全國政協副主席、科技部前部長萬鋼，在《人民日報》撰文稱，新能源汽車應及時把產業化重點向燃料電池汽車拓展。
一文掀起千層浪，特別是氫燃料電池是否具備了產業化條件，業界爭議很大。
由此，我們不妨來看看，在氫燃料電池領域，產業化還需要補足什么？我們除了壓縮機等必要設備，還差什么？
01 我們有什么？
說到燃料電池，最核心的材料是質子交換膜、催化劑、氣體擴散層、以及雙極板。質子交換膜、催化劑和擴散層經過一定的工藝加工程膜電極（MEA），而膜電極是燃料電池的心臟。
A.質子交換膜
質子交換膜是膜電極中最核心的部件之一。對于質子交換膜，有三個主要的技術要求：
（1）必須具有較高的質子導電性
?。?）必須有足夠低的氣體滲透率
?。?）在運行環境下具有足夠的化學和機械穩定性
在國內，上海有機所、大連化學物理所、武漢理工大學、山東東岳集團、新源動力等是質子交換膜主要開發和生產單位。以東岳的DF260隔膜為例，膜厚度為15微米，在開路電位情況下耐久性大于600小時，膜在保證性能的前提下運行壽命超過6000小時，干濕循環次數超過20000次，得到AFCC（Automotive Fuel Cell Cooperation，戴姆勒-奔馳與福特的合資公司）的認可，并給東岳特聘專家、上海交通大學張永明教授頒發了技術達標獎。目前，該膜已經定型量產，二代規劃產能20萬平方米，至少可滿足每年20000輛全功率型FCV的需求。
B.催化劑
催化劑以Pt（鉑）催化劑為主。中國氫能專家衣寶廉院士在一次采訪中曾提到，低Pt催化劑是燃料電池的主要技術方向。當一輛FCV的鉑用量低于傳統汽車三元催化中鉑的用量的時候，就達到了目標。而制備殼型結構的催化劑是降低催化劑用量的一個有效的方法。
在“十三五”重點研發計劃項目的支持下，大連化物所、上海交通大學、華南理工大學、北京大學、蘇州大學等著名研究機構取得了多方面的進展。
除此之外，清華大學、重慶大學、廈門大學等研究機構也對非Pt催化劑開發展開了研究，并取得了階段性成績。雖然中國新型催化劑，其中一部分在性能和穩定性上已經超過商業催化劑，但尚未實現量產制備。
C.膜電極
膜電極方面，如武漢理工新能源有限公司早已實現了商業化生產，產能已經達到5000平米，國內開發的第二代膜電極水平和國外商業化膜電極水平差距較小。目前，以開發有序化膜電極、新一代CCM技術為主要研發方向。
D.雙極板
雙極板也是燃料電池的核心部件之一。如果按照功能去命名，可能叫做“雙極集電分離板”更加貼切。基于雙極板的作用，其特性必須兼具較好的導電、導熱性能，極低的氣體滲透率，要有足夠的尺寸和足夠的強度，還要耐腐蝕。雙極板承擔著電堆大部分的重量和成本，因此，低成本、輕量化、易生產，是對雙極板的具體要求。
從材料上看，雙極板主要分為石墨雙極板、金屬雙極板和復合材料雙極板。目前，國內以開發金屬雙極板電堆為主要技術路線。尤其豐田Mirai推出鈦基雙極板燃料電池電堆之后，更堅定了行業開發金屬雙極板技術方向的信心。雙極板技術的難點在于成型、焊接、涂層三個關鍵步驟。
上海治臻新能源裝備有限公司依托于上海交通大學的技術力量，已經攻克了雙極板成型、焊接、涂層三道技術難關，可以實現雙極板國產化、批量化生產，設計年產量可達50萬副，至少可供1500輛以上FCV使用。
由以上可以看出，雖然中國燃料電池技術與國際領先水平仍有差距，但已經初步具備了產業化的條件。
02 我們缺什么？
A.缺市場驅動力
市場需求是產業化的前提，而產業化又是降低成本的基礎。燃料電池是關系國家未來能源結構的關鍵技術。如果只能滿足小眾的需求，那便是資源的浪費。但是迄今為止，燃料電池并沒有找到一個很好的應用場景?？v觀全球，燃料電池的盈利空間也極其有限。因此，在沒有市場規模的前提下，不論是研發成本、材料成本、制造成本、還是后期的維護服務成本都很難下降。
沒有規模化成本就不能降低，成本不降低更沒有規模化市場。這一死循環的破解方法是不遺余力地挖掘需求，這仰賴于企業家的能力和精神：發現未來的機會，現在敢于投入。
B.缺戰略性的資金
《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》提出了燃料電池的目標：“2020年實現質子交換膜燃料電池（以下稱PEMFC）電源系統實現額定輸出功率50～100kW、系統比功率≥300Wh/kg、電堆比功率3000W/L以上、使用壽命5000小時。”一個50kW的電堆，完成5000小時的壽命測試，僅氫氣費用就要達到上百萬甚至數百萬之多，因此，發展燃料電池產業，需要大量的資金投入。
燃料電池是一條長線投資，換言之，燃料電池的獲利屬于未來。因此，燃料電池缺乏的是高瞻遠矚的戰略投資。更加需要警惕的是，如果資本急功近利可能會產生“拔苗助長”的負面效果，比如把不合格的電堆推向市場，可能引發故障或者事故，除了安全隱患外，甚至會誤導社會對燃料電池的認知，反而不利于燃料電池行業的發展。
C.缺產業鏈
現在社會分工更加明細，如果燃料電池只是幾個企業，而非一個產業，那勢必是低效的。說到產業鏈，我們很容易想到制氫和儲氫。依照Mirai的數據，百公里氫氣消耗量約為0.6～0.7公斤。那么氫氣的價格就直接關系到用戶的使用成本。氫氣價格的組成，受到制氫、純化、儲運、加氫站建設與運營、利潤等諸多因素影響，甚至包括加氫計量的偏差。
未形成產業鏈，是除了市場規模外，另一個影響燃料電池成本的重要原因?；蛘咄ㄋ椎恼f：這些材料和元器件都不是專為燃料電池設計的，因此可能存在著需求與性能和成本上的各種不匹配。如FCV一般使用碳纖維材料作為生產IV型瓶（非金屬內膽全纏繞氣瓶）的主要材料，這種材料的成本短期內成本可能很難降低。
03 怎么做
A.找應用場景
如果燃料電池不能找到合理的應用場景，可能會成本失真，缺乏方向。前文提到那些國內頂尖的燃料電池研發機構，未必是產業化的最合適場所。他們有能力提升材料和電堆的各項指標，完善著各種理論，甚至開發原型機和工程樣機……但這都不是達成產業化的充分條件。
燃料電池的場景，比如重載貨車利用“液氫+燃料電池”的組合，或者特種燃料電池車輛（如叉車）。這些是企業家基于商業嗅覺所開發的應用，而非科學家的判斷。燃料電池產業化的前提是，找到不得不使用燃料電池的應用場景。光闡述燃料電池的優勢并沒有什么幫助。
應用場景合適，才有可能創造市場。有了市場，才會營造規模，而在規模之下，原來固有的問題，可能不再是問題。比如大家都擔心燃料電池對貴金屬催化劑的依賴，但當它初具規模，形成Pt回收的產業鏈條，這個擔心將不復存在。
B.相信自己的專家
如果有在先進企業工作過的人，愿意在國內工作，恰好他們在國外還接觸過燃料電池，國內企業很多企業都會趨之若鶩。但即使他們真的了解核心技術，也未必能將中國的燃料電池技術推向新的高峰。
技術應用，也要因地制宜。需要技術專家，更需要技術團隊、研發機制、資金支持、績效管理等一系列影響因素。一個企業，很難因為某個專家而改變基因。也許這些洋專家自己也很清楚，他的價值，多來自于不對稱的信息。為保證自己的收益，也很少有人愿意把自己掌握的東西全盤托出。
我們有自己的專家，在燃料電池研發的道路上，走了十余年或者幾十年，更重要是，他們更了解國情，提出的建議更具有可行性。
某次會議上，一位德國專家在回答中國企業的征詢時說了一句：FürIhre China-Problem, sollten Sie Ihre eigenen chinesischen Experten informieren（中國的問題，要請教中國自己的專家）。這句話我非常贊同。
C.靈活的戰略
首先，戰略制定要因地制宜。中國每年大量的可再生能源無法上網，出現了大量的棄風棄光現象。是否一定可以用這些電能電解水制氫？姑且認為商業模型成立，但根據質量守恒，每生產1公斤氫氣，所需要的水為9公斤（實際更多）。因此不見得有棄風棄光的地方都適合電解水制氫，還需要考慮當地是不是有充足方便的水源。
其次，要發展的看問題。發展清潔能源戰略必會有一個趨勢：未來可再生能源的上網率將大量提升，這就意味著棄風棄光現象將減少?？稍偕茉窗l電制氫作為一個長期投資項目，必須考慮這個因素在未來對經濟模型的影響。
第三，戰略要可執行，不能為氫能而氫能。即使是日本，也提出了“氫電并重”的戰略方向。
D.建立產業鏈
制造行業不比互聯網企業，由于其重資產的特點，很難短期內出現可能掌控全產業鏈的寡頭。建立產業鏈，既需要決心，更需要實力。
比如燃料電池系統中的核心部件空壓機，我第一個想到的就是那個掌握空氣壓縮機核心技術的格力?？茖W不等于技術，技術也不等于產品，每一步都有一道鴻溝。如果格力進入，要比幾個工程師拿筆錢創業靠譜一些。多挖掘這樣的企業進入，可能大大加速燃料電池產業鏈的進程。
04 總結
什么是產業化？我的理解是有規模化的市場，標準化的產品，專業化的分工，以及合理的商業模式四個條件。如果用這四個標準來衡量，燃料電池目前所處的產業狀態比較初級，但是具備了初步產業化的條件。
有好的土壤，才能孕育出好的技術。不過，目前中國汽車主管部門的思路，如萬鋼文章指出的，將遠程公交、雙班出租、城市物流、長途運輸等純電動汽車不能覆蓋的市場需求，確定為氫燃料電池的應用場景。這一官方指引，和民間企業的判斷，大體一致。另外，根據中國的節能與新能源汽車技術路線圖，2020年將有5000輛氫燃料電池市場，2025年將有5萬輛的市場。這些因素，有望帶動氫燃料電池產業化的開始。
全國政協副主席、科技部前部長萬鋼，在《人民日報》撰文稱，新能源汽車應及時把產業化重點向燃料電池汽車拓展。
一文掀起千層浪，特別是氫燃料電池是否具備了產業化條件，業界爭議很大。
由此，我們不妨來看看，在氫燃料電池領域，產業化還需要補足什么？我們除了壓縮機等必要設備，還差什么？
01 我們有什么？
說到燃料電池，最核心的材料是質子交換膜、催化劑、氣體擴散層、以及雙極板。質子交換膜、催化劑和擴散層經過一定的工藝加工程膜電極（MEA），而膜電極是燃料電池的心臟。
A.質子交換膜
質子交換膜是膜電極中最核心的部件之一。對于質子交換膜，有三個主要的技術要求：
（1）必須具有較高的質子導電性
?。?）必須有足夠低的氣體滲透率
?。?）在運行環境下具有足夠的化學和機械穩定性
在國內，上海有機所、大連化學物理所、武漢理工大學、山東東岳集團、新源動力等是質子交換膜主要開發和生產單位。以東岳的DF260隔膜為例，膜厚度為15微米，在開路電位情況下耐久性大于600小時，膜在保證性能的前提下運行壽命超過6000小時，干濕循環次數超過20000次，得到AFCC（Automotive Fuel Cell Cooperation，戴姆勒-奔馳與福特的合資公司）的認可，并給東岳特聘專家、上海交通大學張永明教授頒發了技術達標獎。目前，該膜已經定型量產，二代規劃產能20萬平方米，至少可滿足每年20000輛全功率型FCV的需求。
B.催化劑
催化劑以Pt（鉑）催化劑為主。中國氫能專家衣寶廉院士在一次采訪中曾提到，低Pt催化劑是燃料電池的主要技術方向。當一輛FCV的鉑用量低于傳統汽車三元催化中鉑的用量的時候，就達到了目標。而制備殼型結構的催化劑是降低催化劑用量的一個有效的方法。
在“十三五”重點研發計劃項目的支持下，大連化物所、上海交通大學、華南理工大學、北京大學、蘇州大學等著名研究機構取得了多方面的進展。
除此之外，清華大學、重慶大學、廈門大學等研究機構也對非Pt催化劑開發展開了研究，并取得了階段性成績。雖然中國新型催化劑，其中一部分在性能和穩定性上已經超過商業催化劑，但尚未實現量產制備。
C.膜電極
膜電極方面，如武漢理工新能源有限公司早已實現了商業化生產，產能已經達到5000平米，國內開發的第二代膜電極水平和國外商業化膜電極水平差距較小。目前，以開發有序化膜電極、新一代CCM技術為主要研發方向。
D.雙極板
雙極板也是燃料電池的核心部件之一。如果按照功能去命名，可能叫做“雙極集電分離板”更加貼切。基于雙極板的作用，其特性必須兼具較好的導電、導熱性能，極低的氣體滲透率，要有足夠的尺寸和足夠的強度，還要耐腐蝕。雙極板承擔著電堆大部分的重量和成本，因此，低成本、輕量化、易生產，是對雙極板的具體要求。
從材料上看，雙極板主要分為石墨雙極板、金屬雙極板和復合材料雙極板。目前，國內以開發金屬雙極板電堆為主要技術路線。尤其豐田Mirai推出鈦基雙極板燃料電池電堆之后，更堅定了行業開發金屬雙極板技術方向的信心。雙極板技術的難點在于成型、焊接、涂層三個關鍵步驟。
上海治臻新能源裝備有限公司依托于上海交通大學的技術力量，已經攻克了雙極板成型、焊接、涂層三道技術難關，可以實現雙極板國產化、批量化生產，設計年產量可達50萬副，至少可供1500輛以上FCV使用。
由以上可以看出，雖然中國燃料電池技術與國際領先水平仍有差距，但已經初步具備了產業化的條件。
02 我們缺什么？
A.缺市場驅動力
市場需求是產業化的前提，而產業化又是降低成本的基礎。燃料電池是關系國家未來能源結構的關鍵技術。如果只能滿足小眾的需求，那便是資源的浪費。但是迄今為止，燃料電池并沒有找到一個很好的應用場景?？v觀全球，燃料電池的盈利空間也極其有限。因此，在沒有市場規模的前提下，不論是研發成本、材料成本、制造成本、還是后期的維護服務成本都很難下降。
沒有規模化成本就不能降低，成本不降低更沒有規模化市場。這一死循環的破解方法是不遺余力地挖掘需求，這仰賴于企業家的能力和精神：發現未來的機會，現在敢于投入。
B.缺戰略性的資金
《能源技術革命創新行動計劃（2016-2030年）》提出了燃料電池的目標：“2020年實現質子交換膜燃料電池（以下稱PEMFC）電源系統實現額定輸出功率50～100kW、系統比功率≥300Wh/kg、電堆比功率3000W/L以上、使用壽命5000小時。”一個50kW的電堆，完成5000小時的壽命測試，僅氫氣費用就要達到上百萬甚至數百萬之多，因此，發展燃料電池產業，需要大量的資金投入。
燃料電池是一條長線投資，換言之，燃料電池的獲利屬于未來。因此，燃料電池缺乏的是高瞻遠矚的戰略投資。更加需要警惕的是，如果資本急功近利可能會產生“拔苗助長”的負面效果，比如把不合格的電堆推向市場，可能引發故障或者事故，除了安全隱患外，甚至會誤導社會對燃料電池的認知，反而不利于燃料電池行業的發展。
C.缺產業鏈
現在社會分工更加明細，如果燃料電池只是幾個企業，而非一個產業，那勢必是低效的。說到產業鏈，我們很容易想到制氫和儲氫。依照Mirai的數據，百公里氫氣消耗量約為0.6～0.7公斤。那么氫氣的價格就直接關系到用戶的使用成本。氫氣價格的組成，受到制氫、純化、儲運、加氫站建設與運營、利潤等諸多因素影響，甚至包括加氫計量的偏差。
未形成產業鏈，是除了市場規模外，另一個影響燃料電池成本的重要原因?；蛘咄ㄋ椎恼f：這些材料和元器件都不是專為燃料電池設計的，因此可能存在著需求與性能和成本上的各種不匹配。如FCV一般使用碳纖維材料作為生產IV型瓶（非金屬內膽全纏繞氣瓶）的主要材料，這種材料的成本短期內成本可能很難降低。
03 怎么做
A.找應用場景
如果燃料電池不能找到合理的應用場景，可能會成本失真，缺乏方向。前文提到那些國內頂尖的燃料電池研發機構，未必是產業化的最合適場所。他們有能力提升材料和電堆的各項指標，完善著各種理論，甚至開發原型機和工程樣機……但這都不是達成產業化的充分條件。
燃料電池的場景，比如重載貨車利用“液氫+燃料電池”的組合，或者特種燃料電池車輛（如叉車）。這些是企業家基于商業嗅覺所開發的應用，而非科學家的判斷。燃料電池產業化的前提是，找到不得不使用燃料電池的應用場景。光闡述燃料電池的優勢并沒有什么幫助。
應用場景合適，才有可能創造市場。有了市場，才會營造規模，而在規模之下，原來固有的問題，可能不再是問題。比如大家都擔心燃料電池對貴金屬催化劑的依賴，但當它初具規模，形成Pt回收的產業鏈條，這個擔心將不復存在。
B.相信自己的專家
如果有在先進企業工作過的人，愿意在國內工作，恰好他們在國外還接觸過燃料電池，國內企業很多企業都會趨之若鶩。但即使他們真的了解核心技術，也未必能將中國的燃料電池技術推向新的高峰。
技術應用，也要因地制宜。需要技術專家，更需要技術團隊、研發機制、資金支持、績效管理等一系列影響因素。一個企業，很難因為某個專家而改變基因。也許這些洋專家自己也很清楚，他的價值，多來自于不對稱的信息。為保證自己的收益，也很少有人愿意把自己掌握的東西全盤托出。
我們有自己的專家，在燃料電池研發的道路上，走了十余年或者幾十年，更重要是，他們更了解國情，提出的建議更具有可行性。
某次會議上，一位德國專家在回答中國企業的征詢時說了一句：FürIhre China-Problem, sollten Sie Ihre eigenen chinesischen Experten informieren（中國的問題，要請教中國自己的專家）。這句話我非常贊同。
C.靈活的戰略
首先，戰略制定要因地制宜。中國每年大量的可再生能源無法上網，出現了大量的棄風棄光現象。是否一定可以用這些電能電解水制氫？姑且認為商業模型成立，但根據質量守恒，每生產1公斤氫氣，所需要的水為9公斤（實際更多）。因此不見得有棄風棄光的地方都適合電解水制氫，還需要考慮當地是不是有充足方便的水源。
其次，要發展的看問題。發展清潔能源戰略必會有一個趨勢：未來可再生能源的上網率將大量提升，這就意味著棄風棄光現象將減少?？稍偕茉窗l電制氫作為一個長期投資項目，必須考慮這個因素在未來對經濟模型的影響。
第三，戰略要可執行，不能為氫能而氫能。即使是日本，也提出了“氫電并重”的戰略方向。
D.建立產業鏈
制造行業不比互聯網企業，由于其重資產的特點，很難短期內出現可能掌控全產業鏈的寡頭。建立產業鏈，既需要決心，更需要實力。
比如燃料電池系統中的核心部件空壓機，我第一個想到的就是那個掌握空氣壓縮機核心技術的格力?？茖W不等于技術，技術也不等于產品，每一步都有一道鴻溝。如果格力進入，要比幾個工程師拿筆錢創業靠譜一些。多挖掘這樣的企業進入，可能大大加速燃料電池產業鏈的進程。
04 總結
什么是產業化？我的理解是有規模化的市場，標準化的產品，專業化的分工，以及合理的商業模式四個條件。如果用這四個標準來衡量，燃料電池目前所處的產業狀態比較初級，但是具備了初步產業化的條件。
有好的土壤，才能孕育出好的技術。不過，目前中國汽車主管部門的思路，如萬鋼文章指出的，將遠程公交、雙班出租、城市物流、長途運輸等純電動汽車不能覆蓋的市場需求，確定為氫燃料電池的應用場景。這一官方指引，和民間企業的判斷，大體一致。另外，根據中國的節能與新能源汽車技術路線圖，2020年將有5000輛氫燃料電池市場，2025年將有5萬輛的市場。這些因素，有望帶動氫燃料電池產業化的開始。
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