王朝云作答:为什么做氢燃料电池?为什么能做好氢燃料电池?

专访王朝云,长谈两小时我好像明白了些他的想法。

2017年3月,王朝云离开华泰汽车副总裁的职位。媒体上就一直没有他的消息。我当时猜测,这位车坛老将可能也加入了创业造车的队伍,准备在合适时候昭告行业。

后来从朋友处得知:不出意外,王朝云确实创业去了;出人意料,他创业的方向是氢燃料电池

这让我倍感好奇,凭他30多年在各车企的履历,做个带头大哥,到投资机构忽悠一圈,各地考察一下,应该可以拉起一支“新兴造车势力”。即便不想从零开始,加入新近成立的任何一家车企,混个联合创始人,当个二三把手,也应该没问题。

我产生了疑问:王朝云为什么要做氢燃料电池?凭什么能做好氢燃料电池?

2017年12月27日,我到了安徽六安——王朝云新创企业明天氢能科技股份有限公司(下称明天氢能)所在地,看了他正在建设的工地、加氢站,和他长谈两小时。本文是他对我的答疑。

明天氢能总经理、创始人王朝云在工厂奠基仪式上明天氢能总经理、创始人王朝云在工厂奠基仪式上

同济缘分

在网上搜索王朝云的简历,第一项就是“1984年毕业于同济大学热能及环境工程系动力机械专业。”

王朝云说,这就是缘起

在中国,氢燃料电池和同济大学是紧密相关的两个词。业界人士经常举的例子是,中国新能源汽车的技术路线“三纵三横”(“三纵”指混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车;“三横”指多能源动力总成控制系统、电机及其控制系统和电池及其管理系统),是由国家“863”计划电动汽车重大专项组专家在“十五”期间确定的。时任专家组组长的,就是后来担任同济大学校长和科技部部长的万钢

由于万钢,同济大学也是中国氢燃料电池研究的一个高地,是国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心所在地,承接了国家诸多氢燃料电池科研项目及氢燃料电池车示范项目。比如,上海世博会期间,同济大学就与国内五大整车厂合作生产了173辆燃料电池汽车,在上海世博园区进行示范运营。

王朝云本人并没有在同济大学研究氢燃料电池,但是多位师友都是万钢的同事或者下属,时常跟进氢燃料电池的研究动态。其中一位,是王朝云在同济大学同专业的同学许思传。许思传现任同济大学汽车学院、国家燃料电池汽车及动力系统工程技术研究中心教授,博士生导师,现在也是明天氢能的董事。

九华山论道

“2015年,我找这个同学,叫许思传。”王朝云说,“在九华山一起开过一次会。”

安徽九华山是中国佛教四大名山之一。“请菩萨给我们祈福,也不是迷信,是带着敬畏之心来思考这些问题。”

什么问题?“搞新能源汽车应该怎么搞?”

但是2015年,王朝云还是奇瑞营销公司执行副总经理,为什么想新能源汽车的问题?

“我们分明感觉到传统汽车未来堪忧。”王朝云回顾了自主品牌的经历。他认为,即便自主品牌填平了技术鸿沟,还有品牌鸿沟。即便两者都克服了,传统汽车可能又被新能源汽车淘汰了。“所以你要想出路。这就是‘人无百年之寿,常怀千年之忧’,有的人就愿意这么想,我们就是那种糊涂的人。”

“当时跟许老师商量,传统车这个路是很难走的,可能就没有出路。新能源汽车,万钢部长打起‘弯道超车’‘三纵三横’旗帜,旗帜鲜明,而且也是风声水起,万马奔腾,千帆奋进,很好。”

“三纵”中间很多人走的纯电动汽车,不能走吗?

“我想把纯电动汽车打通,但发现了更多的问题。”王朝云说,“纯电动汽车有好多矛盾,这些矛盾本身是技术层面的,理论层面的。电池它是一个综合体,你要追求单一性能都可以达到,但是追求综合性能就达不到。”

王朝云说,“这时候氢燃料电池越想越亮堂,越想越光明。”

“您否定了纯电动的路线?”我追问他。

王朝云说,“没有,完全没有不看好,我只是怎么想呢?我不是国务院,也不是发改委,没有必要想全行业的事。我只觉得(氢燃料电池)这条路是通的,这个事我就可以干。”

王朝云认为,单从技术角度来评估,氢燃料电池远胜于动力电池,包括:氢燃料电池使用无污染,即便拆解后也无污染,但电池拆解有污染;“加注时间氢燃料电池3分钟、5分钟,再大的车顶多10分钟、20分钟,纯电动最少你也是半小时80%吧;行驶里程能够跑300公里、500公里、700公里,甚至重卡1000公里、2000公里都可以现在做到,纯电动做不到”。

为什么没人做氢燃料电池?

“我的分析也是我们技术领袖衣老师(编者注:衣宝廉,中国科学院院士,燃料电池研究开拓者之一)他的分析,纯粹是产业化的原因。”

“如果追求短期利益最大化,你不会想到氢燃料电池。纯电动路线的真正毛病就是,众多企业带着短期利益的强烈企图心。”王朝云说,“其实仅仅是利益的先后问题,(干氢燃料电池)可能开始你会活得很苦,但是放眼三年、五年是可以解决的。”

“更别说氢燃料电池是美好的东西,来源于阳光、空气、水,回归于阳光、空气、水。这么美好的事,即使今天做不通啥关系?我走的每一步,丑一点、差一点、笨一点,也是未来的基础。”

氢燃料电池示意图氢燃料电池示意图

三重缘分的聚合

氢燃料电池的性能优势和前景,业界看好的人也很多。凭什么王朝云来干,就能干好呢

王朝云列举了三重缘分的聚合。

首先是明天氢能的氢燃料电池技术两大来源的聚合。两大来源分别是,同济大学和中国科学院大连化学物理研究所。同济大学的燃料电池研究和应用前面已经提及。中国科学院大连化学物理研究所,业界简称大化所,也就是衣宝廉院士担任学术领头人的研究所,同样是中国燃料电池技术的开创者。

“大化所有从60年代开始做燃料电池的积累,但是成果放在研究所里面,仅满足于示范性运用。”王朝云说,“科研院所里面大家都明白,这条路是走得通的。只是原来院校、科研院所是分立的。你做你的我做我的,互相之间不说排斥吧,只是简单地合作关系。如果有一种机制让他们变成一体,就会发生氢一样的‘核巨变’。”

大化所跟同济在做国家项目的时候,多次、长久、深入地合作。王朝云于是通过同济找到了大化所,完成了第一重聚合。目前两大机构都和明天氢能有深度合作,领头人也是明天氢能董事

第二重聚合,是王朝云和创业梦想和他老家六安的缘分。

“高技术难度的创业需要合适的氛围,哪儿好?当然是长三角和珠三角。正好六安这个地方有后发优势。六安辛苦了这么多年,也没有拿得出手的工业。但是这些人有强烈的愿望,很好的学识,也是非常努力的,只是缺少一个机遇。”

第三重聚合是人的聚合。“只要我能够有一个舞台,能够发挥我的力量,能够发挥我的创造精神,能够获得我想要的成就感就可以。但是跳来跳去不容易找到,我跑了好多家以后,这个缘分自然就成立了。这就是三重的缘分聚集”。

这三重缘分聚合,王朝云对于第一重尤其骄傲。他非常肯定地说,同济大学+大化所,在燃料电池研究和示范领域,那就是中国第一,中国氢燃料电池的未来也系于此

明天氢能的氢燃料电池样车明天氢能的氢燃料电池样车

重重挑战

人人都说氢燃料电池好,但以此创业的人极少,因为氢燃料电池有好多公认的难题。我把这些难题一一抛给了王朝云。

国产氢燃料电池寿命太短?

首先是中国生产的燃料电池的寿命短。2014年,我曾采访衣宝廉院士,问他中外的燃料电池差距在哪里。衣宝廉院士当时说,国际上燃料电池的寿命是5000小时,国内还是2000、3000小时。

王朝云说,如果只站在电堆的角度,不管系统,或者反过来,只做系统,不做电堆,可能是这种结果。但是把这两个合到一起,它就变化了。

“电堆在电压变动很大的情况下,寿命是会受影响。但如果有合适的场景,控制好电压变化,寿命就会延长。本来院校是院校,研究所是研究所,你不告诉我,我不告诉你,但是这两个要打通以后,这个问题就可以得到了很大的改善,2000就变成了5000。”

王朝云表示,“整合同济大学的控制系统,大化所电堆以及其他部件,达到整体优化,是我们明天公司第一个重大成果。”

催化剂含铂量高?

在氢燃料发电的过程中,需要用到含铂催化剂,但铂金是贵金属,价格高昂。

目前,丰田的燃料电池车Mirai每辆车用铂20g,约合0.17g/kW。根据美国能源部的规划,到2020年燃料电池汽车用铂量预计会下降到0.125g/kW。明天氢能能做到什么水平?

王朝云坦承,他记不得具体数据,但他认为不影响商业化。“现在一台电堆里面用铂的含量,比传统汽车尾气三元催化剂用的铂的含量,多不了多少。”

不要把这个事太妖魔化,因为一克铂也就三四百块钱,多几克不就多几百块钱吗?没有那么可怕。”

王朝云表示,在成本降低方面,有其他更大空间的选项。“我举个例子,空气压缩机,我买一个是18万到23万,现在做的前10台,我就控制在3万块钱之内。”

王朝云说,铂的成本相对今天几十万元级的总成本,仅占微弱的比例。5年之后,铂成本的降低才会变得重要。“但是真正到了5年的时候,大化所他们掌握的技术,完全可以实现。”

35兆帕的氢瓶够用?

目前中国氢行业生产的氢瓶多为35兆帕,但丰田等公司已经到了70兆帕,这会否成为障碍?

王朝云称, 35兆帕氢瓶已经能够符合商业化要求。

这就是为什么我们一开始选择商用车。就像当年锂电池从商用车入手是一样的道理。现在体积还偏大,另外商用车的行驶路径也比较规律。(35兆帕氢瓶)目前不是问题,技术进步,包括商品化的这些技术,是需要通过商业化来解决的。”

王朝云说,中国确实现在还没有做到70兆帕的氢瓶,主要依赖进口。70兆帕的氢瓶还面临标准法规问题。

根据质检总局2017年6月27日发布的一封针对全国人大建议的答复信,目前中国《气瓶安全技术监察规程》,规定气瓶公称工作压力适用范围为0.2兆帕—35兆帕。

答复信还说,“我国铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶制造技术相对成熟,全国气瓶标准化技术委员会已经组织制定《车用氢气铝合金内胆碳纤维全缠绕气瓶》国家标准并形成送审稿。但国际通用的70兆帕非金属内胆碳纤维全缠绕气瓶制造仍属空白,同时也没有技术机构能够开展70兆帕氢气瓶的氢循环疲劳试验。”

但王朝云相信,70兆帕的氢瓶很快中国就能自主生产。

丰田Mirai燃料电池车结构图丰田Mirai燃料电池车结构图

氢的供应够吗?

中国科学院院士衣宝廉在接受央视采访时称,中国化工产业副产氢再加上可再生能源制氢,就足够中国发展氢燃料电池车所需的氢。我问王朝云,是否验证过衣宝廉院士的判断。

王朝云举了一个例子,“我身边不超过60公里,就有一个氯碱化工厂,一年副产氢超过一万吨……这一万吨的氢气至少可以供我们6000辆以上的商用车,满负荷跑一年。”

他说,“这只是一个例子。我们(从安徽)到上海去的路上也看到了,晚上化工厂院里烧的蓝火,就这么点起来就烧了。”

可再生能源发电,由于不方便上网,各种储能利用方案都有,制氢是合适的吗?用锂电池储能不是更经济?

王朝云坦承,没有对比过两种方式,但是直觉制氢更经济更有效。“一方面,氢是一个高能的储能工具,另一方面,氢瓶只要不泄露,可以永久储存,电池放久了以后它就没电了。”而且,用电池还存在废旧电池回收难的问题。

氢的运输也是难点?

如果存量的制氢产能足够多,而且足够分散,不需要远距离输送氢气,外界对氢运输难的疑问是不是不攻自破了?

王朝云也没有那么乐观,“只能是一步一步。我们先解决有氢的地方,后面还是会涉及(长距离运氢的问题。但是我想随着时间的推移,那些事也像加油站一样的,是可以解决,而且现在高压储运技术是成熟的。”

氢的储存够安全吗?

氢的能量密度之高毫无疑问,但能量密度越高,失控后的风险就越大。氢燃料电池如何打消人们的疑虑?

王朝云回应说,“A物质B物质,两个必须配合好,才可以发生反应。H2O,两个氢气(原子)加上一个氧气(原子),放在一起才能产生水。如果H很多O很少,那么反应的结果只是有O的部分反应,没有O的那部分它就跑掉了。但是锂电池包,是匹配好的放在一个筐子里面,所以一穿透就要燃烧爆炸,而氢瓶碰破了以后氢气就跑掉了,因此它是更安全的。”

王朝云也说,“当然氢气不是谁去搞都是安全的,不能不注意安全。比方说氢气它泄露了以后,在一个密闭空间里面,氧气它也充分,这时候遇到明火它还是会爆炸。”

王朝云介绍,他们正在建设的加氢站上面是空的,即便有泄漏,也不要让它形成一个密闭的腔。

他还介绍,在国内建设加氢站与居民区有距离要求,但在日本是直接建在居民区的

加氢站建得起吗?

明天氢能在六安建设的首座加氢站正在施工明天氢能在六安建设的首座加氢站正在施工

明天氢能正在六安建设加氢站,其中一个已经动工。王朝云介绍,第一个加氢站,建设加研发、设计、设备的费用,不包括土地费用,总共是920万。“后面我要是再做5个,会控制到600—800万,国家补贴个六七百万的话,这个也不是事。”

王朝云介绍,早期一个加氢站设计加氢能力可满足一百台商用车。

氢燃料电池的产业链齐备吗?

氢燃料电池在国内产业化还没有开始,是否形成了完备的产业链?

明天氢能的官网上,对于该公司的产品生产介绍称,“已经建成了(部分在建)燃料电池系统的研发和制造基地,拥有双极板、MEA、电堆、压缩机、氢气循环装置和燃料电池系统集成与控制等全产业链的关键核心技术”。

另外,一张图表明了该公司的产品线。燃料电池子系统中,明天氢能必须全部自己做,在零部件级别核心的几个也要明天氢能亲力亲为。

王朝云说,中国确实没有形成氢燃料电池产业链,但是自己做有条件。“要是换到十年前、二十年前做不了,整个中国的技术就不具备,现在什么做不了?30兆帕、35兆帕、70兆帕的氢瓶中国也能做得了,剩下有什么难度?催化剂,含铂催化剂、非铂催化剂,中国自己也做得了,都做得了。”

王朝云举了双极板的例子。实验室用的几十台、上百台金属双极板,属于试生产产品,生产不连续、成品率不高、成本很贵。但是从实验室走向工厂,需要工艺开发,需要一群人的能力和技术。“这个社会是具备的,我们公司现在就具备,我要做这件事。”

“从2002年以后,十四五年时间,国家已经已经布局了很多氢燃料相关企业。对每一个系统而言,产业化的时候都需要再加一把火,水烧到60度、70度就开始烫了,到80度、90度、100度就开始冒泡了。(氢燃料电池)现在没有到冒泡的时候,但是水已经在升温。”王朝云说,“我也是加一把柴火。”

现在做会不会成为“先烈”?

王朝云此前对其他媒体称,氢燃料电池已经到了产业导入期。这个判断的根据是什么?

王朝云说,我们自己算的账,从我们这个小企业的角度,只要做到三五千台,就盈利了。而做三五千台对我来讲,也就是最近几年的事,一年、两年、三年的事。

氢燃料电池车不需要正向开发吗?

王朝云称,早晚有一天氢燃料电池汽车要正向开发。

但目前,像现代、大众,把燃料电池做得跟发动机一样大小,放在发动机舱,就没有必要重新设计。只是氢瓶装的位置等,还有所改造。由于能量密度高,燃料电池对整车的设计挑战不大。目前非正向开发的改装,能够满足商业应用的需求。

大众氢燃料电池车结构图大众氢燃料电池车结构图

明天的氢燃料电池技术来源稳固吗?

大化所和同济大学为明天氢能提供了技术支持,但也成了明天氢能的技术天花板。另外,两者对明天的支持能稳定持续吗?

王朝云说,“我们现在这个团队,先想考大学,先解决现在的商业化问题,先让它运行。拿到录取通知书了,也就是企业通过运行可以盈利了,到那个时候,我们也会有来年。”

其实我是有准备的,我们上海研究院有一批博士生,也是大化所、同济很多重要的研究机构培养出来的学生,这些人也有很强的学习能力和很厚研究基础。”王朝云说,“我们树了规规矩,立足自我,博采众长。立足自我,不是坐在这个地方躺着不动。博采众长,要到日本学习、美国学习、到德国学习,当然我们也有德国的专家,也有丹麦的专家。博采众长,整合创新,志在领先。”

关于与大化所、同济大学合作的稳定性。王朝云强调,“因为我有在同济这帮老同学这么个缘分,也有我们做汽车行业这么多年的这些缘分。缘分,就是很多条件。”

一旦氢燃料电池成气候,更大的资本去抢大化所和同济大学的技术,明天氢能又如何应对呢?

王朝云回应说,做技术产业化,领先半步即可。“技术不是说一买就能用的,需要消化、吸收再开发。要有一帮人投入进去,流血、流汗、流泪。这是一个再创造的过程,这个过程是买不来的,再多的钱也买不来,所以我根本不担心这个。”

明天走到哪儿了?

王朝云离开华泰之后,经过数月筹备,在2017年8月,成立明天氢能科技股份公司。

2017年10月20日,明天氢能在六安建设的安徽首座商业运营加氢站开工建设。12月21日,明天氢能产业园一期工程开工。

王朝云介绍,加氢站2018年3月完工。工厂建设计划2018年5月份完成,6月份可以下线第一台燃料电池电堆,9月份达产。“我们初步产能也就是千台级的,年产1000—6000台之间。”

明天氢能目前已经和南京金龙合作,组装了几台氢燃料电池商用车,正在做汽车产品公告。

“明年我们给自己定的任务量是600台。”王朝云说。我问他营收能达到多少,“600台,一台算的是50万,也就3个亿。我们给自己定的目标是1.87亿。我们价格还可以降低一点。”

访谈到了尾声,我扔出了最后的问题,他这个车坛老将,能憋住不自己造车吗?

王朝云说,“把这个燃料电池系统做好,做成一个很好用的平台,商用车平台、乘用车平台、无人机的平台……我做了这么多的平台,这不就是燃料电池汽车吗?”

氢燃料电池供电的无人机氢燃料电池供电的无人机

在安徽六安明天氢能公司的大门口,有一块巨石,上书“明天”二字,出自王朝云手笔。“天”字左撇短,右捺很长。

王朝云说,“我们现在八字还没一撇,只有一捺,代表着条件还不够充分。我们不具备充分条件,但有必要条件,就是说这条路是一定可以走下去的。你不走别人会走,今天不走明天会走。中国不走国外会走,日本人走了,德国人也走了,北欧的国家也走了。剩下一个充分条件,就是那一撇在哪呢?一撇就靠我们自己去创造。”

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