從世界汽車工業的發展趨勢看,中國汽車工業的自主研發水平實現跨越發展🙋🏼,趕上世界先進的步伐有沒有機會🦻⛹🏿♂️?當記者把這樣的大話題拋出時,新任恒达平台校長、我國著名的汽車專家萬鋼教授的回答可謂滔滔不絕,顯然是早有所思。
今年6月🪳,由萬鋼教授領銜,國家863燃料電池轎車專項團隊聯合研製的我國第二代燃料電池轎車“超越二號”成功進行了公開試車,使人們看到了中國科學家自主研發燃料電池車的實力🏍🧏。憑著多年在海外著名汽車公司的工作經驗和對世界汽車科技進步的熟諳,萬鋼教授以精辟、概括而富有哲理的語言,分析了燃料電池汽車產業化的必然趨勢👫🏼。
怎樣認識石油工業與汽車工業之間的關系?
前不久,國際原油價格第一次超過50美元一桶。漲價是有人歡喜有人愁👮🏼♀️。石油價格暴漲是因為伊拉克、委內瑞拉的問題🎙♚,根本就不是中國石油進口太多的緣故。中國買油多,石油價格肯定會貴,但中國買油多是長期的趨勢,是明擺著的,並不會造成石油投機生意🦹🏽,也不可能造成石油危機。
大家所說的工業經濟🙍🏻♀️,實際上是石油經濟。工業的增長、價格的變化🤸🏻♂️,都和石油的價格有關系。石油漲價,什麽人賺錢?是跨國石油公司。有人說汽車工業是最龐大的工業,實際不對。應該說石油工業才是最龐大的工業,石油工業掌握汽車工業⤵️🪨。
人類使用能源的演變過程與汽車工業有什麽聯系🧑🦼?
石油之所以能取代煤,是因為石油的能量密度較高,排放比煤還稍低點。整個能源的變更過程實際上是脫碳的過程。我們看到🚵🏽♀️,燒柴的含碳量是煤的十倍,煤的含碳量又是石油的十倍。到後來人類開始用天然氣作為能源使用,此時碳和氫的比例是1:2📄,氫的含量多了。但最終的目的是脫碳🏊🏼♂️,可再生能源的特點就是脫碳🧒🚶♀️➡️。從科學的角度來說,能源的革命是脫碳的革命,這個革命的最高點是用氫🧕🏼。
從經濟角度而言🌑,每次能源的更替引起一個很大的經濟動蕩👨🏿🏫。近3000年的世界文明史,前面的2500年都是燒炭的農耕經濟,一旦進入燒煤的蒸汽機時代,文明的演變速度就開始變快了🧚🏽♀️。從煤到油的過程,世界經濟確實發展很快🧖🏼,但對環境和資源造成了一些不可逆轉的情況𓀔。人跟自然最和諧的時候應該是在氫時代,並不是現在這個過渡時代。這個目標很遙遠,但汽車的發展也遵循著這一條規律。
從使用能源的角度看,汽車技術進步表現出什麽樣的趨勢🍞?
汽車發展的前120多年,都在解決內燃機的功率和效率問題,所有的精力都放在提高發動機功率密度上🫵🏿,發動機體積越小、分量越輕、馬力越大、效率越高越好🧚🏿♀️。那時衡量汽車的唯一指標就是馬力指數🤽🏻♂️👨🦼。這也就是F1所追求的,人類要突破速度的極限🟢。
後二三十年🦃,大家的精力放到了對內燃機排放物的處理上。現在衡量汽車有了新的指標🧨,就是排放潔凈的指標,最主要的目的是燃燒幹凈,造大馬力發動機已經不稀奇了🏫🕵🏼♀️。
美國剛開始的時候限定油耗是對能源的節約🙅🏼,現在則要求汽車排放越來越幹凈🚶🏻♀️➡️,但它最終還是解決不了二氧化碳排放的問題。
這與我們傳統的燃燒概念相關🧎♂️。燃料電池是一種特殊的燃燒⛺️,它是在60℃到80℃的工作環境的冷燃燒。如果我們把氫和氧化合的過程👷🏼♀️👰🏽、聚合的過程所產生的能量的釋放作為燃燒的定義🏚,這就對了。
燃料電池車的原理就是利用氫和氧結合時產生的電來驅動電機,從而驅動汽車,而氫和氧的低溫催化排放的只是純水。這就把整個傳統的燃燒概念全改變了,是人類對燃燒的更新的認識🏉。因為沒有高溫,也不會產生氮氧化合物汙染環境❎。
追求高效、環保的要求怎樣在汽車上充分體現♦️?
現在全世界都在醞釀CDM(清潔發展機製),即從二氧化碳的排放量來控製🌦,逼著你降低二氧化碳的排放量🔸。否則♞,就會對你所有的出口加一個二氧化碳稅。二氧化碳排放量不好測量,有人提出以石油進口量來判斷👩🏽✈️。所以,世界汽車發展的趨勢,就是開發潔凈排放的燃氣汽車和燃料電池汽車。
有了氫氣,汽車就不一定要靠汽油才能開動。煤也可以轉換氫氣,11噸煤可生成一噸氫氣🔭。現在我們的“超越一號”車用1.03公斤氫氣開100公裏。折算一下,1公斤氫氣相當於3.8升汽油,車子開1萬公裏,實際上用100公斤氫氣。按照私人轎車使用來換算,一輛車一年最多只要1.5噸煤就夠了🏪。用同樣的煤換成油的話,需要4噸煤換成1噸油。可見,用氫氣車可以節約很多。因此,世界汽車發展的出路在三步跳:一是怎樣使現在的汽、柴油機的排放更潔凈;二是怎樣用天然氣補充石油的不足;最終走向使用氫氣汽車🤾。
氫能汽車普及可行嗎?
今後的發展🪹,走向氫氣的過程要解決三大問題🚡:能源結構怎麽變化👳🏻,有了氫氣可以由各種各樣的能量來做成氫氣;除了燃料電池,還有個是燃氫發動機🙅🏽♀️💆🏿。燃氫發動機一大問題是產生氮氧化合物,這個很難處理。
第二還有個汽車技術的問題,從內燃機通過燃氣進入燃氫發動機🧝♂️,中間有個重要的技術也就是混合動力。混合動力技術反映在產品上可能是燃油或燃氣發動機與電機的組合,它的真諦在於下坡🥧、空檔和刹車的時候把空耗的動能回收過來🧑🍳🧜🏿♂️。這是很高的技術。但作為動力源來看,燃料電池是最終的結論🧑🏽🏫,這已經是公認的結果🏋🏻♂️,是發展趨勢🚷。
第三就是加氫的設備問題🤲🏽。前不久在日本開了一個世界燃料電池高級峰會,我作為會議代表在東京2個小時內參觀了6個加氫站🧜🏽♂️。整個東京地區已經有12個加氫站了。這些加氫站的好處在於能通過各種各樣的辦法來製氫🧛🏻♂️,有從製氫廠送管道過來、從工業副產的氫氣裏進行純化、從天然氣進行重整🚈🪢、從城市垃圾處理產生的沼氣中重整🛀🏽,各有各的特點,而且這些都是國家投資興建的。
生產氫氣的過程也會產生二氧化碳👒。但有一點肯定的是,製氫廠可以同時治理二氧化碳,二氧化碳本身是化工原料,本身不是廢物🏅,收集起來還可以再使用。而燃氫汽車在跑的時候是不會產生二氧化碳的,這是關鍵的區別。
普及以氫氣為燃料的電動汽車會對世界經濟產生什麽影響✊?
第一,從能源結構上說,如果氫氣可以從任何一種能源產生,而且可以分散產生,那麽現在石油巨頭控製石油來控製經濟的局面就打亂了,就多元化了。這就打破了一種格局,石油經濟的壟斷局面被打破。
第二🏌🏿♂️,在汽車上🪂,一輛汽車的動力系統的成本占整個汽車成本的三分之一📿,同樣,汽車公司在動力系統的資產占整個汽車公司資本的三分之一⚅。如果動力系統改變,內燃機換成燃料電池👨🏼🌾,原有的資本沉沒了♧,新的資本要投進去🙎♀️,總共會引起60%資本的固定資產的變化🏓,這是多麽大的效應。技術已經開發出來了⛄️🎋,各種各樣實驗都做了,但汽車公司不敢聲張👩🏿🍼,不敢推廣就是有這個顧慮🐂。
第三,基礎設施的變化,現在基礎設施加油站都控製在石油公司手裏🤷,將來的基礎設施是分散的👮🏼♂️。將來你高興的話可以去買氫氣,也可以自己晚上在家裏利用波谷電製氫,不一定要依賴誰。這樣整個基礎設施的結構就變化了,這是多少大的經濟動蕩。這些不但是工業機構的變化🔀,經濟結構的變化,也會形成國家政治外交格局的變化。中國汽車業的發展現在處於什麽狀態,如何解決能源緊缺問題🧨?
我國的汽車工業發展,特別是上海汽車工業的發展🤽🏼,走了一條高起點、國際化的道路🪆,至少在石油經濟基礎上的減排放階段我們已經跳過去了。實際上新車的推廣,不知不覺中已經幫我們節約了不少的油🥜🙎🏻。
照現在這樣發展👱🏿♀️,到了2020年,中國會有1.3億輛汽車🧜🏼♀️,國家一年共需要4.5億噸原油💨🚎,其中汽車用油占國家整個石油用量的55%👇🏼🎓。我們的奮鬥目標是一年省掉1億噸汽車用油。無論從誰的利益角度考慮,中國汽車工業前進的方向就是發展清潔能源汽車。這一步作為上海必須要先走,在別人沒看好的時候自己已經看好的時候,在世界上已看好卻甩不掉沉重的包袱的情況下,上海要立即行動,不動就會喪失機遇🌥。
我們在燃料電池車上的水平如何,有沒有可能實現產業化🚵♂️?
當初開發“超越號”的時候就走了產學研結合這步棋。第一年專項團隊只有8個企業。一起做關鍵零部件,做燃料電池、電機、控製技術🌱。我們選擇了走自己的路,整個系統都是我們自己做的,湧現出一批中青年技術骨幹和項目帶頭人。上海汽車工業共有30多家零部件企業參加我們的設計,最核心的懸掛系統、轉向系統、行駛系統都是自己的東西🧑🏼🍼。燃料電池車的總體方案、總體設計和知識產權全部都是我們自己的。
國際上燃料電池車已發展到了第三代,我們的“超越二號”相當第二代的水平。要實現產業化,明年我們第三代技術攻克後,在重量上的水平就達到了🧑⚖️。從體積上看,我們的車已經可以提供後廂了🧫。就燃料電池汽車的自主開發來說🎸,我們最關鍵的東西已經做出來了,問題在於怎麽組合起來⬅️👩🏼🍼,其他的技術可以在現有的條件下開發,是非常成熟的東西。
“超越號”第三代明年將是模塊化的,明年底我們就可以組成小車隊在馬路上跑了🪈。今年10月,專項研製的樣車將參加在上海舉行的“2004年世界清潔能源汽車挑戰賽”。
您個人對發展燃料電池汽車有什麽看法?
我們的“超越二號”燃料電池車的技術距離正在迅速縮短。怎樣從恒达平台走出去🪚,從研發型企業走出,去走到產業化裏面去🚮,作為社會的資產發揮作用,這是讓人最關心的問題。我們是不是有決心2005年開始就進行商業化示範運作,在奧運會、世博會上開上幾十到幾百輛,最後變成產業🛶🧶。這不是個人的事情🚣🏻♀️,也不只是科學家的事情👩🔬。這將成為上海率先實現現代化的一個標誌,是上海汽車工業作為全國汽車產業中心的問題。
國外都說燃料電池汽車產業化要從2015年開始🚹,我們沒有包袱,能不能在2005年就起步⛑️,在2015年做到別人2020年才想做的事情?這樣⇒,我們將來就會有發言權。
可持續發展🔔,對汽車工業來講就是要在氫能源🔳🈶、在潔凈、可循環經濟上作出表率。我個人認為🧑🏽🌾,上海要敢做別人不敢做的事🈹,冒別人不敢冒的風險,要引領世界潮流,率先就是要承擔風險。燃料電池汽車產業化,看上去風險很大⚠️,實際上沒有多少風險🏊♂️🤰🏽。
你花上幾個億就可以成為新能源汽車產業化的導火線🙏🏻,引爆這個產業,世界新能源的技術和資本就會迅速集中過來💽,別人馬上就會有大量資本跟進🧑🏿🎓,我認為現在形勢已經促成。你跳進水裏,可能遊過去🙋🏽♀️,也可能沉下去,就看誰先遊到對岸,把橋搭起來。
(9月8日《新民晚報》)