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欧阳明高:为什么要发展新能源汽车与燃料电池汽车
来源:第一元素网 时间:2019/6/13 
前言:我们的氢能科技应该说目前是滞后于燃料电池的,我们现在使用的氢能工艺基本上都是50年至100年以前发明的,新的氢能科技,还没有完全能够成为我们主流的大规模推广的应用技术。

2019年6月12日,氢能张家口建设规划发布会暨UNDP授牌仪式氢能产业项目签约会顺利举行。会上中国科学院院士、张家口氢能与可再生能源研究院首席科学家欧阳明高发表了主题演讲。

从全球看,为什么要搞新能源汽车和新能源?很多人还是不理解的甚至是有不同看法的。借此机会我想解释一下我们为什么要搞新能源汽车和新能源。

从能源的交通发展趋势看,全球有三个趋势:第一个,电动化;第二个,低碳化;第三个,智能化。

从电动化的角度,大家知道,我们有油电混合动力电动汽车、纯电动汽车、氢能燃料电池电动汽车,三种都属于电动化。电动化是动力的革命,还不是能源源头的革命。

动力电动化革命应该说目前发展是很不错的,而且技术在逐步趋于成熟,比如纯电动车锂离子电池应该说是百年来电池技术的革命,因为他在十年内性能提高2倍以上、成本降低80%以上,这就是一场革命。

我们中国是抓住了这个机遇,如果没有这个电池的革命,我们今天的新能源汽车不可能是这样大规模推广。大家现在看外面,在北京20%的车都已经是纯电动汽车了。

另外一个很重要的,当然就是氢能燃料电池,燃料电池技术尤其是车用质子交换膜燃料电池技术,也取得了革命性的突破和进展。大家很熟悉的当然就是丰田的燃料电池技术,我相信在今后五年左右,燃料电池技术基本上会趋于成熟。

还有一种就是油电混合动力,我们也是不能忽视的,也将会在市场上占据重要位置,也不是说燃油车马上就没有了,他会以混合动力的形式在相当长的时间内持续发展下去。

从动力革命来讲,我们说三种谁好谁不好?真的还不好找太多理由出来,因为从效率的角度,这三种车都差不多,如果从全生命周期效率来讲,混合动力汽车的效率、燃料电池汽车的效率和纯电动汽车的效率,其实很难分出高下。

有时候会说氢能燃料电池效率最高,那是基于以天然气为能源源头,这样算下来它的效率就是高的。但是如果我们换一种,如果我们把天然气换成汽柴油肯定就不是了。

所以实际这三种电动化所相配的能源,也就是燃料,都有找到自己的最佳组合,都能够最后达到一个相互之间基本差不多的效果,所以我们是很难比出来的。

要想把它比出来我们就要谈到第二化,那就是能源低碳化。所谓低碳化的趋势,就是要减排二氧化碳,二氧化碳减排的角度我们就不得不提到可再生能源,就是我们风能、太阳能等,尤其是光伏的发展,应该说是一场革命。

大家知道,现在光伏效率基本上都突破20%,下一代技术是朝30%进军,发电的成本也与煤电不相上下了。

光伏不仅仅是集中式光伏,还可以是分布式光伏,现在分布式光伏其实发展的速度比集中式光伏要来得更快。我们中国是光伏的世界第一大国,70%的产能都在中国,这是中国的优势。

所以,可再生能源中国发展在全球处于一个很前列的位置。在低碳化方面,中国政府向全世界承诺,中国选择低碳发展道路,所以总书记专门提出了能源生产与消费革命的战略思想。

我想其中很重要的一点就是要能源的低碳化。如果我们把动力电动化与能源低碳化结合的话,那我们就能比出高低。因为只有配可再生能源,你才有可能实现真正的低碳或者近零碳排放。

在这个前提下我们就能发现,锂离子电池、燃料电池配可再生能源的时候优势凸显。这中间,纯电动汽车可能是更适合分布式可再生能源,尤其是我们锂离子储能电池跟分布式光伏,我个人认为是一个绝佳的搭配,在未来发展的空间非常大。

另外一块,就是集中式可再生能源,比如说现在青海,可再生能源已经可以提供全青海的发电量。我们很多可再生能源基地都建在内蒙、青海这一带,包括我们张家口,这一带为什么适合建它呢?因为它光照时间长,相比我们东面来讲,它发电时间长、成本更低,当然有输送的问题。

对于这些可再生能源集中式基地,我们要用锂离子电池来储存并不是一个最佳选择,相比之下,把它变成氢气是一个全球认同的主要的可再生能源储存手段,虽然有很多储能手段,但是相比之下氢能是各方面比较具有优势的。

所以,可再生能源跟锂离子电池和氢能燃料电池相结合有两种途径:分布式的储能我们需要锂离子电池和纯电动汽车;集中式、长周期、大规模的储能,我们需要氢能及燃料电池。

所以这样我们汽车动力跟能源就连成了一个紧密的配合,可以实现我们的能源低碳化,这是关于低碳化的趋势,这是为什么我们要搞新能源汽车。

还有一个现在非常热的趋势就是智能化,智能化其实一个更大的革命、更广泛的一场革命,大家知道人工智能、大数据、互联网等等,是席卷全球的,各行各业都会。跟我们相关的,比如说自动驾驶,比如工业4.0,当然也包括我们的智慧能源、能源互联网等等。

如果我们再联系到我们的车,将来对于分布式的光伏和电动汽车,最好的前景就是会形成所谓的移动能源互联网。

我们现在手机是一个移动的信息互联网,将来我们的汽车也变成下一个巨大的终端,跟手机是完全一样的,大家知道最近华为要进入汽车领域,一个方面是5G的发展给智能汽车提高网络基础设施支撑。

另外一方面是智能手机所有的东西都会在汽车上全方位使用,而且汽车是一个零部件更多、产值更大、更加综合的系统。所以将来的汽车有可能就属于ICT行业了,因为ICT变成了汽车的核心。

所以全球汽车行业正在流行所谓未来出行“新四化”电动化、智能化、网联化、共享化,但其中的网联化和共享化目前只强调了信息革命,没有强调能源革命。

如果我们的所有的电动轿车只要停下来都接到智能电网或者由微网组成的能源互联网上的话,那么我们储能的规模将是无比巨大的,2030年之后,我们整个新能源汽车保有量要超过1亿辆,车载电池总的能量将会超过60亿度,这是很大的一个数字。

所以,通过智能化,能把我们的能源、交通、信息全方位的整合,也就是未来我们的社会将会是绿色、低碳、智能化的社会,整个经济将会全方位的转型升级。我们要在这个大背景下来谈我们的氢能燃料电池。

大家会说这个很远,实际我们最近正在做《新能源汽车2035规划》,按我个人对“2035”基本的判断,“2035”包括我们混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电动汽车在内基本上会占到绝对的主体,90%以上,当然包含了油电混合。

我们的智能化,比如说我们具有各种自动驾驶功能的汽车,也将会是全方位的。当然也包括我们能源的低碳化,也会是占到主体。

因为国家发改委公布的能源规划,到2030年,我们非化石能源装机就会到达50%,2035年将占装机量主体。2030装机量达到50%,但是发电量不会,我想2035发电量也会到50%,这是一个宏伟目标,但不是遥不可及的目标。

我们必须在这个大背景下看氢能,在这个大背景下定位我们的氢能,氢能是什么呢?氢能就是未来在可再生能源背景下的两个主要能源载体之一,一个是电,一个就是氢,当然我相信电一定还是主体,氢不可能超过电。

现在我们谈氢能,有时会把把氢能跟石油、天然气、煤炭放在一块,我觉得不是这样,因为氢能只是一个能源的载体,是二次能源,不是一次能源。

这个前提下,我们来看氢燃料电池目前发展我们的机遇和挑战是什么。我刚才说了,在大背景下我们能看到氢能的机遇,我最近正在主持做氢能燃料电池汽车的路线图,我们2016年已经发布了第一版,也是我主持的。

我们提出力争2030年氢能燃料电池汽车的总保有量达到100万,加氢站1000座,这是2016年,在当前的氢能热潮下这个数字是不是太低了?我认为这个不算低。

但是,氢能不能仅仅从车的角度看,更不能仅仅从轿车的角度看,如果我们仅仅从轿车的角度来看氢能,这个故事是很难讲圆的。

我们必须从能源的角度,从新能源的角度,从可再生能源发展的角度,来看待氢能,来看待它更广阔的应用,不仅仅是车,尤其不仅仅是轿车,在车里头可能更多的是商用车,大家想想商用车100万辆是非常大的。

我个人判断锂离子电池动力系统更多的是替代汽油机,氢燃料电池动力系统更多的是替代柴油机。

因此除了汽车之外,我们还有其他的,轮船、飞机、潜艇、火车等等都是需要的,当然还有发电,还有作业机械,所以它的范围是很广的,我们不能聚焦在轿车上,以为这个马上就会把纯电动轿车全部取代,我认为这是不大可能的,我们应该从更广阔的视野来看待氢能燃料电池。

关于氢能,我们现在遇到的挑战是什么呢?燃料电池我刚才说了,问题不大,技术将会成熟。氢源我认为问题也不大,目前经济可行的氢源可以来自1000亿度的弃风弃光弃水,还有800万吨的副产氢,氢源没有问题。

那么挑战在哪里?在氢的储运,包括车载储存和车下的储运。找一个经济、高效、可行的储运模式,这是我们目前的关键。

最近我们搞氢能燃料电池汽车路线图,我们内部开了很多研讨会,就是专家层面也是很纠结。我们很多专家说氢看上去什么都好,是的,乍一看氢真的什么都好。但是氢能,你去做氢气的时候就会遇到很多问题,因为它太轻了,技术的难度是比较大的。

我们的氢能科技应该说目前是滞后于燃料电池的,我们现在使用的氢能工艺基本上都是50年至100年以前发明的,新的氢能科技,还没有完全能够成为我们主流的大规模推广的应用技术。

当然我们有很多新的基础研究成果,比方刚才说我们光催化制氢等,但是还需要进一步的工程化、实用化、商业化。

目前车载储运主流技术是国外从燃料电池轿车发展中优选出来的高压气氢,就是70兆帕四型高压储氢瓶,这是全球公认的主流车载储氢技术。

四型瓶相对三型瓶来讲成本可以下降30%,而且全球的标准法规都围绕这个方向制定了,但是,中国目前没有这方面的成熟产品和相关标准法规。

中长期看,面向2030年,尤其是针对长途商用车我们要发展液态储氢或者中压深冷气氢。至于车下的储运,现在有固态的、液态的、气态的三种。

固态的不谈了,目前没有找到主流的固态储运技术。液态,氢液化,是我们要发展的,但是近期我们可能还很难大规模的依赖,这是我们要发展的,面向2030年我们要发展的。

我们近期主流的还是气态,气态的问题是,储氢密度偏低,我们现在采用的是20兆帕的储氢瓶,国外已经发展了50兆帕、100兆帕,尤其是100兆帕,100兆帕的储氢瓶到加氢站直接就可以往70兆帕氢瓶加注。

但是这个技术目前国内还不具备,因为这对标准、安全方方面面提出了很高要求。

为什么国家迟迟不给四型瓶的颁布标准?第一,我们没有成熟产品,第二,对安全的检测评估还不到位。我们在这方面需要开放创新、整合全球资源,建立中国相关产业链,这样才有可能解决我们氢能全产业链的一个中间瓶颈,这是关于氢能的。

责任编辑:myadmin
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