內(nèi)，到那時就可以實現(xiàn)燃料電池電堆的成本下降。

以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：

我今天講的題目是《燃料電池產(chǎn)業(yè)中的技術(shù)創(chuàng)新和應(yīng)用》，有三方面內(nèi)容。一個是為什么要大力發(fā)展氫能產(chǎn)業(yè)，另一方面看產(chǎn)業(yè)化發(fā)展之路，第三看產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中關(guān)鍵的瓶頸在哪里？

為什么要發(fā)展氫能戰(zhàn)略，大家都知道整個人類文明的發(fā)展，歷史的發(fā)展其實就是一個能源發(fā)展史，從這張圖里面大家清晰地看到，整個能源發(fā)展有兩個非常清晰的特點。第一個特點能源的密度不斷提高，從我們柴火時期、煤炭、石油、氫能大家可以看到，它單位重量的能源密度不斷地減少，還有一個體量這是一個不斷去碳從輕的過程。從柴火時期的到煤炭的2：1，到石油1：2左右，而真正到氫能社會的話沒有碳，真正進入無氫時代。

同時，為什么氫氣在整個能源結(jié)構(gòu)里面有那么重要的作用？大家從左邊圖里面可以看到，橙色的圈是化石能源體系，當(dāng)中的藍(lán)的圈是一個氫能的能源體系，紅色的圈是電能，其實氫氣在這個過程中起到非常好的轉(zhuǎn)化媒介作用。我們可以通過化石能源把它轉(zhuǎn)化成氫氣，氫氣需要的時候把它轉(zhuǎn)化成電源，所以說氫氣有幾個特點，低碳、高效、清潔。正是因為它的特點，可以說氫氣在未來能源結(jié)構(gòu)上占有非常的一席之地，同時它也可以在交通、建筑等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

同時今天上午看到，2050年整個中國的氫能的愿景以及整個世界氫能的愿景。2050年今天早上說到了2.5萬億每斤的產(chǎn)值，所以說這一塊產(chǎn)業(yè)鏈的想象空間，以及可能增長的情景是非?？捎^的。

再講一下，目前全國其實對氫氣整個的氫能產(chǎn)業(yè)的利用，也是不斷地在強化，尤其是從今年，大家可以看出來，今年四月份整個四部委，整個氫能產(chǎn)業(yè)的征求意見稿，也包括9月底以獎待補的政策，所以這些政策的逐步清晰，給整個行業(yè)帶來非常清晰的信號，也就是所有的相關(guān)方都在這個政策下面，大家會充分運用好這個政策。第二也希望如政策里面所期望的，通過四年的時間，大家把產(chǎn)業(yè)鏈從零部件端、整車端，包括上午談的加氫站的各個環(huán)節(jié)制氫等等環(huán)節(jié)都可以達(dá)到商業(yè)化運作的規(guī)模。

同時燃料電池以及氫能這個產(chǎn)業(yè)鏈，又是一個上下游緊密聯(lián)動，同時又是上下游范圍很廣的這么一個產(chǎn)業(yè)。上游可以看到，這里面制儲、運加整個環(huán)節(jié)，同時大家看到加氫站2030年建一千多座加氫站，這也是一個龐大的產(chǎn)業(yè)機會。

同時，整個燃料電池早上也講了燃料電池應(yīng)用很廣，大家可以很自然地去想，燃料電池把氫能和氫氣形成水、微光的電子變成電流，其實只要有電的地方，將來都有燃料電池整個系統(tǒng)的利用的可能性和空間。所以怎么樣把安全、高質(zhì)、利用好氫能，未來整個下游的運用面非常廣泛。后面涉及到所應(yīng)用的場景，硬件的成本和氫氣的成本。同時單從這一塊，在座的各位也參與很多。一個就是燃料電池相關(guān)的零部件，一個就是燃料電池電堆和燃料電池系統(tǒng)。

我再講一下產(chǎn)業(yè)化道路。上汽是國內(nèi)應(yīng)該說是唯一一家提出來三條新能源技術(shù)路線齊頭并進的集團。大家一家是FCV等三款電源，我們是既推動了燃料電池的整車也推動了燃料電池乘用車，也推動了燃料電池商用車。所以目前我們已經(jīng)生產(chǎn)的車子，V80的在整個9個城市大概有500輛車子，也是2019年撫順商業(yè)化運營的第一批車子，乘用車目前全國銷售50臺左右。同時2018年我們生產(chǎn)的燃料電池大巴參加了在上海UNDP示范運行，目前這個車子大概92%-94%的出勤率。

通過這么多的積累，上汽把燃料電池相關(guān)的能源、技術(shù)、項目、知識產(chǎn)權(quán)全部注入到捷氫科技，通過20年的發(fā)展，在研發(fā)、技術(shù)、專利、標(biāo)準(zhǔn)、市場也有一些的積累。整個燃料電池各家整車廠，燃料電池系統(tǒng)公司其實都是一個從粗到細(xì)的一個過程。一開始我買了一個系統(tǒng)，后來發(fā)現(xiàn)對整個系統(tǒng)提出更高的要求，我需要對系統(tǒng)進行優(yōu)化那樣從我從裝車到系統(tǒng)優(yōu)化。到了系統(tǒng)最關(guān)鍵的零部件就是電堆，我也要對電堆進行自己的研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、檢測。有的電堆以后會發(fā)現(xiàn)，電堆里面最主要的零部件是膜電極和雙極板，怎么樣掌握這里面的核心技術(shù)，降低電堆的成本，那么又要研發(fā)膜電極。我們現(xiàn)在捷氫開始從膜電極到電堆，到電堆再到系統(tǒng)應(yīng)用，所以這么一個過程走下來，我們實現(xiàn)低成本、高可靠、高功率的整個燃料電池整個系統(tǒng)。

同時大家也可以看到在媒體上看到，9月13日上汽集團發(fā)布了我們上汽集團《燃料電池戰(zhàn)略》比較清晰地概括為四個字，十百千萬，十就是指十四五期間十臺整車，百就是希望市值超過一百億的市值，千就是指燃料電池電堆系統(tǒng)和整車直接研發(fā)人員超過一千人，萬就是到十四五末我們整車的運用累計可以超過一萬輛整車。

當(dāng)初2018年6月份，那時候李總理看過米勒這個車子，也促進了燃料電池商業(yè)化的步伐，所以單獨成立了捷氫科技，所以我們是2018年6月27日成立，我們上汽把燃料電池積累全部注入到捷氫科技，這里面也包括整車企業(yè)，還有一些相關(guān)零部件企業(yè)，還有一批從高校招聘的人員。

從這些可以看出來有一個很清晰的特點，一研發(fā)人員很高我們占到2/3，學(xué)歷很高，我們研發(fā)人員研究生學(xué)歷占到82%，我們也是有非常好的產(chǎn)品規(guī)劃，我們的產(chǎn)品規(guī)劃本著運用一代、開發(fā)一代、規(guī)劃一代不斷提升產(chǎn)品競爭力以及降低產(chǎn)品的成本。所以我們第四代的燃料電池電堆，就相對于內(nèi)燃機的阿爾法樣在2020年第四季度可以量產(chǎn)400堆，同時對500對進行預(yù)言有一些新出的技術(shù)和架構(gòu)問題，已經(jīng)在布置和解決當(dāng)中。

剛才講了，我們希望通過有一個清晰的規(guī)劃和流程，來保證我們生產(chǎn)、銷售整個產(chǎn)品是按照嚴(yán)格的測規(guī)級的體系和流程出來，同時通過我們產(chǎn)品研發(fā)流程，HPDP氫驅(qū)動系統(tǒng)的開發(fā)流程，我們在產(chǎn)品的不同階段，定義好九個節(jié)點一每個節(jié)點有每個節(jié)點有交付物，進行統(tǒng)一的評審，達(dá)到要求要往前，確保我們公司推出的東西符合車規(guī)級的質(zhì)量要求。

同時很多技術(shù)將來要用到，但現(xiàn)在還沒有成熟怎么辦？我們通過技術(shù)預(yù)言流程對先期的技術(shù)架構(gòu)進行預(yù)言確保我將來的技術(shù)領(lǐng)先性和技術(shù)進步。

大家都知道，一輛整車的開發(fā)追隨著整車的需求和性能，先是從整車一級，系統(tǒng)一級零部件一級，材料一級自上一級提要求。再就是整個研發(fā)從材料開始研發(fā)，從材料、研發(fā)，我先做整車級的測試，就舉一個最簡單的例子，零部件首先要做低溫測試，我系統(tǒng)也在低溫倉里測試，再到整車測試，所以這些過程大家非常出席，所以正是由于這個過程，從這個圖可以非常清晰地看出來，等于是這邊提要求這邊滿足。

生產(chǎn)的時候先右邊，逐步逐步之后往左邊推，這是整個燃料電池系統(tǒng)情況，這邊是電堆，后面是整個最核心的雙極板和膜電極，這里面最重要的是電堆里面同時是技術(shù)的主導(dǎo)，電堆里面70%的膜電極里面，20%在雙極板，我們再把這個零件整個算法組合好之后形成系統(tǒng)，我們整個加工深度比較深，那我也可以主導(dǎo)好自己的產(chǎn)品和技術(shù)質(zhì)量，同時又可以比較好的控制成本。

再講一下現(xiàn)在這個產(chǎn)品的情況，這是今年8月24日在嘉定發(fā)了整個情況，這個電堆是具備自主技術(shù)產(chǎn)權(quán)，無外增濕的膜電極水平橫設(shè)計，超膜金屬板的結(jié)構(gòu)設(shè)計，超薄質(zhì)子交換膜應(yīng)用，還有超低鉑金載量，還有零下30度的低溫啟動，還有保護等級、耐久性一萬個小時，這些所有的基本參數(shù)和國際上巨頭也基本處于同一水平。

不可否認(rèn)他們也在進步，他們也在推出新的產(chǎn)品，他們推出新的產(chǎn)品比現(xiàn)在的等級要高，對于我們來講我們的產(chǎn)品比這個高很多，才能追趕世界電極巨頭。

總的來說，我們是58個一級零部件，全部實現(xiàn)100%國產(chǎn)化。這里面要保證整個技術(shù)和質(zhì)量的管控的話，既要有好的整個流程保證，同時又有很好的測試方法，整個的測試措施，另外是好的產(chǎn)品和技術(shù)的應(yīng)用。主要就是雙極板和膜電極。

另外，我們對整個300電堆進行了實驗室1：1的測試，現(xiàn)在我們整個測試已經(jīng)超過了7020小時，總共10470個循環(huán)工礦，啟停次數(shù)898次，加載次數(shù)141.4萬次，降載次數(shù)136.0萬，總費用超過2千萬。這是整個電堆的衰減的曲線，當(dāng)中右邊的那個圖是我們采用的加載的工況，每個循環(huán)都是嚴(yán)格按照這個工況進行動態(tài)加載的。

那燃料電池整個發(fā)展，我們還有哪些瓶頸？從這張圖上大家看的非常清楚，燃料電池分成三大分系統(tǒng)，電堆、輔助系統(tǒng)、以及儲氫系統(tǒng)。儲氫系統(tǒng)，里面最核心的是空壓機，空壓機里面的是空氣軸承。而電堆里面又是膜電極和雙極板，通過我們國內(nèi)的努力，電池里面的產(chǎn)品到今年年底都有能力實現(xiàn)量產(chǎn)和國產(chǎn)化，真正現(xiàn)在突破的是質(zhì)子交換膜、電催化劑、碳紙。另外儲氫里面，3氫瓶我知道有兩三家在合作，主要是碳纖維突破，現(xiàn)在碳纖維還是靠進口。

另外我們高壓的閥健的國產(chǎn)化，現(xiàn)在整車轎車的話，發(fā)動機+變速箱就幾千塊錢，這里面規(guī)模小，國內(nèi)還沒有突破，導(dǎo)致價格極高，我認(rèn)為閥件的國產(chǎn)化也是非常重要。

后面我會根據(jù)質(zhì)子交換膜、碳紙等說一下，從這里面膜電極里面催化劑占30%，質(zhì)子交換膜占27%，擴散層占29%，目前這是國際上主要的這些客戶以及各個關(guān)鍵材料的供應(yīng)商情況，可喜的是國內(nèi)像催化劑很多公司也在研發(fā)，也包括陳總站在后面，他們也有所突破?，F(xiàn)在整個初始測試有所不同，質(zhì)子交換膜東岳也在突破，大概12微米的質(zhì)子交換膜也基本具備擴散條件，所以現(xiàn)在大家都意識到整個材料的重要性，以及整個材料在燃料電池領(lǐng)域里面存在巨大的機會，大家紛紛進入。我個人認(rèn)為，我想是兩到三年內(nèi)，這些材料應(yīng)該突破。率先突破的會是催化劑，再是質(zhì)子交換膜，再是氣體交換層，我樂觀的認(rèn)為催化劑一年內(nèi)，質(zhì)子交換膜兩年內(nèi)，氣體交換層三年內(nèi)，到那個時候就可以實現(xiàn)燃料電池電堆的成本下降。

再談到質(zhì)子交換膜大家在左邊的圖中可以看到，質(zhì)子交換膜關(guān)鍵的是質(zhì)子通過的效率，以及透水性。那樣的話，從這邊可以看出來有幾個特點就是？

第一，它的厚度越來越弱，就是從本來的50微米左右，現(xiàn)在到20、10、現(xiàn)在第四代已經(jīng)到8微米左右。同時它的耐久性，現(xiàn)在通過一代代的迭代，耐久性也在不斷提高。右邊也列出了質(zhì)子交換膜，它現(xiàn)在所需要達(dá)到的很多關(guān)鍵的性能。

這個是催化劑。催化劑這里面有幾個關(guān)鍵點。第一每千瓦所需要的催化劑的量，也就意味著催化劑自身的活性。第二催化劑在不同批量的生產(chǎn)一致性，均一性。

第三整個催化劑所需要的耐久性，因為耐久性其實催化劑活性的降低，怎么樣確保催化劑的整個在長時間使用后活性的長期的保持，這是大家共同研究的方向。目前我們也在上游和國內(nèi)的供應(yīng)商共同努力，看看盡快突破催化劑的國產(chǎn)化應(yīng)用。

再講到碳紙，大家知道氣體擴散層，在碳紙上處理后，它的核心核能像導(dǎo)氣性、排水、導(dǎo)熱、機械性等，目前也和幾家供應(yīng)商在合作，今年早上大家看到那個圖2030年是一個拐點，2035年是一個規(guī)模應(yīng)用的開始。要做到這些拐點，必須解決這些所有材料的國產(chǎn)化問題，如果解決不了國產(chǎn)化問題拐點不可能到來。

還有一個未來整個氫能利用氫氣成本也是最重要的，那樣的話，氫氣如果成本降下來的話，制氫里面除了尾氣氫氣之外的話，不可避免地離不開電解水，這個是非常巨大的商機和潛力。

所以我們愿意和國內(nèi)外參與者共同努力，來推動整個燃料電池相關(guān)國產(chǎn)化，大家共同來推動整個燃料電池整個產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

謝謝大家！。

（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）

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