电动车成小区安全“定时炸弹”？大国工匠柴茂荣：氢能或是破局之道

2月23日凌晨4时39分，南京市雨花台区明尚西苑6栋发生火灾，截至23日24时，已造成15人死亡，另有44人在院接受治疗，其中1人危重、1人重症。

南京市消防救援部门通报，经初步分析，火灾为6栋建筑地面架空层停放电动自行车处起火引发，一层起火后，架空层直接联通了建筑内部的天井，形成烟囱效应，向上快速蔓延。具体原因正在进一步调查。

2月25日上午，北京市丰台区马家堡电话局附近一电动车棚起火，现场伴有持续电池爆炸声。

近年来，电动车频频引发安全事故。电梯内电动车突然爆炸、锂电池室内充电瞬间爆燃等事故不在少数。家用电动设备的安全问题越来越成为公众关注的焦点。近日，就电动工具的安全问题采访了国家电投集团氢能首席专家，国家电投集团氢能型号总工程师柴茂荣，柴茂荣认为，氢能小型车或是破局之道。公开资料显示，国内首家符合新国标要求的微型水冷氢能两轮车已由广东蓝轩氢能科技有限公司研发成功。

氢能小型车安全性更高

柴茂荣现在是国家电投集团氢能首席专家，国家电投集团氢能型号总工程师，氢能科技董事、首席技术官。致力于催化剂、电池材料、燃料电池材料的多项技术开发，是燃料电池铂碳催化剂的最早发明者之一，也是燃料电池最基础的理论氢气溢流(Hydrogen Spillover)理论的提出者之一，在Science、 J. Membrane Science、Applied Catalysis、Electrochemistry、Material Science等期刊发表论文50余篇，专利近70项。先后就职于日本通产省地球环境研究机构、三井金属矿业株式会社。2017年4月回国加入国家电投集团，其负责研制的“氢腾”燃料电池发动机已全面实现国产化，并在2022年北京冬奥会期间有着优异的表现。荣获“2020年度中国能源创新人物”，2021年能源矿山冶金学部“大国工匠”等荣誉称号。

作为国际知名的燃料电池专家，柴茂荣致力研究并推广燃料电池技术，活跃在燃料电池科技最前沿。其掌握的燃料电池触媒、金属分散等相关技术，处于国际领先水平。过去的5年间，他领衔的团队在清洁能源技术研发和产业项目实施方面取得了一系列突破，包括催化剂、质子膜、碳纸、膜电极、双极板、电堆、系统、空压机以及氢引射器、“氢腾”燃料电池……

在为冬奥会服务的52天里，国家电投集团共投入了200辆氢腾大巴（其中50辆备用），出动6842车次，接送150413人次，运行793000公里，减少碳排放550吨，零故障、零事故地完成了所有运行任务。氢腾大巴的核心——氢能燃料电池发动机是柴茂荣带头研制的。

柴茂荣坦言，氢能小型车无疑比传统锂电池电动车更为安全可靠。锂电池本身易燃易爆。购买正规厂家的产品，保证电池符合安全标准；到有安全保障和消防设施的集中充电点进行充电；如果发现电池有安全隐患和使用期限到期，及时更换，切勿存在侥幸心理；规划建设集中充电场地……对于电动车的充电安全问题，这些策略确实行之有效，但绕不开的是“锂电池易燃”这一底层逻辑。

“氢能二轮车在咱们国家已经慢慢普及起来，相较于传统的锂电池电动二轮车，它最大的优势是安全性更高。因为锂电池很容易引发自燃，特别是在充电、快充的时候，锂电池瞬间爆燃及其带来的含氟剧毒烟雾，常常造成恶性死伤事故。这正是氢能车的优势所在。现在氢能车采用固态储氢的技术，固态储氢技术和燃料电池的高安全性相结合，相较于普通的电动二轮，优势明显。”就安全问题，柴茂荣将氢能二轮车与锂电池电动二轮车进行了对比。在他看来，氢能小型车的安全性与便捷性能够在电动工具这一领域开拓出一片天地，“小型车除了二轮车之外，还有三轮车、割草机、农用拖拉机等工具，氢能车在这方面的优势是非常明显的。”

氢能未来发展前景可期

据柴茂荣介绍，在交通运输领域，氢能用途很广。日本的燃料电车乘用车，充电3分钟能够跑1000多公里，冬天跑得更远。他认为，我国需要先大力发展乘用车，从发展乘用车做起；只有把乘用车发展起来，量才能上去，成本才能降下来。燃料电池汽车，乘用车是绕不开的路，因为它具备了电动车的电子化和燃油车的逆变器，等于前面是电动车，后面是燃油车，是这样一套装置，所以它具备燃油车的高安全性、低成本和加“氢”速度快的优点，又有电动车的可靠性和长寿命、高环境适应性这些条件，从零下40℃到零上60℃，整个工作范围非常广，而且加速性、启动性非常快，这就是最大的特点。柴茂荣建议，我国应该加快放开乘用车市场，通过规模化降成本和技术迭代，提高安全性、可靠性，这是非常重要的一点。

2021年，我国氢能就已经开始逐渐扩大，2022年冬奥会以后我国发布了燃料电池车示范通知，现有5个燃料电池汽车示范应用城市群，共涵盖47座城市。第一批是北京、上海、广东。第二批是河北、河南，而且对燃料电池里面关键卡脖子的“八大件”（电堆、膜电极、双极板、质子交换膜、催化剂、碳纸、空气压缩机、氢气循环系统）都有补贴。我国想以2022年冬奥会为契机，开发一批燃料电池车，整体来讲非常惨淡。现在两年了，总共销了大约5000辆。下一步，只有一个办法，把乘用车市场放开。

我国交通前景将以重卡、公交为突破口，建立“柴”改“氢”的工业示范，布局加氢站，扩大氢能的利用规模，逐步拓展到乘用车领域，而且在船舶方面要开发新用途。

氢气因燃烧过程中不会排放温室气体，而被认为是未来重要的能源形式。国际可再生能源署(IRENA)预测，到2050年，氢能将满足全球12%的能源需求。电解水是目前主流的低碳制氢路线之一，根据电的来源，可分为常规电制氢和可再生电力制氢。

柴茂荣预测，2060年前后中国的能源消费总量将比当前增加20%至30%，届时除电力外，氢能、热能也会是主要的能源供应来源。

毕马威研报显示，近年中国氢气年产能为3300万吨左右，60%以上来自于煤制氢。通过电解水等低碳路线生产的氢，其产量占比仅为1%。而在应用端，由于目前制氢、储氢的成本较高，氢能的使用范围较窄，应用仍处于起步阶段。

柴茂荣认为，中国氢能发展的第一步是在10年到15年内把氢的应用链打通，提高氢能利用的经济性。他在新疆、内蒙古等地留意到，当地生产出的氢很多运不出去，原因就在于厂商只考虑了制氢，没有考虑到下游的应用场景。第二步是把减碳作为目标，再用10年至15年的时间投资研发可再生电力制氢、热解制氢、光催化制氢等绿氢制取技术，降低这些技术路线的成本。第三步是以碳中和为目标，以整体性的视角规划中国新的能源体系，在适宜布局氢能的区域、产业进行相应的投资。

柴茂荣指出，目前中国在氢能普及度上落后于日本、德国，未来衡量中国氢能是否普及的标志就是看氢能乘用车是否获得较大的市场，原因在于氢能车续航距离远、氢的成本将比油低。

“我们与日本、德国就差‘一辆车’的距离，只要哪天中国人用上氢能小轿车了，就说明氢能开始普及了。” 柴茂荣说道。