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清華大學(xué)教授陳全世:氫燃料車會(huì)取代電動(dòng)車,但鉑金當(dāng)催化劑太貴

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清華大學(xué)教授陳全世:氫燃料車會(huì)取代電動(dòng)車,但鉑金當(dāng)催化劑太貴

清華大學(xué)汽車工程系教授、電動(dòng)汽車研究室主任陳全世

“2017全球未來出行高層論壇”在杭州國際博覽中心召開,清華大學(xué)汽車工程系教授、電動(dòng)汽車研究室主任陳全世出席論壇,并且接受了鈦媒體在內(nèi)的媒體采訪。

陳全世是國內(nèi)最早參與新能源汽車技術(shù)研發(fā)的學(xué)者,對(duì)電動(dòng)車和氫燃料電池等產(chǎn)業(yè)研究涉獵頗深,關(guān)于中國新能源汽車行業(yè)的政策走向、技術(shù)突破以及產(chǎn)業(yè)應(yīng)用,陳全世教授給出了不少解答。現(xiàn)分享如下,以饗讀者。

“動(dòng)力電池日本技術(shù)第一,中國產(chǎn)業(yè)第一”

中國工信部在10月份宣布,對(duì)每年產(chǎn)銷量超過2萬部的乘用車企業(yè)實(shí)行雙積分考核政策,外界將此解讀為,中國對(duì)于新能源汽車的扶持由財(cái)政補(bǔ)貼逐漸轉(zhuǎn)型為政策引導(dǎo),將長遠(yuǎn)促進(jìn)汽車企業(yè)發(fā)展新能源汽車技術(shù)。

對(duì)此,要求陳全世教授表示,該政策實(shí)施對(duì)于自主品牌和合資品牌是一視同仁,同樣對(duì)待。

“原裝的進(jìn)口車、合資車、國產(chǎn)車都是一樣,在同一個(gè)舞臺(tái)上去競爭,現(xiàn)在WTO我們也沒搞歧視政策,我覺得大家是一樣的,總的來說圍繞推廣新能源汽車。”陳全世說。

而且中國政府在十幾年就下決心支持電動(dòng)汽車。“舉個(gè)例子,我們要搞新能源汽車、要搞電動(dòng)化,核心是動(dòng)力電池,動(dòng)力電池技術(shù)我們從2000年以前就重點(diǎn)支持了,因?yàn)槲覅⒓舆^一個(gè)項(xiàng)目是1991年,國家的“八五”計(jì)劃,那個(gè)時(shí)候國家就支持這個(gè)東西了。”

相比之下,其他國家如歐洲則相對(duì)保守。“我2013年在巴塞羅那和他們對(duì)話的時(shí)候,他們還覺得電動(dòng)化是一個(gè)遙遠(yuǎn)的事情,他們當(dāng)時(shí)開玩笑說,中國人和日本人想象力太豐富了,一個(gè)鋰離子電池連手機(jī)都搞不定,經(jīng)常著火出問題,你搞那么大一個(gè)車,他們還是腳踏實(shí)地去搞柴油車。”陳全世說。

現(xiàn)在來看來這條路線走不通,歐洲車企已經(jīng)開始調(diào)整重點(diǎn),今年法蘭克福車展的重點(diǎn)之一就是電動(dòng)化。

“汽車智能化歐洲比我們做得好,因?yàn)閭鹘y(tǒng)車企的力量很大,但是電動(dòng)化方面,歐洲還沒有一個(gè)動(dòng)力電池的生產(chǎn)企業(yè),現(xiàn)在動(dòng)力電池生產(chǎn)企業(yè)都在亞洲,從技術(shù)上來說日本第一,從產(chǎn)業(yè)來說中國第一,這是很好的條件。”陳全世說。

氫燃料電池車終究替代電動(dòng)車,但要攻克實(shí)驗(yàn)室技術(shù)

國家“十三五”發(fā)展規(guī)劃指出,2030年燃料電池車要達(dá)到示范應(yīng)用的規(guī)模。前不久,豐田已經(jīng)在江蘇常熟建立首個(gè)加氫站,大有將自身氫燃料電池車引入中國市場的勢(shì)頭。

清華大學(xué)教授陳全世:氫燃料車會(huì)取代電動(dòng)車,但鉑金當(dāng)催化劑太貴

豐田氫燃料電池車Mirai

陳全世指出,電動(dòng)汽車未來是會(huì)向氫燃料電池車轉(zhuǎn)型,但是關(guān)鍵是什么時(shí)間轉(zhuǎn)。

”我覺得(2030年)燃料電池車是進(jìn)入(技術(shù))示范運(yùn)行,不是一個(gè)商業(yè)化的運(yùn)行,不是一個(gè)產(chǎn)業(yè)化的運(yùn)行,為什么?我是中國第一個(gè),早在1999年就做了一輛燃料電池汽車,是高爾夫球車,第二輛車奧運(yùn)會(huì)申奧的時(shí)候做的,是一輛中巴,第三輛車就是“863”大車,但是我依然認(rèn)為燃料電池是示范運(yùn)行。”陳全世說。

原因正是,氫燃料電池車的關(guān)鍵技術(shù)沒有過關(guān)。陳全世指出,氫燃料電池汽車的關(guān)鍵技術(shù)是燃料電池反應(yīng)堆,“這是它的核心,沒有燃料電池堆你的燃料電池汽車就是空中樓閣了。”

但是燃料電池堆面臨以下問題:

第一,燃料電池現(xiàn)在用的質(zhì)子交換膜,質(zhì)子交換膜耐溫只有120度,它的工作溫度85度—90度,不能超過100度,超過100度膜就有問題了。但是溫度比較低的時(shí)候,空氣上壓力加不上去,化學(xué)反應(yīng)就會(huì)受影響;

第二,催化劑用的是鉑金。鉑金有兩個(gè)問題,首先,全世界產(chǎn)量很低,它的價(jià)格很貴,大概是黃金的4倍/克,其次,鉑這個(gè)催化劑很嬌嫩,容易中毒,無論是空氣還是氫氣,尤其是氫氣里面有一氧化碳的話就中毒了,還有氮氧化物和硫化物,一旦中毒變不出質(zhì)子,電子也就出不來了,而且會(huì)在堆里揮發(fā)不出去,必須從膜里拿下來重新冶煉。

這就會(huì)影響堆的壽命,最近豐田公司雖然在大力推廣,但是并沒有保證堆有多長時(shí)間的壽命,去年全世界賣了2300多輛燃料電池汽車,但80%以上是租的,而且2000多輛都是豐田的Mirai車型,也可以說現(xiàn)在不具備產(chǎn)業(yè)化的能力。如果燃料電池堆的催化劑不能產(chǎn)業(yè)化的話,不能脫離鉑金,我覺得大規(guī)模的生產(chǎn)是不可能的。

現(xiàn)在豐田的鉑金用量是最少的,因?yàn)樨S田的制造精度和精益生產(chǎn)能力是世界上第一的,他大概一輛車用15克的鉑金,一輛大客車150克的鉑金,這是日本人統(tǒng)計(jì)的。但是全球有多少鉑金?一年共生產(chǎn)200噸,百分之六七十用于做首飾和裝飾品,只有一部分鉑金是做催化劑的。

第三,氫氣純度要求非常高。我們叫做四個(gè)“9”,也就是說,氫的純度至少要99.99%,其中一氧化碳的濃度要保持10的負(fù)6次方以下。我們做的氫燃料電池車所用的氫有時(shí)候來自甲醇重整、煤氣重整,但都不放心,里面有雜質(zhì),就會(huì)讓催化劑鉑金中毒。所以大部分都是在晚上用低谷電做電解水制氫,因?yàn)殡娊馑锩嫔傻臍涫腔瘜W(xué)純度的氫,里面的一氧化碳幾乎零。

晚上低谷電電解水的話,是3毛錢一度電,電解水出來的氫氣還得進(jìn)行測(cè)試和凈化,這個(gè)成本很重要,而且萬一運(yùn)輸過程中出現(xiàn)問題,滲進(jìn)一些東西,對(duì)燃料電池是致命的,因?yàn)殂K金貴,還嬌嫩,容易中毒。

“因此我在五年前就講,燃料電池汽車應(yīng)該進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室,對(duì)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),要找到一種能夠替代鉑金的催化劑,因?yàn)殂K金太嬌嫩,導(dǎo)致氫氣的純度要求很高。”陳全世說。因此,他并不贊成國內(nèi)企業(yè)從國外進(jìn)口一些氫反應(yīng)堆盲目進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化。“100輛車已經(jīng)是示范的最大的規(guī)模。”

“不怕外資股比放開,我們有實(shí)力一搏”

11月9日,據(jù)外交部消息,中美元首會(huì)晤達(dá)成多方面重要共識(shí)。中方按照自己擴(kuò)大開放的時(shí)間表和路線圖,將大幅度放寬金融業(yè),包括銀行業(yè)、證券基金業(yè)和保險(xiǎn)業(yè)的市場準(zhǔn)入,并逐步適當(dāng)降低汽車關(guān)稅。在2018年6月前在自貿(mào)試驗(yàn)區(qū)范圍內(nèi)開展放開專用車和新能源汽車外資股比限制試點(diǎn)工作。

這意味著進(jìn)口汽車價(jià)格將下降,且此前報(bào)道中關(guān)于特斯拉在上海自貿(mào)區(qū)獨(dú)資建廠的計(jì)劃,有望落地實(shí)現(xiàn)。

對(duì)于外資電動(dòng)車企為中國本土企業(yè)帶來的潛在威脅,陳全世認(rèn)為不需要太過擔(dān)心。

“這是大問題,經(jīng)過深思熟慮,也征求了專家的意見,我們?cè)谛履茉雌囆袠I(yè)是有底氣的,可以和外國公司一搏。”陳全世說,“在混合動(dòng)力上不行,和日系兩田差得很遠(yuǎn),但是在純電動(dòng)和動(dòng)力電池上,寧德新能源CATL已經(jīng)是全球第二了,僅次于松下。”

而且,在動(dòng)力電池的產(chǎn)業(yè)規(guī)模上,中國都已經(jīng)是全球第一,且中國的永磁同步驅(qū)動(dòng)電機(jī)也在世界上獨(dú)一無二,比起日本企業(yè)來說成本也更便宜。

“日本買是買中國的永磁材料去做的,因此我們有底氣才敢放開,現(xiàn)在我們有底氣可以競爭。”

不過,陳全世指出,特斯拉是個(gè)特例,不能成為外資電動(dòng)車企的代表,“特斯拉是一個(gè)另類,是一個(gè)品牌,十幾年做品牌出來的。有人說我比它便宜20萬,買得起特斯拉的人不在乎那20萬,人肯定買特斯拉不買你這個(gè),汽車是一個(gè)另類的消費(fèi),不是說性能好豪華品牌就好。”

因此,在他看來,外資新能源車企的股比放開,一方面表示,中國的在新能源產(chǎn)業(yè)上的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)應(yīng)用敢于和外國人競爭,同時(shí)也是在鞭策國內(nèi)自主企業(yè),要參與全球博弈。

“國內(nèi)的車企要加緊步伐,不要躺在國家的保護(hù)和補(bǔ)貼上睡大覺,這樣你會(huì)被淘汰。”陳全世說。

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