柴茂榮博士:明年國內氫能源乘用車就會起來
氫能被稱為21世紀的“終極能源”,它來自于水,燃燒的產物也是水,可循環使用,來源豐富,零碳環保,還可以長期儲能。
在“雙碳”目標下,我國氫能源相關政策陸續出臺,產業鏈逐步發展。不過,氫能的部分關鍵技術掌握在外國手里,仍有不少環節被“卡脖子”,亟需自主突破。
我們探訪的國氫科技,系國家電投旗下的氫能專業化子公司,成立以來著力發展氫能關鍵核心技術自主化,如今已經構建了燃料電池和PEM制氫產業全自主化技術鏈,2022年12月B輪融資后估值達130億元, 成為同行業估值最高的獨角獸。
專訪嘉賓柴茂榮博士是國氫科技首席技術官、能源化學地質系統“大國工匠”,曾在日本學習、研究氫能三十幾年,為了實現國內氫能技術自主化,2017年毅然回國加入國氫科技從零開始創業。

01、正視差距,攻堅克難
記者:目前中國和日本在氫燃料電池方面的技術差距有多大?
柴茂榮:差不多10年。乘用車才是氫燃燒電池的本命,目前國內的技術大概是日本或者韓國2012~2013年左右的水平,也就是剛剛可以用到乘用車上面。等國內能真正推出氫能源乘用車的時候,技術水平就跟日本2014年相當了,因為日本是在2014年12月6號發布了第一款氫能源汽車——豐田Mirai 1 。
記者:為什么氫燃料電池的八大核心零部件,會被視為企業能否做大做強的關鍵?
柴茂榮:氫燃料電池的“八大件”包括電堆、雙極板、膜電極、空壓機、質子交換膜、催化劑、碳紙和氫氣循環系統,其中,質子膜和催化劑是核心中的核心,質子膜相當于光刻膠,催化劑就相當于靶材,沒有這兩樣的話,氫燃料電池是做不了的。
記者:目前國氫科技在“八大件”研發上取得了哪些成績?
柴茂榮:我是2017年從日本回國的,之后帶領團隊用6年時間把被國外卡脖子的“八大件”全部實現了自主化。其中,催化劑是我們的一大特色,有很多指標已經優于日本的田中貴金屬(注:全球知名的燃料電池催化劑企業)。質子膜的話,目前全球只有少數幾個國家掌握這方面的技術,雖然國內有些公司也號稱掌握了,但是跟國際水平比的話,耐高溫和強度等性能上大約差一倍以上,去年國氫科技已經實現了質子膜量產。所以,現在國氫科技的氫燃料電池全都用自己研發的催化劑和質子膜,很多國內企業還是以進口為主。
記者:進口的話,會出現對方不愿意賣或者成本比較高的問題嗎?
柴茂榮:需求量少的時候好辦,將來如果大量生產,人家就跟芯片一樣把我們卡住了,我們就麻煩了。
02、氫能和鋰電,誰才是未來?
記者:之前有能源專家講到,停在地庫里的氫能源車一旦發生泄漏爆炸,可能會炸毀整棟樓, 真的這么危險嗎?
柴茂榮:氫氣雖然危險,但是可控。人類用氫的歷史大概有100多年,大規模爆炸事件是非常少的。為什么很多人談氫色變,是因為氫氣的爆炸范圍很寬,4%~75%,給人的感覺是氫氣非常危險,但只要控制得好,氫氣在瓶子里面是完全安全的。
現在車載儲氫瓶用的是有內阻閥的碳纖維瓶,用頂針把它頂進去氫氣才會出來,萬一發生事故,它從里面是頂死的,這樣就可以保證氫氣不泄露,就算是泄露了,也能直接排出去,此外,現在的車一般用的是氫電混合系統,往地下停車場停之前,會把儲氫瓶關掉,用純電模式去停車以保證安全。
記者:行駛在路上的氫能源車如果發生碰撞,爆炸的可能性大嗎?
柴茂榮:可能性基本上是沒有的。內壓高達700倍大氣壓的氫氣瓶,強度和剛度都非常高,我們曾經做過實驗,用機槍在10米距離射擊是打不穿的,或者用10噸的卡車去壓也是壓不碎的。此外,氫氣的重量很輕,只有空氣的1/14,即使泄露出來也是往天上走,幾分鐘之內就跑光了。
記者:氫燃料電池和現在主流的鋰電池相比,優勢和劣勢是什么?
柴茂榮:氫燃料電池的優勢一是加氫快;二是續航里程長,1公斤的氫氣相當于20度電,冬天續航里程也不打折扣;三是耐高寒,零下40度也能啟動,這是一些油車都達不到的,更不要說電動車了。
不過,氫燃料電池也存在一些短板,一是成本偏高,一個氫燃料電池有1萬多塊零部件組成,整個系統非常復雜,現階段造價會偏高,但里面的材料沒特別貴的東西,今后量產了成本就會走低。二是加氫站不能建在市中心,影響加氫的便利性,但是今后可以多加兩個氫氣瓶,沒準續航可以到2000公里,也就是說一個月充一次氫,那就無所謂了。
記者:您預計國內氫能源汽車大規模商用的時間會是在什么時候?
柴茂榮:氫燃料電池普及肯定從乘用車開始,我想明年國內的氫能源乘用車就會慢慢普及起來了,想壓也壓不住,預計在2025年前后實現大規模商用,2040~2050年,電動車、氫能源車和油車的保有量能達到1:1.5:1的比例。
記者:您剛才講到氫能源車的勢頭會壓不住,它的底氣是什么?柴茂榮:如果氫能源車年產能到10萬輛以上的話,氫燃料電池的成本大概相當于鋰電池的一半左右,也就是說這個車在20萬以內就可以造出來了。氫能源車好了,加氫站的話肯定會普及,這一點都不用考慮,那就能實現加氫3分鐘,續航1000公里,冬天也不打折扣,而且還安全,跟電動車比的話,優勢一下子就出來了。
記者:據我觀察,目前道路上跑的氫能源車還是挺少的,更多的是一些大巴。
柴茂榮:路上跑的少,并不代表著這個技術不行。對我們國家來說,氫能源車和鋰電池的車剛好是差了10年??梢韵胂?012、2013年的時候,路上有幾輛電動車呢?到2033年你再來看,就不會是這樣了。
記者:豐田在2014年就推出了氫能源車Mirai 1,但是商業化并不理想,這是為什么?
柴茂榮:首先,日本市場比較小,豐田的氫能源車推廣不開,問題不在于車,而在于加氫站,豐田能推的地方也就是有加氫站的地方。其次,日本人不敢去冒險,豐田Mirai 1賣了大概3萬輛左右,一半左右賣到美國,日本國內賣了1/3,還有15%左右賣到了歐洲,日本人不像中國人敢去冒險,一般老百姓的是很慎重的,你推出氫能源車,他不一定會買。
記者:今后在中國推廣氫能源車會不會也遇到這樣的問題?
柴茂榮:日本人不愛冒險,和我們國人的性格還是不太一樣,像特斯拉,全球賣的最好的地方是中國,要不然也不會在中國建廠,但特斯拉在日本根本賣不動。
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