HIDIS 2020 |上海捷氢科技有限公司总经理卢兵兵：上汽对燃料电池战略已有清晰规划

2020年10月15日，2020氢能产业发展与创新峰会在山东济南举行。本次峰会由中国电动汽车百人会、氢理事会、山东省工业和信息化厅主办。以“引领氢能示范应用，推动黄河流域高质量发展”为主题，主要围绕氢能应用场景与商业化路径、关键技术、标准与安全、面向未来的氢能供应体系三个方面展开。在本次峰会中，上海杰氢科技有限公司总经理陆冰冰发表了题为“技术创新及在燃料电池行业的应用”的精彩演讲。

上海杰氢科技有限公司总经理陆冰冰的观点主要有以下几点:

1.未来两到三年，燃料电池材料会有新的突破。第一个突破将是催化剂，然后是质子交换膜，然后是气体交换层。相信在一年的催化剂、两年的质子交换膜和三年的气体交换层内，可以降低燃料电池堆的成本。

以下为现场演讲:

我今天讲的题目是“燃料电池行业的技术创新与应用”，有三个方面。一是为什么要大力发展氢能产业，二是看产业化发展的道路，三是看产业发展过程中的关键瓶颈。

为什么要发展氢能战略？整个人类文明的发展大家都知道，历史发展其实就是一部能源发展史。从这幅图中，我们可以清楚地看到，整个能源发展有两个非常明显的特点。第一个特点是能量密度不断增加。从我们的柴火时期，煤、油、氢能源，可以看到它的单位重量的能量密度是不断降低的，还有一个体积是不断除碳、轻量化的过程。从柴火时期到煤比2: 1，再到油比1: 2左右，真正的氢能社会如果没有碳，就真的进入了无氢时代。

同时，为什么氢气在整个能源结构中占有如此重要的地位？从左图可以看到，橙色圈是化石能源系统，蓝色圈是氢能系统，红色圈是电能。实际上，氢气在这个过程中起到了非常好的转化介质的作用。我们可以通过化石能源将其转化为氢气，氢气在需要的时候可以转化为动力，所以氢气有几个特点，低碳、高效、清洁。由于其特性，可以说氢在未来的能源结构中占有非常重要的地位，它还可以广泛应用于交通、建筑等领域。

同时，今天早上我看到了2050年中国和全世界氢能的愿景。2050年的这个早上，产值达到了每斤2.5万亿，所以这个产业链的想象空间和可能的增长场景是非常可观的。

再说说吧。目前全国整个氢能行业对氢气的利用在不断加强，特别是今年。大家可以看到，今年4月份整个四部委和整个氢能行业的征求意见稿也包括了9月底的奖励政策，所以这些政策的逐步明确给整个行业带来了一个非常明确的信号，就是所有相关方都在这个政策之下，大家都会充分利用这个政策。其次，我也希望像政策中预期的那样，在四年时间里，大家可以让产业链从零部件端到整车端达到商业化运营的规模，包括上午讨论的加氢站各个环节的制氢。

同时，燃料电池和氢能的产业链是一个上下游联系紧密的产业，上下游范围很广。上游可以看到储存、运输、加工的全过程。同时我们可以看到，2030年将建成1000多个加氢站，这也是一个巨大的产业opp……突尼斯。

同时，整个燃料电池上午也谈到了燃料电池的广泛应用。你可以很自然的认为燃料电池是把氢能和氢气变成水，把微光电子变成电。其实只要有电，未来就有整个燃料电池系统使用的可能性和空间。那么如何安全、优质、良好的利用氢能，在未来的整个下游都会得到广泛的应用。后面涉及到应用场景，硬件成本，氢气成本。同时，单从这一块来说，在座的各位也参与了很多。一是燃料电池相关部件，二是燃料电池堆和燃料电池系统。

我再来说说工业化的道路。SAIC是中国唯一提出三条新能源技术路线齐头并进的集团。每个人的家庭都是三个动力源，比如FCV。我们推广了燃料电池整车、燃料电池乘用车和燃料电池商用车。所以目前我们生产的车，V80，在九个城市大概有500辆，也是抚顺2019年第一批商业化的车。目前，全国销售的乘用车约有50辆。同时，2018年，我们生产的燃料电池客车参加了联合国开发计划署在上海的示范运行。目前该车上座率约为92%-94%。

通过这么多的积累，SAIC把燃料电池相关的所有能源、技术、项目、知识产权都注入了杰氢科技。经过20年的发展，在研发、技术、专利、标准、市场等方面也有所积累。整个燃料电池汽车厂商和燃料电池系统公司，其实就是一个由粗到细的过程。一开始买的是系统，后来发现对整个系统提出了更高的要求。我需要优化系统从加载到系统优化。系统最关键的部件是栈，我也会自己进行栈的研发、设计、生产和测试。有些电堆会发现，电堆中最重要的部件是膜电极和双极板。如何掌握核心技术，降低电堆成本，那么就需要研发膜电极。目前，我们正开始从膜电极到电堆，再到电堆，再到系统，这样下去，我们实现了整个燃料电池系统的低成本，高可靠性和高功率。

同时，你也可以在媒体上看到，9月13日，SAIC发布了其燃料电池战略，可以用四个字清晰概括。一千万，十是指十四五期间的十辆车，100是指市值有望超过100亿，1000是指燃料电池电堆系统和车辆的直接R&D人员超过1000人，也就是说到了十四五末期，我们的车辆利用总量可以超过10000辆。

2018年6月，李总理看车米勒，也推动了燃料电池商业化的步伐。所以杰氢科技单独成立，所以我们成立于2018年6月27日。我们SAIC把所有的燃料电池积累都注入了杰氢科技，还包括整车公司，一些相关的零部件公司，还有一批从大学招聘的人。

从这些我们可以看出有一个非常明显的特点。第一，R&D人员很高，占2/3，学历很高。我们的R&D员工82%拥有研究生学位。我们也有非常好的产品规划。我们的产品规划是基于使用一代，开发一代，规划一代，不断提高产品竞争力，降低产品成本。因此，我们的第四代燃料电池堆与内燃机的Alpha样品相比，2020年第四季度可以量产400个电堆。同时，预测500对会有一些新的技术和架构问题，已经在安排和解决。

刚才我们希望通过一个明确的计划和流程，保证整个产品按照轨距水准的严格体系和流程进行生产和销售。同时，通过我们的产品研发过程和HPDP氢驱动系统的开发过程，我们在产品的不同阶段定义了九个节点，每个节点都有可交付成果，以便进行统一的评审并向前推进，以满足要求并确保产品……经我公司检验，符合汽车仪表等级的质量要求。

同时，未来会用到很多技术，但如果还不成熟呢？我们通过技术预测过程来预测早期的技术架构，以确保我未来的技术领先和进步。

众所周知，一辆车的发展是跟着对车的需求和性能发展的。首先，从整车级、系统级、零部件级和材料级提出需求。然后，整个R&D从材料开始。从材料和R&D，我会先做整车级测试。我们举个最简单的例子。零部件必须先进行低温测试，我们的系统也是在低温仓库进行测试，然后进行整车测试。所以这些过程大家都是很在场的，所以正是因为这个过程，从这个图可以很清楚的看到，这里相当于要求满足。

生产时先把燃料电池系统推到右边，再一步步推到左边。这是整个燃料电池系统。这里是燃料电池堆，后面是整个核心双极板和膜电极。最重要的是，该技术在燃料电池堆中占主导地位。燃料电池堆中70%的膜电极在双极板中，20%在双极板中。我们会把这部分的整个算法结合起来，形成一个系统。我们整个加工深度是比较深的，所以我也可以主导自己的产品和技术。

先说一下这个产品的现状，今年8月24号发生在嘉定。这款电堆拥有自主技术产权，膜电极水平设计，无需外部加湿，超薄膜金属板结构设计，应用超薄质子交换膜，超低铂负载，零下30度低温启动，防护等级，耐久性10000小时，所有这些基本参数都与国际巨头基本处于同一水平。

不可否认他们也在进步，也在推出新产品。他们的新产品比现在的水平高。对我们来说，我们的产品要比这个高很多，才能赶上世界电极巨头。

总的来说，我们是58个一级组件，全部100%国产化。要保证整个技术和质量的控制，不仅要有好的全过程保证，还要有好的测试方法，全测试手段，好的产品和技术的应用。主要是双极板和膜电极。

另外，我们对整个300反应堆进行了1: 1的实验室试验，现在我们整个试验已经超过了7020小时，共循环地雷10470个，启停次数898次，装载次数141.4万次，卸载次数136万次，总费用超过2000万。这是整个叠加的衰减曲线，右图是我们采用的加载条件，每个周期都严格按照这个条件进行动态加载。

在燃料电池的整个发展过程中，我们有哪些瓶颈？从这张图可以清楚的看到，燃料电池分为三个子系统，分别是电堆、辅助系统和储氢系统。在储氢系统中，核心是空气压缩机，空气轴承在空气压缩机中。并且在堆中有膜电极和双极板。通过我们国内的努力，电池方面的产品将在今年年底具备量产和国产化的能力。现在真正的突破是质子交换膜、电催化剂和碳纸。另外在储氢方面，我知道有两三个氢瓶在合作，主要是碳纤维突破，现在碳纤维还是进口的。

另外，我们高压气门健康的国产化，现在的车，发动机+变速箱都是几千块钱，规模小，国内没有突破，导致价格极高，我觉得气门零件的国产化也很重要。

后面我会按照质子交换膜，碳纸等来讲。从这里看，掩模电极中的催化剂占30%，质子交换膜占27%，扩散层占29%。目前，这是各种关键材料的主要国际客户和供应商。好在国内很多类似催化剂的公司也在发展，包括陈宗展，也有所突破。现在整个开始……测试不一样，质子交换膜东岳也在突破。12微米左右的质子交换膜基本具备扩散条件，所以现在大家都意识到了全材料的重要性以及全材料在燃料电池领域的巨大机会，大家都进入了。个人认为这些材料应该在两到三年内有所突破。第一个突破将是催化剂，然后是质子交换膜，然后是气体交换层。我乐观地认为，燃料电池堆的成本可以在催化剂的一年内、质子交换膜的两年内和气体交换层的三年内降低。

先说质子交换膜。如左图所示，质子交换膜的关键是质子通过效率和透水性。那样的话，从这里可以看出有几个特点。

第一，它的厚度越来越弱，也就是从原来的50微米，现在已经到了20、10，现在第四代已经到了8微米。同时，它的耐用性，通过一代又一代的迭代，也在不断提高。右边还列出了质子交换膜的很多关键性能，现在需要实现。

这是催化剂。催化剂有几个关键点。每千瓦催化剂的第一个量意味着催化剂本身的活性。不同批次中第二催化剂生产的一致性和均匀性。

第三，需要整个催化剂的耐久性，因为耐久性实际上降低了催化剂的活性。如何保证整个催化剂长期使用后活性的长期保持，是共同研究的方向。目前也在和上游以及国内供应商一起，看如何尽快突破催化剂的国内应用。

说到复写纸，我们都知道气体扩散层，在复写纸上经过处理后，它的核心核能，比如透气、排水、导热、机械等等，目前正在和几家供应商合作。今天早上你可以看到，这个数字是2030年的一个拐点，也是2035年大规模应用的开始。为了实现这些拐点，我们必须解决所有这些材料的本地化问题。如果不能解决本地化问题，拐点就不会到来。

还有一个未来，使用氢气的成本也是最重要的。那样的话，如果氢气的成本降低，除了尾气氢气，制氢必然离不开电解水，这是一个非常巨大的商机和潜力。

因此，我们愿意与国内外的参与者共同努力，促进整个燃料电池的国产化，我们将共同努力，促进整个燃料电池行业的发展。

谢谢大家！。

(注:本文根据现场速记整理，未经发言人审核。)2020年10月15日，2020氢能产业发展与创新峰会在山东济南召开。本次峰会由中国电动汽车百人会、氢理事会、山东省工业和信息化厅主办。以“引领氢能示范应用，推动黄河流域高质量发展”为主题，主要围绕氢能应用场景与商业化路径、关键技术、标准与安全、面向未来的氢能供应体系三个方面展开。在本次峰会中，上海杰氢科技有限公司总经理陆冰冰发表了题为“技术创新及在燃料电池行业的应用”的精彩演讲。

上海杰氢科技有限公司总经理陆冰冰的观点主要有以下几点:

1.未来两到三年，燃料电池材料会有新的突破。第一个突破将是催化剂，然后是质子交换膜，然后是气体交换层。相信在一年的催化剂、两年的质子交换膜和三年的气体交换层内，可以降低燃料电池堆的成本。

以下为现场演讲:

我今天讲的题目是“燃料电池行业的技术创新与应用”，有三个方面。一是为什么要大力发展氢能产业，二是看产业化发展的道路，三是看产业发展过程中的关键瓶颈。

为什么要发展氢能战略？整个人类文明的发展大家都知道，历史发展其实就是一部能源发展史。从这幅图中，我们可以清楚地看到，整个能源发展有两个非常明显的特点。第一个特点是能量密度不断增加。从我们的柴火时期，煤、油、氢能源，可以看到它的单位重量的能量密度是不断降低的，还有一个体积是不断除碳、轻量化的过程。从柴火时期到煤比2: 1，再到油比1: 2左右，真正的氢能社会如果没有碳，就真的进入了无氢时代。

同时，为什么氢气在整个能源结构中占有如此重要的地位？从左图可以看到，橙色圈是化石能源系统，蓝色圈是氢能系统，红色圈是电能。实际上，氢气在这个过程中起到了非常好的转化介质的作用。我们可以通过化石能源将其转化为氢气，氢气在需要的时候可以转化为动力，所以氢气有几个特点，低碳、高效、清洁。由于其特性，可以说氢在未来的能源结构中占有非常重要的地位，它还可以广泛应用于交通、建筑等领域。

同时，今天早上我看到了2050年中国和全世界氢能的愿景。2050年的这个早上，产值达到了每斤2.5万亿，所以这个产业链的想象空间和可能的增长场景是非常可观的。

再说说吧。目前全国整个氢能行业对氢气的利用在不断加强，特别是今年。大家可以看到，今年4月份整个四部委和整个氢能行业的征求意见稿也包括了9月底的奖励政策，所以这些政策的逐步明确给整个行业带来了一个非常明确的信号，就是所有相关方都在这个政策之下，大家都会充分利用这个政策。其次，我也希望像政策中预期的那样，在四年时间里，大家可以让产业链从零部件端到整车端达到商业化运营的规模，包括上午讨论的加氢站各个环节的制氢。

同时，燃料电池和氢能的产业链是一个上下游联系紧密的产业，上下游范围很广。上游可以看到储存、运输、加工的全过程。同时，我们可以看到……2030年将建成1000多个加氢站，这也是一个巨大的产业机会。

同时，整个燃料电池上午也谈到了燃料电池的广泛应用。你可以很自然的认为燃料电池是把氢能和氢气变成水，把微光电子变成电。其实只要有电，未来就有整个燃料电池系统使用的可能性和空间。那么如何安全、优质、良好的利用氢能，在未来的整个下游都会得到广泛的应用。后面涉及到应用场景，硬件成本，氢气成本。同时，单从这一块来说，在座的各位也参与了很多。一是燃料电池相关部件，二是燃料电池堆和燃料电池系统。

我再来说说工业化的道路。SAIC是中国唯一提出三条新能源技术路线齐头并进的集团。每个人的家庭都是三个动力源，比如FCV。我们推广了燃料电池整车、燃料电池乘用车和燃料电池商用车。所以目前我们生产的车，V80，在九个城市大概有500辆，也是抚顺2019年第一批商业化的车。目前，全国销售的乘用车约有50辆。同时，2018年，我们生产的燃料电池客车参加了联合国开发计划署在上海的示范运行。目前该车上座率约为92%-94%。

通过这么多的积累，SAIC把燃料电池相关的所有能源、技术、项目、知识产权都注入了杰氢科技。经过20年的发展，在研发、技术、专利、标准、市场等方面也有所积累。整个燃料电池汽车厂商和燃料电池系统公司，其实就是一个由粗到细的过程。一开始买的是系统，后来发现对整个系统提出了更高的要求。我需要优化系统从加载到系统优化。系统最关键的部件是栈，我也会自己进行栈的研发、设计、生产和测试。有些电堆会发现，电堆中最重要的部件是膜电极和双极板。如何掌握核心技术，降低电堆成本，那么就需要研发膜电极。目前，我们正开始从膜电极到电堆，再到电堆，再到系统，这样下去，我们实现了整个燃料电池系统的低成本，高可靠性和高功率。

同时，你也可以在媒体上看到，9月13日，SAIC发布了其燃料电池战略，可以用四个字清晰概括。一千万，十是指十四五期间的十辆车，100是指市值有望超过100亿，1000是指燃料电池电堆系统和车辆的直接R&D人员超过1000人，也就是说到了十四五末期，我们的车辆利用总量可以超过10000辆。

2018年6月，李总理看车米勒，也推动了燃料电池商业化的步伐。所以杰氢科技单独成立，所以我们成立于2018年6月27日。我们SAIC把所有的燃料电池积累都注入了杰氢科技，还包括整车公司，一些相关的零部件公司，还有一批从大学招聘的人。

从这些我们可以看出有一个非常明显的特点。第一，R&D人员很高，占2/3，学历很高。我们的R&D员工82%拥有研究生学位。我们也有非常好的产品规划。我们的产品规划是基于使用一代，开发一代，规划一代，不断提高产品竞争力，降低产品成本。因此，我们的第四代燃料电池堆与内燃机的Alpha样品相比，2020年第四季度可以量产400个电堆。同时，预测500对会有一些新的技术和架构问题，已经在安排和解决。

刚才我们希望通过一个明确的计划和流程，保证整个产品按照轨距水准的严格体系和流程进行生产和销售。同时，通过我们的产品研发过程和HPDP氢驱动系统的开发过程，我们定义了产品不同阶段的九个节点，每个节点都有可交付成果……从而进行统一评审并向前迈进，以满足要求，确保我公司推出的产品符合车辆限界级别的质量要求。

同时，未来会用到很多技术，但如果还不成熟呢？我们通过技术预测过程来预测早期的技术架构，以确保我未来的技术领先和进步。

众所周知，一辆车的发展是跟着对车的需求和性能发展的。首先，从整车级、系统级、零部件级和材料级提出需求。然后，整个R&D从材料开始。从材料和R&D，我会先做整车级测试。我们举个最简单的例子。零部件必须先进行低温测试，我们的系统也是在低温仓库进行测试，然后进行整车测试。所以这些过程大家都是很在场的，所以正是因为这个过程，从这个图可以很清楚的看到，这里相当于要求满足。

生产时先把燃料电池系统推到右边，再一步步推到左边。这是整个燃料电池系统。这里是燃料电池堆，后面是整个核心双极板和膜电极。最重要的是，该技术在燃料电池堆中占主导地位。燃料电池堆中70%的膜电极在双极板中，20%在双极板中。我们会把这部分的整个算法结合起来，形成一个系统。我们整个加工深度是比较深的，所以我也可以主导自己的产品和技术。

先说一下这个产品的现状，今年8月24号发生在嘉定。这款电堆拥有自主技术产权，膜电极水平设计，无需外部加湿，超薄膜金属板结构设计，应用超薄质子交换膜，超低铂负载，零下30度低温启动，防护等级，耐久性10000小时，所有这些基本参数都与国际巨头基本处于同一水平。

不可否认他们也在进步，也在推出新产品。他们的新产品比现在的水平高。对我们来说，我们的产品要比这个高很多，才能赶上世界电极巨头。

总的来说，我们是58个一级组件，全部100%国产化。要保证整个技术和质量的控制，不仅要有好的全过程保证，还要有好的测试方法，全测试手段，好的产品和技术的应用。主要是双极板和膜电极。

另外，我们对整个300反应堆进行了1: 1的实验室试验，现在我们整个试验已经超过了7020小时，共循环地雷10470个，启停次数898次，装载次数141.4万次，卸载次数136万次，总费用超过2000万。这是整个叠加的衰减曲线，右图是我们采用的加载条件，每个周期都严格按照这个条件进行动态加载。

在燃料电池的整个发展过程中，我们有哪些瓶颈？从这张图可以清楚的看到，燃料电池分为三个子系统，分别是电堆、辅助系统和储氢系统。在储氢系统中，核心是空气压缩机，空气轴承在空气压缩机中。并且在堆中有膜电极和双极板。通过我们国内的努力，电池方面的产品将在今年年底具备量产和国产化的能力。现在真正的突破是质子交换膜、电催化剂和碳纸。另外在储氢方面，我知道有两三个氢瓶在合作，主要是碳纤维突破，现在碳纤维还是进口的。

另外，我们高压气门健康的国产化，现在的车，发动机+变速箱都是几千块钱，规模小，国内没有突破，导致价格极高，我觉得气门零件的国产化也很重要。

后面我会按照质子交换膜，碳纸等来讲。从这里看，掩模电极中的催化剂占30%，质子交换膜占27%，扩散层占29%。目前，这是各种关键材料的主要国际客户和供应商。幸运的是，许多国内公司喜欢催化……s也在发展，包括陈宗展，也有突破。现在整个初试都不一样了，质子交换膜东岳也在突破。12微米左右的质子交换膜基本具备扩散条件，所以现在大家都意识到了全材料的重要性以及全材料在燃料电池领域的巨大机会，大家都进入了。个人认为这些材料应该在两到三年内有所突破。第一个突破将是催化剂，然后是质子交换膜，然后是气体交换层。我乐观地认为，燃料电池堆的成本可以在催化剂的一年内、质子交换膜的两年内和气体交换层的三年内降低。

先说质子交换膜。如左图所示，质子交换膜的关键是质子通过效率和透水性。那样的话，从这里可以看出有几个特点。

第一，它的厚度越来越弱，也就是从原来的50微米，现在已经到了20、10，现在第四代已经到了8微米。同时，它的耐用性，通过一代又一代的迭代，也在不断提高。右边还列出了质子交换膜的很多关键性能，现在需要实现。

这是催化剂。催化剂有几个关键点。每千瓦催化剂的第一个量意味着催化剂本身的活性。不同批次中第二催化剂生产的一致性和均匀性。

第三，需要整个催化剂的耐久性，因为耐久性实际上降低了催化剂的活性。如何保证整个催化剂长期使用后活性的长期保持，是共同研究的方向。目前也在和上游以及国内供应商一起，看如何尽快突破催化剂的国内应用。

说到复写纸，我们都知道气体扩散层，在复写纸上经过处理后，它的核心核能，比如透气、排水、导热、机械等等，目前正在和几家供应商合作。今天早上你可以看到，这个数字是2030年的一个拐点，也是2035年大规模应用的开始。为了实现这些拐点，我们必须解决所有这些材料的本地化问题。如果不能解决本地化问题，拐点就不会到来。

还有一个未来，使用氢气的成本也是最重要的。那样的话，如果氢气的成本降低，除了尾气氢气，制氢必然离不开电解水，这是一个非常巨大的商机和潜力。

因此，我们愿意与国内外的参与者共同努力，促进整个燃料电池的国产化，我们将共同努力，促进整个燃料电池行业的发展。

谢谢大家！。

(注:本文根据现场速记整理，未经发言人审核。)

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