完成能源轉(zhuǎn)型、實(shí)現(xiàn)綠色低碳發(fā)展，已成為中國(guó)乃至全世界的共識(shí)。氫能以其來(lái)源多樣、清潔無(wú)污染、能量密度大、可再生、易存儲(chǔ)、用途廣泛等優(yōu)點(diǎn)，被視為全球能源向可持續(xù)發(fā)展轉(zhuǎn)型的主要路徑之一，在大規(guī)模可再生能源整合和終端應(yīng)用脫碳方面潛力巨大。

中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高近日在第一屆中國(guó)張家口氫能與可再生能源論壇上闡述了對(duì)氫能與再生能源發(fā)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(dòng)能源變革，在電動(dòng)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(guān)鍵轉(zhuǎn)折點(diǎn)，屆時(shí)中國(guó)將迎來(lái)新能源智能化電動(dòng)汽車時(shí)代。

中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)、中國(guó)科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高

對(duì)“三場(chǎng)革命”的基本看法

“現(xiàn)在的電動(dòng)車革命應(yīng)該說(shuō)是一場(chǎng)真正的革命，并不是一個(gè)泡沫，電動(dòng)汽車已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化，與現(xiàn)在特別時(shí)髦的無(wú)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(dòng)汽車發(fā)展不是這樣的，已經(jīng)不可逆轉(zhuǎn)。”歐陽(yáng)明高認(rèn)為，在電動(dòng)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(lái)的要更加早一點(diǎn)。

一般意義的車聯(lián)網(wǎng)和輔助駕駛技術(shù)不算革命，那是傳統(tǒng)汽車電子的發(fā)展，無(wú)人駕駛汽車是基于人工智能的革命，但人工智能革命現(xiàn)在還處于初期，而無(wú)人駕駛汽車是人工智能革命中最難的一個(gè)領(lǐng)域，所以在電動(dòng)汽車革命之后，馬上要帶動(dòng)的是新能源革命，就是可再生能源革命。

對(duì)于中國(guó)而言，太需要能源革命，轉(zhuǎn)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(zhuǎn)向以油氣為主，這對(duì)中國(guó)的發(fā)展不利，因?yàn)樾枰蕾噰?guó)外，風(fēng)險(xiǎn)非常高。中國(guó)最有可能轉(zhuǎn)向以可再生能源為主的煤、油、氣多元并舉的局面。

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

儲(chǔ)能會(huì)帶來(lái)真正的能源革命

實(shí)現(xiàn)能源革命有五大支柱，第一是向可再生能源轉(zhuǎn)型(尤其是發(fā)電)，要全面實(shí)現(xiàn)可再生能源發(fā)電，這在中國(guó)實(shí)現(xiàn)的時(shí)間不會(huì)太晚，應(yīng)該說(shuō)推進(jìn)起來(lái)速度會(huì)很快。第二是把建筑轉(zhuǎn)化為微型發(fā)電廠，即分布式可再生能源。第三是用氫氣、電池等技術(shù)來(lái)存儲(chǔ)間歇式能源。第四是發(fā)展能源(電能)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。第五是電動(dòng)汽車成為用能、儲(chǔ)能并回饋能源終端。

可再生能源大規(guī)模使用的瓶頸就是儲(chǔ)能，儲(chǔ)能會(huì)帶來(lái)真正的能源革命。

不僅可再生能源需要儲(chǔ)能，大電網(wǎng)也需要儲(chǔ)能，就像燃料電池系統(tǒng)加上儲(chǔ)能電池的混合動(dòng)力一樣。如果有了儲(chǔ)能，燃料電池汽車能夠發(fā)電，相當(dāng)于發(fā)電廠，車的工況相當(dāng)于電網(wǎng)的一個(gè)終端負(fù)荷，這個(gè)負(fù)荷是經(jīng)常變化的，但是傳統(tǒng)上由于沒(méi)有儲(chǔ)能，必須按照最大的負(fù)荷來(lái)設(shè)計(jì)它的容量，就像城里的公交車，最大功率200千瓦，發(fā)動(dòng)機(jī)就得選200千瓦，電網(wǎng)也是如此。而且，為了防止電網(wǎng)出現(xiàn)問(wèn)題，還得有保險(xiǎn)的容量，所有電廠都需要儲(chǔ)備發(fā)電機(jī)組，隨時(shí)應(yīng)對(duì)可能出現(xiàn)的波峰。

但是如果有了儲(chǔ)能，就像燃料電池系統(tǒng)里加上儲(chǔ)能電池之后，發(fā)電機(jī)就不需要按照最大負(fù)荷來(lái)設(shè)定，只需要設(shè)定平均負(fù)荷，也就是說(shuō)發(fā)電主要是提供能量，不是提供功率，就是對(duì)發(fā)電機(jī)來(lái)講是提供能量平衡，而功率平衡主要是靠?jī)?chǔ)能。因?yàn)閮?chǔ)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(chǔ)能就不需要搞那么多電網(wǎng)，也不需要搞那么多的配電網(wǎng)，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(wǎng)也是一樣的道理。

如果說(shuō)儲(chǔ)能是能源革命的核心，而氫能就是集中式儲(chǔ)能的最佳載體，電池和電動(dòng)汽車是分布式儲(chǔ)能的最佳選擇。把這些分布式的能源通過(guò)智慧能源的方式連起來(lái)，形成能源互聯(lián)網(wǎng)。電動(dòng)汽車既是終端用能的負(fù)荷，又可以往電網(wǎng)回饋能源，形成互動(dòng)。這是未來(lái)能源體系的一個(gè)基本理念，新能源汽車需要清潔能源，也可以推動(dòng)能源變革。

氫能是能源革命的前沿技術(shù)

氫能可以有各種各樣的方式制氫，但是歐陽(yáng)明高認(rèn)為，對(duì)中國(guó)而言，氫能的來(lái)源主體應(yīng)該是可再生能源。

“各個(gè)國(guó)家的國(guó)情是不一樣的。日本氫能的主要來(lái)源是進(jìn)口，因?yàn)闆](méi)有地方搞分布式能源。而進(jìn)口能源對(duì)日本來(lái)講是最好的方式，是無(wú)碳的精品能源，所以日本要搞氫能社會(huì)。中國(guó)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。”

可再生能源大規(guī)模應(yīng)用的瓶頸在儲(chǔ)能，傳統(tǒng)的儲(chǔ)能方式已經(jīng)不能滿足可再生能源發(fā)展的需要。現(xiàn)在有各種各樣的儲(chǔ)能方式，例如壓縮空氣、抽水蓄能等。歐陽(yáng)明高個(gè)人認(rèn)為最終的集中儲(chǔ)能就是氫能，氫能制取之后也可以直接進(jìn)入天然氣管道，這是集中式、大規(guī)模、長(zhǎng)時(shí)間可再生能源儲(chǔ)存的最佳方式。而電池是支撐分布式可再生能源大規(guī)模發(fā)展的一個(gè)重要途徑。

中國(guó)現(xiàn)在已經(jīng)有2000多輛燃料電池車和12座加氫站。未來(lái)幾年預(yù)計(jì)會(huì)大力發(fā)展，張家口在冬奧會(huì)之前就會(huì)建幾十座，未來(lái)氫能燃料電池車主要是商用車，出租、公交、物流、長(zhǎng)途卡車是主要的應(yīng)用方式。

氫能是整個(gè)能源技術(shù)的前沿領(lǐng)域，而不僅僅是汽車技術(shù)前沿領(lǐng)域。如果僅僅把氫能理解為汽車技術(shù)，就比較狹窄了，我們必須把它理解為整個(gè)能源技術(shù)革命的一個(gè)前沿技術(shù)，這也是國(guó)家發(fā)改委在能源技術(shù)革命行動(dòng)計(jì)劃中對(duì)氫能的規(guī)劃。

歐陽(yáng)明高認(rèn)為必須從能源革命的層次來(lái)看氫能，而不是從電動(dòng)車革命的角度，那只是它的一個(gè)分支和一個(gè)突破口。

新一代光伏技術(shù)

太陽(yáng)能光伏電池的成本在快速下降，平價(jià)已經(jīng)不遠(yuǎn)了，其實(shí)電網(wǎng)側(cè)已經(jīng)可以平價(jià)了，只是在用戶側(cè)還不能實(shí)現(xiàn)平價(jià)，這也主要是中國(guó)煤電規(guī)模太大了，新舊動(dòng)能轉(zhuǎn)化的時(shí)候遇到的阻力，歐陽(yáng)明高認(rèn)為這是非技術(shù)原因造成的。

在太陽(yáng)能方面，中國(guó)制造是其中最大的優(yōu)勢(shì)，現(xiàn)在國(guó)外沒(méi)辦法在光伏方面跟中國(guó)競(jìng)爭(zhēng)，70%以上份額屬于中國(guó)。這是優(yōu)勢(shì)，必須要發(fā)揮。

近兩年，分布式光伏又成為一股新的力量。歐陽(yáng)明高認(rèn)為光伏最好是分布式的，而且分布式光伏和分布式儲(chǔ)能結(jié)合是最好的一種方式。現(xiàn)在分布式光伏發(fā)電很快，因?yàn)榉植际焦夥侵苯痈脩舸蚪坏溃鞘袌?chǎng)化的，跟集中式光伏不一樣。集中式光伏上網(wǎng)必須通過(guò)國(guó)家電網(wǎng)，而分布式光伏是用戶側(cè)，很多是市場(chǎng)因素，可以走進(jìn)千家萬(wàn)戶，而不是一個(gè)企業(yè)所能壟斷的。只要有壟斷，成本一定會(huì)高，而且應(yīng)用的規(guī)模就一定不大。如果面對(duì)的是千家萬(wàn)戶，是市場(chǎng)化、國(guó)際化、競(jìng)爭(zhēng)性的，那么成本一定快速下降，而且應(yīng)用規(guī)模就像車一樣迅速擴(kuò)大。

光伏還會(huì)進(jìn)一步發(fā)展。從理論上講，下一步是30%的效率，以前都是10%，現(xiàn)在已經(jīng)都是20%了，理論是33%。現(xiàn)在我們要把這兩種比較高的，單晶25%和鈣鈦礦22%，結(jié)合起來(lái)往30%走。下一步即將進(jìn)入光伏研究的目標(biāo)，就是要做到30%。如果能達(dá)到30%的效率，那么車上也可以用光伏，這個(gè)用量是非常大的，這就是下一步的新一代光伏技術(shù)。

電池成本會(huì)到降到100美元/千瓦時(shí)

鋰離子電池跟光伏電池一樣，也是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)。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(shí)中國(guó)已經(jīng)在這方面處于國(guó)際的前列。

2017年全球動(dòng)力電池裝機(jī)前10名有7名在中國(guó)，中國(guó)優(yōu)勢(shì)已經(jīng)凸顯。動(dòng)力電池方面，現(xiàn)在中、日、韓是第一的，美國(guó)和歐洲基本上沒(méi)有電池產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在光伏也沒(méi)有，鋰離子電池產(chǎn)業(yè)也沒(méi)有，這是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)。

同時(shí)，電池成本下降是趨勢(shì)，最終會(huì)到100美元/千瓦時(shí)。100美元/千瓦時(shí)也就是三五年的時(shí)間，100美元/千瓦時(shí)只是指高性能電池，現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)性電池已經(jīng)達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，而電池的應(yīng)用規(guī)模還有十幾倍、幾十倍的潛力，大家想象一下這是多大一個(gè)空間。這是電池成本下降的速度，這是它達(dá)到這個(gè)成本的一個(gè)時(shí)間，2025年之前將會(huì)全面的達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，這將不僅在車上使用得到迅速的發(fā)展，而且在儲(chǔ)能方面將會(huì)全面的取代其他儲(chǔ)能方式，因?yàn)槌杀痉矫嫫渌麅?chǔ)能方式?jīng)]法跟化學(xué)電池競(jìng)爭(zhēng)。由于車的應(yīng)用，使這種電池的成本大幅度下降，這是其他的儲(chǔ)能方式無(wú)法比擬的。

現(xiàn)在美國(guó)和澳大利亞的大型儲(chǔ)能電站也都是鋰離子電池，主要是特斯拉在做儲(chǔ)能電池。現(xiàn)在最便宜的電池是磷酸鐵鋰電池，磷酸鐵鋰也是中國(guó)特色。三元電池因?yàn)殁捯M(jìn)口，而磷酸鐵鋰全都是中國(guó)資源，現(xiàn)在的成本已經(jīng)是7毛/瓦時(shí)，也就是說(shuō)已經(jīng)接近100美元/千瓦時(shí)，就算是三元電池由于材料漲價(jià)進(jìn)口會(huì)有些問(wèn)題，但是磷酸鐵鋰電池一定可以保底。

車和能源是一個(gè)大系統(tǒng)

展望2030年，中國(guó)的分布式光伏、儲(chǔ)能電池、氫燃料電池、電動(dòng)汽車將會(huì)相互需要、四位一體。

簡(jiǎn)單就儲(chǔ)能電池來(lái)看，2030年車上的儲(chǔ)能電池會(huì)達(dá)到50億瓦時(shí)以上。因?yàn)榇蟾攀?億輛車，再加上充電也要儲(chǔ)能電池等等，100億瓦時(shí)沒(méi)有問(wèn)題。

現(xiàn)在全國(guó)一天電消費(fèi)量是140億瓦時(shí)，就是說(shuō)電池儲(chǔ)能的容量相當(dāng)于接近一天全國(guó)的用電量。如果從功率的角度來(lái)講就更不得了。100億瓦時(shí)，就算1C放電也是100億千瓦，而現(xiàn)在中國(guó)的裝機(jī)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(nèi)就會(huì)看到這樣的景象，所以必須從源頭來(lái)抓。

正是基于這樣的理念，我們才建設(shè)了清華汽車樓的光、電、氫一體化微網(wǎng)試驗(yàn)系統(tǒng)。因?yàn)檐囅碌奈⒕W(wǎng)系統(tǒng)跟車上燃料電池系統(tǒng)是一樣的，都是直流微網(wǎng);因?yàn)檐嚭碗姵囟际侵绷鞯模噪娋W(wǎng)可以極大地簡(jiǎn)化。同時(shí)車網(wǎng)可以互通，車既可以充電也可以放電。因?yàn)槿剂想姵乜梢宰鳛榘l(fā)電站，燃料電池車可以作為移動(dòng)發(fā)電站，所以交通能源跟固定能源已經(jīng)一體化了，所以不再區(qū)分是車還是能源，車和能源是一個(gè)大系統(tǒng)。

與此同時(shí)，智能化方面還會(huì)有智能制造和工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等，現(xiàn)在也是風(fēng)起云涌，這方面的人工智能比無(wú)人駕駛會(huì)簡(jiǎn)單得多，因此會(huì)首先展開(kāi)。我想首先可能是智慧能源，比如現(xiàn)在區(qū)塊鏈都已經(jīng)在智慧能源中使用，然后是工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)。生產(chǎn)過(guò)程比無(wú)人駕駛簡(jiǎn)單一個(gè)數(shù)量級(jí)以上，肯定會(huì)率先獲得突破。

將來(lái)的車由于工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和智能制造會(huì)徹底的改變。燃料電池汽車和電動(dòng)汽車就是這樣一個(gè)平臺(tái)，材料會(huì)越來(lái)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(gè)車身，可以隨意在家里更換，能夠帶來(lái)一場(chǎng)車的革命。所以將來(lái)人人開(kāi)的車可能都不一樣，不是批量生產(chǎn)而都是個(gè)性化的，根據(jù)不同的場(chǎng)合可能會(huì)換不同的車身。

接下來(lái)是自動(dòng)駕駛與車輛互聯(lián)網(wǎng)，初期可能還是輔助駕駛、自動(dòng)泊車、緊急制動(dòng)以及自動(dòng)避撞這樣的功能。相比歐美，無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)的場(chǎng)景是最復(fù)雜、最難的。無(wú)人駕駛汽車在人工智能革命中又是最難的，無(wú)人駕駛汽車在中國(guó)，短途會(huì)遇到城市交通復(fù)雜問(wèn)題，長(zhǎng)途會(huì)遇到高鐵的競(jìng)爭(zhēng)。因?yàn)殚L(zhǎng)途無(wú)人駕駛不就像坐高鐵一樣嘛，所以會(huì)遇到這樣的問(wèn)題。

歐陽(yáng)明高總結(jié)道，現(xiàn)在電動(dòng)化在持續(xù)地進(jìn)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(dòng)駕駛。時(shí)間節(jié)點(diǎn)會(huì)在哪里呢?歐陽(yáng)明高認(rèn)為全球在2030年、中國(guó)在2025年會(huì)是一個(gè)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)。現(xiàn)在的新能源汽車是1.0版(2015-2025)，新能源汽車結(jié)合可再生能源是2.0版(2020-2030)，再結(jié)合人工智能革命是3.0版(2025-2035)，估計(jì)在2035年左右這些都將會(huì)實(shí)現(xiàn)。