阻碍中国燃料电池发展的“三座大山”

总理参观丰田，就像信号一般，给燃料电池技术提振了士气。各界纷纷加大对燃料电池技术的重视。

燃料电池，是一种古老的电池技术。如果仔细追溯，其历史比铅酸电池还要久远。从分类上，燃料电池分成碱性燃料电池（AFC）、磷酸燃料电池（PAFC）、熔融碳酸盐燃料电池（MCFC）、固体氧化物燃料电池（SOFC）、质子交换膜燃料电池（PEMFC）、直接甲醇燃料电池（DMFC）等等。在车上使用的主流技术，为质子交换膜燃料电池，以下简称PEMFC。

质子交换膜燃料电池模拟图

与其说燃料电池是电池，不如说燃料电池更像一台发电机。所以也有人说燃料电池是即水力发电、火力发电、核电之后的第四代发电系统。补充氢气，即可续航，这和现在的燃油车加油的形式非常类似。因此，在形式上，相比锂离子电池，燃料电池用于新能源汽车更加合适。

根据“第三代燃料电池技术”的要求，燃料电池电堆的功率密度要达到3.1kW/L，功率要求达到110kW以上，寿命达到5000小时……要在量产的前提下达到指标要求，难度相当大。有人说制约国内燃料电池技术发展的是关键材料，我同意，有人说制约国内燃料电池发展的是加工工艺，我也同意，但是，除此以外，让我分享一下我心中燃料电池技术的三座大山吧。

第一座大山：氢偏见

氢气，是一种易燃易爆的气体，这是大部分人的认识。实际也是这样，氢气的爆炸极限是4%到74%，非常宽泛。除此之外，氢气管道还有一个特别危险的现象：氢脆。氢脆可以认为是氢气对钢材的一种腐蚀，导致表面出现裂纹甚至断裂。

这让大家有点闻氢色变。

德国PO公司生产的高压氢气罐

但是，我想问大家一个问题：氧气瓶是否安全？

以下一些关于氧气可能造成的伤害：

氧气是强氧化剂，增加氧的纯度和压力会使氧化反应显著地加剧。物质的燃点也会随着氧气压力的增加而降低。

当压缩纯氧与矿物油、油脂或细微分散的可燃粉尘（炭粉、有机物纤维等）接触时，由于剧烈的氧化升温、积热而能够发生自燃，构成火灾或爆炸的条件。

氧气几乎能与所有可燃性气体和蒸气混合而形成爆炸性混合物，这种混合物具有较宽的爆炸极限范围，多孔性有机物质（炭、炭黑、泥炭、羊毛纤维等）浸透了液态氧（所谓液态炸药），在一定的冲击力下，就会产生剧烈的爆炸。

一瓶氧气的安全隐患，也许并不比一瓶氢气小，但是对于氧气的态度，我们似乎宽容的多。一些地方，使用氧气的审批流程，也相对简单。

谈氢色变的背后，也许隐藏着一种对氢气认识上的“偏见”。

第二座大山：氢产业链

日本，丰田Mirai的故乡。以目前看，说Mirai是当前最好的燃料电池汽车，也不为过。为什么它在日本诞生？我相信一点，一个地区，使用什么样的能源形式，与当地的能源结构，有非常密切的关系。

丰田Mirai

根据《第三次工业革命》一书中的观点，氢能是未来五大能源支柱之一。这对当今的能源结构，是一场颠覆式的革命。需要重构一条极长的产业链条：氢气的获得、提纯，储运、加氢终端的建设等等。

有人说，国内发展氢能，有得天独厚的优势，可以和太阳能、风电这些可再生能源结合，提高可再生能源的利用率。也有说，可以利用石化领域副产氢，再提纯，降低制氢成本。

这些都是好想法。但是可再生能源的发电成本并不是零，而各个石化企业的副产氢，也大概都有自己的使用场景。所以，仅氢源一项，要找到一条可行的路径，便需要大量的工作。

这就会有一个问题，是先有蛋，还是先有鸡？是先打造氢产业链，还是先开发燃料电池技术？

上海安亭加氢站

如果把能源，分成生产、储运、消费、再生四个环节的话，那么新能源汽车只是消费环节之中一个要素。如果仅以新能源汽车来影响能源四环节的结构，既动力不足，又有极大的风险。因此，真正要打造氢产业链，绝不是建几个加氢站这么简单，要在整体能源结构上进行调整。

第三座大山：氢人才

2015年，燃料电池技术开始回暖，2017年，燃料电池技术爆发式增长。从业者的薪水，也是水涨船高。

这背后隐藏着一个原因：燃料电池技术人才在当下高速发展的前提下，储备不足。

一个原因，国内培养燃料电池人才的高校，主要有大连化学物理所，武汉理工大学，同济大学，上海交大等等。每年毕业生（研究生以上）数量相比高速发展的行业，非常有限。而应届毕业生，也因为缺少实际的工程经验，和企业对人才的要求有一些差距。

另一个原因，早年燃料电池从业者，因为行业下行，其中一些已经转入锂电池、液流电池等相关行业。去年，我曾在北京的一家测试设备实验中心中，见到了一位实验室主管。她曾经是一名燃料电池行业的从业者，2011年，离开了燃料电池行业。

相比技术的投入，人才培养更需要时间。无人可用，确实是目前燃料电池企业的尴尬之处。而按照目前的发展势头，这样的局面会在一定时期内一直存在。

资本可以帮助企业、行业发展，但是上述三座大山，资本便无能为力了。燃料电池能走到哪里，现在很难说。我们能做的，只有静心观察。