●圍剿燃料電池系統的瓶頸
燃料電池作為FCEV的動力是其核心組成部分，某種程度說燃料電池的創新水平，將決定著FCEV的產業化歷程。
有人以為燃料電池以“燃”字當頭，是否由于燃燒資源而獲取能量的，其實不是，燃料電池是依賴其裝置中的氫氣和吸取空氣中的氧氣，通過化學反應直接轉化為電能的發電裝置。
當代，燃料電池按照其電解質，工作溫度和不同用途，劃分為五種類別產品。即堿性燃料電池（AFC）、磷酸燃料電池（PAFC）、熔融碳酸鹽燃料電池（MCFC）、固體氧化物燃料電池（SOFC）、和質子交換膜燃料電池（PEMFC），在FCEV上幾乎全部應用質子交換膜燃料電池。這是因為：它的熱質量效率高，在理論上達83%，實際上已接近70%，它的電堆層面均是固體結構，在車載各種條件下，和整車相應結構變形時，不受振動因素影響；它相對于其他燃料電池的工作溫度是最低的，處于40-80℃之間，對車輛的環境適應性好；多少年來的創新努力，其關鍵的材料和零部件質量與水平已取得突破性進展，應用條件趨于成熟，成本大大下降，很有利于產業化發展。
對PEMFC來說當前最為突出的核心技術。如碳載體的催化劑是構成燃料電池應用的離子導電性，電池密度強度，電化學的效率和穩定性，以及電堆壽命有著很大關系，而催化劑上多用貴金屬，如鉑、釕，開始時，這已是四、五十年前時候，鉑用量是5mg/cm2，到上世紀90年代降到0.5mg/cm2，當前更進一步的降到0.2mg/cm2，日本業界稱他們的PEMFC鉑用量可降至0.1mg/cm2，這已和內燃機排放三元催化器鉑用量相等同，近來美國業界稱擬研發不用貴金屬，用一種石墨烯或二硫化鉬材料替代，成本可大量下降，對產業化應用很必要；如質子交換膜，在電化學的應用上和催化劑性質有很多相同之處，同樣構成關鍵因素，它和其他燃料電池的電源隔膜很大不同，它不只是一種隔膜材料，更是電解質和電極活性物質的基底，通常的電池隔膜是屬于多孔的，而質子交換膜是一種可選擇性透過膜，幾乎為國際上膜企業所壟斷。近日開展的汽車論壇上，專家認為我國對質子交換膜燃料電池有了很大進步，但關鍵材料和零部件的國產化率還低，現在在50%左右，力爭2020年達到70%，我們在一些關鍵的材料和零部件上還處于“新手”狀況，急需提升。
當前我們的FCEV已經歷了不短時段堅苦努力，在科技上有了很大進步，但在產業總體上仍處于萌芽狀況，專家認為不要再犯慢步走毛病，跟隨著、分散化、同質化老毛病，則有可能會陷入“中等收入陷阱”中，這樣可能對FCEV發展很不利。為此我們要認真學習習總書記關于科技轉化為生產力的重要論述。習總書記說“我們必須認識到，從發展主導國家命運的決定 性因素是社會生產力，和勞動生產率，只有不斷的進行科技創新，不斷的解放社會生產力，不斷的提高勞動生產率，才能實現經濟社會持續健康的發展，避免陷入“中等收入陷阱”。這很深切的告訴我們，創新科技目的是要加快轉化為社會生產力。為了加速發展我們的FCEV事業，必須緊緊抓住科技創新的“牛鼻子”，從氫能和燃料電池的核心帶，從FCEV整體的產業鏈特色和國情出發，大力加強科技創新驅動力，大力加強對材料和核心零部件的基礎研究和應用，使之盡快盡好的把科技轉化為社會生產力和社會勞動生產率上，這也可以說是實行FCEV發展供給側結構性改革的一個關鍵點。
這樣，我們設想是參照電動車“三縱、三橫技術路線”，進一步實施“三縱、三橫、三平臺的FCEV產業化路線”上。更多的從商業模型，也可能說是系統工程模型上，思考FCEV的戰略、策略，從整體上有效控制和實施FCEV產業化發展的路線圖。
這里“三縱”是指：純氫能燃料電池汽車，甲醇燃料電池汽車和氫電混合燃料電池汽車，這是當前構成FCEV的基本結構車型；“三橫”是指：質子交換膜燃料電池系統，電控及安全控制系統和關鍵材料和零部件系統，這是構成FCEV核心技術運作方向和基礎研發和應用的要害；“三平臺”是指：國家政策引導和支持平臺、新型FCEV整體設計和智能化融合發展平臺和社會基礎設施和服務平臺。在FCEV初期平臺，作用至關重要，是FCEV走向規范化發展內涵的重大要素，這樣“三縱、三橫、三平臺”構成了新型FCEV產業化系統工程架構，具有綜合、生態、包容、開放、融合、可控、集成、動態、重組、突變的能力，對建立FCEV的實體經濟實力，建設自主品牌力，提高國際競爭力具有現實的可操作指導意義。
●氫能經濟社會的曙光
在上世紀70年代初，世界上發生了第一次石油危機，在美國許多汽車因缺石油停駛了，電廠停電了，對人們生活和社會影響很大，于是美國通用汽車公司提出 “氫經濟”概念，設想汽車能不能不用石油，而用氫能。在近半個世紀來氫能得到了巨大發展，即使當前對氫能應用還有許多重大困難，但氫能運行的科技和生產力都得到全世界，包括聯合國的認可，這成為新興能源歸宿的規律。在新世紀，人們不僅是對石油資源很感緊張，即使發現頁巖氣或是海底可燃冰，但總有用完的日子，更重要的是汽車的石油能源的大量燃燒排放出毒氣，形成對社會上污染，一氧化碳，碳氫化合物，氮氧化物和PM2.5，以及汽車的二氧化碳排放，問題越來越突出，因此，使人們的生活和生產受到越來越重的傷害。舉個例子，一輛汽車每燒3.8升汽油，將向空氣排放42.3公斤二氧化碳，現世界上有12億輛汽車，2030年將達到23億輛汽車，如果不加嚴格治理，促使兩極的雪快速融化，有些海洋小島國家已經被淹沒，跑出逃命，再就是多少年份后，海水上漲，包括紐約、東京、倫敦、上海……城市也會被海水淹沒，地球氣候災害頻發，這已成為全世界各個國家的共識。去年在巴黎召開的全球氣候會議，通過了《巴黎氣候協議》，有170多國家確認，這是繼《京都議定書》之后，第二份具有國際性法律約束的歷史性協定，中國提出按《共同但有區別責任原則》，堅決執行協議精神和組織實施。俗話說：“人無遠慮，必有近憂”，而正是氫為替代石油找出一條出路，很現實的路子，盡管困難相當的大，但“氫經濟”步代迎難而上，也就順理成章了。
那么到底什么是氫經濟社會呢？氫經濟本質就是應用一種非常規的全新的科學范式，用以逐步替代石油和天然氣能源，更好成為建設綠色低碳和可持續發展的新型社會和改變生產和生活方式重大基礎，有助于人類社會從信息年代，后信息社會，以及向生物年代方向發展，信息時代使世界成為一個村莊，而生物時代又會怎樣使我們世界成為一個家，未來更加幸福完滿的經濟新態勢，讓我們激動不已。
我們說能源是人類社會賴以生存與發展的基礎，請看人類社會的不斷發展進步與新能源應用有那些關系？大家都知道，在50萬年前，人類發明了火，實現了刀耕火種，促使人類從原始社會邁向開始具有理性和文明社會的第一步，即遠古時代走向農業時代；到了18世紀中葉，人類發明了用煤推動社會進步，首先是發明了蒸氣機，甚至有蒸氣汽車的初始原型，接著煤發電也應用于火車、冶金、采礦、紡織、輪船上，促使人類開始實現工業化革命，英國是帶頭者，為工業社會的來臨創造了條件和經驗，于是煤電時代來臨了；到19世紀未，以石油能源為主導的年代開始了人類社會進入石油能源時代，1854年美國賓夕法尼亞州打出世界第一口油井，1886年德國本茨·戴姆勒研制出世界第一輛汽車，到1878年愛迪生發明電燈原理種種工業革命種子，給石油工業的大發展帶來了巨大推動力，石油作為二次能源促進世界產生巨大進步，跟著天然氣也大量的應用，又加大了化石能源作用，促使全球經濟發展激增，于是飛機、輪船、電力機車、發電站、汽車以及電視、電子計算機，互聯網都得到巨大增長，石油能源成為人類社會現代化文明的基石。
進入21世紀，隨著人類信息產業的巨大發展，推動了眾多高新能源科技的發達應用，包括核能、煤電、水電，以及太陽能、風能、地熱能、潮汐能等眾多能源的出現，人類社會進入了多元化能源發展年代，但化石能源會在相當時段占居主導地位。現在化石能源最突出的問題是對，大氣污染和溫室氣體效應問題，促使世界不得不加快開發可再生能源和氫能源問題，至今還很難說那一種能源能起到主宰作用，還在不斷摸索求進之中，正是由于氫能的諸多優點和實踐上效應，世界各國比較一致認為氫能可能在本世紀下半世紀逐步起到主導作用的可能性大大增加，于是氫能時代即將到來，特別是氫能源汽車也成了追逐的焦點問題，氫能可能是人類社會終極能源的說法也相應的確立，于是氫經濟社會興起了。
那么我國對發展氫經濟社會有那些特色呢？這可能是：發展氫能這是貫徹我們國家發展清潔能源的重大戰略之一。今年6月7日在北京召開了第八屆清潔能源部長及專業會議上表達：中國將堅持節約資源，保護環境，改善能源結構，發展清潔能源的基本國策，共同推動全球走綠色、低碳、循環，可持續發展之路，這也是對氫經濟和FCEV的發展是很大的鼓舞和支持；加大對應用氫能的宣傳和教育工作，要把氫能的優勢和可克服的劣勢向廣大人民和各級政府多宣傳和解說，同時在初期推行階段，政府和廣大人民的支持是非常重要的，氫能作為新事物，最需要的是思維上認同和支持；加速氫能標準的制定，目前國際上ISOTC197和IECTC105正在制定和修正國際氫能標準，這樣我們對氫能標準體系，如產品和服務設計，制造和運輸，也要拿出與國際水平相對等，表現高度化新的標準體系，促進氫經濟在高水平上運行；要加速燃料電池汽車的規模化發展，現在情況看我們發展速度和水平明顯居于低位，首先要加速FCEV的發展，當前不管是什么能源汽車都是在現代生活中奠定重要地位，是不可缺少一部分，而氫能交通地位卻在不斷提升，我們要把氫能交通擴充到動車、輪船、飛機、潛艇、無人機機上應用，這在國際上都已用上了，要讓我們交通體系能源有一個新的變革；要設法將氫能進入農民家庭，特別是深山老林地帶，讓一些缺電地帶居民都能用上電源，分布式、自發電和網絡化這在不少國家已經都在試行，甚至進入常態。如冰島雖是小國，但已較早以地熱能為燃料電池融合發電，為全島人民造福。我在美國芝加哥就參觀過社區燃料電站網絡化供電，既是商業性，又是服務性，搞起社區電力的生態圈，讓每一居民都得到氫能的紅利，這種全民化的福利是完全可以做到了；加快核聚變能源發電，今年6月6日《國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER）》在巴黎召開，我國是ITER成員國之一，參加了會議，會議研討，加快利用可控的核聚變為人類輸送巨大清潔能源的可行性，我方鼓勵在國際上的優秀華人，學者，能投身于ITER計劃和國內核聚變事業上作貢獻；把發展氫能與“一帶一路”宏偉事業結合起來，氫能作為新科技，新業態，不少項目可以用上，只有可能我們都要盡力而為，在氫能產業鏈上開展眾多可能的合作和應用，走出去，引進來，成為“一帶一路”一個亮點；大力培育氫能專業人才，支持領軍人才、高級科技人才、高技能人才，突出營造有利于氫能基礎研發、產業化創新、市場營銷的良好環境和人才激勵機制，發揮人才為創新驅動發展上關鍵作用；努力推動燃料電池便攜式設備的研發和應用，當前這種產品已成為時尚化，智能化，特別是對地質探測、漁民、軍隊、探險人士應用，現在還可以為手機、計算機、數碼相機上充電，國際上已充許民航機攜帶便攜式燃料電池設備；要把氫能裝置和智能裝置和智慧城市和信息網絡化結合起來，盡可能使氫能走向智能化，如2016年聯合國在江蘇的如皋設置中國首個《聯合國氫能經濟示范城市》，一些氫能專家聚集這個美麗的蘇北小鎮，為開發氫能，發展氫經濟把脈獻策，開展具有中國氫能特色的城鎮化和綠色經濟，計劃在“十·三五”未，如皋的氫能經濟達100億，目前已擁有百應能源，澤禾新能源、南通亞曼汽車等十多家氫能和燃料電池關鍵材料和零部件落戶，加拿大的知名的燃料電池巴拉德公司也到如皋進行有關氫能項目的合作。還有鄭州、佛山，青島等城市也要建設氫經濟示范城市在規劃中；實實在在的貫徹氫能與燃料電池產業的“三縱、三橫、三平臺”產業化路線圖，要盡一切力量盡快把科技轉化為生產力，把氫能促成商業化，為全球全國人民造福，這一點非常迫切的重要的。
最后，讓我們以李白詩句“騰身轉覺三天近，舉足回首萬嶺低”的氣度，讓大家都行動起來，繼往開來、砥礪奮進、奮發圖強，投入發展氫能與燃料電池產業大潮中，迎接氫經濟社會的早些到來。
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