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揭秘明天氫能科技:中國最牛兩大氫燃料電池科研機構加持公司

2017年3月,王朝雲離開華泰汽車副總裁的職位。媒體上就一直沒有他的消息。我當時猜測,這位車壇老將可能也加入了創業造車的隊伍,準備在合適時候昭告行業。

後來從朋友處得知的是:不出意外,王朝雲確實創業去了;出人意料,他創業的方向是氫燃料電池。

這讓我倍感好奇,憑他30多年在各車企的履歷,做個帶頭大哥,到投資機構忽悠一圈,各地考察一下,應該可以拉起一支「新興造車勢力」。即便不想從零開始,加入新近成立的任何一家車企,混個聯合創始人,當個二三把手,也應該沒問題。

我產生了疑問:王朝云為什麼要做氫燃料電池?憑什麼能做好氫燃料電池?

2017年12月27日,我到了安徽六安——王朝雲新創企業明天氫能科技股份有限公司(下稱明天氫能)所在地,看了他正在建設的工地、加氫站,和他長談兩小時。本文是他對我的答疑。

明天氫能總經理、創始人王朝雲在工廠奠

同濟緣分

在網上搜索王朝雲的簡歷,第一項就是「1984年畢業於同濟大學熱能及環境工程系動力機械專業。」

王朝雲說,這就是緣起。

在中國,氫燃料電池和同濟大學是緊密相關的兩個詞。業界人士經常舉的例子是,中國新能源汽車的技術路線「三縱三橫」(「三縱」指混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車;「三橫」指多能源動力總成控制系統、電機及其控制系統和電池及其管理系統),是由國家「863」計劃電動汽車重大專項組專家在「十五」期間確定的。時任專家組組長的,就是後來擔任同濟大學校長和科技部部長的萬鋼。

由於萬鋼,同濟大學也是中國氫燃料電池研究的一個高地,是國家燃料電池汽車及動力系統工程技術研究中心所在地,承接了國家諸多氫燃料電池科研項目及氫燃料電池車示範項目。比如,上海世博會期間,同濟大學就與國內五大整車廠合作生產了173輛燃料電池汽車,在上海世博園區進行示範運營。

王朝雲本人並沒有在同濟大學研究氫燃料電池,但是多位師友都是萬鋼的同事或者下屬,時常跟進氫燃料電池的研究動態。其中一位,是王朝雲在同濟大學同專業的同學許思傳。許思傳現任同濟大學汽車學院、國家燃料電池汽車及動力系統工程技術研究中心教授,博士生導師,現在也是明天氫能的董事。

九華山論道

「2015年,我找這個同學,叫許思傳。」王朝雲說,「在九華山一起開過一次會。」

安徽九華山是中國佛教四大名山之一。「請菩薩給我們祈福,也不是迷信,是帶著敬畏之心來思考這些問題。」

什麼問題?

「搞新能源汽車應該怎麼搞?」

但是2015年,王朝雲還是奇瑞營銷公司執行副總經理,為什麼想新能源汽車的問題?

「我們分明感覺到傳統汽車未來堪憂。」王朝雲回顧了自主品牌的經歷。他認為,即便自主品牌填平了技術鴻溝,還有品牌鴻溝。即便兩者都克服了,傳統汽車可能又被新能源汽車淘汰了。「所以你要想出路。這就是『人無百年之壽,常懷千年之憂』,有的人就願意這麼想,我們就是那種糊塗的人。」

「當時跟許老師商量,傳統車這個路是很難走的,可能就沒有出路。新能源汽車,萬鋼部長打起『彎道超車』『三縱三橫』旗幟,旗幟鮮明,而且也是風聲水起,萬馬奔騰,千帆奮進,很好。」

「三縱」中間很多人走的純電動汽車,不能走嗎?

「我想把純電動汽車打通,但發現了更多的問題。」王朝雲說,「純電動汽車有好多矛盾,這些矛盾本身是技術層面的,理論層面的。電池它是一個綜合體,你要追求單一性能都可以達到,但是追求綜合性能就達不到。」

王朝雲說,「這時候氫燃料電池越想越亮堂,越想越光明。」

「您否定了純電動的路線?」我追問他。

王朝雲說,「沒有,完全沒有不看好,我只是怎麼想呢?我不是國務院,也不是發改委,沒有必要想全行業的事。我只覺得(氫燃料電池)這條路是通的,這個事我就可以干。」

王朝雲認為,單從技術角度來評估,氫燃料電池遠勝於動力電池,包括:氫燃料電池使用無污染,即便拆解後也無污染,但電池拆解有污染;「加註時間氫燃料電池3分鐘、5分鐘,再大的車頂多10分鐘、20分鐘,純電動最少你也是半小時80%吧;行駛里程能夠跑300公里、500公里、700公里,甚至重卡1000公里、2000公里都可以現在做到,純電動做不到」。

為什麼沒人做氫燃料電池?

「我的分析也是我們技術領袖衣老師(編者註:衣寶廉,中國科學院院士,燃料電池研究開拓者之一)他的分析,純粹是產業化的原因。」

「如果追求短期利益最大化,你不會想到氫燃料電池。純電動路線的真正毛病就是,眾多企業帶著短期利益的強烈企圖心。」王朝雲說,「其實僅僅是利益的先後問題,(干氫燃料電池)可能開始你會活得很苦,但是放眼三年、五年是可以解決的。」

「更別說氫燃料電池是美好的東西,來源於陽光、空氣、水,回歸於陽光、空氣、水。這麼美好的事,即使今天做不通啥關係?我走的每一步,丑一點、差一點、笨一點,也是未來的基礎。」

氫料電池示意圖

三重緣分的聚合

氫燃料電池的性能優勢和前景,業界看好的人也很多。憑什麼王朝雲來干,就能幹好呢?

王朝雲列舉了三重緣分的聚合。

首先是明天氫能的氫燃料電池技術兩大來源的聚合。兩大來源分別是,同濟大學和中國科學院大連化學物理研究所。同濟大學的燃料電池研究和應用前面已經提及。中國科學院大連化學物理研究所,業界簡稱大化所,也就是衣寶廉院士擔任學術領頭人的研究所,同樣是中國燃料電池技術的開創者。

「大化所有從60年代開始做燃料電池的積累,但是成果放在研究所裡面,僅滿足於示範性運用。」王朝雲說,「科研院所裡面大家都明白,這條路是走得通的。只是原來院校、科研院所是分立的。你做你的我做我的,互相之間不說排斥吧,只是簡單地合作關係。如果有一種機制讓他們變成一體,就會發生氫一樣的『核巨變』。」

大化所跟同濟在做國家項目的時候,多次、長久、深入地合作。王朝雲於是通過同濟找到了大化所,完成了第一重聚合。目前兩大機構都和明天氫能有深度合作,領頭人也是明天氫能董事。

第二重聚合,是王朝雲和創業夢想和他老家六安的緣分。

「高技術難度的創業需要合適的氛圍,哪兒好?當然是長三角和珠三角。正好六安這個地方有後發優勢。六安辛苦了這麼多年,也沒有拿得出手的工業。但是這些人有強烈的願望,很好的學識,也是非常努力的,只是缺少一個機遇。」

第三重聚合是人的聚合。「只要我能夠有一個舞台,能夠發揮我的力量,能夠發揮我的創造精神,能夠獲得我想要的成就感就可以。但是跳來跳去不容易找到,我跑了好多家以後,這個緣分自然就成立了。這就是三重的緣分聚集」。

這三重緣分聚合,王朝雲對於第一重尤其驕傲。他非常肯定地說,同濟大學+大化所,在燃料電池研究和示範領域,那就是中國第一,中國氫燃料電池的未來也繫於此。

明天氫能的氫燃料電池樣車

重重挑戰

人人都說氫燃料電池好,但以此創業的人極少,因為氫燃料電池有好多公認的難題。我把這些難題一一拋給了王朝雲。

氫燃料電池壽命太短?

首先是中國生產的燃料電池的壽命短。2014年,我曾採訪衣寶廉院士,問他中外的燃料電池差距在哪裡。衣寶廉院士當時說,國際上燃料電池的壽命是5000小時,國內還是2000、3000小時。

王朝雲說,如果只站在電堆的角度,不管系統,或者反過來,只做系統,不做電堆,可能是這種結果。但是把這兩個合到一起,它就變化了。

「電堆在電壓變動很大的情況下,壽命是會受影響。但如果有合適的場景,控制好電壓變化,壽命就會延長。本來院校是院校,研究所是研究所,你不告訴我,我不告訴你,但是這兩個要打通以後,這個問題就可以得到了很大的改善,2000就變成了5000。」

王朝雲表示,「整合同濟大學的控制系統,大化所電堆以及其他部件,達到整體優化,是我們明天公司第一個重大成果。」

催化劑含鉑量高?

在氫燃料發電的過程中,需要用到含鉑催化劑,但鉑金是貴金屬,價格高昂。

目前,豐田的燃料電池車Mirai每輛車用鉑20g,約合0.17g/kW。根據美國能源部的規劃,到2020年燃料電池汽車用鉑量預計會下降到0.125g/kW。明天氫能能做到什麼水平?

王朝雲坦承,他記不得具體數據,但他認為不影響商業化。「現在一台電堆裡面用鉑的含量,比傳統汽車尾氣三元催化劑用的鉑的含量,多不了多少。」

「不要把這個事太妖魔化,因為一克鉑也就三四百塊錢,多幾克不就多幾百塊錢嗎?沒有那麼可怕。」

王朝雲表示,在成本降低方面,有其他更大空間的選項。「我舉個例子,空氣壓縮機,我買一個是18萬到23萬,現在做的前10台,我就控制在3萬塊錢之內。」

王朝雲說,鉑的成本相對今天幾十萬元級的總成本,僅占微弱的比例。5年之後,鉑成本的降低才會變得重要。「但是真正到了5年的時候,大化所他們掌握的技術,完全可以實現。」

35兆帕的氫瓶夠用?

目前中國氫行業生產的氫瓶多為35兆帕,但豐田等公司已經到了70兆帕,這會否成為障礙?

王朝雲稱, 35兆帕氫瓶已經能夠符合商業化要求。

「這就是為什麼我們一開始選擇商用車。就像當年鋰電池從商用車入手是一樣的道理。現在體積還偏大,另外商用車的行駛路徑也比較規律。(35兆帕氫瓶)目前不是問題,技術進步,包括商品化的這些技術,是需要通過商業化來解決的。」

王朝雲說,中國確實現在還沒有做到70兆帕的氫瓶,主要依賴進口。70兆帕的氫瓶還面臨標準法規問題。

根據質檢總局2017年6月27日發布的一封針對全國人大建議的答覆信,目前中國《氣瓶安全技術監察規程》,規定氣瓶公稱工作壓力適用範圍為0.2兆帕—35兆帕。

答覆信還說,「我國鋁合金內膽碳纖維全纏繞氣瓶製造技術相對成熟,全國氣瓶標準化技術委員會已經組織制定《車用氫氣鋁合金內膽碳纖維全纏繞氣瓶》國家標準並形成送審稿。但國際通用的70兆帕非金屬內膽碳纖維全纏繞氣瓶製造仍屬空白,同時也沒有技術機構能夠開展70兆帕氫氣瓶的氫循環疲勞試驗。」

但王朝雲相信,70兆帕的氫瓶很快中國就能自主生產。

氫的供應夠嗎?

中國科學院院士衣寶廉在接受央視採訪時稱,中國化工產業副產氫再加上可再生能源制氫,就足夠中國發展氫燃料電池車所需的氫。我問王朝雲,是否驗證過衣寶廉院士的判斷。

王朝雲舉了一個例子,「我身邊不超過60公里,就有一個氯鹼化工廠,一年副產氫超過一萬噸……這一萬噸的氫氣至少可以供我們6000輛以上的商用車,滿負荷跑一年。」

他說,「這只是一個例子。我們(從安徽)到上海去的路上也看到了,晚上化工廠院里燒的藍火,就這麼點起來就燒了。」

可再生能源發電,由於不方便上網,各種儲能利用方案都有,制氫是合適的嗎?用鋰電池儲能不是更經濟?

王朝雲坦承,沒有對比過兩種方式,但是直覺制氫更經濟更有效。「一方面,氫是一個高能的儲能工具,另一方面,氫瓶只要不泄露,可以永久儲存,電池放久了以後它就沒電了。」而且,用電池還存在廢舊電池回收難的問題。

氫的運輸也是難點?

如果存量的制氫產能足夠多,而且足夠分散,不需要遠距離輸送氫氣,外界對氫運輸難的疑問是不是不攻自破了?

王朝雲也沒有那麼樂觀,「只能是一步一步。我們先解決有氫的地方,後面還是會涉及(長距離運氫的問題)。但是我想隨著時間的推移,那些事也像加油站一樣的,是可以解決,而且現在高壓儲運技術是成熟的。」

氫的儲存夠安全嗎?

氫的能量密度之高毫無疑問,但能量密度越高,失控後的風險就越大。氫燃料電池如何打消人們的疑慮?

王朝雲回應說,「A物質B物質,兩個必須配合好,才可以發生反應。H2O,兩個氫氣(原子)加上一個氧氣(原子),放在一起才能產生水。如果H很多O很少,那麼反應的結果只是有O的部分反應,沒有O的那部分它就跑掉了。但是鋰電池包,是匹配好的放在一個筐子裡面,所以一穿透就要燃燒爆炸,而氫瓶碰破了以後氫氣就跑掉了,因此它是更安全的。」

王朝雲也說,「當然氫氣不是誰去搞都是安全的,不能不注意安全。比方說氫氣它泄露了以後,在一個密閉空間裡面,氧氣它也充分,這時候遇到明火它還是會爆炸。」

王朝雲介紹,他們正在建設的加氫站上面是空的,即便有泄漏,也不要讓它形成一個密閉的腔。

他還介紹,在國內建設加氫站與居民區有距離要求,但在日本是直接建在居民區的。

加氫站建得起嗎?

明天氫能在六安建設的首座加氫站正在施

明天氫能正在六安建設加氫站,其中一個已經動工。王朝雲介紹,第一個加氫站,建設加研發、設計、設備的費用,不包括土地費用,總共是920萬。「後面我要是再做5個,會控制到600—800萬,國家補貼個六七百萬的話,這個也不是事。」

王朝雲介紹,早期一個加氫站設計加氫能力可滿足一百台商用車。

氫燃料電池的產業鏈齊備嗎?

氫燃料電池在國內產業化還沒有開始,是否形成了完備的產業鏈?

明天氫能的官網上,對於該公司的產品生產介紹稱,「已經建成了(部分在建)燃料電池系統的研發和製造基地,擁有雙極板、MEA、電堆、壓縮機、氫氣循環裝置和燃料電池系統集成與控制等全產業鏈的關鍵核心技術」。

另外,一張圖表明了該公司的產品線。燃料電池子系統中,明天氫能必須全部自己做,在零部件級別核心的幾個也要明天氫能親力親為。

王朝雲說,中國確實沒有形成氫燃料電池產業鏈,但是自己做有條件。「要是換到十年前、二十年前做不了,整個中國的技術就不具備,現在什麼做不了?30兆帕、35兆帕、70兆帕的氫瓶中國也能做得了,剩下有什麼難度?催化劑,含鉑催化劑、非鉑催化劑,中國自己也做得了,都做得了。」

王朝雲舉了雙極板的例子。實驗室用的幾十台、上百台金屬雙極板,屬於試生產產品,生產不連續、成品率不高、成本很貴。但是從實驗室走向工廠,需要工藝開發,需要一群人的能力和技術。「這個社會是具備的,我們公司現在就具備,我要做這件事。」

「從2002年以後,十四五年時間,國家已經已經布局了很多氫燃料相關企業。對每一個系統而言,產業化的時候都需要再加一把火,水燒到60度、70度就開始燙了,到80度、90度、100度就開始冒泡了。(氫燃料電池)現在沒有到冒泡的時候,但是水已經在升溫。」王朝雲說,「我也是加一把柴火。」

現在做氫燃料電池,會不會成為「先烈」?

王朝雲此前對其他媒體稱,氫燃料電池已經到了產業導入期。這個判斷的根據是什麼?

王朝雲說,我們自己算的賬,從我們這個小企業的角度,只要做到三五千台,就盈利了。而做三五千台對我來講,也就是最近幾年的事,一年、兩年、三年的事。

氫燃料電池車不需要正向開發嗎?

王朝雲稱,早晚有一天氫燃料電池汽車要正向開發。

但目前,像現代、大眾,把燃料電池做得跟發動機一樣大小,放在發動機艙,就沒有必要重新設計。只是氫瓶裝的位置等,還有所改造。由於能量密度高,燃料電池對整車的設計挑戰不大。目前非正向開發的改裝,能夠滿足商業應用的需求。

明天的氫燃料電池技術來源穩固嗎?

大化所和同濟大學為明天氫能提供了技術支持,但也成了明天氫能的技術天花板。另外,兩者對明天的支持能穩定持續嗎?

王朝雲說,「我們現在這個團隊,先想考大學,先解決現在的商業化問題,先讓它運行。拿到錄取通知書了,也就是企業通過運行可以盈利了,到那個時候,我們也會有來年。」

「其實我是有準備的,我們上海研究院有一批博士生,也是大化所、同濟很多重要的研究機構培養出來的學生,這些人也有很強的學習能力和很厚研究基礎。」王朝雲說,「我們樹了規規矩,立足自我,博採眾長。立足自我,不是坐在這個地方躺著不動。博採眾長,要到日本學習、美國學習、到德國學習,當然我們也有德國的專家,也有丹麥的專家。博採眾長,整合創新,志在領先。」

關於與大化所、同濟大學合作的穩定性。王朝雲強調,「因為我有在同濟這幫老同學這麼個緣分,也有我們做汽車行業這麼多年的這些緣分。緣分,就是很多條件。」

一旦氫燃料電池成氣候,更大的資本去搶大化所和同濟大學的技術,明天氫能又如何應對呢?

王朝雲回應說,做技術產業化,領先半步即可。「技術不是說一買就能用的,需要消化、吸收再開發。要有一幫人投入進去,流血、流汗、流淚。這是一個再創造的過程,這個過程是買不來的,再多的錢也買不來,所以我根本不擔心這個。」

明天走到哪兒了?

王朝雲離開華泰之後,經過數月籌備,在2017年8月,成立明天氫能科技股份公司。

2017年10月20日,明天氫能在六安建設的安徽首座商業運營加氫站開工建設。12月21日,明天氫能產業園一期工程開工。

王朝雲介紹,加氫站2018年3月完工。工廠建設計劃2018年5月份完成,6月份可以下線第一台燃料電池電堆,9月份達產。「我們初步產能也就是千台級的,年產1000—6000台之間。」

明天氫能目前已經和南京金龍合作,組裝了幾台氫燃料電池商用車,正在做汽車產品公告。

「明年我們給自己定的任務量是600台。」王朝雲說。我問他營收能達到多少,「600台,一台算的是50萬,也就3個億。我們給自己定的目標是1.87億。我們價格還可以降低一點。」

訪談到了尾聲,我扔出了最後的問題,他這個車壇老將,能憋住不自己造車嗎?

王朝雲說,「把這個燃料電池系統做好,做成一個很好用的平台,商用車平台、乘用車平台、無人機的平台……我做了這麼多的平台,這不就是燃料電池汽車嗎?」

氫料電池供電無人機

在安徽六安明天氫能公司的大門口,有一塊巨石,上書「明天」二字,出自王朝雲手筆。「天」字左撇短,右捺很長。

王朝雲說,「我們現在八字還沒一撇,只有一捺,代表著條件還不夠充分。我們不具備充分條件,但有必要條件,就是說這條路是一定可以走下去的。你不走別人會走,今天不走明天會走。中國不走國外會走,日本人走了,德國人也走了,北歐的國家也走了。剩下一個充分條件,就是那一撇在哪呢?一撇就靠我們自己去創造。」(完)


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