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近年來，中央相繼發佈《國家創新驅動發展戰略綱要》等系列政策文件，將氫能的綜合利用作為重點發展方向，將發展氫能汽車列入國家新能源汽車產業政策重點支持的技術路線。作為最早佈局氫能產業的城市之一，佛山一直非常支持該產業的發展。清華大學氫燃料電池聯合實驗室主任、全國燃料電池標委會委員兼聯絡員王誠日前接受《佛山日報·理論週刊》專訪表示，佛山發展氫能產業優勢明顯，建議佛山發展氫能產業要跟整個珠三角聯動，和周邊城市抱團，同時加強和各大高校的產學研合作，攻關關鍵技術，把自身打造成全國氫能產業創新發展高地。
專家簡介
王誠，清華大學氫燃料電池聯合實驗室主任，全國燃料電池標委會委員，全國氫能標委會委員、中國可再生能源協會氫能專委會委員。長期致力於氫燃料電池研究，主要研究方向為燃料電池關鍵材料與部件、電堆集成技術及其前瞻性技術。近年來承擔了國家重點科研計劃“基於新材料體系的大功率燃料電池電堆研發”等多項重點科研任務，發表SCI論文102篇，獲發明專利75件（其中美國專利10項）。
白熱化競爭下蘊藏彎道超車機遇
在所有新能源中，氫能優勢明顯，目前氫能產業的全球化競爭日趨白熱化，但中國發展氫能仍大有可為。中國是世界上最大的產氫國，也是全球最大的燃料電池商用車市場和製造基地，氫能風口下，蘊藏著中國汽車產業彎道超車的重要機遇。
記者：當前，尋找新能源成為了世界各國致力攻堅的方向，您認為氫能在未來能源應用市場上會佔據一個怎樣的位置？中國氫能產業發展情況如何？
王誠：作為不可再生能源，礦物能源的儲量不斷減少，開發新能源是主權國家掀起能源革命、推動產業轉型升級、保障國家實現能源自主的重要方向。氫能具有能量密度大、燃燒熱值高、來源廣、可電可燃、清潔等特點。氫作為與電可相互轉換的儲能介質，未來結合大規模光伏、風電，實現電網和氣網互聯互通，將在新能源佔主導的未來能源體系中發揮重要作用。
氫氣的特性使其非常適合用於燃料電池發電，氫燃料電池能量轉換效率理論值高達80%以上，實際使用效率是普通內燃機的2-3倍，具有很高的能量轉換效率；同時氫氣具有很高的比能量，氫能與燃料電池集成的動力系統整體重量比能量可達鋰離子電池的3倍以上，汽車加氫幾分鐘續航近千公里。
可以說，氫能是未來汽車產業競爭的戰略制高點。
如今，西方發達國家已將氫能上升到國家能源戰略高度，氫燃料電池正在新能源汽車、熱電聯供、分佈式發電、叉車電源、潛艇、航天等領域開始廣泛應用。從國際氫能產業發展態勢看，美國在燃料電池技術上處於領跑地位，日韓在燃料電池汽車規模化量產上拔得頭籌。截至2019年底，全球燃料電池汽車銷售累計約20000多輛。
但中國發展氫能仍大有可為。中國目前是世界上最大的產氫國，年產氫近2200萬噸，佔世界產氫量的34%。同時中國還是全球最大的燃料電池商用車市場和製造基地，氫能風口下，蘊藏著中國汽車產業彎道超車的重要機遇。
如今，中央政府和地方都在大力推進氫能產業發展。2019年全國兩會上，政府工作報告中首次加入了“推動充電、加氫等設施建設”的內容，將“氫能熱”推向高潮。按照《中國氫能產業基礎設施發展藍皮書》提出的目標，到2030年，燃料電池車保有量將達200萬輛，加氫站數量達到1000座，產業產值突破1萬億元。
氫燃料電池核心技術待攻關
佛山發展氫能產業最大的優勢在於政府扶持和鼓勵力度非常大，氫燃料電池汽車產業鏈較為齊全，產業應用尤其突出。但目前國內氫能產業發展存在共性痛點：核心技術缺失。
記者：近年來，佛山市也在大力發展氫能產業，佛山發展氫能產業有什麼優勢和不足？氫能產業發展目前存在什麼痛點？
王誠：佛山發展氫能產業最大的優勢在於政府扶持和鼓勵力度非常大，燃料電池汽車產業鏈較為齊全，產業應用尤其突出。氫能的產業鏈較長，從氫氣製取、儲運、加註，燃料電池電堆、輔機子系統、電控的氫燃料電池系統到整車生產，涉及幾十個環節。佛山基本上形成了氫能產業的集聚，還與雲浮共建氫能產業基地，進一步吸引相關企業集聚，產業發展基礎良好。
目前，佛山氫能產業商業應用已經初現規模，佛山高明區氫能有軌電車已正式投入商業運營。2020年，佛山全市計劃投放氫能汽車超1000輛，加氫站的建設也在加速。從2016年至今，全國銷售的氫能汽車總量，佛山佔比居前。佛山發展氫能產業的不足在於本地的氫資源不豐富，需要從外地採購氫源，而氫氣的運輸具有一定難度。
而且，目前國內氫能產業發展還存在共性痛點，即核心技術缺失。
目前，氫能產業鏈企業主要分佈在下游應用環節，氫能儲運、加註基礎設施薄弱，燃料電池材料部件成為“卡脖子”環節。國內燃料電池發動機的材料與零部件產業化滯後，總體技術水平落後於日韓等發達國家。我國當前燃料電池發動機的成本和壽命距離國際商業化指標整體上仍有較大差距。
氫燃料電池上游產業化水平低，催化劑、質子交換膜、氣體擴散層、膜電極等材料部件具有較高的技術壁壘，缺乏量產技術與規模生產能力。如國產催化劑量產技術匱乏，工程化應用經驗不足；國產質子膜還需要在薄型化、一致性和耐久性上下功夫；國內膜電極廠家缺乏低鉑載量和高耐久性技術，產能上還需要規模化。長期以來，我國氫燃料電池系統關鍵材料部件依賴進口。進口導致高成本，氫燃料電池車的成本不下降，就無法實現產業規模化。同時，燃料電池材料部件需要依靠高精尖的製造裝備來實現，而目前該類製造裝備也有量產瓶頸。
燃料電池製造屬輕工業領域，對氫燃料電池產業製造而言，材料是基礎，設計是靈魂，工藝是關鍵，測試是保障，安全是前提，國內企業必須將每一環的核心技術都掌握在自己手裡，才能可持續地推進氫能產業發展。
產業鏈聯動打造珠三角“氫走廊”
佛山發展氫能產業要跟整個珠三角聯動，和周邊城市抱團發展。包括氫能產業基礎設施的統籌和互聯，加氫站的建設、氫氣運輸路線的規劃等都進行統一的部署，與廣深聯合進行核心技術的攻關，打造珠三角“氫走廊”，發揮更大的產業集聚效應。
記者：您認為佛山應該如何把握氫能發展的機遇和挑戰，快速提高氫能產業發展水平？
王誠：氫能產業鏈很長、技術門檻高，下一步，佛山發展氫能產業要跟整個珠三角聯動，和周邊城市抱團發展。佛山周邊的雲浮、茂名等地區都在全力發展氫能產業，廣深在氫能產業的科技創新上較為領先，如南方科技大學正在攻關膜電極關鍵材料。佛山可以與廣深聯合進行核心技術的攻關，積極參與氫能產業鏈延伸，包括氫能產業基礎設施的統籌和互聯，加氫站的建設、氫氣運輸路線的規劃等都進行統一的部署，打造珠三角“氫走廊”，發揮更大的產業集聚效應。
佛山氫氣資源較為缺乏的問題，也可以通過城市間聯動進行解決。粵西的氫氣資源很豐富，若能夠建立起通暢的氫氣運輸管道，就可以很好地緩解佛山的缺氫之憂。
另外，佛山政府部門目前對氫能產業的很多補貼都是針對氫能整車廠，但整車廠其實並不掌握氫能汽車的核心技術，佛山應該加大對氫能產業核心零部件製造企業的補貼和對自主知識產權產品的補貼，這樣企業才會把更多精力放在技術研發上。
氫能產業裝備製造的發展也要跟上步伐。製造氫燃料電池的核心零部件對設備精度要求非常高，如極板壓制的精度要達到10微米，質子交換膜厚度偏差不超過1微米，這都對裝備製造提出了極高的要求。佛山發展這樣的高精尖裝備製造業，不僅可以築牢氫能產業的裝備基礎，也可以對其他產業發展產生引領帶動作用，此類尖端製造技術將能極大地賦能佛山機器人、芯片等智能製造產業發展。
最後，佛山氫能產業走出去的步伐可以進一步加快，儘管佛山政府通過氫燃料電池公交車招標等方式，給氫能產業輸送了不少血液，但唯有“造血”才能真正解決企業發展的資金難題。一些北方城市如北京、濟南、石家莊、太原、大同等環保壓力較大，佛山企業可以主攻這些市場，通過市場化運營做大做強，才能進一步回籠資金，加大科技研發投入。
加強產學研合作吸引高校學子佛山創業
清華大學佛山先進製造研究院可以根據這些共性問題，設立一些研發專項，按比例配套資金對此進行扶持，採用先補貼方式，保障研發資金及時到位，可以極大地加快共性通用技術的突破速度。
記者：作為高校實驗室負責人，您認為佛山還應該如何進一步推動佛山氫能產業的產學研合作？
王誠：氫能產業所面臨的卡脖子核心技術問題，還是要通過加強基礎研發來解決，實現從基礎研究到技術應用的全線貫通，這就必須要加強產學研合作，充分利用高校的人才優勢、基礎研究優勢和學科優勢。尤其在關鍵材料、核心部件的量產技術等方面，可以和清華大學等高校的科研機構進行研發攻關。
目前，佛山已經建有仙湖實驗室和清華大學佛山先進製造研究院，它們都聚焦氫能產業關鍵技術進行研發攻關。不過，佛山和清華大學佛山先進製造研究院產學研的合作方式，基本是通過企業項目來進行的。氫能企業針對自身遇到的一些技術問題進行申報，通過評審後進行立項，高校再參與研發攻關，取得了一定的成果後再給予項目補貼。這種合作方式的優勢是可以快速解決一些有針對性的個性技術問題，但是不利於共性技術問題的解決。
但是，氫能產業發展過程中，需要面對很多共性技術問題，包括催化劑量產技術，低成本、高耐久性膜電極的量產技術，電堆工程化技術等，對於這些問題，上述合作方式不僅分散資金，還容易導致浪費。建議清華大學佛山先進製造研究院可以根據這些共性問題，設立一些研發專項，按比例配套資金對此進行扶持，採用先補貼方式，保障研發資金及時到位，可以極大地加快共性關鍵技術的突破速度。
要想進一步深化產學研合作，吸引高校學子到當地就業必不可少。隨著氫能產業的熱度不斷升溫，不少學生從氫能科研方向畢業後，都對這個產業充滿激情，也非常看好該產業的發展前景。由於氫能產業的投資熱度和社會關注度都比較高，學生們創業的願望比較強烈。佛山對於清華大學氫能科研方向的畢業生吸引力總體較強，如果能夠建立一個針對氫能產業創業的孵化器，解決學生對創業資金和用地的需求，相信能夠吸引不少學子來佛山創業，形成人才集聚效應，為佛山氫能產業發展不斷輸送創新資源，同時還能撬動清華教工，為氫能產業化提供強大的後方技術支持。
採寫/佛山日報記者高慧超
統籌/佛山日報記者劉蓉
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