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歐陽(yáng)明高:氫能燃料電池汽車(chē)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)
圖為中國(guó)科學(xué)院院士,,清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高
新華網(wǎng)北京7月24日電 24日,氫能發(fā)展戰(zhàn)略研討會(huì)在中國(guó)石化集團(tuán)公司(下稱“中國(guó)石化”)舉辦,。中國(guó)科學(xué)院院士,,清華大學(xué)教授歐陽(yáng)明高發(fā)表了以“氫能燃料電池汽車(chē)發(fā)展機(jī)遇與挑戰(zhàn)”為主題的演講。
歐陽(yáng)明高稱,中國(guó)氫能燃料電池的開(kāi)發(fā)是從新能源汽車(chē)開(kāi)始,,新能源汽車(chē)在國(guó)家科技研發(fā)計(jì)劃的推動(dòng)下形成戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè),,下一步新能源汽車(chē)的電氣化還會(huì)持續(xù)發(fā)展。電池扁平化了,,會(huì)帶來(lái)設(shè)計(jì)制造的革命,,同時(shí),智能化也會(huì)讓車(chē)不僅僅是交通工具,,還是能源裝置智能終端,,將來(lái)汽車(chē)企業(yè)做做車(chē)身就像做衣服一樣,電機(jī),、電池是普遍可以拿到的,,并不是誰(shuí)獨(dú)有的,這就會(huì)帶來(lái)整個(gè)汽車(chē)設(shè)計(jì)制造的變革,。
他稱,我國(guó)汽車(chē)動(dòng)力電池能量密度已經(jīng)達(dá)到300瓦時(shí)/公斤,,已經(jīng)取得了全方位技術(shù)突破,。2025年汽車(chē)動(dòng)力電池能量密度或可達(dá)到400瓦時(shí)/公斤,2030年之后可以達(dá)到500瓦時(shí)/公斤,。氫能燃料電池技術(shù)也取得了一定程度的突破,。
動(dòng)力電池是分布式、短周期,、高頻率儲(chǔ)能非常好的選擇,,在車(chē)下儲(chǔ)存氫能的成本比儲(chǔ)電要低一個(gè)數(shù)量級(jí),尤其是利用地下廢棄礦,,可以大規(guī)模,、長(zhǎng)周期儲(chǔ),也可以用船來(lái)運(yùn)輸,,也可以和儲(chǔ)電互補(bǔ),。同時(shí),氫能的運(yùn)儲(chǔ)方式比較靈活,,氫是集中式可再生能源大規(guī)模,、長(zhǎng)周期儲(chǔ)存的最佳途徑,一但可再生能源成本降低,,比如:0.1元一度電,,儲(chǔ)存成本在總成本中占的比例最大,其就具備了優(yōu)勢(shì),。
燃料電池大規(guī)模發(fā)展之后就會(huì)促進(jìn)質(zhì)子交換膜電解水成本的下降,,進(jìn)而促進(jìn)制氫成本下降。他稱,氫能制氫技術(shù)革命性突破或許還得靠燃料電池技術(shù),,以及氫安全技術(shù),。
在全鏈條能效分析上,基于化石能源而言,,油電混合動(dòng)力是效率最高的,,天然氣重整制氫的燃料電池效率也很高;基于可再生能源而言,,未來(lái)動(dòng)力選擇是純電動(dòng),,或發(fā)完電制氫做燃料電池,以及制完氫后再把空氣中二氧化碳捕捉起來(lái)再做成合成燃料,、合成的汽柴油,,繼續(xù)用于內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)。
在氫燃料電池和純電動(dòng)車(chē)輛成本比較方面,,歐陽(yáng)明高估計(jì),,2025年,續(xù)航里程超過(guò)500-600公里,,氫燃料電池才具有優(yōu)勢(shì),;從體積方面而言,燃料電池車(chē)的體積比純電動(dòng)車(chē)大,,純電動(dòng)汽車(chē)體積可以做的極小,,而轎車(chē)是對(duì)體積要求最嚴(yán)格的一種車(chē)型。
他稱,,氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)更適合長(zhǎng)途大型高速重載替代柴油機(jī),,而非替代汽油。從系統(tǒng)智能化角度看,,可再生能源出現(xiàn)后,,汽車(chē)上的混合動(dòng)力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)是一樣的,原先負(fù)荷和發(fā)電是直接關(guān)聯(lián)的,,現(xiàn)在中間多了一個(gè)儲(chǔ)能環(huán)節(jié),,所以發(fā)電只需要和平均負(fù)荷平衡就可以。
基于此,,形成了交通智慧能源,,即電動(dòng)汽車(chē)既是出行裝置也是能源裝置,還是智能終端,。這也是為什么現(xiàn)眾多ICT(信息技術(shù)通信)企業(yè)都進(jìn)入汽車(chē)行業(yè),,也就是說(shuō)汽車(chē)行業(yè)發(fā)展有兩個(gè)方向,一種是往ICT行業(yè)發(fā)展,,一種是往能源行業(yè)發(fā)展,,首先往能源行業(yè)發(fā)展的就是電池企業(yè),,比如特斯拉。
歐陽(yáng)明高稱,,目前國(guó)家電網(wǎng)正在推動(dòng)有序充電,,即自動(dòng)充電。未來(lái)還會(huì)實(shí)現(xiàn)車(chē)網(wǎng)互動(dòng),,即車(chē)可以給網(wǎng)放電,,網(wǎng)可以給車(chē)充電。他預(yù)計(jì)到2035年,,全世界汽車(chē)保有量約3億輛,,150億度電的使用將發(fā)生在車(chē)上,車(chē)一天只有10%的時(shí)間在行駛,,90%都可以用做儲(chǔ)能,。儲(chǔ)能可以通過(guò)區(qū)塊鏈共享,還可以和家庭,、建筑發(fā)生關(guān)系,,帶來(lái)革命性變化。
他介紹,,我國(guó)目前正在做光-儲(chǔ)-氫-充微網(wǎng)系統(tǒng),,下一步將推動(dòng)V2G(車(chē)輛到電網(wǎng))與V2H(汽車(chē)與智能家居),現(xiàn)在作直流電氣系統(tǒng),,電氣直流、電池直流,、充電直流,,遠(yuǎn)距離送電高壓直流,避免了中間的來(lái)回變化,,這將成為未來(lái)智慧城市的物質(zhì)基礎(chǔ),。
歐陽(yáng)明高稱:“我們認(rèn)為智慧能源的生態(tài)將會(huì)是一個(gè)黃金組合”,即分布式光伏+電池+電動(dòng)汽車(chē)+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈,,“還有一個(gè)白銀組合,,就是集中式風(fēng)電與光伏+氫能+燃料電池汽車(chē)+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈?!?/p>
他表示,,氫能戰(zhàn)略比燃料電池戰(zhàn)略更大更重要,更有合理性,,基于氫電能源系統(tǒng)正在研究探索新能源汽車(chē)技術(shù)路線,。 他稱,高壓儲(chǔ)氫的成本偏高,,每公斤目前約為6000元,,2025年可下降到2000-4000元,,最終2035年希望能下降到2000元錢(qián)以內(nèi),他強(qiáng)調(diào),,要注意儲(chǔ)氫的成本下降比燃料電池成本下降慢,,希望能源企業(yè)能加入解決這個(gè)問(wèn)題。同時(shí),,他也呼吁,,亟需能源央企戰(zhàn)略支撐我國(guó)氫燃料基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),包括制氫,、儲(chǔ)氫等,。
面向汽車(chē)應(yīng)用的氫能戰(zhàn)略,歐陽(yáng)明高呼吁聚焦綠氫,。他稱,,燃料電池汽車(chē)合理性取決于氫能,氫能的合理性取決于可再生能源轉(zhuǎn)型中大規(guī)模能量?jī)?chǔ)存與多元化利用需求,。10%的棄電可以滿足2025年燃料電池車(chē)用氫需求,,50%的棄電可以滿足2035年燃料電池汽車(chē)用氫需求。此外,,氫能輸運(yùn)要靈活,。他認(rèn)為,中國(guó)的長(zhǎng)途主干的電網(wǎng)是全球領(lǐng)先的,,但是我們的加氫管道還有提升空間,。
他表示,氫能燃料電池全鏈條技術(shù)經(jīng)濟(jì)性仍是挑戰(zhàn),,出路在于創(chuàng)新,,關(guān)鍵是技術(shù)創(chuàng)新。另一方面,,當(dāng)前市場(chǎng)突破口是棄風(fēng)棄光副產(chǎn)氫富余地區(qū),,盡量在當(dāng)?shù)鼐徒褂谩T诘统杀靖甙踩膬?chǔ)氫瓶能夠覆蓋的里程范圍內(nèi),,大力發(fā)展適合采用燃料電池深度混合的動(dòng)力車(chē)型,。地方政府要大力支持,大型能源企業(yè)要愿意建加氫站,。他總結(jié):主攻綠氫,,創(chuàng)新引領(lǐng),突破瓶頸,、示范先行,;安全為本,有序推進(jìn),。
編輯:付振強(qiáng)
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