2020年10月15日，2020 氫能產業發展創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）和山東省工業和信息化廳主辦，以“引領氫能示范應用·推進黃河流域高質量發展”為主題，主要圍繞“氫能應用場景與商業化路徑”、“關鍵技術、標準與安全”和“面向未來的氫能供應體系”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理盧兵兵發表了題為《燃料電池電池產業中的技術創新和應用》的精彩演講。

上海捷氫科技有限公司總經理盧兵兵

1、未來兩到三年內，燃料電池材料或將會有新突破。率先突破的會是催化劑，再是質子交換膜，再是氣體交換層。其認為催化劑一年內，質子交換膜兩年內，氣體交換層三年內，到那時就可以實現燃料電池電堆的成本下降。

以下內容為現場演講實錄：

我今天講的題目是《燃料電池產業中的技術創新和應用》，有三方面內容。一個是為什么要大力發展氫能產業，另一方面看產業化發展之路，第三看產業發展過程中關鍵的瓶頸在哪里？

為什么要發展氫能戰略，大家都知道整個人類文明的發展，歷史的發展其實就是一個能源發展史，從這張圖里面大家清晰地看到，整個能源發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構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，當中的藍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化媒介作用。我們可以通過化石能源把它轉化成氫氣，氫氣需要的時候把它轉化成電源，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構上占有非常的一席之地，同時它也可以在交通、建筑等領域廣泛應用。

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2.5萬億每斤的產值，所以說這一塊產業鏈的想象空間，以及可能增長的情景是非常可觀的。

再講一下，目前全國其實對氫氣整個的氫能產業的利用，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，整個氫能產業的征求意見稿，也包括9月底以獎待補的政策，所以這些政策的逐步清晰，給整個行業帶來非常清晰的信號，也就是所有的相關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，大家把產業鏈從零部件端、整車端，包括上午談的加氫站的各個環節制氫等等環節都可以達到商業化運作的規模。

同時燃料電池以及氫能這個產業鏈，又是一個上下游緊密聯動，同時又是上下游范圍很廣的這么一個產業。上游可以看到，這里面制儲、運加整個環節，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業機會。

同時，整個燃料電池早上也講了燃料電池應用很廣，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的利用的可能性和空間。所以怎么樣把安全、高質、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的零部件，一個就是燃料電池電堆和燃料電池系統。

我再講一下產業化道路。上汽是國內應該說是唯一一家提出來三條新能源技術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。所以目前我們已經生產的車子，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的能源、技術、項目、知識產權全部注入到捷氫科技，通過20年的發展，在研發、技術、專利、標準、市場也有一些的積累。整個燃料電池各家整車廠，燃料電池系統公司其實都是一個從粗到細的一個過程。一開始我買了一個系統，后來發現對整個系統提出更高的要求，我需要對系統進行優化那樣從我從裝車到系統優化。到了系統最關鍵的零部件就是電堆，我也要對電堆進行自己的研發、設計、生產、檢測。有的電堆以后會發現，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，降低電堆的成本，那么又要研發膜電極。我們現在捷氫開始從膜電極到電堆，到電堆再到系統應用，所以這么一個過程走下來，我們實現低成本、高可靠、高功率的整個燃料電池整個系統。

同時大家也可以看到在媒體上看到，9月13日上汽集團發布了我們上汽集團《燃料電池戰略》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和整車直接研發人員超過一千人，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，還有一些相關零部件企業，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，一研發人員很高我們占到2/3，學歷很高，我們研發人員研究生學歷占到82%，我們也是有非常好的產品規劃，我們的產品規劃本著運用一代、開發一代、規劃一代不斷提升產品競爭力以及降低產品的成本。所以我們第四代的燃料電池電堆，就相對于內燃機的阿爾法樣在2020年第四季度可以量產400堆，同時對500對進行預言有一些新出的技術和架構問題，已經在布置和解決當中。

剛才講了，我們希望通過有一個清晰的規劃和流程，來保證我們生產、銷售整個產品是按照嚴格的測規級的體系和流程出來，同時通過我們產品研發流程，HPDP氫驅動系統的開發流程，我們在產品的不同階段，定義好九個節點一每個節點有每個節點有交付物，進行統一的評審，達到要求要往前，確保我們公司推出的東西符合車規級的質量要求。

同時很多技術將來要用到，但現在還沒有成熟怎么辦？我們通過技術預言流程對先期的技術架構進行預言確保我將來的技術領先性和技術進步。

大家都知道，一輛整車的開發追隨著整車的需求和性能，先是從整車一級，系統一級零部件一級，材料一級自上一級提要求。再就是整個研發從材料開始研發，從材料、研發，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的主導，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，我們整個加工深度比較深，那我也可以主導好自己的產品和技術質量，同時又可以比較好的控制成本。

再講一下現在這個產品的情況，這是今年8月24日在嘉定發了整個情況，這個電堆是具備自主技術產權，無外增濕的膜電極水平橫設計，超膜金屬板的結構設計，超薄質子交換膜應用，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和國際上巨頭也基本處于同一水平。

不可否認他們也在進步，他們也在推出新的產品，他們推出新的產品比現在的等級要高，對于我們來講我們的產品比這個高很多，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100%國產化。這里面要保證整個技術和質量的管控的話，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，另外是好的產品和技術的應用。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，現在我們整個測試已經超過了7020小時，總共10470個循環工礦，啟停次數898次，加載次數141.4萬次，降載次數136.0萬，總費用超過2千萬。這是整個電堆的衰減的曲線，當中右邊的那個圖是我們采用的加載的工況，每個循環都是嚴格按照這個工況進行動態加載的。

那燃料電池整個發展，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，電堆、輔助系統、以及儲氫系統。儲氫系統，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，通過我們國內的努力，電池里面的產品到今年年底都有能力實現量產和國產化，真正現在突破的是質子交換膜、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，現在碳纖維還是靠進口。

另外我們高壓的閥健的國產化，現在整車轎車的話，發動機+變速箱就幾千塊錢，這里面規模小，國內還沒有突破，導致價格極高，我認為閥件的國產化也是非常重要。

后面我會根據質子交換膜、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鍵材料的供應商情況，可喜的是國內像催化劑很多公司也在研發，也包括陳總站在后面，他們也有所突破。現在整個初始測試有所不同，質子交換膜東岳也在突破，大概12微米的質子交換膜也基本具備擴散條件，所以現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域里面存在巨大的機會，大家紛紛進入。我個人認為，我想是兩到三年內，這些材料應該突破。率先突破的會是催化劑，再是質子交換膜，再是氣體交換層，我樂觀的認為催化劑一年內，質子交換膜兩年內，氣體交換層三年內，到那個時候就可以實現燃料電池電堆的成本下降。

再談到質子交換膜大家在左邊的圖中可以看到，質子交換膜關鍵的是質子通過的效率，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，現在到20、10、現在第四代已經到8微米左右。同時它的耐久性，現在通過一代代的迭代，耐久性也在不斷提高。右邊也列出了質子交換膜，它現在所需要達到的很多關鍵的性能。

這個是催化劑。催化劑這里面有幾個關鍵點。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的供應商共同努力，看看盡快突破催化劑的國產化應用。

再講到碳紙，大家知道氣體擴散層，在碳紙上處理后，它的核心核能像導氣性、排水、導熱、機械性等，目前也和幾家供應商在合作，今年早上大家看到那個圖2030年是一個拐點，2035年是一個規模應用的開始。要做到這些拐點，必須解決這些所有材料的國產化問題，如果解決不了國產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外參與者共同努力，來推動整個燃料電池相關國產化，大家共同來推動整個燃料電池整個產業發展。

謝謝大家！。

（注：本文根據現場速記整理，未經演講嘉賓審閱）

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