关于我们

       在2021年度中国电动车百人会论坛上,欧阳明高院士做了《面向碳中和的新能源汽车创新与发展》的报告,演讲中详细讲解了储能、氢能与可再生能源发展关系。



        一、能源革命与时代机遇


       近代以来,世界科技与经济的发展与能源革命息息相关。每次能源革命都是先发明的动力装置和交通工具,然后带动对能源资源的开发利用,并引发工业革命。


       第一次能源革命,英国超过荷兰。动力是蒸汽机,能源载体是煤炭,交通工具是火车;


       第二次能源革命,美国超过英国。动力是内燃机,能源载体是石油和天然气,交通工具是汽车;


       现在我们正处于三次能源革命过程中,动力是电池,能源是可再生能源,我们的能源载体是是电和氢,交通工具就是电动汽车。这一次也许是中国的机会。


    

        二、能源存储载体是关键


       第一、二次能源革命的转化,能源载体已由煤炭转向石油;而目前第三次能源革命,未真正建立起能源载体。“电”存在在电网中,以光速传播,传统电力系统没有电能存储环节,传统电力系统的存储介质本质上是电厂的一次能源。所以发展电能存储才能真正完成第三次能源革命。


       目前电能存储以电化学为主。中国动力(储能)电池技术创新的模式已经从政府驱动导向市场驱动再到商业模式驱动。


       电池材料在不断创新。我们要平衡比能量、寿命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指标。除材料外,电池系统结构也在不断创新。辅以电池单体材料的改进,成为近年来中国动力电池技术创新的鲜明特征。近年来三元电池比能量提升,所以近期出现了一系列的新结构。



       氢,既是一种能源,也是作为一种能量存储载体,因为可以通过氢燃料电池和电解制氢实现氢能与电能互相转化。同时,氢也是未核聚变的主要原料。


       未来十年左右燃料电池系统成本将下降80%以上,与过去十年锂离子电池成本下降过程类似,将从2020年的5000元/kW下降到2030年的600元/kW,从目前来看是可以实现的。


       车载储氢成本会比燃料电池系统成本下降速度慢一些,预计到2025年每公斤储氢瓶的价格下降到3000元。



        三、低碳化智慧能源新要求


       第三次能源革命,我们要实现低碳化智慧能源,有以下五大支柱。

 

       第一,可再生能源转型。根据中国科学院制定的中国至2050能源路线图,本世纪前半叶,以光伏、风电为代表的可再生能源快速发展、全面渗透到能源体系。


       第二,集中式发电转向分布式发电,微电网成为主干电网的重要补充。这也是可再生能源大规模接入的重要保证。


       第三,在发展化学能电池以存储电能,同时用氢气作为载体存储间歇式能源。


       第四,发展能源互联网技术,把分布式能源连起来。


       第五,电动汽车成为用能储能并回馈能源的终端。这是能源革命的五大职责,所以电动汽车电池氢能是新能源革命的重要组成部分,不是孤立的。习主席提出3060低碳发展目标和能源革命的重大战略。中国的光伏和风电在全球是有优势的,现在已经具备大规模推广的条件,需要靠电池氢能来解决。只有同步实施化学能电池和氢燃料电池发展,并协调动力电池与储能电池,才能适应新的革命。只有实现新能源革命才能实现中国碳中和。



       四、能源系统智能化新趋势


       未来十年智慧能源与绿色交通生态的建设大概有两个组合,一个“黄金”组合就是分布式光伏+电池+电动汽车+物联网+去中心化管理,还有一个“白银”组合就是集中式的远距离的风电与光伏+氢能+燃料电池汽车+物联网+去中心化管理。


       原则上来讲,对于商业目的的共享车、出租车来说,换电是一个不错的商业模式。换电的最佳应用场景是电动中重卡。这种中重卡采用充换电站一体化,就是轿车超级快充,中重卡快速换电,两个建设在一块,换电的电池给轿车放电,而不是从电网去充电。所以最终的微网形态将是“光、储、充、换”多能互补一体化的微网系统。


       当然,最终还要加氢,因为要有个基础能源载体。