交大氢
编辑？/?张
设计？/?赵浩然
“我们在燃料电池汽车的核心技术上是落后的。本世纪初，中国的氢燃料电池技术与国际发达国家相比也是落后的，但差距相对较小。总体差距现在正在扩大。”中国科学院院士、Xi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 10月19日，在佛山举行的2020年联合国开发计划署氢能产业大会午餐时间，与氢打交道23年的郭烈锦院士接受了《汽车商业评论》的专访。他说，氢是一种载能物质，氢能是一种需要一次能源经过加工转化的二次能源(与电、汽油、柴油属于二次能源)。它是一种在能量转换和转化中满足人类未来可持续发展需求的二次载能物质。
国家能源战略提出发展清洁低碳、安全高效的现代能源供应体系，符合要求的只有氢能。在氢能源应用场景最多的燃料电池电动汽车领域，欧美日韩等汽车强国发展最早。发展氢能社会和燃料电池电动汽车已经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大学问。
作为发展中国家，中国是否应该跟风发展氢能社会和氢能汽车？中国的经济、科技、文化、市场等氛围和条件，是时候发展氢能社会和燃料电池汽车了吗？是早还是晚还是同步？是太冷漠还是冷静理智？
“氢能的技术和产业，不能因为我们是发展中国家或者起步晚就解决。”同时，作为中国可再生能源和氢能行业学术和专业组织的领导者和专家，郭烈锦向我们讲述了他对氢气的理解。
按照标准规范来做是安全的。
汽车商业评论:2019以来，韩国、挪威、美国等全球多个国家发生多起氢气相关事故。氢气安全问题充斥了生产、储存、运输、添加、使用等各个环节。再加上历史片和图片中氢弹爆炸时“蘑菇云”的威力，至今人们还在津津乐道“氢”的变色。如何消除大家对氢气的恐惧？
郭烈锦:当氢被大规模使用时，只要根据它的物理和化学性质来使用，它实际上是非常安全的。中学化学，讲过电解水制氢的电化学反应，金属与强酸的反应等等。氢气易燃易爆，大家都觉得不安全，但只有在目标空间氧气充足，氢气浓度足够高，接近明火等条件都满足的情况下才会燃烧。如果同时燃烧了足够的氢气，那就叫爆炸，只要我们用氢气的标准和规范，就是安全的。不遵守标准和规范当然是不安全的。
汽车商业评论:像一把刀，是一把双刃剑。可以救人，也可以杀人。
郭烈锦:是的。比如拿刀，一不小心就会伤到自己。我问，汽油柴油安全吗？也是不安全的，只要违反操作规程，其爆炸的危害比氢气爆炸大得多。
发达国家做过严格的对比实验，比如一辆氢燃料电池车，突然让氢罐被撞爆炸，用炮弹把它炸了。同时还有一个同样大小的汽柴油罐。实验也是爆款。只有氢气罐的上部被摧毁，而汽油车和柴油车全部被摧毁，包括汽车的基本结构。你觉得谁的危害更大？
氢是所有物质中最轻的。一旦罐子被撞开，它跑得比任何东西都快。火还没烧着，大部分都跑了。大气中也含有大量氢气，但浓度不够，用火也点不着。
汽车商业评论:汽油碰到它就洒了一地。
郭烈锦:是的。汽油只要敲下来，可能还在那好几天，气味特别浓，很难跑干净。
《汽车商业评论》:燃料电池电动车有没有和纯电动车做过这样的破坏性测试对比？
郭烈锦:是的。纯电动汽车危害更大，电动汽车锂离子电池的安全性、效率和可靠性都随着时间大大衰减。
昨晚和今天发言的一位老专家坐在一起聊了聊。他家有一辆电动车。他说第一年还不错，一年几千块，又省电又省钱。但是到了第二年，我发现车没有第一年开的那么顺畅，三年后就不行了。电衰减太强，性能衰减太快，同时充电困难。充电慢，长途续航能力差，在一些没有充电桩的地方更差。
现有城市的充电桩短时间内不可靠，性能差，使用一段时间后就会坏掉。充电时间长，可以快充，但快充对电池性能的损害更严重。三年后，电动车自燃的概率高。在规范内使用还是安全的，超出规范就不安全了。相反，氢在最危险的环境中破坏性较小。
一打开就立马跑了。
汽车商业评论:也就是说，在最极端的破坏下，燃料电池电动车的安全性仍然是最高的？
郭烈锦:是的，在一个开放的空间里，比如在户外行驶的汽车或者氢燃料电池汽车，它的爆炸是危害最小的。只要打开氢气瓶，不管是液氢还是气氢，只要一打开就会迅速扩散，液氢马上变成氢气跑掉。比如你用打火机点燃这个氢气罐，靠近了可能会炸，但周边受损会小一些。一般来说，一个易拉罐被点燃后，30%的易拉罐燃烧后会非常糟糕，60%甚至70%的易拉罐会扩散到大气中。
汽车商业评论:电和油跑不了？
郭烈锦:电池不能运行，不是电。电池是一种化学物质，它是一种像炸弹一样的化学物质。放在那里，不管是固体还是液体，都跑不掉。汽油和柴油也是如此。汽油温度高后部分气化，气化成分比例比氢气重。
《汽车商业评论》:可能民众缺乏这方面的科普和认知。
郭烈锦:去年我来开会的时候，佛山的一个领导到机场接我。我上车的时候，他问我氢气的安全性。其实氢气是很安全的。我有一个例子。我们是国家重点实验室，1997开始做氢能研究。我们实验室用于制氢的窗户都安装了防爆风机，关键部位布置了氢敏传感器。氢气一出来，浓度高了，就会尖叫报警。但是从1997到现在二十多年了，一直没叫过。已经换了一批研究人员，警报一直没叫。即使有一点点泄漏，泄漏的氢气也跑得快，不容易积累。
汽车商业评论:23年来从未有过？
郭烈锦:闹钟没有响过。非常安全。如果你用明火点燃它，它肯定会燃烧。
汽车商业评论:那是不规范操作。这是找死。
郭烈锦:是的。所以氢是最好的能源，现在全世界的人都意识到氢是终极能源，是符合人类可持续发展的，也是最环保的能源。我们应该在社会各个部门广泛推广使用氢作为能源。但是氢和电一样，不是一次能源，也不是自然能源的原始形式。
工业发电制氢是利用一次能源生产电能和氢能，它消耗其他能源。比如电解水消耗电能，水的热解也消耗热能，光催化制氢消耗太阳能。
汽车商业评论:我看到你也有这个专门的研究。
郭烈锦:是的，我们从1997开始了长期研究。目前，我们在技术研究和工业技术研发方面处于世界前列。特别是产业化开发和大规模应用，我们达到的技术指标是最好的。
氢本身并不是人类生产生活中使用的能源的终端形式。我们使用能源的最终形式是什么？比如取暖用的是热，照明用的是光，有一种能量必须转化为光，或者有一种能量必须转化为热。它消耗了某种能量，然后变成二次能源。
机械设备启动时，其使用的终端形式是机械能。比如刀在切割，切割是靠动能和势能来完成的。所以，在把东西切掉之前，需要把一部分能量转化为机械能。
我们最终使用的能源形式与大自然赋予我们的原始一次能源不同，需要改变。说的更直白一点，就跟人类生活中农民生产粮食一样，不生产粮食你就得拿钱买粮食。氢和电这两种二次能源，就相当于生活中的金钱。粮食换成钱，然后钱用来买别的东西。能源也是一样，从煤中制造氢气，然后用氢气发电什么的。氢气可以用来发电和发热，实现能源形式的转换就像钱一样方便。
制氢方法不对，当然会污染。
汽车商业评论:您刚刚谈到了煤炭。现在我们主要靠化石能源制氢？有人说有灰氢，蓝氢，绿氢。
郭烈锦:对，氢气在行业或者社会上有一些叫法，比如灰氢、绿氢、蓝氢。这在某种意义上是有意义的。当制氢过程产生污染时，就认为这种氢气是不清洁的。但其实你想想，氢气本身是干净的，不管怎么来的，都是干净的。只是你在制造它的过程中造成了污染，这不是氢气本身造成的。
汽车商业评论:和发电一样，有人质疑纯电动汽车不清洁，因为它用的电是煤发电。
郭烈锦:是的。为什么不质疑发电？前两天在全国氢能大会上，我公开问，为什么不问电是灰、蓝、绿，而不问氢？其实氢气本身没有污染，氢气本身是干净的。只要拿到氢气使用，一定会产生完全干净的结果。
当然要回去看看制氢过程有没有被污染，要排除被污染的制氢过程。目前，世界上99%的氢气仍然是由化石能源通过传统方法制造的，在制造氢气的过程中会产生大量的污染物。这并不是说用化石能源制氢是不对的，而是制氢的方法不对，当然也有污染。
比如传统的煤和天然气热解制氢，是在高温热空气中热解，部分氧化气化，然后燃烧形成合成气，再向水煤气变换反应中注入蒸汽产生氢气。事实上，几乎所有的氢都来自于水，水和氢都是干净的。但是分解水的时候，电解需要输入电，热解需要输入热，消耗能量，和能量是不一样的。
我们现在需要做的是清洁和可持续发展，改变制氢的方法，以及发电的方法。从1997开始，我们实验室进行了20多年的持续努力，即如何完全清洁地利用化石能源发电制氢，如何利用可再生能源低成本高效率地大规模分解水制氢。
可再生能源本身是清洁的。如何用可再生能源低成本大规模制氢或发电，才是人类的出路。这样产生的电和氢没有污染，自然环境自然好，人类当然可持续发展。
在人类出现之前，上帝、自然、上帝都是好的，宇宙和它创造的世界是可持续的、无污染的。是人类发展了现代工业，污染了地球。
简而言之，所有的能量都来自太阳。太阳是什么？太阳是氢反应的聚变能，也是氢能。现在地球上使用的氢能是氢的化学能，是两个氢氧原子结合后储存的那种能量，是化学能。氢聚变反应产生氦，氦是化学周期表中的第二种元素。两个氢同位素反应产生的氦是无害的。
这个反应释放的能量是巨大的，涉及到原子核的变化，称为核能。
太阳中氢的核聚变反应为我们提供了所有的能量。无论人类在短期内如何发展，都是取之不尽，用之不竭的，人类只是拿走了它照射在地球表面的那一点点能量，而这一点点能量并没有100%被利用，只有百分之零点几。大自然已经为我们创造了足够的能量。
这不是过热，而是紊乱
《汽车商业评论》:在开发这种燃料电池或氢能方面，我们是过热、过冷还是同时过热？
郭烈锦:今天上午的会上，京部长(中国国际经济交流中心信息部副部长)谈到氢能产业发展指数项目的时候，我非常赞同一个说法，我们不是过热，而是无序和混乱。整体规划不好，整体战略规划没有做好，所以各地做了很多事情，大部分都没有抓住重点。
汽车商业评论:没有过热？
郭烈锦:从来没有真正热过。关键的核心技术还没布局，热炸的人都不知道怎么做，说不到点子上。热有什么用？事实上，我们在燃料电池汽车的核心技术上是落后的。本世纪初，中国的氢能和燃料电池技术与世界发达国家相比也是落后的，但差距比较小。
汽车商业评论:现在在拓宽吗？
郭烈锦:现在整体差距已经扩大。
《汽车商业评论》:在掌握自主核心技术方面，如果现在继续这样下去，未来会不会被卡住？
郭烈锦:你肯定会卡住脖子。继续这种状态发展下去，会卡脖子的。我们实验室在1997开始做发电和制氢两项技术，希望从源头上基于自主技术，完成这一转化，而不是继续使用现有的、传统的、世界范围内的煤和天然气进行热解气化制氢。
传统的制氢方法是使用气化器。在热空气或纯氧环境中，煤在那里部分热解气化成为合成气，然后通入另一台锅炉产生的蒸汽，发生气水转化水的化学反应，释放出蒸汽中的氢气。天然气制氢也是如此。。
我们现在的新方法是一开始就让煤直接和水反应。这不是基于放热氧化的热解气化原理，而是基于煤和超临界水的吸热还原原理。它产生氢气，但不产生硫氧化物、氮氧化合物、灰尘和其他污染物。
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。什么是我们不能独立完成的？
郭烈锦:例如，催化剂和膜是最重要的两种。我们也可以做，但是没有别人做的好。
汽车商业评论:珠峰高端职业是谁？
郭烈锦:美加日都比我们强。以燃料电池为例，我们做了很多，技术和工艺也有差距。
汽车商业评论:不小的话会占很多空间，会影响车的结构和空间？
郭烈锦:性能没有其他人高。
汽车商业评论:这会导致它现在最好的场景还是在商用车？
郭烈锦:是的。用了之后，寿命不够父母用，性能指标不够高，效率低。
汽车商业评论:我觉得这次展会有几十款车，只有一款是乘用车。
郭烈锦:许多技术也是从其他国家引进的，比如膜或催化剂，电极板。这些版材的许多技术都是从国外引进的。这个行业一旦形成，这个市场就是别人的，还是受制于人。
汽车商业评论:如果与芯片相比，你认为我们在氢燃料电动汽车中比芯片更危险吗？还是有点落后？
郭烈锦:芯片制造商华为也远远落后。没那么乐观。工业化就是这样。从氢能产业化的角度来看，它不仅仅是燃料电池，还涉及到氢能的制造、储存、运输和应用。燃料电池只是一个应用端，应用端的设备、技术、组件、材料我们还有很多要过。要打通这个行业，要从源头入手，冷静思考，找到那些核心关键，要安排攻关。国家应该做一个布局，不要让这个市场乱来，因为这样解决不了问题。
汽车商业评论:这次国家提出了新能源汽车未来15规划，强调要充分发挥市场主体作用，让企业自主选择。你是怎么解读的？
郭烈锦:产业发展靠市场，核心技术靠战略布局。如果你想放下这个行业，那你就不做。市场来自世界各地。
我们要在自主技术的基础上发展这个行业，才能立于不败之地。如果我把世界上所有好的技术都拿来，我就会受制于人。为了在源头上做出努力，我们有可持续和可再生的方法和无污染的方法来生产氢气。我们在可再生能源方面领先于国际，比如太阳能制氢、光催化制氢，我们不亚于国际最好水平。只要引导好，完全可以实现从技术到产品到装备制造的全行业。
汽车商业评论:除了东风，还不能说万事俱备？
郭烈锦:那不是真的。美国技术，整体产业链领先，肯定比我们强。但是在某些部分，比如制氢，他们在我们的原理上还不如我。他们也想做，但不是我们的规模。你的技术占优势，他以后会跟你走。所以，我们国家要冷静思考，我们要支持什么，哪怕是全部支持。
现在，各地都在抢建氢能园区、氢能产业基地等。，而且他们已经投入了大量的资金来建造非常相似的东西。他们没有掌握材料、元器件、器件、设备等各个层面的核心技术，以及工程、技术、系统集成等技术的来源。
汽车商业评论:我刚才说的是缺乏秩序，一个顶层设计和对核心技术的掌控。
郭烈锦:是的。汽车就是这样。我们这几十年下来，传统汽车市场巨大，但主导权不在别人手里。
“电动车也是过渡产品”
汽车商业评论:做智能电动汽车还是有一些优势的。
郭烈锦:电动汽车只是一个过渡，它不可能是终极。今天，万钢(中国科协主席)的贺词将会持续很长时间。个人认为未来会有一部分，小比例的纯电动汽车。
汽车商业评论:你认为电动汽车也是过渡产品吗？
郭烈锦:它绝对是交通领域的过渡产品。终极的一定是氢燃料电池车，未来可以完全替代燃料车。10年前，我们国家的一些部委就把电动车的纯电路线路做到了极致。我当时在专家组上反对，建议也要加大力度支持氢能和燃料电池技术的发展。后来接受了，现在大家都接受应该发展氢燃料电池汽车。
汽车商业评论:发展氢能燃料电池和纯电不矛盾？
郭烈锦:万钢在今天的贺电中说，这两者并不矛盾，而且会持续很长时间。其实纯电动汽车有它的用途。比如在很多地方，纯电动车就很好用。但它有特殊的功能和局部范围，不可能全部使用纯电动汽车。它也有很多问题，安全性最大，后期安全性越大。它还有一个最大的问题。纯电动汽车的电池后期报废后很难处理，难如核废料。燃料电池没有这些问题。
汽车商业评论:为什么我们说燃料电池汽车最终回归氢而不是甲醇之类的其他东西？
郭烈锦:甲醇只是一种储存氢气的物质，并没有被直接使用。甲醇燃料电池就是把甲醇上车后变成氢气，然后用氢燃料电池发电。说“甲醇燃料电池”其实是误导。
汽车商业评论:这个概念很混乱。
郭烈锦:是的，因为人们不知道。在技术上，甲醇和乙醇都是可以储存能量的物质，是储存氢气的一种方式。它将进入燃料电池，称为质子交换膜燃料电池。质子膜是什么？氢离子是质子，质子膜是穿透质子的那种膜。
甲醇无法通过，甲醇和乙醇到了燃料电池车上就会转化成氢气。改变氢的过程也会释放二氧化碳。
汽车商业评论:最近65，438+00年，联合国开发计划署一直在中国积极推广氢能，中国也一直很积极。地方政府和世界组织一直在推广氢能社会和氢能汽车。对此你怎么看？
郭烈锦:国际组织正在积极地做这件事，因为这对人类发展非常有益，推动这件事是一件好事。要在全社会和民众的意识中逐步形成对氢的关注。其实现在很多人都知道氢，但是有很多疑问，不太了解。以前没人问氢，现在大家都说了，问了，那就好。自然知道就好。
汽车商业评论:佛山政府包括南海区政府。看来佛山是赌氢燃料车了。你怎么想呢?
郭烈锦:还是有远见的。迟早会变成这样。有经济实力，提前做个带头人，在全社会做个示范，这是好事。只是我们现在需要更加精准，不要再像其他地方一样去乱搞一些重复性的东西，这样效率会更高。
本文来自车家作者汽车之家，不代表汽车之家立场。