来源：《大连日报》 第07版 深读 访谈

发布时间：2024-03-20

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〚大连新闻传媒集团记者谢小芳〛

燃料电池是一个应用性极强的研究领域，如何让燃料电池从实验室走向市场，也是科研探索的重要方向。衣宝廉致力于燃料电池的产业化，20世纪90年代，作为科技部“九五”攻关和中国科学院重大项目“燃料电池技术”的负责人，他组织指导了质子交换膜燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池的研究。在质子交换膜燃料电池技术方面取得突破性进展并形成自主知识产权，组建新源动力股份有限公司。“十五”“十一五”期间，他指导城市客车与轿车用燃料电池系统的研发。研制的燃料电池发动机已经成功应用于北京奥运会和上海世博会示范运行的燃料电池客车与轿车。

近年来，衣宝廉带领团队开拓了新一代金属板车用燃料电池技术、兆瓦级PEM制氢技术等，研究成果相继实现产业化，带动了我国氢能行业的发展。

今年1月，2023年度大连市科技奖正式揭晓，首次设立大连市最高科学技术奖，每两年评选一次。衣宝廉院士成为首位大连市最高科学技术奖获奖者。近日，在中国科学院大连化学物理研究所（以下简称大连化物所）能源楼办公室，衣宝廉院士接受了记者的专访。

受访人 衣宝廉

燃料电池专家。1938年5月出生于辽宁辽阳，中国工程院院士，中国科学院大连化学物理研究所研究员、博士生导师。20世纪70年代，参加并领导了航天碱性氢氧燃料电池系统的研究，曾担任国家“十五”863计划“电动汽车重大专项”和“节能与新能源汽车”专家组成员、燃料电池发动机责任专家、国家能源集团氢能首席科学家、全国燃料电池与液流电池标准委员会主任委员等，是我国燃料电池技术的主要奠基人、开拓者和引领者。培养博士、硕士研究生100多名，其中多人已成为燃料电池研发领域骨干。

耄耋之年 仍对专业有一种爱恋感

记者：首先，恭喜您获得大连市最高科学技术奖。

衣宝廉：我比较幸运。因为现在氢能和燃料电池是国家发展的一个热点，比较受关注。跟我一样水平的人有很多，不是因为我有多了不得，只是当下国家的发展重点跟我的这点专长正好对上了。

记者：听说您每周一三五仍然准时到办公室来，是什么原因让您在耄耋之年仍在坚持工作？

衣宝廉：习惯了。我搞燃料电池和氢能已经有60多年了，对这个专业非常热爱，有一种爱恋感。现在，我在家里看的东西还是以燃料电池和氢能为主，仍然希望能够在专业上进一步发展。

而且，我跟组里的负责人，像邵志刚（大连化物所燃料电池研究部部长）和一些技术骨干的关系非常好。他们有的是我的学生，有的是同事，我愿意跟他们一起讨论，提一些有益的建议，希望能对组里工作有所帮助，对我自己也有所提高，更希望看到氢能与燃料电池车早日产业化。

我是一个农民的孩子，我的本科和研究生都是靠助学金才能完成学业。如果没有助学金，我可能“脸朝黄土背朝天”现在还在农村种地呢。因此我非常感谢党和国家，让我在本科和研究生阶段学到了从事科学研究的基础知识和方法，又能在国内设备先进的研究所大连化物所工作，在同志们的帮助和协同下取得一定成绩。因此，我也想在有生之年体力还可以的时候，能够回报国家和社会。

尽管年纪大了，我还是愿意到所里来上班，还在坚持工作，这三点原因缺一不可。

燃料电池车 是氢能应用的突破口

记者：随着政策密集出台，氢燃料电池技术的进步和需求量扩大，商业化应用前景广阔。氢燃料电池的优势是什么？发展燃料电池对于保障我国能源安全和实现“双碳”目标具有什么意义？

衣宝廉：氢燃料电池车先后在2008年北京奥运会、2010年上海世博会试运行后，2022年北京冬奥会和冬残奥会期间，1000多辆氢燃料电池汽车参与交通服务保障，这种集中示范也展示了氢燃料电池车的一系列优点。

第一，燃料电池的比能量高，可以达到0.5千瓦时/千克~1.0千瓦时/千克，是锂离子电池的几倍，特别适合重载车和长途车。

第二，燃料电池系统的发电电堆与储氢罐是分开的，运行过程中能够监测电堆的电压，电压出问题，就把氢气的进气阀关掉，可以避免产生燃烧和爆炸，只要加强氢的检测与控制，就可以做到安全无事故。现在全世界有8万多辆中国有1.8万多辆燃料电池车在运行，没有一起燃烧和爆炸事故发生。所以尽管氢很容易爆炸和燃烧，但是只要有严格的检测和监控，车就是安全的。

第三，燃料电池发电效率为50%至60%，氢还有部分能量转化为热能，特别适合在北方寒冷地区运行，运行时里程不但不缩水，燃料电池废热还可为车辆供暖，冬天行驶没有里程焦虑。

第四，燃料电池车的加氢时间比较快，同加油差不多。其续航里程和驾驶舒适性可以和燃油车媲美。

现在，燃料电池车不仅仅是中国开发的热点，也是国际能源领域开发的一个热点。燃料电池车是氢能应用的突破口，如果研发成功，进入大规模示范和商业化，对推进氢能在节能减排中的作用非常重要。我们现在有这样一个设想，希望建立和发展氢-电供能体系，氢能作为一个能源载体，最终能代替现在的天然气和石油，成为实现“双碳”目标的有力抓手。

所以，燃料电池的产业化对国家是非常重要的，一个是解决国家的能源安全问题；一个是提高我们国家空气的洁净度，解决环境问题。要想做到碳中和，减少二氧化碳排放，一定要发展氢能，发展可再生能源。

“风口”之下 氢燃料产业面临“三贵”瓶颈

记者：当前，氢能产业可以说是处于“风口”的产业，“风口”之下，有哪些问题还需要解决？

衣宝廉：我们亟须解决“三贵”问题。

首先，燃料电池电堆和系统制备成本高，导致燃料电池车的售价是燃油车两倍多。有一些东西我们还没有产业化，比如氢气瓶，35兆帕和70兆帕的氢气瓶，一个就要2万多元，只有产业化以后成本才能降下来。

第二，绿氢制备、储运和加注的费用高，导致现在氢每千克售价60多元，进而导致车的运行费用也远高于燃油车，所以现在要靠政府补贴。只有靠技术进步，降低绿氢制、储、运成本，加氢站加氢的售价降到每千克30元以下，才能和燃油车竞争。

第三，加氢站建设费用贵。加氢站的建设费用是加油站和充电站的几倍。氢气压缩机、氢的储罐还有氢加注机，我们才刚刚开始进行制备，还没有批量化生产。如果实现设备批量生产，如氢气压缩机、高压氢气瓶与氢加注机等，就可以降低加氢站费用。

预计2030年前后 燃料电池轿车能进入寻常百姓家

记者：普通百姓也能开着燃料电池车上路，我们距离这个目标还有多远？现在市场化的瓶颈是什么？

衣宝廉：现在，我国燃料电池车还处于靠政府补贴的大规模示范运行阶段，还不能实现无补贴的商业化运行。我们最容易体验到的是燃料电池公交大客车，现在大连在高新区和金普新区有燃料电池公交车在运营，大家可以去乘坐，很安静。

现在轿车示范运行也开始了，如在广东，采用东风汽车旗下品牌启辰的首款氢燃料电池车型，已在广州花都区开启商业化示范运营，为期36个月。启辰大V氢境搭载由东风汽车集团有限公司生产的60kW燃料电池系统，额定功率为60kW，配备最大功率160kW的单电机，储能电池则为弗迪磷酸铁锂电池，加满氢只需5分钟。采用氢电双驱，满氢满电续航里程可达500公里。

只有当氢源和燃料电池发动机售价降到与燃油车差不多，氢能高速联网，市内加氢站基本普及时才能进入寻常百姓家。按现在燃料电池车的成本、氢源价格的下降速度和加氢站建设速度，预计在2030年前后，会有一个节点，燃料电池轿车能进入寻常百姓家。

燃料电池车和氢源降价要依靠技术进步。首先，科学家要突破“卡脖子”技术，实现燃料电池关键材料与部件产业化。比如高压氢气瓶，科学家跟企业家携手，把制备流程工艺搞清楚并进行批量生产。燃料电池的电催化剂，我们要能自己做出来，低铂，高性能，而且性能要等于或优于国际催化剂。

产业化了，对国家对人民才有益。当然，我们科学家只能解决技术问题，要想产业化、商业化，那就要靠企业家去努力，因为只有批量生产才能把成本降下来。

第二，科研工作者还要继续进行科技创新，提高各个关键材料和部件的性能，从而提升发动机的性能。比如提高燃料电池的比功率，将燃料电池工作电流密度由现在每平方厘米1.5安培~2.0安培提高到4安培~5安培，就能实现同样一个电堆，输出的功率增加一倍多。燃料电池是按千瓦卖的，现在一个电堆卖10万元，性能提升后，价格就降到5万元了。这个过程需要科研工作者、科学家和企业家、工人共同努力，把燃料电池发动机从现在的1千瓦3000元左右，到2030年能够降到500元~1000元，这样燃料电池车就可以商业化，可以进到寻常百姓家。

第三就是构建氢能高速网络体系。现在的示范主要以商用车为主，因为商用车的行驶路线是固定的，在相关线路上建一个或者两个加氢站，这条线路就可以开起来。轿车要到处跑，城市里加氢站的密度就需要增加，而且氢能高速要联网。燃料电池车受到一个最大的制约就是加氢站。我们国家现在有400多个加氢站，数量世界第一，但远远不够，希望到2030年，我国的加氢站能有几千个，这样，燃料电池车可以在主要城市之间跑起来。

商用燃料电池车国际领先 基础研究与关键材料还有差距

记者：近年来，您带领团队开拓了新一代金属板车用燃料电池技术、兆瓦级PEM电解水制氢（质子交换膜水电解制氢）技术等，新一代金属板车用燃料电池技术有哪些优势？您和团队当前正在做的研究是什么？

衣宝廉：原先我们采用的是复合双极板，即金属分割板和膨胀石墨流场，它比较厚，电堆体积比功率都比较低。为了提高电堆的比功率，研发了表面改性的金属双极板。解决了薄板冲压成型、激光焊接与表面改性技术问题，已经在安徽的明天氢能建立生产线。现在大连的国创氢能又研发成功薄钛双极板。

我们在国内最早解决了电解水的膜电极制备问题，它与燃料电池的MEA（膜电极）的区别是解决电解析气时膜电极不分层，并解决了电解双极板的导电与成型问题，在国内最早研制成功兆瓦级PEM电解槽。目前我们团队研发的单槽兆瓦级的电解槽已经实际应用。

我们的燃料电池技术不断进步，去年年底，大连化物所成功开发了单堆300千瓦的氢空燃料电池，为未来重卡、船舶、机车和新能源飞机的氢能应用奠定基础。

记者：我国的燃料电池技术在国际上处于什么位置？

衣宝廉：我国燃料电池车在国际上可以说是领先的。燃料电池商用车车型最多、示范最多，也最先进行燃料电池商用车大规模示范。我们在燃料电池发动机低温启动、废热利用等方面的技术是领先的，双极板、膜电极三合一制备技术也达到国际水平。但在基础研究与关键材料如高强度碳纤维，高压氢气瓶的瓶口阀与电催化剂批量生产，增强薄的质子交换膜、电堆内各单池的一致性等方面还有差距。现在日本和韩国燃料电池轿车做得比我们先进，价格较低，并基本实现商业化。我们要加强基础研究，通过科技攻关与创新，缩小差距，尽快实现燃料电池车的商业化。

记者：大连当前正通过政策引导和应用示范同向发力，推动氢能产业发展。请您给大连的氢能产业发展提一点儿建议。

衣宝廉：首先要利用大连的优势，大幅度降低氢燃料的成本。大连的条件非常好，既有海滩、核电，又有副产氢，所以我们的氢不靠政府补贴就可以把价格降得很低。大连的氯碱厂、氯酸盐厂的副产氢，加点催化剂就能净化，很容易。其生产的氢气也很便宜，估计每千克也就20元左右，可用作示范燃料电池车的燃料。这样，大连的燃料电池车运行费用就比燃油车还低。同时，我们还可以开展核电和海上风电电解水制氢示范，为加氢站提供廉价绿色氢源。

第二要资助燃料电池基础和创新研究，如制备低铂、高活性电催化剂与试生产。增强质子交换膜与膜电极三合一制备生产线与批量生产等，降低燃料电池发动机的成本。希望政府能提供基金或风险投资来支持这一部分，只有这部分发展起来了，车的成本才能降下来。

第三要与省内、国内、国际建立广泛合作关系。建立稳定廉价的空压机、储氢瓶、氢气压缩机等供应链。建议大连每年举办一次氢能领域的国际会议，加强国内外技术交流与合作。

①⑥衣宝廉接受记者采访。大连新闻传媒集团记者谢小芳 摄

②③④⑤衣宝廉早年工作场景。采访对象提供资料照片

以下是该媒体报道地址：http://szb.dlxww.com/epaper/dlrb/pc/content/202403/20/content_57752.html