郭烈锦：发展氢能汽车，中国还没热到点子上
撰文 / 牛跟尚
编辑 / 张霖郁
设计 / 赵昊然
“我们在燃料电池汽车的核心技术方面落后，本世纪初叶，中国氢能燃料电池技术跟国际发达国家比也落后，但差距相对较小。现在的整体差距是拉大了。”中国科学院院士、西安交通大学动力工程多相流国家重点实验室主任郭烈锦教授严肃地说。
10月19日，在佛山召开的2020联合国开发计划署氢能产业大会午餐时间，23年来一直与氢打交道的郭烈锦院士接受汽车商业评论独家专访。他说，氢是一种载能物质，氢能是一种需要对一次能源进行加工转化而生产出的二次能源(与电、汽油、柴油等都属于二次能源)，它是满足能源转型变革中人类未来可持续发展需求的一种二次能源载能物质。
国家能源战略上提出要发展清洁低碳、安全高效的现代能源供给体系，只有氢能是符合要求。而在氢能源最具应用场景之一的燃料电池电动汽车领域，欧美、日韩等汽车强国发展布局最早，发展氢能社会及燃料电池电动汽车成为这些发达国家的长期战略选择，也是人类可持续发展的广泛共识。
作为发展中国家，中国要跟潮发展氢能社会和氢能汽车吗？中国的经济、技术、文化、市场等氛围和条件到了发展氢能社会及燃料电池汽车的时机吗？是早了还是晚了还是同步？是过冷还是冷静、理性？
“关于氢能的技术、产业，不能因为说我们是发展中国家或者我们起步发展的比较晚，就不去解决。”同时在中国多个可再生能源、氢能等行业学术、专业组织担任领导、专家的郭烈锦向我们讲述他对氢的认识。
按标准规范去做，就安全
汽车商业评论：2019年以来，韩国、挪威、美国等全球发生多起涉氢事故，氢安全问题已充斥在制、储、运、加、用等各个环节，加上历史影视、图片中氢弹爆炸时“蘑菇云”威力，人们至今还是谈“氢”色变，如何消除大家对氢的恐惧？
郭烈锦：氢在规模化用起来的时候，只要根据它的物理化学性质规范使用，它其实是非常安全的。我们在中学的化学里就讲过电解水制氢的电化学反应、金属与强酸反应制氢等。氢易燃易爆，大家都觉得不安全，但只有在目标空间内氧气足量、氢气浓度足够高、且挨近明火等条件全满足时它才会燃烧，有足够量氢气被同时燃烧起来才叫爆炸，只要我们使用氢的标准、规范去做就安全。不按标准和规范做，当然不安全。
汽车商业评论：就像刀一样是把双刃剑，可以救人，也可以杀人。
郭烈锦：是。比如拿把刀，不小心也会把自己伤了。我反问汽油、柴油就安全吗？它也不安全，只要违反操作规则，它爆炸的危害比氢爆炸的危害性要大得多。
发达国家曾做过严格的对比实验，比如一辆氢燃料电池车，让氢气罐突然被撞爆炸，用炮弹去打炸它。同时也有一罐大小都一样的汽油、柴油，实验做下来同样是爆炸，氢车只有氢罐上部的部分被破坏了，而汽油、柴油车是整车全被破坏，包括车的基本构架全扭曲了，你说谁的危害大？
氢是所有物质最轻的一个。一旦把这个罐碰开，它跑得比什么都快。火还没烧着它，它的绝大部分都跑远掉了。大气中也分散含有很多氢气，但浓度不够，用火也点不着呀。
汽车商业评论：汽油一碰，整个流了一地。
郭烈锦：对。汽油只要碰倒了，多少天可能还在那，那个味道还特别重，很难跑干净。
汽车商业评论：燃料电池电动汽车跟纯电动车有没有做过这样的破坏性试验对比？
郭烈锦：做过。还是纯电动车的危害大一点，电动汽车锂离子电池的安全性、效率、可靠性等指标用起来都随时间大幅衰减。
昨天晚上我跟今天发言的一位老专家坐在一块聊。他家就有一台电动车，他讲买的第一年还不错，一年下来就几千块钱，很省电省钱。但第二年开始就发现这个车子开起来不像第一年那么顺畅，三年后就不行了，电衰减太厉害了，性能衰减太快了，同时充电很难。充电慢，长途续航能力差，有的地方没有充电桩就更完了。
现有城市的充电桩建好后时间不长就一大半都不可靠，比较差，用一段时间就坏了。充电时间长，也可以快充，但是快充对电池性能的破坏就更严重了。三年以后的电动汽车发生自燃的概率大。依然要在规范内使用才安全，超过规范就不安全。氢反倒是在最危险的环境下破坏力比较小。
只要一打开，马上就跑了
汽车商业评论：就是说在最极端破坏下，燃料电池电动汽车的安全性还是最高？
郭烈锦：对，开放的空间中，如运行中的车，露天之下的氢燃料电池车，它爆炸的危害最小。氢瓶只要打开，不管它是液氢还是气氢，只要一打开，它马上就快速扩散了，液氢也马上就变成氢气跑掉了。比如你用打火机点这个氢气罐，如果挨得很近可能被炸一下，但周围被涉及破坏的范围就少。一般来说，一个罐点着了以后，它30%被烧着完就很厉害了，百分之六七十甚至七八十都跑到大气中扩散开了。
汽车商业评论：像电和油都没法跑？
郭烈锦：是电池没法跑，不是电没法跑。蓄电池是化学药品，它是一种像炸弹一样的化学品。放在那，不管是固体的还是液体的，它跑不掉。汽油和柴油也一样，汽油温度高了以后也有部分气化，气化的成分比重也还比氢重。
汽车商业评论：可能老百姓缺乏这方面的科普和认知。
郭烈锦：去年来开会时佛山一位领导去机场接我，到车上他就问我氢的安全性。其实氢很安全。我有个例子，我们是国家重点实验室，1997年开始做氢能研究。我们用来做制氢的实验室窗户都装了防爆风扇，关键部位都布置有氢敏感的传感器。氢只要一跑出来，浓度一高，它就叫，就报警。但是1997年到现在二十几年了，从来没叫过。换了一批一批研究员，警报从来没叫过。即便有点泄露，泄漏氢跑得也快，不易聚集。
汽车商业评论：23年来从来没叫过？
郭烈锦：报警器从来没有叫过。非常安全。你要是用明火点它，它肯定烧着。
汽车商业评论：那是不规范操作，是找死。
郭烈锦：对。所以氢是最好的能源，全球人类现在认识到氢是终极能源，它是符合人类可持续发展，对生态和环境最友好的能源。我们应该在全社会各行业广泛推广用氢作能源。但是氢和电一样，它不是一次能源，它不是原始的自然能源形式。
工业发电和制氢就是要用一次能源去生产电能和氢能，它要消耗别的能源，比如说电解水制氢消耗的是电能，热解水也可以制氢消耗的是热能，还有光催化制氢消耗的是太阳光能。
汽车商业评论：我看您也有这个专题研究。
郭烈锦：对，我们从1997年开始长期研究，目前从技术研究到产业的技术研发上，我们走在国际最前端。尤其是产业化发展、做规模化应用，我们达到的技术指标都是最好的。
氢本身又不是人类生产和生活中用能的终端形式，我们用能源的终端形式是什么呢？比如说取暖是用热，照明是用光，得有一种能量转换成光，或者一种能量转换成热。它要消耗某一种能源，然后变成二次能源。
机械设备开动起来，它用的终端形式是机械能，比如刀子是切割，切割就是靠动能和势能去完成，因而要把某种能量变成机械能，才能把东西切走。
我们终极使用的能源的形式与自然界给我们的原始一次能源的形式有差别，需要变换。说得通俗一点，这跟人类生活中农民生产粮食、你不生产得用钱去买粮食一样。氢和电这种二次能源就相当于生活中的货币，用粮食去换钱，然后用钱去买别的。能量也是，用煤炭制取氢，然后把氢去发电或者是做什么。氢可以拿来发电、供热，像货币一样去方便实现能量形式的转换。
制氢方法不对，当然就污染
汽车商业评论：你刚才说到煤炭，现在咱们制氢主要是靠化石能源来做吗？有的人说有灰氢、蓝氢、绿氢之分。
郭烈锦：是的，现在行业里面或者社会上对氢的叫法，有的叫灰氢，有的叫绿氢，有的叫蓝氢。这在某种意义上是有意义的，制氢的过程产生了污染，就认为这个氢不是干净的。但其实你想想，氢本身都是干净的，不管它是怎么样来的，它都是干净的。只是你在制它的过程中造成了污染，那不是氢本身造成的。
汽车商业评论：跟发电一样，有人质疑说纯电动汽车也不清洁，因为它用的电是用煤发的。
郭烈锦：对。为什么不去质疑发电呢？前两天在全国氢能大会上我曾公开问，为什么不问一下电是不是灰电、蓝电还是绿电，而非要问氢呢？其实氢它本身没有污染，氢本身就是干净的。只要拿到氢去用，一定产生的是完全洁净的结果。
当然要反回去看制氢的过程是不是有污染，要排除有污染的制氢过程。现在全球的氢99%还是用传统方法由化石能源制取的，制取过程产生大量污染物，这不是用化石能源来制氢不对，而是制取氢的方法不对，当然也就污染了。
例如传统煤及天然气的热解制氢，在高温热空气中热裂解、部分氧化气化，一把火烧起来，形成合成气，然后再喷水蒸气进去水气变换反应生成氢气。其实几乎所有的氢是从水中来的，水氢是干干净净的。但是分解水的时候，电解要输入电，热解要输入热，它要消耗能量，能量和能源是不同的。
现在要做就是要洁净化、可持续化，就要改掉制氢的方法，同样也是要改掉发电的方法。1997年开始，我们实验室已经做了二十多年持续努力，就是怎么用化石能源完全洁净地发电和制氢，怎么用可再生能源大规模低成本高效率分解水制氢。
可再生能源本身就是干净的，用可再生能源怎么样大规模低成本制取氢气或者发电，这才是人类该走的路。这样发出来的电、制的氢没有污染，自然界的环境就自然是好的，人类当然就是可持续发展的。
没有人类以前，上帝、大自然、神也好，它造的宇宙、造的这个世界就是可持续的，没有污染。是人类发展现代工业，把地球污染了。
现在归结说，所有的能源都是从太阳来的。太阳是什么？太阳是氢反应的聚变能，它也是氢能。现在地球上用的氢能是氢的化学能，就是两个氢氧原子结合以后储存的那种能量，是化学能。氢核聚变反应生成的是氦，是化学周期表里面第二位元素，两个氢的同位素反应生成的氦，氦是无害的。
这个反应放出的能量是巨大的，涉及到是原子核的变化，叫原子核能。
太阳中的氢核聚变反应给我们供所有能量，人类短期内无论怎么发展都是用不完的，而且人类只取了它照到地球的表面上的那一点点能量，而这一点点能量里面还不是百分之百用，只是百分之零点几。自然界给我们造的能量是足够用的。
不是过热，是无序
汽车商业评论：我们在发展这种燃料电池或者是氢能方面，跟国际相比是过热了，还是过冷了，还是同步？
郭烈锦：今天上午大会上，景部长（中国国际经济交流中心信息部副部长）讲氢能产业发展指数项目的时候，有一句话我很赞同的，我们不是过热，是无序、混乱。整个规划不好，整体没有做好战略规划，所以各地都做了很多是重复的事，多数没有抓到点上。
汽车商业评论：也不存在过热？
郭烈锦：就没真正热过。关键核心技术还没布局呢，热炒的都是不懂行的，抓不到点子上，热有啥用？我们在燃料电池汽车的核心技术方面其实是落后的，本世纪初叶的时候，中国氢能及燃料电池技术跟国际上的发达国家比也落后，但差距比较小。
汽车商业评论：现在是拉大了？
郭烈锦：现在整体的差距是拉大了。
汽车商业评论：在掌握自主的核心技术方面，如果现在这样下去，我们将来也会被卡脖子吗？
郭烈锦：肯定会被卡脖子。如果按这个状态继续发展下去，都会被卡脖子。我们实验室1997年开始做发电、制氢这两个技术，就是希望从源头上能立足于自主技术，能够完成这个转换，用煤炭洁净无污染无碳排放地转换制氢，而不是继续用现行的、传统的、全世界正用的煤炭、天然气热裂解气化制氢。
传统制氢方法是用气化炉，在热空气或者是纯氧环境里，煤炭在那里部分热裂解气化变成合成气，再用另外一台锅炉生产的水蒸汽通进来，发生气水变换水化学反应，把水蒸气中的氢放出来。天然气制氢也是这样类似。。
而我们现在的新方法是，一开始就让煤与水直接接触反应，这不是用氧化放热的热裂解气化反应原理，我们是用的煤和超临界水的吸热还原反应原理。产氢但不生成SOx、NOx、粉尘及其他污染物。
产业发展靠市场，核心技术靠战略
汽车商业评论：以燃料电池汽车为例，咱们哪些还不能自主？
郭烈锦：比如说催化剂、膜，这两个最主要。我们也能做，但比人家差太远了。
汽车商业评论：谁是高端占领珠峰？
郭烈锦：美国和加拿大、日本，都比我们强。拿燃料电池来说，咱咋做都做不小，工艺和技术也有差距。
汽车商业评论：做不小，那就很占体积，影响车的结构和空间？
郭烈锦：做出来的性能也不如人家高。
汽车商业评论：这样就会导致它现在最佳场景还是在商用车上？
郭烈锦：对。用上去后，寿命也不够人家长，性能指标也不够高，效率也低。
汽车商业评论：我看这次展览几十台车，只有一辆是乘用车。
郭烈锦：好多技术也都是引进人家的，比如说那个膜或者催化剂，还有比如电极板，那些板好多技术是引进人家外面的。这个产业一旦形成，这个市场就是别人的，照样还是受制于人。
汽车商业评论：如果相比于芯片，你认为在氢燃料电动车，我们是不是比芯片还要危险？还要落后一些？
郭烈锦：芯片华为也差的远。没有那么乐观。产业化是这样，从氢能产业化来说，不光是一个燃料电池，它涉及从氢能的制造、储存、输运，再到应用。燃料电池只是个应用端，应用端的装备、技术、元件、材料，我们都有很多不过关的地方。要打通这个产业，要从源头开始，要冷静思考，把那些核心关键找到，我们要布置去攻关。国家要做布局，不要让现在这种市场胡来，那样解决不了问题。
汽车商业评论：这次国家推出来新能源汽车未来15年规划，强调要发挥市场主体，让企业自主选择。你怎么解读？
郭烈锦：产业发展是要靠市场，核心技术是要靠战略安排。你如果想把这个产业都放掉，那你就不做，市场是全球来抢你的。
我们应该要立足于自主技术去发展这个产业，才能立于不败之地。如果全球有好的技术我都引进来，那就受制于人。要在源头发力，我们刚才讲的制氢技术，我们是有可持续的可再生的方法、无污染的办法来制氢方面，可再生能源我们比国际走在前头，比如太阳能制氢、光催化制氢，我们也不亚于国际上最好的水平。只要引导的好，我们完全可以实现从技术到产品，再到装备制造，整个产业就推起来了。
汽车商业评论：我们现在还不能说是万事俱备只欠东风？
郭烈锦：不是这么回事。美国的技术，整体产业链来说都是领先的，肯定比我们要强。但某些部位比如说制氢方面，我们的原理方面，他们就不如我。他们也想搞，但没搞成像我们这样的规模。你这些技术占主导了，他将来要跟你走。所以我们国家应该冷静思考哪些东西我们要支持，一揽子全支持也不行。
现在是各地都风涌而起搞什么氢能园区、氢能产业基地等，拿了大钱去投，建的都是一些很泛的雷同性面上的事，在材料、元件、器件、装备各层面上的核心技术及工程、工艺、系统集成等技术的源头上没有掌握抓手。
汽车商业评论：就是刚才说的缺乏有序，缺乏一个顶层设计，缺乏对核心技术的控制。
郭烈锦：对。汽车就是这样。我们这几十年走下来，传统汽车市场巨大，但是主导权不都在别人手里吗。
“电动车也是过渡产品”
汽车商业评论：现在是智能电动车还有一些优势。
郭烈锦：电动车只是个过渡的，它不可能终极的。今天万钢（中国科学技术协会主席）的贺词讲长期共存。我个人觉得未来是会有一部分、占小比例是用纯电动车。
汽车商业评论：你认为电动车也是过渡产品？
郭烈锦：在交通领域肯定是过渡产品。终极一定是氢燃料电池车，它未来可以完全替代燃油车。10年前国家有部委曾把电动车的纯电路线作为终极。我当时在专家组是反对的，建议应同时加大力度支持发展氢能及燃料电池技术。后来接受了，现在大家都接受了，要发展氢燃料电池车。
汽车商业评论：发展氢能源燃料电池跟纯电不矛盾？
郭烈锦：万钢今天的贺词说，两个不矛盾，长期共存。其实纯电动车有它的用途，比如很多地方纯电动车是用起来挺好的。但是它是特殊功能、局域范围，不可能全部用纯电动车。它问题也很多，安全性最大，越到后期安全性越大。它还有一个最大的问题，纯电动车的电池到后期报废以后很难处理，跟核废料一样很难处理。燃料电池没有这些问题。
汽车商业评论：为啥咱们说燃料电池汽车最后都回归到氢，而不是其他的比如甲醇这些东西？
郭烈锦：甲醇只是个存储氢的一种物质，不是直接用甲醇。甲醇燃料电池是把甲醇上了车以后还要变成氢，再用氢燃料电池发电。说“甲醇燃料电池”其实是一种误导。
汽车商业评论：这个概念很混乱。
郭烈锦：对，因为大家不知道。技术里头甲醇、乙醇，都属于存能的一种物质，就是存储氢的一种方式。它要进到燃料电池，燃料电池叫质子膜交换燃料电池。什么叫质子膜？氢离子就是质子，质子膜就是要穿透质子的那种膜。
甲醇穿不过去，甲醇、乙醇这些到了燃料电池车上，要重整以后变成氢。变氢的过程还要放出二氧化碳。
汽车商业评论：近10年联合国开发计划署在中国积极推氢，中国也很积极，地方政府加上世界组织都在推动氢能社会和氢能汽车，对这个事你怎么看？
郭烈锦：国际组织积极做这个事，因为对人类发展是非常有利的事，都去推动，这是个好事。要在全社会和人的意识之中逐渐形成一个对氢的关注。其实现在老百姓很多都知道氢，只是有很多疑问，不太懂而已。过去是没人问氢的时候，现在是大家都说了，都问了，那就很好，自然而然地了解了就好了。
汽车商业评论：佛山政府包括南海区政府，好像佛山就押宝氢燃料汽车，你怎么评价？
郭烈锦：还是很有远见的，迟早要变成这样子。只是得有经济实力，提前做一个引领，在全社会做个示范，这是很好的事。只是现在要抓的点还要更精准一些，不要像其他地方乱搞一些重复的东西，那么效率效益就更高了。