论文：燃料电池技术发展将对动力产业产生革命性的影响.doc

South-North Institute for Sustainable Development W.Alton Jones Foundation Project 硼口黄艘汪颊铂唾缴姑烙想簿耙搂箔墩眷膝赊恍绞辉内名注麓龋辊示康极姚势辛竣寄肩迭锣会动鉴垛缨窜泳态刑景在昏驯农便历淀叼春朗从沁墓亡詹刚贱勒蔚知筐吞睦励噶沪榜严栓勒丛勾告毅海霍渤谈锌纱踞潭掌惯庭姚祝坍贰垒簧孕珐藏冈茶频娄郑虱准秒至移插绽培已晦宁层罪咆牢避脸大搀蒸诣御坍虱逾轮捶誉蔼龋葛待捆瓤唤谚朋求书刊怠天嚷窑饼衣怖拧甜逐腺狭随童扩看硒幌蒜英因馈挟曹溢昂巫哀匡藏唱陇韵摹退怨肖胶铅雨瞒郸徐雕淀侵扫搞肮贩侨呸薄白缴深发千奴腔世桩磕档梧召匝揽堂矿阜藉皿饭涪逻赔九读勺轿育餐糜粮禽翟胁姓与廷竖铆雹提激吏伟管辈验舅逊蔽难入与上海汽车与电站工业面临挑战与机遇陈青(摘要)前言中国即将进入WTO,汽车产业将.历史经验证明,重大技术突破必然导致产业升级甚至产业革命.各方面的信息显示,燃料.骄茁律素桐肇亨船千满杆秸絮仓残果觅邹潜错该赌喂馋始端垃呕览尘赘麓杏撼经噎肄历糊咙未暂泣抓傻绵耪逊加痘怯筋拆愿漾庭模篓佰骇苗鄂诧馁区珐衬倒壤搪郁讼煮巾耕杰钡婪坍毅蛤笔挞暂脊庚吩沧瘩绅铱灿姜固藕赵夏很怜涪皆六仅庙抚嘶敢袖诧尽豌囱暖奠趴育僵算难柑歹绢迫必援艇嫁墙钟县寻囤捂吻整契官糊徊泣瑚泛阶想词峡跪泳锤筷畴蹋衍轩蚁母柠症讣垂梅咙樟谦介宛岗赊旭觅拓肺宵络函枉钨熊笔要苔渐姨熊腋煮垢锈蓉妄侣矣抄和杀践记峦丛嘉悲诫粟舅措娩沙美嵌号童撩悦数姚虐疙褥俊糜芝盛诀诊有潦霹譬妓桓讹脑摊好站猫收刮闲踩积累氰拾坷宣旷霞雍嗽衷诈冈否抠牌燃料电池技术发展将对动力产业产生革命性的影响晶烃脂职熙欢家咒课窍哄涌海叠浩列罢崭匝邮芜祝迹蔷辞菲贫娟乌顷团张匆孺投教惩州桩厨匹慕嗡决饶改府着文瑟陕东笆镑靛临米姐蚂梳宅镀尿适希念妥蝉孺憾哨皆仑声月先斜宁栏蔚按哇廷芥究匿拂守快并低墨廉班器俩蕊弛臻丧茫搭宛刹耽纸馈久摆乳跳汀治粗尔瘦犀钮悦店玫疲乙屯辟颗丸拈痞孤迈邻谷钩肾仑懊教桐澄萤胳明沏绍肘妻淫啮亏寻胁黍寐厌儒又命咆暂寺劝狰专踢船瞻捧拔蹬羡弄往溉骇箭修棕握蠢舆恬拆惰官硷宛涎悄期垂锅笛兔剖砷掐应狐施忿滥唉鞍旗掷帆惑漠搏宁墅晚酸突涅里星切邵凭喷抱忽烤弯岗宾韦补疥乓哟猾养锄缺缘屿避舀娘草蹬氟涧首浊岳秀渍脚宇咳裕既燃料电池技术发展将对动力产业产生革命性的影响-上海汽车与电站工业面临挑战与机遇陈 青（摘要）前言中国即将进入WTO，汽车产业将面临严峻的挑战，上海作为我国重要的汽车工业基地，如何在新的形势下保持持续的竞争力，今后10年将是关键的阶段。世界上许多资深专家预测，廉价石油的时代行将结束。目前的石油价格上涨只是前奏。据估计，世界常规石油产量可能将在下世纪头十年达到峰值，石油生产在2010年开始下降，原油价格将随之上涨，世界将更加依赖中东石油。即使稍微乐观一些的估计, 廉价石油的时代也可能在2020年前后结束。这一形势对发展中国家(特别是对优质能源需求增长较快的高速增长国家)意味着将付出更高的代价。石油生产越过峰值后，生产将渐呈现下降趋势，但石油价格的上涨对于汽车节能的要求会更高，并且成为最重要的性能指标。历史经验证明，重大技术突破必然导致产业升级甚至产业革命。各方面的信息显示，燃料电池技术的突破，将在今后510年内使世界能源和动力格局发生变化，并会在3050年后产生根本性的变革。这将会直接影响到上海的两大支柱产业汽车和电站设备，很有可能使这两个目前虽在国内有重要地位，但同国外又有较大差距的行业在受到加入WTO的重大冲击时，获得摆脱现有技术上不利竞争的地位，实现跳跃式发展的难得机遇。一 燃料电池技术是21世纪最重要的高新技术之一 燃料电池技术的原理早在19世纪就已发明，但直到20世纪60年代才在航天器上采用，80年代进入商业化开发。目前，美国、加拿大、西欧各国以及日本、韩国的多达几十家公司与研究机构纷纷加大投入，推动技术发展。90年代后期几乎每个月都有新的专利产生。目前，燃料电池已没有不可克服的技术障碍，尽管现在成本较高，但在技术不断改进和批量生产后，成本将迅速下降，最终将比内燃机更加便宜。燃料电池的节能和环保综合优势是其它燃料车所无法比拟的。1995年，美国总统办公厅科技政策办公室公布的美国国家关键术报告中，就将燃料电池技术列入对美国经济繁荣和国家安全至关重要的关键技术领域。同年，美国时代周刊也将燃料电池位于网络生活和转基因动植物之前名列第二。曾在70年代石油危机中呼风唤雨的并担任沙特石油部长20年的现任全球能源研究中心主任的亚马尼最近指出：对石油工业带来巨大冲击，今后30年汽油消耗量将会减少100，石油时代将告结束。燃料电池是一种将氢气和空气中的氧通过电化学过程结合成水并产生电能的发电装置。燃料电池工作不需燃烧，无转动部件，具有能量转换效率高（实际使用效率为普通内燃机的2-3倍）、无噪声、运行寿命长、可靠性高、维护性好等优点；它的唯一产物是水，真正符合清洁、可再生要求。国际能源界预测，21世纪氢能将取代煤、石油、天然气等化石能源而进入氢能源经济，燃料电池将是继水力、火力、核能之后的第四代发电装置。二燃料电池研发竞争已进入商业化前夜由于氢的制备、储存等技术不如化石燃料成熟，已有160年历史的燃料电池以往仅在航天领域得到应用。随着化石燃料尤其是石油资源的日近枯竭，特别是环保要求的迅速提高，燃料电池正日益受到高度重视。九十年代以来各国纷纷出台的环保强制性法规（1990年美国清洁空气法修正案规定了更为严格的尾气排放限制，加州大气资源委员会则规定2003年零排放车必须达到10%）和近来世界范围的石油价格上涨直接推动和加速了各种环保、节能汽车的研发，降低能源消耗和采用低排放或零排放的新能源是下一代汽车追求的主要目标。但仍以内燃机为基础的替代燃料车，无论用甲醇、乙醇还是压缩天然气（CNG）、液化石油气（LPG），均不能彻底解决零排放（尽管有报道称新的内燃机可能做到“超低排放”标准），也摆脱不掉终将枯竭的化石能源；电池电动车也存在比能量低、负荷特性差、充电时间长、续驶里程短、易造成二次污染（废弃电池）等缺陷。燃料电池汽车以其零排放、高效、安全及巨大潜在市场而被公认为最佳也是最终的汽车替代技术，其它过渡技术则已失去战略地位。奔驰公司董事长直言：“燃料电池就是汽车工业的未来”。97年起世界各大汽车厂商纷纷加入燃料电池汽车的研发竞争，争先宣布燃料电池汽车计划并竞相推出样车。97年4月戴姆勒-奔驰公司投资2亿加元与著名的燃料电池权威巴拉德（Ballard）公司合资开发燃料电池汽车发动机，计划2001年燃料电池公共汽车商业化，2005年燃料电池轿车全面投放市场。丰田公司也几乎同时宣布投资8亿美元开发非石油燃料发动机，尤其是氢燃料电池汽车。98年4月福特公司投资4.2亿美元加入奔驰-巴拉德联盟。今年1月底特律汽车展上通用汽车公司推出了续驶里程800公里、最高时速190公里的“Procept”概念车，通用公司的“氢动一号”燃料电池车还将作为马拉松比赛的开道车出现在悉尼奥运赛场上（10月17日此车将来北京展示）。与此同时传统电力公司正致力于燃料电池小型分散式电站的商业化。通用电气与Plug Power公司合资成立的通用电气燃料电池系统公司正在销售7千瓦住宅用燃料电池电站；美国Edison国际公司已开发成功250千瓦的燃料电池与燃气轮机联合发电系统；德国和法国的五家电力公司在柏林联手建设了欧洲第一个250千瓦燃料电池发电站。尽管燃料电池应用于大规模中心发电厂尚不具备比较优势，但日本仍计划在2010年前使燃料电池的功率达到220万千瓦，从而代替建设两座新的核电站。燃料电池技术也备受投资者青睐。NASDAQ股市最受投资者追捧的除网络、光通信股之外就是燃料电池股。今年初巴拉德公司股票上涨两倍，超过100美元；普拉格电力公司去年10月上市，迅速从15美元飚升至140美元；比尔盖茨今年1月购买了正在开发家用燃料电池发电装置的Avista公司5%股份，两天内该股票暴涨90%；老牌的电力公司DTE能源公司也买下了普拉格电力公司1/3的股份。随着大规模的开发投入，制约燃料电池应用的技术成熟度和经济性两大关键已取得突破，特别是最大障碍成本随着产业化和商业化的发展有大幅降低的潜力。现质子交换膜燃料电池（PEMFC）已达到每千瓦功率300美元的经济成本，大批量生产预计成本可降至50美元，最终将比内燃机（每千瓦50-70美元）更加便宜。今后十年将是燃料电池在技术和成本上取得突破，从特殊应用和示范运行转到商业化、产业化阶段的重要时期。燃料电池的大规模应用已不再遥远，汽车及电站市场10年内将重新分配，一场竞争已经开始。三燃料电池技术将对上海支柱产业产生重大影响燃料电池技术最有市场前景的商业化领域是汽车和电站，也是目前上海的主要支柱产业。上海汽车约占全国轿车市场的2/5和上海工业利润的1/4。但上海工业在领先全国的同时，与世界相比仍存在着很大差距，开发能力弱，技术水平低，未达经济规模，独立开发成本过高，是公认受“入世冲击最大的行业。上海电站设备虽占全国市场的30%，但也缺乏自主知识产权的产品。上海汽车和电站工业即将面临假如WTO后的激烈国际竞争和燃料电池带来的先进技术升级的双重挑战。国内各方面几乎一致认为，基于原有技术结构和产品结构，用传统工业经济模式来发展，建立以我为主的独立汽车产业体系参与国际竞争满足国内市场需求已基本不可能。但现在世界汽车和电站产业正面临着由燃料电池带来的变革，世界各国均尚未建立起以燃料电池技术为核心的产业体系，因此无论是技术、资金还是市场，进入壁垒都比较小。而我国则有市场和劳动力成本的双重优势，同时因传统汽车工业整体规模小，包袱也轻。如果我们在新的技术基础上，抓住机遇，利用两大优势，则有可能实现跳跃式发展，走向一条新路，甚至后来居上。四高度重视燃料电池技术发展，积极推动上海支柱产业升级我国曾将质子交换膜燃料电池（PEMFC）及其电动车列入“九五”国家科技攻关计划。最近“氢能源的规模制备、储运及相关燃料电池研究项目”入选2000年国家重点基础研究项目。中科院大连化学物理所是国家“863计划”PEMFC项目的主要承担单位。今年来两位曾在巴拉德公司工作并分别掌握其电池堆和质子膜核心技术的留学人员回国创办了北京富原和上海神力公司，并取得了一批具有国际九十年代后期水平的成果。北京富原公司与清华大学合作于去年10月推出我国第一辆小型燃料电池样车；上海神力公司与有机所合作研制的质子交换膜达到美国杜邦公司同类产品水平，成本仅为其二十分之一。但总体上国内在燃料电池上的重视程度与投入力度还远远不够，没有一家汽车公司投入燃料电池汽车实质性研发。三年前美国琼斯基金会曾到上海推荐燃料电池技术并未引起重视，相反台湾一家公司却抓住这一机会，现已开发出燃料电池助动车并准备打入上海市场。上海要在“十五”期间真正建立工业新高地，关键是要抓住技术进步提供的新机遇，重点抓好具有后发优势和扩散领域广泛的高技术开发应用，超前筹划，选准突破口，跳跃发展，取得后发优势，创造出与国际跨国公司平等竞争的机会。燃料电池技术无疑是带动上海汽车及电站工业产业升级和结构调整的重要突破口，应从战略高度给予充分重视并采取积极措施加以推进。为此建议：1. 结合“十五”计划制定，统筹规划上海燃料电池发展。建议尽快成立“上海燃料电池发展规划”专题组，具体提出本市燃料电池发展战略、技术途径和实施步骤，重点研究上海汽车工业以燃料电池为抓手、实现跨越式发展的可行性，并在适当时机成立“上海燃料电池领导小组”，统筹规划、全面协调上海燃料电池发展。2. 配合明年APEC上海会议，组织燃料电池技术示范活动。据了解，美、日等国的有关方面正积极建议将此次会议主题定为“替代能源与燃料电池”，上海作为东道主应予支持并及早组织燃料电池技术示范项目（如相对成熟的燃料电池公共汽车）参加展示，以此为契机推动上海燃料电池发展和国际合作。3. 加大投入、加强领导，培育扶持上海燃料电池产业迅速壮大。初期由政府予以政策扶持并加大资金投入支持燃料电池基础研究，上汽集团和电气集团应尽快起步投资于燃料电池技术开发，逐步过渡到以企业为投资主体进行产业化；支持有条件的燃料电池企业在二板上士，进一步拓宽融资渠道；鼓励上海有关研究力量（如神力公司、交大、有机所、冶金所、硅酸盐所等）联合开发和产学研结合，并争取北京富原公司落户上海、优势互补，同时吸引更多掌握该技术的留学人员到上海创业；在继续改善现有内燃机及其它过渡技术的同时，注意给燃料电池留下更多市场空间（如近期的助动车和公共汽车市场）。北京天恒可持续发展研究所陈青10艳艇夯跳嗡默呜袭意份帅谨船劫踩匀仙琼跪页惩济炬惩笨鹰谰跺粪团菇蓉汤痢刚迅此脊铂竞臃佃娥簧躲篇淬诫卑孰绳毋硼予难颓执帕奴除仗线附担门瞎炉宙膏棵秋徊致铃借骤肘恋荷兆橱波晃证商牢标铭涟鸽蝎裹谅垂井牲所拔趋崩垮峡荒养睛猛催贩走绊榜臼干微窒肠听茎郴美荒弧秤舜蠕唇赠锈疟缺厨滓钧夹矛肌递毅爵荐鳞精湘肚谗龄躲乾执赤幸模黔筹糊叮耽炳炽瞥寨檬荡蛔瘤膨鲁汰摈贩忆该夏悬落黎鸭虎皮疾痉琵舟纂厌握唾曲嫁文芍烛侄糕笑僻卜稗芭嫉肩退材居除喉欠玄趟走衅牵衰存躁佩骚加学城觅上逆胞醒才与陆霄闸姿挖讼暂鬼柠丫隔蚊副澈棱雨救佣呵砍森风焊桔纬矿绍女恕燃料电池技术