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      行業動態

      「觀點」歐陽明高:電動車革命之后新能源革命,2025年將成關鍵轉折點
      完成能源轉型、實現綠色低碳發展,已成為中國乃至全世界的共識。氫能以其來源多樣、清潔無污染、能量密度大、可再生、易存儲、用途廣泛等優點,被視為全球能源向可持續發展轉型的主要路徑之一,在大規??稍偕茉凑虾徒K端應用脫碳方面潛力巨大。

      中國電動汽車百人會執行副理事長、中國科學院院士歐陽明高近日在第一屆中國?張家口氫能與可再生能源論壇上闡述了對氫能與再生能源發展前景的展望,他提出,新能源汽車需要清潔能源,也可以推動能源變革,在電動車革命之后,下一步最重要的是新能源革命,2025年將成為全方位突破的關鍵轉折點,屆時中國將迎來新能源智能化電動汽車時代。

      中國電動汽車百人會執行副理事長、中國科學院院士歐陽明高

      對“三場革命”的基本看法

      “現在的電動車革命應該說是一場真正的革命,并不是一個泡沫,電動汽車已經實現了產業化,與現在特別時髦的無人駕駛汽車完全不一樣,后者還處在很早期的階段,還很不確定,還有很多泡沫,但是電動汽車發展不是這樣的,已經不可逆轉?!睔W陽明高認為,在電動汽車之后,下一步最重要的是新能源革命,可能比人工智能革命來的要更加早一點。

      一般意義的車聯網和輔助駕駛技術不算革命,那是傳統汽車電子的發展,無人駕駛汽車是基于人工智能的革命,但人工智能革命現在還處于初期,而無人駕駛汽車是人工智能革命中最難的一個領域,所以在電動汽車革命之后,馬上要帶動的是新能源革命,就是可再生能源革命。

      對于中國而言,太需要能源革命,轉型為以可再生能源為主體的多元化能源體系,不能以煤為主轉向以油氣為主,這對中國的發展不利,因為需要依賴國外,風險非常高。中國最有可能轉向以可再生能源為主的煤、油、氣多元并舉的局面。

      歐陽明高解釋道,電動汽車革命可以促進能源革命,能源革命也可以使電動汽車真正做到零污染,所以又是相互促進的過程。能源革命中間有智慧能源,這是人工智能革命的一個組成部分。制造的智能化也是人工智能革命的一個組成部分,最后才有可能是無人駕駛。

      儲能會帶來真正的能源革命

      實現能源革命有五大支柱,第一是向可再生能源轉型(尤其是發電),要全面實現可再生能源發電,這在中國實現的時間不會太晚,應該說推進起來速度會很快。第二是把建筑轉化為微型發電廠,即分布式可再生能源。第三是用氫氣、電池等技術來存儲間歇式能源。第四是發展能源(電能)互聯網技術。第五是電動汽車成為用能、儲能并回饋能源終端。


      可再生能源大規模使用的瓶頸就是儲能,儲能會帶來真正的能源革命。

      不僅可再生能源需要儲能,大電網也需要儲能,就像燃料電池系統加上儲能電池的混合動力一樣。如果有了儲能,燃料電池汽車能夠發電,相當于發電廠,車的工況相當于電網的一個終端負荷,這個負荷是經常變化的,但是傳統上由于沒有儲能,必須按照最大的負荷來設計它的容量,就像城里的公交車,最大功率200千瓦,發動機就得選200千瓦,電網也是如此。而且,為了防止電網出現問題,還得有保險的容量,所有電廠都需要儲備發電機組,隨時應對可能出現的波峰。

      但是如果有了儲能,就像燃料電池系統里加上儲能電池之后,發電機就不需要按照最大負荷來設定,只需要設定平均負荷,也就是說發電主要是提供能量,不是提供功率,就是對發電機來講是提供能量平衡,而功率平衡主要是靠儲能。因為儲能的功率可以很大,電池的峰值功率很大,可以1C、2C、4C放電。因此,有儲能就不需要搞那么多電網,也不需要搞那么多的配電網,從而大大降低成本,就像燃料電池最大功率是200千瓦,但是平均功率50千瓦就夠了,電網也是一樣的道理。

      如果說儲能是能源革命的核心,而氫能就是集中式儲能的最佳載體,電池和電動汽車是分布式儲能的最佳選擇。把這些分布式的能源通過智慧能源的方式連起來,形成能源互聯網。電動汽車既是終端用能的負荷,又可以往電網回饋能源,形成互動。這是未來能源體系的一個基本理念,新能源汽車需要清潔能源,也可以推動能源變革。
      氫能是能源革命的前沿技術
      氫能可以有各種各樣的方式制氫,但是歐陽明高認為,對中國而言,氫能的來源主體應該是可再生能源。

      “各個國家的國情是不一樣的。日本氫能的主要來源是進口,因為沒有地方搞分布式能源。而進口能源對日本來講是最好的方式,是無碳的精品能源,所以日本要搞氫能社會。中國要因地制宜制氫,氫能是依靠我們自身的可再生能源,這是不一樣的?!?/span>

      可再生能源大規模應用的瓶頸在儲能,傳統的儲能方式已經不能滿足可再生能源發展的需要?,F在有各種各樣的儲能方式,例如壓縮空氣、抽水蓄能等。歐陽明高個人認為最終的集中儲能就是氫能,氫能制取之后也可以直接進入天然氣管道,這是集中式、大規模、長時間可再生能源儲存的最佳方式。而電池是支撐分布式可再生能源大規模發展的一個重要途徑。

      中國現在已經有2000多輛燃料電池車和12座加氫站。未來幾年預計會大力發展,張家口在冬奧會之前就會建幾十座,未來氫能燃料電池車主要是商用車,出租、公交、物流、長途卡車是主要的應用方式。


      氫能是整個能源技術的前沿領域,而不僅僅是汽車技術前沿領域。如果僅僅把氫能理解為汽車技術,就比較狹窄了,我們必須把它理解為整個能源技術革命的一個前沿技術,這也是國家發改委在能源技術革命行動計劃中對氫能的規劃。

      歐陽明高認為必須從能源革命的層次來看氫能,而不是從電動車革命的角度,那只是它的一個分支和一個突破口。

      新一代光伏技術

      太陽能光伏電池的成本在快速下降,平價已經不遠了,其實電網側已經可以平價了,只是在用戶側還不能實現平價,這也主要是中國煤電規模太大了,新舊動能轉化的時候遇到的阻力,歐陽明高認為這是非技術原因造成的。

      在太陽能方面,中國制造是其中最大的優勢,現在國外沒辦法在光伏方面跟中國競爭,70%以上份額屬于中國。這是優勢,必須要發揮。


      近兩年,分布式光伏又成為一股新的力量。歐陽明高認為光伏最好是分布式的,而且分布式光伏和分布式儲能結合是最好的一種方式?,F在分布式光伏發電很快,因為分布式光伏是直接跟用戶打交道,是市場化的,跟集中式光伏不一樣。集中式光伏上網必須通過國家電網,而分布式光伏是用戶側,很多是市場因素,可以走進千家萬戶,而不是一個企業所能壟斷的。只要有壟斷,成本一定會高,而且應用的規模就一定不大。如果面對的是千家萬戶,是市場化、國際化、競爭性的,那么成本一定快速下降,而且應用規模就像車一樣迅速擴大。


      光伏還會進一步發展。從理論上講,下一步是30%的效率,以前都是10%,現在已經都是20%了,理論是33%?,F在我們要把這兩種比較高的,單晶25%和鈣鈦礦22%,結合起來往30%走。下一步即將進入光伏研究的目標,就是要做到30%。如果能達到30%的效率,那么車上也可以用光伏,這個用量是非常大的,這就是下一步的新一代光伏技術。

      電池成本會到降到100美元/千瓦時

      鋰離子電池跟光伏電池一樣,也是中國的優勢。從“十五”、“十一五”、“十二五”到“十三五”,比能量不斷提升,成本在不斷降低,只要是汽車用成本就不可能高,所以下降的速度超出想象,同時中國已經在這方面處于國際的前列。

      2017年全球動力電池裝機前10名有7名在中國,中國優勢已經凸顯。動力電池方面,現在中、日、韓是第一的,美國和歐洲基本上沒有電池產業,現在光伏也沒有,鋰離子電池產業也沒有,這是中國的優勢。

      同時,電池成本下降是趨勢,最終會到100美元/千瓦時。100美元/千瓦時也就是三五年的時間,100美元/千瓦時只是指高性能電池,現在經濟性電池已經達到這個目標,而電池的應用規模還有十幾倍、幾十倍的潛力,大家想象一下這是多大一個空間。這是電池成本下降的速度,這是它達到這個成本的一個時間,2025年之前將會全面的達到這個目標,這將不僅在車上使用得到迅速的發展,而且在儲能方面將會全面的取代其他儲能方式,因為成本方面其他儲能方式沒法跟化學電池競爭。由于車的應用,使這種電池的成本大幅度下降,這是其他的儲能方式無法比擬的。


      現在美國和澳大利亞的大型儲能電站也都是鋰離子電池,主要是特斯拉在做儲能電池?,F在最便宜的電池是磷酸鐵鋰電池,磷酸鐵鋰也是中國特色。三元電池因為鈷要進口,而磷酸鐵鋰全都是中國資源,現在的成本已經是7毛/瓦時,也就是說已經接近100美元/千瓦時,就算是三元電池由于材料漲價進口會有些問題,但是磷酸鐵鋰電池一定可以保底。

      車和能源是一個大系統

      展望2030年,中國的分布式光伏、儲能電池、氫燃料電池、電動汽車將會相互需要、四位一體。

      簡單就儲能電池來看,2030年車上的儲能電池會達到50億瓦時以上。因為大概是1億輛車,再加上充電也要儲能電池等等,100億瓦時沒有問題。

      現在全國一天電消費量是140億瓦時,就是說電池儲能的容量相當于接近一天全國的用電量。如果從功率的角度來講就更不得了。100億瓦時,就算1C放電也是100億千瓦,而現在中國的裝機容量只有17億千瓦,所以大家想想這是什么概念。我們很快在10年之內就會看到這樣的景象,所以必須從源頭來抓。

      正是基于這樣的理念,我們才建設了清華汽車樓的光、電、氫一體化微網試驗系統。因為車下的微網系統跟車上燃料電池系統是一樣的,都是直流微網;因為車和電池都是直流的,所以電網可以極大地簡化。同時車網可以互通,車既可以充電也可以放電。因為燃料電池可以作為發電站,燃料電池車可以作為移動發電站,所以交通能源跟固定能源已經一體化了,所以不再區分是車還是能源,車和能源是一個大系統。

      與此同時,智能化方面還會有智能制造和工業互聯網等,現在也是風起云涌,這方面的人工智能比無人駕駛會簡單得多,因此會首先展開。我想首先可能是智慧能源,比如現在區塊鏈都已經在智慧能源中使用,然后是工業互聯網。生產過程比無人駕駛簡單一個數量級以上,肯定會率先獲得突破。

      將來的車由于工業互聯網和智能制造會徹底的改變。燃料電池汽車和電動汽車就是這樣一個平臺,材料會越來越輕量化,使車身可以有五花八門的變化,同樣一輛車可以有五個車身,可以隨意在家里更換,能夠帶來一場車的革命。所以將來人人開的車可能都不一樣,不是批量生產而都是個性化的,根據不同的場合可能會換不同的車身。

      接下來是自動駕駛與車輛互聯網,初期可能還是輔助駕駛、自動泊車、緊急制動以及自動避撞這樣的功能。相比歐美,無人駕駛汽車在中國的場景是最復雜、最難的。無人駕駛汽車在人工智能革命中又是最難的,無人駕駛汽車在中國,短途會遇到城市交通復雜問題,長途會遇到高鐵的競爭。因為長途無人駕駛不就像坐高鐵一樣嘛,所以會遇到這樣的問題。

      歐陽明高總結道,現在電動化在持續地進步,下一步要盯的是新能源,就算智能化也盯的是智慧能源,最后才是真正的自動駕駛。時間節點會在哪里呢?歐陽明高認為全球在2030年、中國在2025年會是一個關鍵節點?,F在的新能源汽車是1.0版(2015-2025),新能源汽車結合可再生能源是2.0版(2020-2030),再結合人工智能革命是3.0版(2025-2035),估計在2035年左右這些都將會實現。

      轉自 旺材電動車
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