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这项技术已不被日本卡脖子了!

2023/6/15 8:50:00

氢能被称为21世纪的“终极能源”,它来自于水,燃烧的产物也是水,可循环使用,来源丰富,零碳环保,还可以长期储能。

在“双碳”目标下,我国氢能源相关政策陆续出台,产业链逐步发展。不过,氢能的部分关键技术掌握在外国手里,仍有不少环节被“卡脖子”,亟需自主突破。

本期《先锋派》探访的国氢科技,系国家电投旗下的氢能专业化子公司,成立以来着力发展氢能关键核心技术自主化,如今已经构建了燃料电池和PEM制氢产业全自主化技术链,2022年12月B轮融资后估值达130亿元, 成为同行业估值最高的独角兽。

专访嘉宾柴茂荣博士是国氢科技首席技术官、能源化学地质系统“大国工匠”,曾在日本学习、研究氢能三十几年,为了实现国内氢能技术自主化,2017年毅然回国加入国氢科技从零开始创业。

氢能独角兽如何攻克日本卡脖子难题?
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氢能独角兽如何攻克日本卡脖子难题?

正视差距,攻坚克难

《先锋派》:目前中国和日本在氢燃料电池方面的技术差距有多大?

柴茂荣:差不多10年。乘用车才是氢燃烧电池的本命,目前国内的技术大概是日本或者韩国2012~2013年左右的水平,也就是刚刚可以用到乘用车上面。等国内能真正推出氢能源乘用车的时候,技术水平就跟日本2014年相当了,因为日本是在2014年12月6号发布了第一款氢能源汽车——丰田Mirai 1 。

《先锋派》: 为什么氢燃料电池的八大核心零部件,会被视为企业能否做大做强的关键?

柴茂荣:氢燃料电池的“八大件”包括电堆、双极板、膜电极、空压机、质子交换膜、催化剂、碳纸和氢气循环系统,其中,质子膜和催化剂是核心中的核心,质子膜相当于光刻胶,催化剂就相当于靶材,没有这两样的话,氢燃料电池是做不了的。

《先锋派》:目前国氢科技在“八大件”研发上取得了哪些成绩?

柴茂荣:我是2017年从日本回国的,之后带领团队用6年时间把被国外卡脖子的“八大件”全部实现了自主化。其中,催化剂是我们的一大特色,有很多指标已经优于日本的田中贵金属(注:全球知名的燃料电池催化剂企业)。质子膜的话,目前全球只有少数几个国家掌握这方面的技术,虽然国内有些公司也号称掌握了,但是跟国际水平比的话,耐高温和强度等性能上大约差一倍以上,去年国氢科技已经实现了质子膜量产。所以,现在国氢科技的氢燃料电池全都用自己研发的催化剂和质子膜,很多国内企业还是以进口为主。

《先锋派》:进口的话,会出现对方不愿意卖或者成本比较高的问题吗?

柴茂荣:需求量少的时候好办,将来如果大量生产,人家就跟芯片一样把我们卡住了,我们就麻烦了。

氢能和锂电,谁才是未来?

《先锋派》:之前有能源专家讲到,停在地库里的氢能源车一旦发生泄漏爆炸,可能会炸毁整栋楼, 真的这么危险吗?

柴茂荣:氢气虽然危险,但是可控。人类用氢的历史大概有100多年,大规模爆炸事件是非常少的。为什么很多人谈氢色变,是因为氢气的爆炸范围很宽,4%~75%,给人的感觉是氢气非常危险,但只要控制得好,氢气在瓶子里面是完全安全的。

现在车载储氢瓶用的是有内阻阀的碳纤维瓶,用顶针把它顶进去氢气才会出来,万一发生事故,它从里面是顶死的,这样就可以保证氢气不泄露,就算是泄露了,也能直接排出去,此外,现在的车一般用的是氢电混合系统,往地下停车场停之前,会把储氢瓶关掉,用纯电模式去停车以保证安全。

《先锋派》:行驶在路上的氢能源车如果发生碰撞,爆炸的可能性大吗?

柴茂荣: 可能性基本上是没有的。内压高达700倍大气压的氢气瓶,强度和刚度都非常高,我们曾经做过实验,用机枪在10米距离射击是打不穿的,或者用10吨的卡车去压也是压不碎的。此外,氢气的重量很轻,只有空气的1/14,即使泄露出来也是往天上走,几分钟之内就跑光了。

《先锋派》:氢燃料电池和现在主流的锂电池相比,优势和劣势是什么?

柴茂荣:氢燃料电池的优势一是加氢快;二是续航里程长,1公斤的氢气相当于20度电,冬天续航里程也不打折扣;三是耐高寒,零下40度也能启动,这是一些油车都达不到的,更不要说电动车了。

不过,氢燃料电池也存在一些短板,一是成本偏高,一个氢燃料电池有1万多块零部件组成,整个系统非常复杂,现阶段造价会偏高,但里面的材料没特别贵的东西,今后量产了成本就会走低。二是加氢站不能建在市中心,影响加氢的便利性,但是今后可以多加两个氢气瓶,没准续航可以到2000公里,也就是说一个月充一次氢,那就无所谓了。

《先锋派》:您预计国内氢能源汽车大规模商用的时间会是在什么时候?

柴茂荣:氢燃料电池普及肯定从乘用车开始,我想明年国内的氢能源乘用车就会慢慢普及起来了,想压也压不住,预计在2025年前后实现大规模商用,2040~2050年,电动车、氢能源车和油车的保有量能达到1:1.5:1的比例。

《先锋派》:您刚才讲到氢能源车的势头会压不住,它的底气是什么? 柴茂荣:如果氢能源车年产能到10万辆以上的话,氢燃料电池的成本大概相当于锂电池的一半左右,也就是说这个车在20万以内就可以造出来了。氢能源车好了,加氢站的话肯定会普及,这一点都不用考虑,那就能实现加氢3分钟,续航1000公里,冬天也不打折扣,而且还安全,跟电动车比的话,优势一下子就出来了。

《先锋派》:据我观察,目前道路上跑的氢能源车还是挺少的,更多的是一些大巴。

柴茂荣:路上跑的少,并不代表着这个技术不行。对我们国家来说,氢能源车和锂电池的车刚好是差了10年。可以想想2012、2013年的时候,路上有几辆电动车呢? 到2033年你再来看,就不会是这样了。

《先锋派》:丰田在2014年就推出了氢能源车Mirai 1,但是商业化并不理想,这是为什么?

柴茂荣:首先,日本市场比较小,丰田的氢能源车推广不开,问题不在于车,而在于加氢站,丰田能推的地方也就是有加氢站的地方。其次,日本人不敢去冒险,丰田Mirai 1卖了大概3万辆左右,一半左右卖到美国,日本国内卖了1/3,还有15%左右卖到了欧洲,日本人不像中国人敢去冒险,一般老百姓的是很慎重的,你推出氢能源车,他不一定会买。

《先锋派》:今后在中国推广氢能源车会不会也遇到这样的问题?

柴茂荣:日本人不爱冒险,和我们国人的性格还是不太一样,像特斯拉,全球卖的最好的地方是中国,要不然也不会在中国建厂,但特斯拉在日本根本卖不动。

【栏目简介】

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