幾款國內外生產的燃料動力鋰電池車，從左至右依次是現(xiàn)代ix35、上汽大通V80、豐田Mirai

“催化劑在實驗室能做了，公司生產卻還要進口。”

在談到我國燃料動力鋰電池汽車行業(yè)對外依存度時，幾乎所有受訪者都強調實驗室研發(fā)成果和核心零部件國產化間的巨大鴻溝。一邊，是公司、高校和科研院所公布的漂亮數字，另一邊，則是材料、零部件、設備等對進口的嚴重依賴。

為何依賴進口？

部分受訪者認為，科研成果難以轉化為商業(yè)產品，只是表象。更本質的原因在于，運氫問題尚未解決，導致部分城市高純氫貴；整車成本高、加氫站建設費用高，綜合因素用途下，我國的燃料動力鋰電池產業(yè)鏈仍未形成。

沒有產業(yè)鏈，就沒有利潤。面對虧本的買賣，作為市場創(chuàng)新主體的公司自然難有技術攻關、進而和進口產品競爭的積極性。

不過，不論是國內的主機廠、零部件公司，還是能源公司，都在積極推動燃料動力鋰電池汽車鏈條的國產化進程，部分已經公布了階段性研發(fā)成果。用一位一線工程師的話說，“燃料動力鋰電池行業(yè)處于發(fā)展初期，政府和行業(yè)都應該充滿信心，堅信星星之火可以燎原?！?/p>

1

催化劑：

做得了1克，做不了1公斤

燃料動力鋰電池國產化，涉及多項核心零部件。

國內某主流氫燃料動力鋰電池公司產品負責人介紹，燃料動力鋰電池電堆重要由膜電極、雙極板、端板、絕緣板、集流板和密封件等組成。作為重要零部件的催化劑占電堆成本比例約為36%，雙極板占比約為23%，氣體擴散層和質子交換膜占比分別約為16%和12%。

根據車型和技術路線等差別，催化劑等成本占比略有不同，圖為參加2019氫能產業(yè)發(fā)展峰會的某客車公司統(tǒng)計數據。

國家電力投資集團有限公司氫能首席技術官柴茂榮告訴《電動汽車觀察家》，國產燃料動力鋰電池涉及的催化劑、膜電極、雙極板等核心技術，對進口的依賴都比較嚴重。

張先生是國內某大型材料研發(fā)機構的燃料動力鋰電池工程師，據他觀察，近幾年，國內對燃料動力鋰電池催化劑的研究非?；?，尤其是高校在催化劑、膜電極等領域的專利申請數量相當多。而這些研究正是不少國內公司的技術來源。

張先生說，可惜的是，這些科研成果，目前大多數沒有轉化為商業(yè)產品。

我國工程院院士衣寶廉告訴《電動汽車觀察家》，目前，國內有不少研究催化劑的單位，發(fā)表的高水平論文也有很多，而且并不缺乏制備催化劑的公司。但是，這些單位和公司都拿不出催化劑裝車的運行數據。

衣寶廉介紹，國內有催化劑開發(fā)能力的公司，正在開發(fā)高活性、低鉑載量的催化劑，并在自己的電堆上進行試驗。但在產業(yè)端，大部分公司仍要進口日本和英國等國的催化劑。

上述產品負責人也表示，目前，部分國產催化劑通過了樣品開發(fā)和測試，但商用化和規(guī)?；e累不足，因此，進口催化劑仍然是目前國內燃料動力鋰電池公司的首選。

為何實驗室能做出來，廠卻生產不出來？

柴茂榮告訴《電動汽車觀察家》，實驗室的催化劑多用半電極測試性能，性能要求相對寬松，但用于量產的膜電極，要經受抗氧化、抗中毒、耐久性，以及催化劑中雜質對質子膜等的影響考驗。因此，實驗室做出的催化劑，能直接用于公司膜電極生產的數量有限。

另外，張先生認為，實驗室有精密的實驗設備，有專業(yè)的(通常是博士學歷及以上的)科研人員，在這種特定條件下制出1克催化劑并不難。但有關公司而言，受限于設備、工藝、工人技術水平，每天能產出100克-1000克燃料動力鋰電池催化劑，已經是領先水平。

“博士能做不算生產量力，普通工人也能操作才是生產量力，才有規(guī)模化的可能。我們現(xiàn)在缺的就是生產量力，這種能力一定是公司才能搞定的。”張先生說。

張先生所說的“生產量力”，反映在消費端，就是我國能源工程集團氫能科技有限公司(中氫科技)CEO范欽柏口中的“用戶級產品”。

在范欽柏看來，目前，燃料動力鋰電池汽車對氫氣、空氣質量、機器精密度和操作都很敏感，是“教授級”產品，這樣的產品價值很低，不是用戶真正要。行業(yè)應該對燃料動力鋰電池汽車去敏感化，讓其成為有價值的“用戶級”產品。

2

雙極板：

成品率僅98%

目前，國內大部分燃料動力鋰電池公司使用的是石墨雙極板和復合材料雙極板。

衣寶廉介紹，金屬板作為提高電堆比功率的重要方式，國內各公司都在大力研發(fā)并組裝。部分公司宣稱，其開發(fā)的金屬電堆比功率超過3.0kW/L，且均裝車試運行，但實際壽命有多長，還要看運行結果。

上海捷氫科技有限公司業(yè)務規(guī)劃及項目總監(jiān)余意也表示，和石墨雙極板相比，金屬雙極板厚度薄，導電、導熱性能更好，機械強度更高，量產工藝工序更少，因此性能優(yōu)異且更易于批量化生產。但金屬雙極板的成型工藝要求高，耐腐蝕性較差，壽命不易保證，這也是其國產化的重要難點。

張先生告訴《電動汽車觀察家》，目前，國產雙極板最大的問題是模具加工精度不夠高。例如，國外對雙極板的公差要求為±10微米，國內模具的公差普遍遠大于這個數字。

模具公差大，導致雙極板和燃料動力鋰電池的不良品率遠高于產品最低要求。

范欽柏介紹，動力鋰離子電池的電流密度只有100毫安/平方厘米，而燃料動力鋰電池的電流密度能做到1.5安/平方厘米。這就意味著，燃料動力鋰電池堆精密度的要求遠高于動力鋰離子電池，不良品率要降到億分之一。但實際上，國產燃料動力鋰電池普遍的不良品率高達2%。

除了模具本身的問題，管理過程不科學，品質控制不嚴格，也讓國產燃料動力鋰電池的一致性大打折扣。

范欽柏曾在海外從事燃料動力鋰電池研發(fā)工作近30年，回國不到1年時間，國內部分公司的管理方法讓他感觸頗深。

據范欽柏介紹，單電池裝堆時，公司會對每個電池的膜電極檢漏，測試單位時間內的氣體漏出量是否超標。有的公司只要求“差不多”達標即可，而非嚴格執(zhí)行品控標準，導致電堆裝車后，有的產品僅兩周就出現(xiàn)問題，無法運行。

“部分公司生產愛講‘差不多’，公司缺乏責任心，這是國產產品缺乏國際競爭力的一大問題?！?/p>

3

其他零部件：

基礎材料研發(fā)被卡

不只是燃料動力鋰電池，空壓機、氫氣循環(huán)泵等燃料動力鋰電池汽車系統(tǒng)零部件，國產產品和進口產品的差距也很大。

張先生在乘坐過豐田Mirai和國內某主流車企生產的燃料動力鋰電池車后直言，前者沒有明顯噪音，后者的噪音則相當大。

余意介紹，空壓機、氫氣循環(huán)泵研發(fā)涉及到熱學、力學、動力學、電機電控、材料等多學科，尤其是大流量高壓比的空壓機和氫循環(huán)泵，要深厚的技術積累、完善的開發(fā)流程和大量的資金投入。

一位曾在海外某知名燃料動力鋰電池公司任職多年的專家告訴《電動汽車觀察家》，普通空壓機采用鋼制軸承，但燃料動力鋰電池汽車的空壓機轉速極高，要使用陶瓷軸承。而這種陶瓷軸承，國內依然十分缺乏。

“只要涉及基礎材料，國產零部件基本上就卡死了。”他感嘆。

不過，據衣寶廉介紹，國內空氣軸承的空壓機已經研制成功，并應用在億華通的燃料動力鋰電池車上。金士頓JSD推出的無油空壓機采用空氣軸承、高速永磁電機和高頻控制器等技術，核心技術均為公司自主研發(fā)。

除了燃料動力鋰電池汽車本身，整車之外的儲氫、運氫、加氫鏈條，儲氫罐用的碳纖維、閥件，加氫槍用橡膠、氫氣計量設備，國產產品仍與國際先進水平差距較大。

以加氫槍的橡膠為例，柴茂榮介紹，加氫槍專用的橡膠既要抗壓，又要耐氫，對公司的工藝水平挑戰(zhàn)很大。而且，一根橡膠管的價格高達數萬美元，壽命則只有半年到一年左右。技術難度大、更換成本高，讓這種特殊橡膠國產化十分緩慢。

余意也表示，和國際先進水平相比，國產碳纖維的成品率相對較低，成本較高，國產閥件的高壓密封可靠性、金屬材料的耐氫脆性和高壓環(huán)境下的耐久性比較差。

不過，柴茂榮認為，閥件、儲運罐特種鋼、氫氣計量設備等零部件對外依存度高，并非在于國內公司做不到，而在于公司不愿做。換言之，無利可圖導致公司缺乏創(chuàng)新的積極性。

為何無利可圖？

4

“氫價高、車價高、建站貴”

衣寶廉認為，燃料動力鋰電池車的關鍵材料和核心零部件的國產化進程不理想，商業(yè)化速度慢重要受制于三高：車的成本高、氫氣價格高、加氫站建設費用高。

某客車公司高管曾在公開演講中表示，氫氣價格非常昂貴，導致氫燃料動力鋰電池汽車車的營運成本居高不下，是公司燃料動力鋰電池汽車推廣的難題。

范欽柏算了一筆賬，目前，國內氫氣的市場價格約為100元/千克，測試60千瓦的燃料動力鋰電池堆，大約要氫氣每小時4千克，市場價每小時為400元。這樣算來，一輛燃料動力鋰電池汽車每天要消耗氫氣3000多元，根據不同的計量比，一年的測試價格近百萬元。

一邊，是下游主機廠苦于用氫成本過高，另一邊，是上游制氫公司抱怨氫氣沒有市場?！半姵囟炎龅闷?，氫氣用不起，是很多燃料動力鋰電池汽車公司面對的現(xiàn)實困難?！彼f。

如何解決“用不起氫”的難題？范欽柏的看法是，專業(yè)的人做專業(yè)的事，由能源公司牽頭，疏通上游制氫公司和下游主機廠間的運輸過程，進一步降低公司用氫成本。

另外，衣寶廉告訴《電動汽車觀察家》，一般城市的高純氫價格較高，但目前，國內加氫站的加氫價是60到80元/千克，低于國際水平。他認為，大量利用工業(yè)副產氫與棄水、棄風、棄光發(fā)電的電解水制氫，國產加氫站的加氫費用很快會降下來。

5

國產品牌在努力

目前，能源公司正在加速進入燃料動力鋰電池領域。

2019年八月，國電布燃料動力鋰電池研究階段性成果，柴茂榮向媒體表示，國電投研發(fā)的催化劑通過了1.0-1.5V十萬次的耐久性測試，其衰減特性值仍大于80%。他同時強調，催化劑材料從實驗室到裝車要2年，裝車后仍然要3年時間驗證。

中氫科技方面，范欽柏介紹，目前，該公司有石墨板和金屬雙極板的開發(fā)能力，裝車實測正在按計劃進行。

主機廠一端的國產化進程也沒有停止。

捷氫科技燃料動力鋰電池系統(tǒng)產品P390，電堆及核心部件自主開發(fā)

在2019年九月二十二日的2019氫能產業(yè)發(fā)展峰會上，被問及如何降低進口依存度時，捷氫科技總經理盧兵兵表示，捷氫已經具備雙極板、膜電極設計、電堆集成、燃料動力鋰電池系統(tǒng)集成能力。在質子交換膜、催化劑和碳紙等核心材料領域，希望與供應商合作，發(fā)揮各自特長，提高國產燃料動力鋰電池競爭力。

談到于燃料動力鋰電池核心材料和零部件國產化的前景，范欽柏說，國產化困難多、速度慢不是問題，問題是，大家是不是真想把燃料動力鋰電池行業(yè)做起來？只要真想做事，而不是沖著補貼去，我國的燃料動力鋰電池行業(yè)就有希望。

衣寶廉也表示，要加強電堆公司與關鍵材料研發(fā)單位的協(xié)作、聯(lián)合攻關和實驗。只有如此，才能加速國內氫燃料動力鋰電池汽車關鍵材料和核心零部件產業(yè)化進步。