热点：程振彪：氢燃料电池汽车真的价钱高、不安全吗？

10月19日，牛一龙说:“重磅！ 为什么说燃料电池汽车是新能源汽车最有战术意义的突破口”的复印件，东风汽车企业的前副总工程师、资深汽车信息专家程振彪和新书《燃料电池汽车新能源汽车最有战术意义的突破口》简单证明

我赞同。 比如，氢燃料电池才是最好的绿色能源。 燃料电池确实比纯电可用性高，有宣传价值，废物利用率也很好。

还有液态氢的大规模制造和安全性问题。 重新转换电氢动能的效果肯定比电池的充放电提高电机效率的效果低。 高性能电池技术的突破就在眼前。 有必要迅速发展这种效率低下、噪音多的技术吗？ 加氢站的价格比电站大危险吗？

对此，程振彪通过e车汇，感谢他自己、新书，特别是新能源汽车的快速发展，正是很多人对世界燃料电池汽车的快速发展现状和进步一无所知，所以他写书向公众传达，看不同的意见出版书

另外，根据行程老提案，我们向这个复印件评价数最多的前5名网民，每人发送了《燃料电池汽车新能源汽车最有战术意义的突破口》的书，感谢迄今为止支持e词汇的朋友。 这里，本书相关的第一观点摘录如下。

新能源汽车的终极处理方案

氢燃料电池(电)汽车的关键和深处是其动力源(氢)燃料电池几乎是完美理想的事业原理和机制，名义上被称为电池，实质上根据电化学原理成为燃料(这不是燃料以前传来的意义上的燃料，

燃料电池早期最初应用于航天和军事目的，然后考虑到巨大的潜在特征和对日益严重的交通环境污染的应对，人们研究了将其应用于汽车作为动力装置。 经过几十年，特别是20世纪90年代以来，科学技术人员稳步反复探索和实验研究，目前世界氢燃料电池汽车技术进步迅速，成果显著，大大超过了国内许多人的预期，显示出了光明快速的发展前景。 (纯)在电动汽车的关键技术障碍长期解决不了的烦恼中，确实让人感到眼前一亮。

世界汽车工业界多年来尝试了许多新能源汽车技术方案后，基于氢燃料电池汽车表现出的无与伦比的环保性和高能效，参照世界上发展的第三次产业革命的预测，学术界氢燃料电池汽车在世界上 这一革命性的技术成果给人类未来经济社会带来的重大影响和广阔的快速发展前景已经被世界上有点敏锐眼光的科学家所认知。 最近，18个顶级科学家团队世界经济论坛的新兴技术边界理事会评选出了世界未来发展最快的无人机、新一代机器人、3d/4d印刷等10项新兴技术。 其中，氢燃料电池汽车居首位(见年第六期《中国经济报道》)。

燃料电池潜在的远大快速发展前景不仅受到汽车行业人士的认可，还受到航空空界的欢迎。 意大利都灵理工大学成功开发了出生界第一架燃料电池飞机，并在柏林航空展览会上展出。 到目前为止，这架飞机在汉堡成功地进行了飞行员飞行(参见年9月15日《环球时报》)。 年，汉诺威工业博览会上展示了德国航空空宇宙中心也开发的燃料电池飞机(参见年4月28日科学技术日报)。 同样，鉴于其巨大的优势，燃料电池潜艇也是当今世界各军事大国开发的热点之一。

以往，我国城乡许多人的替代工具采用燃料摩托车，后来被电池(电动)自行车取代。 基于燃料电池的巨大优势和清洁可再生能源的高速化，将来从以前传来的电池(电动)自行车也有可能被氢燃料电池(电动)自行车取代。 据报道，最近法国程序员工业企业发布了世界上第一辆被命名为阿尔法的氢燃料电池(电动)自行车，法国邮政总局已经表示希望订购。 程序员企业主张，每年首次批量生产100辆阿尔法自行车，每年增加到1000辆，每辆售价约为2300欧元，不会超过现在顶级以前传递的电动自行车，今后大量生产的销售价格还会大幅下降

氢燃料电池汽车的第一特征

1 .基本好处

装备以质子交换膜式为代表的氢燃料电池的汽车的主要优点在很大程度上取决于燃料电池非常理想的事业原理(机理)。 可以说在维持扩大纯电动汽车特征的同时，抛弃了后者固有的缺陷和不足。

1 .优良的环境保护性。

关于车辆本身，行驶中只排出纯水，没有其他有害物质。 另外，这也很符合自然的循环规则，汽车运营商的副产品水，目前汽车采用者不能直接循环利用，但被排出到自然中总的来说是利用的(例如，利用再电解水制造氢等)。 从能源的全寿命周期来看，汽车采用的氢燃料是工业废气等副产品，如果是由可再生清洁能源制造的话，车辆整体的排放污染也很低，很少。 在地球环境污染加剧、气候变化异常严重的局面下，人们现在促使新能源汽车迅速发展的眼球聚焦于氢燃料电池汽车，始终重视卓越的环境保护性。

2 .能效特别高。

从车辆动力装置氢燃料电池的工作原理来看，其产生的动力不经过热机工艺，不受热循环的限制，几乎没有热释放和热能损失。 因此，能量转换效率高达60%~70%，约是内燃机的2~3倍。 从这一立场认识问题，迅速发展氢燃料电池汽车也是阐明我国能源困难局面的比较有效的对策和重要的措施。

3 .氢能资源丰富。

供给燃料电池的燃料氢源和分布非常广泛，理论上宇宙质量中约有75%的氢元素。 地球上的氢几乎无处不在，无处不在，制造氢的资源丰富，路径多样，取之不尽。 作为现实中可以使用技术手段，可以用包含风和太阳能等的清洁的可再生能源电解水制造氢，也可以用光直接分解水制造氢，还可以用太阳光生物(例如仿照植物光合作用)制造氢)

4 .乘坐舒适。

燃料电池汽车与以往传来的汽车相比，动力系统没有机械振动和热辐射等问题，不仅能保证汽车相关零部件的采用寿命和可靠性更长，而且汽车运行平稳，噪音轻，汽车的舒适性非常好。

2 .与纯电动汽车相比独特的好处

基于燃料电池工作原理的科学、合理性，氢燃料电池汽车根本不使用纯电动汽车的一些重大缺陷，如行驶距离的限制和容易着火的安全隐患等。

1、行驶距离限制小，补充能量快。

如上所述，纯电动汽车的行驶距离短是因为电池中储存的能量有限。 燃料电池汽车的所谓电池，只有发电不能蓄电，进入氢罐(或容器)的氢才是车辆蓄积的能量，只要继续向燃料电池供给氢源，驱动系统就能得到足够的电能使汽车行驶。 也就是说，氢燃料电池汽车的行驶距离不依赖于电池，而依赖于车载储氢罐中储存的氢的量。 根据科学技术资料，氢的能量密度约为柴油的2~3倍，约为车载锂离子电池的10倍(约100~200 wh )。 5公里的储氢量支持氢燃料电池汽车的400公里以上的连续行驶，但为了达到同样的行驶距离，纯电动汽车配备了约30吨以上的锂离子电池(比氢燃料电池堆轻很多)。

由此可知，纯电动汽车的能源大多被电池的自重消耗，不经济，科学合理(见年7月18日《中国工业报》)。 氢燃料电池汽车除了上述独特的优点外，补充能量的速度也很快，几分钟内氢罐可以满足最大持续距离(从400公里以上到越来越多)的氢气量，和以前传来的汽车加油一样方便快捷 如上所述，纯电动汽车的慢充电需要7~8小时，慢充电也需要30小时以上，一次充电只能行驶150~200公里。 通过这样的应对，在宣传纯电和氢燃料电池汽车普及时需要整备基础设施的情况下，氢燃料补给站的设置密度比纯电动汽车充电站的密度低得多，带来一系列的节约和积极的社会效果，这一重要问题也很明显

2 .电池安全性高，环保。

氢燃料电池由极板夹着薄电解膜构成。 在电解膜侧的阳极，氢在铂等催化剂的作用下分解成电子和质子。 质子通过电解膜，生成空气体中的氧和水蒸气排出，但电子全部被电解膜挡住，集中生成电流。 这个过程发生在物质的原子水平，理论上几乎没有热辐射，在实际应用作业的过程中，电池的温度最高也不会超过100℃，如果再采取冷却措施，温度会更低。 燃料电池的失效很少，隔板破裂也不会爆炸。 而且，电池模块由固体材料构成，因此根本没有纯电动汽车这样的电池的热失控和溶液(剂)泄漏等引起的安全上的担心，能够得到高的安全性。

要说氢燃料电池汽车在安全方面有什么弱点，可以说贮氢装置(或容器)需要认真应对(以下相关)，但由于可以应用比较成熟的技术，所以氢燃料电池汽车的安全性基本上与以往的汽车相同 关于氢燃料电池的全寿命周期对环境的影响，整体上其构成材料几乎没有毒性，在制造、采用、回收的解决过程中，对环境没有污染问题。 当然，这首先是理论上的认知。 世界上氢燃料电池汽车还处于少量示范运用的阶段，积累的实践经验很少。 大量采用后，燃料电池是否会对环境产生显着的负面影响，需要通过实践来回答。

氢燃料电池汽车的第一个问题和难点

氢燃料电池汽车虽然具有上述很多优点，但由于是完全创新型革命性的技术产品，因此存在不完全且需要改善的方面，特别是在21世纪初和其以前的初期(或前期)阶段，存在以下第一个问题和难点。

1 .燃料电池发动机的技术性能需要大幅度提高

在初期阶段，燃料电池发动机的技术性能不好，为了满足实际的采用要求需要大幅度改善，主要涉及以下几个问题。

一是燃料电池的功率密度低，燃料电池发动机整体输出的功率受到限制。 另外，由于其动态响应慢，汽车平均速度行驶时的问题还不显着，但在情况改变时，加速或爬坡需要更大的电力时，很困难，会影响汽车的正常采用。

二是燃料电池发动机耐久性差，采用寿命短。 在前期阶段，国际燃料电池发动机的采用寿命普遍不超过3000小时(美国能源部制定的，能满足正常采用要求的年目标为5000小时)，与实际应用要求有不少差距。 燃料电池汽车行驶4~5万公里时，电力下降约40%，与以往传来的内燃机一般能保证汽车行驶50万公里以上相比，差很多。

三是燃料电池发动机的环境适应性差，特别是低温下启动困难(纯电动汽车也有这样的弱点)，不能很好地满足寒冷时汽车的正常采用要求。

2 .系统的可靠性要求很高

为了使燃料电池发动机具有足够的输出来驱动汽车，需要将数百数千个单体燃料电池集成为一体构成燃料电池堆，不仅对各部件要求均匀的质量，而且在串联作业时也不允许有任何错误。 如果因水、热、压力、燃料供给及膜的状况而在单电池间产生性能差异，则电池组内部无法取得平衡，影响电池引擎的正常运转。 例如，作为燃料电池核心部件的膜电极的制作对可靠性的要求很高，需要关注单片膜电极的制作的均匀性和膜电极的批量生产的均匀性等。

除此之外，燃料电池发动机比较多且复杂，由多个不同的部件和单元构成，它们之间也需要完美的匹配。 总之，燃料电池发动机系统技术含量高，创新潜力大，系统可靠性要求也严格。

3 .氢燃料电池汽车的制造价格很高

在氢燃料电池汽车前期的快速发展阶段，根据不同科技文献资料的粗略估计，氢燃料电池汽车的价格是以前传来的汽车的数倍至10倍。 特别是质子交换膜燃料电池，需要采用昂贵的白金金属催化剂，不仅电池价格上涨，而且受到白金金属矿产资源的有限制约。 因为世界上白金矿的储量很少。

4 .氢燃料的供给是一个大难题

氢燃料电池汽车的燃料供给等基础设施与以往传来的汽车完全不同，需要从头开始建设(当然，也可以利用现有加油站的一部分设施进行改造，毕竟是从头开始)。 庞大复杂的系统和互联网，需要时间才能逐步形成。 同时，在氢燃料供给的各个环节，要进行技术创新和一定的投资。 这里，以下问题需要要点处理。

首先是氢的制造。 比较理想的、满足可持续快速发展要求的制氢途径:一是基于废物利用和循环经济的大体，通过工业(例如化学工业、钢铁领域等)副产品和煤层气(通称气体)等制氢。 二是通过清洁可再生能源电解水来制造氢。 三是用太阳光直接分解水制造氢。 要通过这三条途径经济地制造大量的氢，需要进行技术革新以突破各种障碍。

其次，随着技术的进步，需要得到从安全可靠的配管输送氢和车载氢的技术处理方案。 在车载高压储氢中，为了在罐中储藏越来越多的氢以确保汽车的行驶距离，必须提高罐的压力，从而确保罐的高压安全性和密封性。 如果车载容器内是液态氢，则需要足够低的局部环境温度等，同样涉及一系列的安全问题。

另外，理论上分析，加氢站的设置密度没有纯电动汽车充电站高，但比后者多，复杂，相关方面也广。

氢燃料电池汽车技术的整体进步超出了预期

近年来，特别是世界金融危机和世界汽车产业受到巨大冲击的时期以来，我国采取各种措施恢复以前传来的(柴油)汽车的高增长态势时，国际上有很多国家和跨国汽车企业，但以氢燃料电池汽车的核心技术为难关 进步表现出飞跃的势头，其成果在质量和数量上都远远超过了前十年。

综合来看，现在氢燃料电池汽车的寿命远远超过了商业化的期待，主要指标与以前传达的汽车相近，但远远超过纯电动汽车，可以确信汽车整体价格倍增，销售价格达到了市场上可以接受的程度。 中国工程院院士衣宝廉认为，从世界范围来看，目前燃料电池汽车存在的第一(技术)问题基本得到处理。

决定氢燃料电池汽车未来和命运的关键是核心部件燃料电池堆和燃料电池发动机，其技术近年来取得了革命性的重大突破:电池组的电力密度大幅提高，根据相关资料，目前国际先进水平已经达到3kw/l (丰田 燃料电池发动机的技术性能(包括可靠性和稳定性等)得到了全面的改善和提高，系统的采用寿命普遍为5000小时免费维护运行(个别公司为8000小时，越来越多，美国联合技术企业的氢燃料电池总线的采用寿命为1 燃料电池发动机的冷起动温度已经达到-30℃，公司的车型在极冷的北极进行实地测试也没有问题，完全满足了美国能源部年度计划中的相关指标要求。 这意味着氢燃料电池汽车的特殊课题冷启动技术的瓶颈已经解除了。

目前国际燃料电池产业链的各个环节实现了产业化，技术性能和质量已经达到了实用化、商业化的要求。 同样，也从根本上处理了困扰氢燃料电池汽车迅速发展的昂贵问题。 根据美国能源部的报告，国际从事燃料电池汽车开发的主流公司燃料电池发动机系统的价格现在比21世纪初下降了80%~95%，比价大致为49美元/kw (按每年50万台计算)，内燃机为30美元。 车载储氢技术也取得了很大突破，氢罐的压力从上一代车型的35mpa升级到70mpa，汽车的行驶距离大幅提高。 氢的获得对燃料电池汽车来说也不难，很多成熟技术都可以选择了。

由于价格大幅下降，国际主流公司计划公布最新一代氢燃料电池汽车的预售价格，与已经接近或相当，具有竞争力。

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