编前：《京都议定书》的生效，为我国新能源的研发和利用提出了新的课题。有人认为，发展氢燃料电池汽车将是减排二氧化碳的一个发展方向，但据专家分析，燃料电池车商业化还存在着诸多难以逾越的障碍。中国工程院院士倪维斗、中国汽车工程学会电动汽车分会副秘书长朱家琏专门为本报写来文章，阐述了他们的观点。

　　燃料电池汽车商业化前景不乐观

　　●燃料电池车要研究，但短期内无法商业化

　　●燃料电池车主要应搞大客车

　　作为未来交通可持续发展的解决方案之一，以氢为载能体的燃料电池汽车，最近一个时期以来成为研发热点。

　　全球展开燃料电池汽车新技术之争

　　上世纪90年代中期以后，不仅全球涉及燃料电池和燃料电池车辆的专利申请数量不断上升(见图1)，而且各工业化国家的民间组织和政府机构都加大了研究开发燃料电池及其车辆的投资，引发了主要是美日之间的开发燃料电池汽车新技术的竞争(见图2和图3)。布什上台后，更是把研发燃料电池汽车提高到了能源安全和国家经济安全的位置，同时提出建立“氢经济”的口号，制定了实现“氢经济”的路线图。

　　观察图2和图3的数据，不难发现对燃料电池投资最多的不是美国而是日本，第三位是欧洲，很可能是欧洲认识到燃料电池不是当前惟一可选的技术。实际上，现时的欧洲更关注的是先进柴油机、清洁柴油和不会增加二氧化碳排放总量的生物柴油技术。对于美国，布什要求美国能源部在制定2006年财政年度预算时，要有32200万美元用于燃料电池和氢技术项目(2005年是30150万美元)，但这些钱只是其军费的一个零头。从某种意义上说，布什政府大力鼓吹氢能经济，更像是在能源议题上对其选民抛出的一句政治口号。今年2月16日《京都议定书》开始生效，作为全世界最大的温室气体排放国——美国，至今仍拒不签署。布什的这种能源议题政治口号，也起到有利于将国际舆论转移到“氢经济”的话题，并减轻公众对他指责的作用。

　　我国研究燃料电池在车辆上的应用，起始于1999年。当时，在北京市政府的支持下，清华大学电动车辆研究室的陈全世教授主持了这项工作，分别将富源公司和绿能公司的燃料电池装在一辆电动游览车和一辆中巴上，进行了探索性研究。接着， 2001年10月国家“863计划”电动汽车重大专项开始实施，历经三年，燃料电池大小客车项目都取得了很大进展，其中燃料电池大客车，至今已累计运行8000多公里；在短短的三年中中国研制出了数台样车，这在中国汽车的发展史上具有历史意义，也引起世界的关注。另外，UNDP和GEF支持下的中国燃料电池公共汽车示范项目也在实施之中。很自然地，媒体与公众开始关注与讨论燃料电池大客车何时能实现商业化生产的问题。甚至有人认为氢能燃料电池汽车，在未来10年左右就能产业化，能解决我国能源结构、能源安全和环境污染问题了。对此我们要有一个清醒的、实事求是的认识，否则，将会起到误导和浪费有限经费的消极作用。

　　燃料电池车现状不乐观

　　从1993年加拿大巴拉德公司(ballard power system)推出世界上第一辆可进行实际示范验证的30英尺大客车以来，燃料电池汽车虽然有了较大发展，但十几年来还没有一辆可以真正称得上可以商业化销售的燃料电池汽车出现。目前的状态是：

　　价格过高

　　燃料电池汽车的价格太高，燃料电池小客车的价格大约为100万美元/辆，大客车价格为250万～300万美元/辆，主要原因是燃料电池汽车的研究开发成本太高。据估计，目前燃料电池的价格为5000～10000美元/kW，离美国能源部45美元/kW的目标相差太远，如何减少成本是燃料电池工程师们绞尽脑汁的事。目前，政府是高价格的燃料电池汽车惟一的用户，丰田租给日本3个政府部门和内阁办公室一辆5座的“FCHV”，每月租金为9800美元，本田4座的“FCX”，每月租金为6500美元。

　　性能不成熟

　　燃料电池汽车的性能还不成熟，需不断改进。以世界最著名的巴拉德公司为例，他们在2005年2月16日宣称，其燃料电池已经可以在零下20摄氏度下反复低温起动，铂金用量从1mg/cm2下降到0.7mg/cm2，耐久性可以达到工作2000小时性能下降不超过5%，而美国能源部的目标是5000小时，因此耐久性还远不能满足要求。燃料电池技术是一个还在不断发展中的技术，以质子交换膜为例，当前的PEM燃料电池基本上都是用的杜邦公司生产的Nafion膜，这种膜在较低的相对湿度(RH)或高温下使用时，离子传导性就会变差，燃料电池工作温度最好在摄氏80度左右，温度过高，膜就会脱水。作为在车辆上应用的燃料电池，通用汽车公司曾提出使用高温膜的建议，但这种高温膜仍在开发与试验之中，尚未达到实用的程度。

　　目前在世界上运行的燃料电池汽车，无论是欧洲10国示范的奔驰大客车，还是在美国和日本运行的本田、丰田小客车，都还是试验或示范性质的。2005年2月3日，本田公司在拉斯维加斯宣布：以每月500美元的租金将两辆FCX燃料电池小客车租给拉斯维加斯市政府使用，目的是观察其燃料电池中的聚合物膜在该地区干燥气候条件下的使用情况，因为干燥的空气对聚合物膜的工作不利。本田还有两辆FCX在纽约州进行寒冷地区使用试验。

　　氢原料供应的制约

　　对于氢的供应是支持燃料电池汽车正常行驶的基础，但这一块目前基本上还是空白。要大规模地将原来的石油燃料体系转变为高效的、经济的氢载能生产、供应体系，是世界各国共同面临的难题。一方面，氢燃料的生产、配送以及存储系统的建设需要大量的投资，据初步估计，对美国而言，需要5000亿美元；另一方面，缺少能保证贸易机会公平、与各个地区要求和安全要求相兼容的法规和标准。燃料电池车辆保有量和提供氢原料的基础设施是一个“鸡与蛋”的问题，没有足够的车辆(如几百万、上千万辆)，基础设施无法回收成本，当然也就无人愿意投资。反之，没有基础设施，车辆数量就不会迅速增长，达到商业化程度。另外，氢作为一种能量载体，与汽油的供应不一样，其来源必须因地制宜，有的地方适合天然气重整制氢，有的地方则适合风力发电、电解水制氢等等，虽然能源的多样化有其有利的一面，但也增加了氢供应体系的复杂性。

　　氢在车上的存储方法还没有突破性的进展。作为早期应用，用高压汽瓶存储氢气还会持续很长一个时期，其他方法还都停留在实验室阶段，但是氢存储技术如果不能突破的话，人们对燃料电池汽车的接受程度将会大打折扣。所以要实现燃料电池汽车商业化，没有存储技术的突破和商业化是不可能实现的。

　　缺少配套政策法规

　　政策、法规、标准还不完备。燃料电池汽车的安全性根据什么法规来认证、氢的存储与运输应符合什么标准等等都受到标准、法规滞后的限制。另外，燃料电池技术仍然是在发展之中，这也给标准、法规的制定带来一定的难度。

　　企业看不到赢利希望

　　主要的燃料电池制造公司，如巴拉德公司仍看不到赢利的希望，2004年12月31日的财务报告带给我们的又是一个不能令人振奋的消息：该公司第四季度净亏损5510万美元(0.46美元/每股)，整个财政年度亏损17540万美元(1.48美元/每股)，与2003年同期相比，第四季度的净亏损为3720万美元(0.31美元/每股)，整个财政年度的亏损为12510万美元(1.07美元/每股)。

　　研发燃料电池汽车虽然具有很大潜在的市场价值，但是开发成本极高，导致车辆价格太高，短期内形不成购买市场，开发部门又不可能在相对短的时期内得到回报。因此，目前其开发行为只能是在政府的推动之下进行，远还没有进入由市场需求来拉动的良性过程。

　　2005年1月20日，美国《汽车周刊》杂志报道说，丰田公司的先进技术集团全国经理Bill Reinert说：“除非在燃料电池堆和氢存储系统的成本降低方面有所突破，否则燃料电池车辆最早也要到2030年才能大量生产。”

　　燃料电池车主要应搞大客车

　　无可否认，用氢作为载能体、用燃料电池从化学能直接转化成电能，是科学技术上的一个新突破。现在，有关氢和燃料电池的网站越来越多，各种展览规模越来越大，技术也会逐渐成熟。但是究竟是否会在汽车领域首先应用，专家们有不同看法，可能它们在电子产品上或是在一些特殊军事部门的应用，会比汽车早。

　　另外在汽车领域，在作为公共交通的大客车上应用燃料电池，也会比在私人小客车上应用的时间早。因为大客车对价格的可接受程度要比小客车高，而且支持城市大客车运行的加氢站建设，在数量上也是相当有限。同时，解决特大城市的污染问题，也应是燃料电池汽车的首要任务。

　　意义在长期

　　要理性地对待我国燃料电池汽车事业的发展，对国内外的各种相关信息和夸大其词的宣传和炒作，要做实事求是的研究分析，避免误导和盲目跟风。虽然少量的燃料电池试验性汽车已在一些国家和地区进行示范运行，但这还不能证明它们已经可以商业化大量生产，同时燃料电池堆及其附件的成熟程度还不能与传统内燃机相比。

　　燃料电池车辆的价格、关键技术、基础设施以及相关的政策、法规标准没有解决好之前，大规模的燃料电池车辆市场是不会出现的。为了实现商业化生产，燃料电池技术需要继续改进、优化和完善，目标要做到其成本与汽油或柴油有可比性。以50kW大小的燃料电池为例，应达到42～45美元/kW，寿命应超过5000小时，同时，相当于每加仑汽油的氢燃料价格应达到1.5～2.1美元，实现“井到油箱的效率(WTT)”不低于70%，这才有可能大量进入市场。

　　虽然氢动力车辆以及燃料电池技术在相当长的时间内并不能解决中国的能源和排放问题，但研发工作不能不搞，否则将拉大我们与发达国家的技术水平差距。目前高等院校、科研单位的研究应是产业化前期的研究，重点要放在核心技术的研究上，积累知识和经验，并为企业培养、输送人才。产业化的问题，要经历一个较长的过程，必须有企业和大量资金介入才能完成。

　　在我国，燃料电池城市大客车应是研发重点，因为它在价格上不像私人小客车那样不容易被接受，另外也不需要大范围地铺开加氢站等基础设施建设，燃料电池大客车如在北京、上海这样一些超大城市中得到普遍应用，无论对减少城市空气污染还是改善城市交通，都会取得明显效果。

　　我们要合理安排近、中、长期能源科研经费，研究探讨有中国特色的解决中国能源之路。《京都议定书》的生效，给我们带来很大压力，尽管我国正在对再生能源立法，但在运输领域，依靠氢燃料电池并不能解决和改善当前和一个相当时期内的排放与能源问题。因此，应对在近期或中期(10～20年)能起较大作用的技术，如混合动力、先进柴油机技术、清洁柴油和替代燃料(醇、醚类、生物柴油)等的研究给予更大的关注和支持，这是当务之急。

　　商业化要满足五个条件

　　一、通过示范验证，表明燃料电池汽车各项性能、工作可靠性及支持其运行的加氢站系统已达到商业化认可的成熟程度；二、每辆汽车的成本要降低到能实现商业化竞争的水平；三、氢燃料的生产、供应网络及价格已能适应和满足燃料电池汽车大量使用的要求；四、燃料电池汽车技术本身能为消费者接受和认可；五、适应于该技术的配套政策、法规和标准基本齐全。

　　倪维斗 朱家琏