（李建秋，清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院院長）

從1990年進入清華大學(xué)汽車系學(xué)習(xí)開始，清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院院長李建秋老師在清華大學(xué)度過了30余年，身份也由最初成績優(yōu)異的學(xué)生變?yōu)閭涫軐W(xué)生愛戴的老師與學(xué)術(shù)帶頭人。

 

30年來，李建秋老師研究的主攻方向，也由最初的內(nèi)燃機，到動力電池與電機，再到如今的氫燃料電池，始終走在中國汽車技術(shù)研究的前沿。

 

在中國電動車百人會舉辦“動力多元化時代下的汽車技術(shù)創(chuàng)新與政策建議研討會”期間，談起汽車動力技術(shù)多元化這一話題，李建秋老師份外有感觸。

 

 

 

 

 

純電動PK氫燃料

 

純電動與氫燃料，是我國新能源汽車行業(yè)多年主推的兩大技術(shù)路線。但對于這兩大技術(shù)路線，也有一些爭議，其發(fā)展前景是怎樣的，是并存互補還是一家獨大，氫燃料會不會全面取代純電動，是一直備受業(yè)界關(guān)注的熱點技術(shù)問題。

 

對于這些問題，2011年就成為清華大學(xué)汽車系新能源汽車團隊負責(zé)人，對電動車與氫燃料兩大技術(shù)均有研究，發(fā)表多篇論文并申請多項發(fā)明專利的李建秋，顯然很有發(fā)言權(quán)。

 

李建秋認為，轎車等乘用車領(lǐng)域，主流技術(shù)路線是純電動，氫燃料電池技術(shù)更適用于商用車領(lǐng)域。通俗地講，純電動是替代原來的汽油機的那些車，燃料電池是替代原來柴油機的那些車。

 

我國從十多年前，2008-2009年的“十城千輛”示范工程開始主推純電動技術(shù)，到今天無論是市場還是技術(shù)都接受了，成為行業(yè)公認的主流技術(shù)路線，歐美日等汽車大國都爭相押注的技術(shù)潮流。

 

純電動技術(shù)，10多年來快速發(fā)展，續(xù)航、充電等產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵問題逐漸被攻克，比如隨著動力電池技術(shù)的快速提升，續(xù)航1000公里在技術(shù)上已經(jīng)沒有障礙，只是量產(chǎn)落地的問題。今后，乘用車企業(yè)技術(shù)發(fā)展的重心，將是純電動和智能化作為主攻的方向。在純電平臺的基礎(chǔ)上，怎么把智能化融合好。

 

氫燃料電池技術(shù)，更適用于對續(xù)航要求更高、使用環(huán)境更復(fù)雜的商用車領(lǐng)域。這一技術(shù)路線在我國也一直很受重視，尤其“十三五”期間，我國氫燃料電池技術(shù)上進步很大，在能量密度、低溫適應(yīng)性、耐久性等關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)業(yè)鏈培育、成本等方面取得很大突破，基本上具備了商業(yè)化的可行性和能力。

 

在雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)下，五部委推出燃料電池示范城市的推廣計劃，相信未來幾年燃料電池汽車的數(shù)量會大幅度的上升，并且燃料電池車輛本身的性能和成本還會進一步改善。

 

李建秋認為，純電動和氫燃料兩大技術(shù)路線是有競爭關(guān)系的。從技術(shù)的成熟度來講，現(xiàn)在氫燃料電池汽車的性能和成本，還沒到能夠跟傳統(tǒng)的燃油車或者純電動車來PK的階段。但到2025-2028年左右，隨著氫燃料電池汽車技術(shù)提升成本下降，基礎(chǔ)設(shè)施完善，示范城市的推廣探索后，在北方寒冷地區(qū)，氫燃料電池在乘用車領(lǐng)域還是能有自己的一席之地。

 

但總體而言，由于氫能源供需分布不均衡，不像電，電全國每個城市都有，產(chǎn)業(yè)鏈也很長，它需要解決氫能的供應(yīng)問題，要解決加氫和儲氫的問題，所以初期主要以商用車應(yīng)用為主，今后技術(shù)成熟后在一些乘用車的特定細分市場、寒冷地區(qū)作為補充，是比較務(wù)實的判斷。

 

李建秋預(yù)計，經(jīng)過5年的技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)業(yè)培育，氫燃料電池汽車有望迎來產(chǎn)業(yè)化爆發(fā)。預(yù)計到2025年，氫燃料電池的成本會比現(xiàn)在低得多，耐久性會達到兩萬到兩萬五千小時，基本實現(xiàn)與整車同壽命，同時基礎(chǔ)設(shè)施、關(guān)鍵零部件等產(chǎn)業(yè)鏈也會有很大發(fā)展，這種情況下，氫燃料電池汽車會迎來更高速的發(fā)展。

 

 

 

 

讓子彈先飛一會

 

在前所未有的行業(yè)大變革與產(chǎn)業(yè)重塑的新形勢下，我們是否需要頂層設(shè)計，產(chǎn)業(yè)政策應(yīng)該如何調(diào)整，如何進行戰(zhàn)略部署，加快各類技術(shù)路線的協(xié)同發(fā)展？

 

對此，李建秋認為，碳排放指標(biāo)將來會作為一個重要的調(diào)節(jié)行業(yè)或者指揮行業(yè)發(fā)展的一個指揮棒和杠桿，汽車行業(yè)在新能源和自動化路線的選擇上面，怎么樣能夠更加符合2030、2060戰(zhàn)略，就顯得尤為重要。這意味著技術(shù)路徑上面我們要繼續(xù)進行探索和總結(jié)。

 

宏觀層面頂層設(shè)計肯定是需要的，就像純電動技術(shù)路線在我國的發(fā)展，沒有中央與各級政府的大力推動，不會有今天的成就和局面。但就目前而言，不妨讓子彈多飛一會。

 

李建秋認為，減碳的技術(shù)路線格局，應(yīng)該分為兩個階段，第一個階段可以稱為自由探索期，需要探索一些以前沒有探索過的，但是對碳減排、碳達峰有幫助的技術(shù)路線。

 

然后就是第二個階段，對前期示范進行集中總結(jié)，站在國家的層面來看，什么樣的場合需要什么樣的能源動力，什么樣的技術(shù)在能效、堅碳排放上是最優(yōu)的，然后進行總體的規(guī)劃，發(fā)揮我們自上而下，集中力量辦大事的體制優(yōu)勢，努力到2030年左右實現(xiàn)非常大的轉(zhuǎn)型。

 

2025年之前，都是多種技術(shù)路線并存、百家爭鳴的技術(shù)探索期。目前，我們不妨八仙過海，各顯神通，讓有興趣作出創(chuàng)新路徑的人和企業(yè)，讓他有機會去探索，各種技術(shù)路線去驗證，去示范。經(jīng)過今年幾年的示范驗證，發(fā)現(xiàn)不同技術(shù)路線的優(yōu)劣，識別出來重要的技術(shù)路徑。

 

比如在發(fā)動機領(lǐng)域，現(xiàn)在已經(jīng)開始有人在討論氫內(nèi)燃機和燃料電池的比較，甚至未來還會有氨內(nèi)燃機，合成燃料內(nèi)燃機技術(shù)。電驅(qū)動、電化學(xué)方面也會有固態(tài)電池、氫燃料電池等不同技術(shù)路線的進一步探索。

 

此外，相較于氫燃料和氫內(nèi)燃技術(shù)，李建秋個人更看好氨燃料的發(fā)展前景。因為天然氣來合成氨，工藝很成熟，氨的儲存和運輸也比氫更容易，成本更低。作為燃料，氨也比氫更適合內(nèi)燃機的技術(shù)。

 

在目前多種技術(shù)路線并存的發(fā)展階段，李建秋認為光討論是不夠的，還要去嘗試，做示范，因為要對一個技術(shù)進行全生命周期評價，一定要親自去實踐，有實際的實驗數(shù)據(jù)，通過示范得出全生命周期的碳排放數(shù)據(jù)，實際成本等客觀數(shù)據(jù)，才能評價出來它的優(yōu)劣。

 

 

 

 

內(nèi)燃機專業(yè)沒前途？

 

智能電動車的產(chǎn)業(yè)巨變，也對汽車行業(yè)的人才培養(yǎng)提出新的挑戰(zhàn)。伴隨電動化的不斷加速，傳統(tǒng)內(nèi)燃機、變速箱等汽車專業(yè)人才不好找工作、跳槽難已經(jīng)引起媒體關(guān)注。

 

李建秋坦言，短期來看，是有這樣的問題。但長期來看，電動化并不意味著傳統(tǒng)內(nèi)燃機等專業(yè)的徹底淘汰。汽車行業(yè)本身就是是一個多學(xué)科交叉和融合的產(chǎn)物，在智能電動車時代表現(xiàn)得更為明顯。但不能說汽車行業(yè)就不需要機械方面的人才了，而是說我們需要更多多學(xué)科的人才，機械行業(yè)也是依然需要的。

 

一方面，過去一百多年來，從汽車誕生開始，從內(nèi)燃機、變速器、制動系統(tǒng)，包括車身的材料等學(xué)科都得到很大發(fā)展，機械學(xué)科給整個汽車行業(yè)人才培養(yǎng)打下了非常好的基礎(chǔ)。

 

另一方面，汽車作為一個移動的平臺，一個移動載體，它最基礎(chǔ)的部分仍然涉及到運動學(xué)、動力學(xué)、材料等等這些，這都是機械學(xué)科的技術(shù)，行業(yè)還是需要機械專業(yè)的人才。

 

但也要看到，汽車工業(yè)的發(fā)展熱點或者它競爭的關(guān)鍵技術(shù)所在，的確已經(jīng)轉(zhuǎn)移到了。在以新能源汽車為標(biāo)志的低碳化、電動化的時代，以智能汽車為代表的自動駕駛的技術(shù)，智能感知、多傳感器融合，甚至云控、交通人工智能、大數(shù)據(jù)等技術(shù)是發(fā)展重點。在這樣的情況下，如果我們還固守原有的機械為主的人才培養(yǎng)體系，就無法滿足行業(yè)需求，行業(yè)就會主動的去找像計算機、自動化等其他行業(yè)的人才。

 

正因此，清華大學(xué)跟行業(yè)學(xué)一起向教育部建議，要設(shè)立車輛工程的交叉學(xué)科。通過交叉學(xué)科的設(shè)立，讓我們的人才培養(yǎng)更好滿足未來汽車行業(yè)多學(xué)科交叉融合發(fā)展的特點。

 

2019年，清華大學(xué)撤銷汽車工程系，成立車輛與運載學(xué)院。李建秋介紹，新學(xué)院做了課程重構(gòu)，對于本科生與研究生的課程設(shè)置，也做了很大的修改和梳理。學(xué)生既要學(xué)機械方面的一些基礎(chǔ)知識，也要學(xué)強電弱電方面的一些知識，還要學(xué)計算機和通信專業(yè)方面基礎(chǔ)知識。

 

這樣做的目標(biāo)是，通過掌握多個行業(yè)的基礎(chǔ)知識，讓學(xué)生了解其他行業(yè)的技術(shù)是怎樣在汽車行業(yè)里頭落地，變成產(chǎn)品和產(chǎn)業(yè)的。將來無論接觸到汽車里面哪個部分，都不覺得陌生，什么樣的新技術(shù)都能深入學(xué)進去、做進去，最后完成前沿技術(shù)的研發(fā)。

 

放開來看，不僅僅是汽車行業(yè)的人才需要面臨多學(xué)科、跨行業(yè)交叉融合的挑戰(zhàn)。在雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)、能源革命的大潮之下，整個交通運輸行業(yè)，空運、海運、鐵路、能源等多個行業(yè)都在發(fā)生類似趨勢，也都面臨同樣的人才培養(yǎng)挑戰(zhàn)。

 

作為執(zhí)教多年的老師，李建秋建議學(xué)生，不要被動等，要主動求變，自己平時也要積累，多學(xué)習(xí)，形成交叉型、復(fù)合型的知識體系，適應(yīng)汽車行業(yè)和時代發(fā)展的需要。

 

總而言之，在李建秋看來，在雙碳戰(zhàn)略目標(biāo)的大方向之下，2025年之前是多種技術(shù)路線共存、動力技術(shù)路線多元化的探索期，然后根據(jù)示范效果敲定有價值的技術(shù)路線，國家從頂層設(shè)計方面確立重點，從中央到地方大力推廣。

 

不過，盡管減碳目標(biāo)下多種多種動力技術(shù)路線都值得鼓勵，也都還有技術(shù)提升空間，乘用車領(lǐng)域以純電動為主，商用車領(lǐng)域以氫燃料電池為主的大方向不會變。