鉅大LARGE | 點擊量：1672次 | 2019年06月26日
為什么要發(fā)展新能源汽車與燃料電池汽車？
2019年6月12日，氫能張家口建設(shè)規(guī)劃發(fā)布會暨UNDP授牌儀式氫能產(chǎn)業(yè)項目簽約會順利舉行。會上中國科學(xué)院院士、張家口氫能與可再生能源研究院首席科學(xué)家歐陽明高發(fā)表了主題演講。
從全球看，為什么要搞新能源汽車和新能源?很多人還是不理解的甚至是有不同看法的。借此機會我想解釋一下我們?yōu)槭裁匆阈履茉雌嚭托履茉础?/p>
從能源的交通發(fā)展趨勢看，全球有三個趨勢：第一個，電動化；第二個，低碳化；第三個，智能化。
從電動化的角度，大家知道，我們有油電混合動力電動汽車、純電動汽車、氫能燃料電池電動汽車，三種都屬于電動化。電動化是動力的革命，還不是能源源頭的革命。
動力電動化革命應(yīng)該說目前發(fā)展是很不錯的，而且技術(shù)在逐步趨于成熟，比如純電動車鋰離子電池應(yīng)該說是百年來電池技術(shù)的革命，因為他在十年內(nèi)性能提高2倍以上、成本降低80%以上，這就是一場革命。
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
我們中國是抓住了這個機遇，如果沒有這個電池的革命，我們今天的新能源汽車不可能是這樣大規(guī)模推廣。大家現(xiàn)在看外面，在北京20%的車都已經(jīng)是純電動汽車了。
另外一個很重要的，當然就是氫能燃料電池，燃料電池技術(shù)尤其是車用質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)，也取得了革命性的突破和進展。大家很熟悉的當然就是豐田的燃料電池技術(shù)，我相信在今后五年左右，燃料電池技術(shù)基本上會趨于成熟。
還有一種就是油電混合動力，我們也是不能忽視的，也將會在市場上占據(jù)重要位置，也不是說燃油車馬上就沒有了，他會以混合動力的形式在相當長的時間內(nèi)持續(xù)發(fā)展下去。
從動力革命來講，我們說三種誰好誰不好？真的還不好找太多理由出來，因為從效率的角度，這三種車都差不多，如果從全生命周期效率來講，混合動力汽車的效率、燃料電池汽車的效率和純電動汽車的效率，其實很難分出高下。
有時候會說氫能燃料電池效率最高，那是基于以天然氣為能源源頭，這樣算下來它的效率就是高的。但是如果我們換一種，如果我們把天然氣換成汽柴油肯定就不是了。
所以實際這三種電動化所相配的能源，也就是燃料，都有找到自己的最佳組合，都能夠最后達到一個相互之間基本差不多的效果，所以我們是很難比出來的。
要想把它比出來我們就要談到第二化，那就是能源低碳化。所謂低碳化的趨勢，就是要減排二氧化碳，二氧化碳減排的角度我們就不得不提到可再生能源，就是我們風(fēng)能、太陽能等，尤其是光伏的發(fā)展，應(yīng)該說是一場革命。
大家知道，現(xiàn)在光伏效率基本上都突破20%，下一代技術(shù)是朝30%進軍，發(fā)電的成本也與煤電不相上下了。
光伏不僅僅是集中式光伏，還可以是分布式光伏，現(xiàn)在分布式光伏其實發(fā)展的速度比集中式光伏要來得更快。我們中國是光伏的世界第一大國，70%的產(chǎn)能都在中國，這是中國的優(yōu)勢。
所以，可再生能源中國發(fā)展在全球處于一個很前列的位置。在低碳化方面，中國政府向全世界承諾，中國選擇低碳發(fā)展道路，所以領(lǐng)導(dǎo)人專門提出了能源生產(chǎn)與消費革命的戰(zhàn)略思想。
我想其中很重要的一點就是要能源的低碳化。如果我們把動力電動化與能源低碳化結(jié)合的話，那我們就能比出高低。因為只有配可再生能源，你才有可能實現(xiàn)真正的低碳或者近零碳排放。
在這個前提下我們就能發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池、燃料電池配可再生能源的時候優(yōu)勢凸顯。這中間，純電動汽車可能是更適合分布式可再生能源，尤其是我們鋰離子儲能電池跟分布式光伏，我個人認為是一個絕佳的搭配，在未來發(fā)展的空間非常大。
另外一塊，就是集中式可再生能源，比如說現(xiàn)在青海，可再生能源已經(jīng)可以提供全青海的發(fā)電量。我們很多可再生能源基地都建在內(nèi)蒙、青海這一帶，包括我們張家口，這一帶為什么適合建它呢?因為它光照時間長，相比我們東面來講，它發(fā)電時間長、成本更低，當然有輸送的問題。
對于這些可再生能源集中式基地，我們要用鋰離子電池來儲存并不是一個最佳選擇，相比之下，把它變成氫氣是一個全球認同的主要的可再生能源儲存手段，雖然有很多儲能手段，但是相比之下氫能是各方面比較具有優(yōu)勢的。
所以，可再生能源跟鋰離子電池和氫能燃料電池相結(jié)合有兩種途徑：分布式的儲能我們需要鋰離子電池和純電動汽車；集中式、長周期、大規(guī)模的儲能，我們需要氫能及燃料電池。
所以這樣我們汽車動力跟能源就連成了一個緊密的配合，可以實現(xiàn)我們的能源低碳化，這是關(guān)于低碳化的趨勢，這是為什么我們要搞新能源汽車。
還有一個現(xiàn)在非常熱的趨勢就是智能化，智能化其實一個更大的革命、更廣泛的一場革命，大家知道人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等等，是席卷全球的，各行各業(yè)都會。跟我們相關(guān)的，比如說自動駕駛，比如工業(yè)4.0，當然也包括我們的智慧能源、能源互聯(lián)網(wǎng)等等。
如果我們再聯(lián)系到我們的車，將來對于分布式的光伏和電動汽車，最好的前景就是會形成所謂的移動能源互聯(lián)網(wǎng)。
我們現(xiàn)在手機是一個移動的信息互聯(lián)網(wǎng)，將來我們的汽車也變成下一個巨大的終端，跟手機是完全一樣的，大家知道最近華為要進入汽車領(lǐng)域，一個方面是5G的發(fā)展給智能汽車提高網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支撐。
另外一方面是智能手機所有的東西都會在汽車上全方位使用，而且汽車是一個零部件更多、產(chǎn)值更大、更加綜合的系統(tǒng)。所以將來的汽車有可能就屬于ICT行業(yè)了，因為ICT變成了汽車的核心。
所以全球汽車行業(yè)正在流行所謂未來出行“新四化”電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，但其中的網(wǎng)聯(lián)化和共享化目前只強調(diào)了信息革命，沒有強調(diào)能源革命。
如果我們的所有的電動轎車只要停下來都接到智能電網(wǎng)或者由微網(wǎng)組成的能源互聯(lián)網(wǎng)上的話，那么我們儲能的規(guī)模將是無比巨大的，2030年之后，我們整個新能源汽車保有量要超過1億輛，車載電池總的能量將會超過60億度，這是很大的一個數(shù)字。
所以，通過智能化，能把我們的能源、交通、信息全方位的整合，也就是未來我們的社會將會是綠色、低碳、智能化的社會，整個經(jīng)濟將會全方位的轉(zhuǎn)型升級。我們要在這個大背景下來談我們的氫能燃料電池。
大家會說這個很遠，實際我們最近正在做《新能源汽車2035規(guī)劃》，按我個人對“2035”基本的判斷，“2035”包括我們混合動力汽車、純電動汽車、燃料電動汽車在內(nèi)基本上會占到絕對的主體，90%以上，當然包含了油電混合。
我們的智能化，比如說我們具有各種自動駕駛功能的汽車，也將會是全方位的。當然也包括我們能源的低碳化，也會是占到主體。
因為國家發(fā)改委公布的能源規(guī)劃，到2030年，我們非化石能源裝機就會到達50%，2035年將占裝機量主體。2030裝機量達到50%，但是發(fā)電量不會，我想2035發(fā)電量也會到50%，這是一個宏偉目標，但不是遙不可及的目標。
我們必須在這個大背景下看氫能，在這個大背景下定位我們的氫能，氫能是什么呢？氫能就是未來在可再生能源背景下的兩個主要能源載體之一，一個是電，一個就是氫，當然我相信電一定還是主體，氫不可能超過電。
現(xiàn)在我們談氫能，有時會把把氫能跟石油、天然氣、煤炭放在一塊，我覺得不是這樣，因為氫能只是一個能源的載體，是二次能源，不是一次能源。
這個前提下，我們來看氫燃料電池目前發(fā)展我們的機遇和挑戰(zhàn)是什么。我剛才說了，在大背景下我們能看到氫能的機遇，我最近正在主持做氫能燃料電池汽車的路線圖，我們2016年已經(jīng)發(fā)布了第一版，也是我主持的。
我們提出力爭2030年氫能燃料電池汽車的總保有量達到100萬，加氫站1000座，這是2016年，在當前的氫能熱潮下這個數(shù)字是不是太低了？我認為這個不算低。
但是，氫能不能僅僅從車的角度看，更不能僅僅從轎車的角度看，如果我們僅僅從轎車的角度來看氫能，這個故事是很難講圓的。
我們必須從能源的角度，從新能源的角度，從可再生能源發(fā)展的角度，來看待氫能，來看待它更廣闊的應(yīng)用，不僅僅是車，尤其不僅僅是轎車，在車里頭可能更多的是商用車，大家想想商用車100萬輛是非常大的。
我個人判斷鋰離子電池動力系統(tǒng)更多的是替代汽油機，氫燃料電池動力系統(tǒng)更多的是替代柴油機。
因此除了汽車之外，我們還有其他的，輪船、飛機、特種、火車等等都是需要的，當然還有發(fā)電，還有作業(yè)機械，所以它的范圍是很廣的，我們不能聚焦在轎車上，以為這個馬上就會把純電動轎車全部取代，我認為這是不大可能的，我們應(yīng)該從更廣闊的視野來看待氫能燃料電池。
關(guān)于氫能，我們現(xiàn)在遇到的挑戰(zhàn)是什么呢？燃料電池我剛才說了，問題不大，技術(shù)將會成熟。氫源我認為問題也不大，目前經(jīng)濟可行的氫源可以來自1000億度的棄風(fēng)棄光棄水，還有800萬噸的副產(chǎn)氫，氫源沒有問題。
那么挑戰(zhàn)在哪里？在氫的儲運，包括車載儲存和車下的儲運。找一個經(jīng)濟、高效、可行的儲運模式，這是我們目前的關(guān)鍵。
最近我們搞氫能燃料電池汽車路線圖，我們內(nèi)部開了很多研討會，就是專家層面也是很糾結(jié)。我們很多專家說氫看上去什么都好，是的，乍一看氫真的什么都好。但是氫能，你去做氫氣的時候就會遇到很多問題，因為它太輕了，技術(shù)的難度是比較大的。
我們的氫能科技應(yīng)該說目前是滯后于燃料電池的，我們現(xiàn)在使用的氫能工藝基本上都是50年至100年以前發(fā)明的，新的氫能科技，還沒有完全能夠成為我們主流的大規(guī)模推廣的應(yīng)用技術(shù)。
當然我們有很多新的基礎(chǔ)研究成果，比方剛才說我們光催化制氫等，但是還需要進一步的工程化、實用化、商業(yè)化。
目前車載儲運主流技術(shù)是國外從燃料電池轎車發(fā)展中優(yōu)選出來的高壓氣氫，就是70兆帕四型高壓儲氫瓶，這是全球公認的主流車載儲氫技術(shù)。
四型瓶相對三型瓶來講成本可以下降30%，而且全球的標準法規(guī)都圍繞這個方向制定了，但是，中國目前沒有這方面的成熟產(chǎn)品和相關(guān)標準法規(guī)。
中長期看，面向2030年，尤其是針對長途商用車我們要發(fā)展液態(tài)儲氫或者中壓深冷氣氫。至于車下的儲運，現(xiàn)在有固態(tài)的、液態(tài)的、氣態(tài)的三種。
固態(tài)的不談了，目前沒有找到主流的固態(tài)儲運技術(shù)。液態(tài)，氫液化，是我們要發(fā)展的，但是近期我們可能還很難大規(guī)模的依賴，這是我們要發(fā)展的，面向2030年我們要發(fā)展的。
我們近期主流的還是氣態(tài)，氣態(tài)的問題是，儲氫密度偏低，我們現(xiàn)在采用的是20兆帕的儲氫瓶，國外已經(jīng)發(fā)展了50兆帕、100兆帕，尤其是100兆帕，100兆帕的儲氫瓶到加氫站直接就可以往70兆帕氫瓶加注。
但是這個技術(shù)目前國內(nèi)還不具備，因為這對標準、安全方方面面提出了很高要求。
為什么國家遲遲不給四型瓶的頒布標準？第一，我們沒有成熟產(chǎn)品，第二，對安全的檢測評估還不到位。我們在這方面需要開放創(chuàng)新、整合全球資源，建立中國相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，這樣才有可能解決我們氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的一個中間瓶頸，這是關(guān)于氫能的。
上一篇：電池容易鼓包，別這樣做！
