【主持人】：各位网友大家好，欢迎收看今天的上海青浦系列访谈节目。最近恰逢全国科普日，今天我们请到了同济大学汽车学院的教授魏学哲跟大家聊一聊一个非常有意思的话题，关于我们的氢能源、氢生活，魏教授您好。

【魏学哲】：您好，主持人好，大家好。

【主持人】：今天要聊的是关于氢能，最近新能源也好，清洁能源也好，都是近两年大家关注特别多的话题。我们今天要跟大家先讲一讲什么是氢能，它是怎么工作的？

【魏学哲】：氢，大家可能都很熟悉，化学课做过爆瓶器的实验。氢，我们知道在化学元素周期表上排在第一位的一个元素，所以肯定很熟。但作为能源来说，大家最近几年才听说过。以前呢，氢不算是能源，现在呢，我们认为它可以被当作一种新型的能源。

【主持人】：以重新一个视角去看待它。氢气最大的特点是什么？

【魏学哲】：氢有很多特点，相对于煤也好，石油也好，天然气也好，我总结下来有这么几个特点，第一个是零碳，特别是在中国现在谈碳达峰、碳中和，这样的话，零碳能源的优势特别突出。因为它的产物，氢和氧反应生成水，它是一个非常清洁的能源。第二个就是高效，燃烧效率很高，或者说发电的效率很高，这个实际上和煤来比，或者和石油、汽油、天然气来比它的效率高很多。第三，它其实是一个能源互联的媒介，从化学能源到电能，或者说从电能再到物质能源，它实际上是一个中间互联的媒介。另外一个，它可储存。新能源呢，大家可能听说过风电、光伏，实际上是发电的形式，我们知道电过去最大的问题是即发即用，发出来就要用掉，比如说白天的时候如果光线很好，发出来的太阳能发电，但如果自身用不掉，那多出来的就浪费掉了。我们希望能够把这些能源储存下来，氢被认为是非常有潜力的，可以储能的载体。

【主持人】：所以说它有自己的优越性，相对于其它的清洁能源来讲。现在我们国内或者说国际上，我们的能源供给结构是怎么样的？氢能能够提供什么样的帮助？

【魏学哲】：氢能对于中国来讲，它是具有非常重要的价值。我们中国最近在谈碳达峰、碳中和，中国的压力特别大，因为我们是能源消费的第一大国，也是碳排放的第一大国，我们的体量太大。而且在中国的能源里面，煤占的比例非常高，在发电里面煤大概占了60%，在全世界也是非常非常高的。所以，在碳达峰、碳中和的体系里面，我们迫切需要寻找新的技术路径，氢实际上在这里面被寄予厚望。

【主持人】：就像您说的，我们的氢能有很多的优点，这些优点说不定也会改变整个能源运作的方式和模式。如果说它真的用到我们的生活当中，我们可以做一个畅想吧，它大概会起到什么样的效果？我们是不是可以少掉很多担心，有很多的方便？

【魏学哲】：我们谈氢能作为一个能源它能够深刻的影响我们社会，或者说影响我们的生活。我们可以想像一下，过去有煤，过去我们怎么用煤的呢？年纪大的可能还有印象，烧煤球，用炉子。在后面在家庭会更多的用天然气，用液化的也好或者管道的也好，还有现在大部分家庭都有汽车，我们跟汽油也很熟。当然了，在家庭里面大家用的最多的肯定还是电。我们知道这些能源之间有些是可以相互转化的，比如说我们的电，在中国大部分是煤发电发出来的，火力发电，当然还有水电、核电这样的一些补充。但是对于移动的能源，几乎统统是汽油或者柴油，还有一小部分是天然气。所以我们要解决的问题，既有这种移动的能源，能不能不用汽油、柴油。还有固定能源，我们面临的最大问题是减少煤发电的比例，希望氢在里面发挥重要的作用，包含了两方面，移动侧的和固定侧的。

【主持人】：现在国内来讲，我们的氢能发展怎么样，我们现在有没有自己的一些优势？

【魏学哲】：实际上中国的能源起步其实并不晚，最早的时候从六七十年代开始做航天的时候，美国人想做阿波罗登月的时候，在飞船上就用氢来发电。在那之后，中国也就跟上来了，在航空航天事业里面用。大概到了2000年左右的时候，那时候我们学校万钢教授从德国回来，他提出来用氢能，包括燃料电池汽车，那个时候在中国的话，在科技部的支持下开始了大规模的燃料电池和氢能的科研工作。所以，算下来呢，第一个阶段就是用在小规模的航空航天上的话，已经有五十年以上的时间了，用在汽车上已经有二十年以上的时间了，所以起步并不算晚，当然了，跟目前国际先进水平来比的话，我们还有一点点差距，但这个差距我认为是有限的，完全是可以追得上的。

【主持人】：您刚才提到了，我们很重要的核心应用就是燃料电池，燃料电池是一个什么样的东西，它是一种什么样的技术？

【魏学哲】：我们刚才讲了几种能源的对比，比如说天然气或者是汽油，它都是燃烧的，内燃机是在一个气缸里面燃烧，天然气呢，比如在家里面，我们洗澡热水的炉子燃烧的。氢呢，就像燃料电池，它其实不是燃烧的方式，它是电化学的方式，它更像电池。我们名字叫燃料电池，它既有燃料，也有电池。燃料指的是它会源源不断把氢供给进去，不像充电电池是靠充电的，这个是靠燃料给输送进去。另外它反应的过程是一个电化学的反应，比如说我们用的质子交换膜燃料电池是一个低温的电化学反应，所以它的反应速度也很快，效率也很高。

【主持人】：我们现在来讲燃料电池技术，算是一个成熟的技术吗？

【魏学哲】：燃料电池呢其实有很多种燃料电池技术，我刚才谈的是目前主流的称之为质子交换膜燃料电池技术，实际上中间是一层膜，氢呢，从氢原子来讲里面是一个质子，一个电子。质子通过这层膜来形成电流，我们称为质子交换膜燃料电池，这个也是在汽车上最主流的一个方案。当然了，还有其它类型的燃料电池，可能在固定发电或者是其它的场合也会有应用。

【主持人】：它具体实现的技术？

【魏学哲】：实现的技术路线不太一样，比如说有的温度会高一点，比如说有五六百度，甚至更高的，当然它用的也不一定是纯氢。我们刚才讲的质子交换膜燃料电池用的是纯氢，这样的话，自然它的产物也是纯水，而且因为功率密度比较高，效率比较高，所以我们更多的用在汽车上，或者说是一些小型的发电场合。

【主持人】：其实我们燃料电池有很多种，它们具体的技术也不太一样。这么多的种类之间，有一些可能它的工作温度要达到比较高的程度，这是不是也对它的使用场景提出了一些要求？现在燃料电池，清洁、高效而且可以储能，作为储备来使用，那有没有什么瓶颈在？

【魏学哲】：其实氢的瓶颈呢，就像初中化学就学过氢，它的瓶颈我认为主要是两点，第一个它的体积比能量比较低，也就是说一定体积下氢里面的氢原子的含量会比较低，更占空间，跟汽油比，因为汽油燃料是液态的，氢气在常温下是气态的，而且密度非常低。所以我们为了提高它的体积比能量，那就不得不高压，用很高的压力来提高它的体积比能量。当然了，也希望用一些其它的办法，比如说液化，但是氢的物理特征决定了它的液化非常困难，液化温度要20K，20K的意思就是零下253度。我们知道，天然气或者是液化石油气液化的话零下160多度，氢是零下253度，所以这个还是差很多。所以氢的问题，归根到底就一个字，“轻”。

【主持人】：您刚才说现在有燃料电池的汽车，这是不是也是主流应用的，跟老百姓走得最近的应用场景？

【魏学哲】：对，二十年前中国科技部来启动电动汽车规划的时候，当时万老师做了一个规划，我们当时叫三纵三横，三纵就是混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车。在三纵里面燃料电池汽车当时也被认为技术难度最大，应用的时间会更长的一项技术。我们来看，经过二十年的发展，混合动力很早就商业化了，各位网友可能已经很熟悉了。纯电动的，至少在上海已经满大街都是了，我们看到绿牌车大部分是纯电动或者是混合动力的。燃料电池呢，大家可能见得比较少，实际上在上海，毫不谦虚的讲，上海是中国燃料电池技术以及燃料电池汽车技术的高地。从二十年前同济开始做，后来和上汽一起做工程化和产品化的开发，再加上后面很多的大学、科研机构都开始做这件事情。所以我们在全国，现在是处于领先的地位。

【主持人】：现在在上海，应该说也能看到一些燃料电池的汽车上路，这些汽车可以说是燃料电池非常好的体现了。

【魏学哲】：目前呢，比如用在公交线路上，也有这种共享的乘用车，还有就是寄予厚望的是在一些商用车，特别是重型的长途的商用车的场景。

【主持人】：现在中国燃料电池汽车，二十多年前已经我们在开始做，未来有没有一些规划，打算做出什么样的产品？未来是不是老百姓像现在开锂电车一样开上燃料电池汽车？

【魏学哲】：这是肯定的，实际上到今天，我们可以比较确定的讲，燃料电池车已经达到了常规车的基本性能，比如说动力性也好，包括可靠性。那么现在差的主要还是在成本上，成本包含两方面，一个是燃料电池本身的成本，一个是氢和氢气桶的成本。我刚才讲了燃料电池本身包含燃料电池堆，燃料电池的支持系统，氢呢，包括整个氢的制、储、运，包括最后的加注以及车载的应用。就像汽车上我们都会有一个邮箱一样，在汽车上也需要一个储氢瓶，但需要高压的储氢瓶，高压的储氢瓶因为量也少，成本还是比较高。所以，未来科研也好，产业化的中心其实是两方面，一方面是成本降低，这是推广的一个核心问题。另一方面，就是性能，特别是寿命、可靠性要进一步提高。

【主持人】：应该说，氢能的汽车可能大家已经体验过了，只是大家还不知道，我们期待未来越来越多的燃料电池的汽车能够上路，这样的话，不仅对我们的环境是非常好的保护，这种清洁能源的使用也会对我们的生活带来很多不一样的变化。

【魏学哲】：对的。

【主持人】：最后，魏教授还有没有想跟网友说的。

【魏学哲】：我想跟网友们稍微多讲一句，像过去小学、初中，大家做实验的时候可能会有一点小小的恐惧心在里面，所以开始来谈氢能进入汽车，甚至说进入整个氢能社会，大家会对氢的安全性有一些疑虑。事实上，氢的安全问题，我们现在来看，只要科学的进行管控，氢的安全问题完全是可以保障的。因为氢的基本特点就是密度很低，我们之前也做过这样的测试，氢有泄露的话，在一个开放的空间，很快会逃逸掉，这个问题不大。当然了，还是要科学的管控，实际上像汽油也好，天然气也好，本身作为一个储能物质，它本身肯定会有潜在的安全风险。但是就像一百多年前大家争论的，就像电，满街上布电线的时候，当时爱迪生也很担心，会不会造成把人电死，实际上一百多年过来了，我们很好的管理了这个问题，成为了我们非常依赖的必需品。这一点呢，需要科研工作者以及全社会共同努力，来达到氢用的安全性。

【主持人】：技术上我们的科研人员不懈在努力，我们大家也可以采取更开放包容的态度，尽情的享受氢能源为我们带来的便利和好处。再次感谢魏学哲教授来到我们的演播室，同时也要感谢您的收看，我们下期再会。