2021年1月15-17日，第七屆中國電動汽車百人會(hui) 論壇以線上會(hui) 議形式召開。本屆論壇以“新發展格局與(yu) 汽車產(chan) 業(ye) 變革”為(wei) 主題，3天會(hui) 期內(nei) 組織了2場高層論壇和7場專(zhuan) 題會(hui) 議，廣泛邀請200餘(yu) 位來自政府部門、行業(ye) 組織、學術機構與(yu) 汽車、交通、能源、通訊、科技等企業(ye) 代表開展深入交流。中國電動汽車百人會(hui) 副理事長、中國科學院院士歐陽明高出席1月16日下午的高層論壇並發表題為(wei) 《麵向碳中和的betway在线官网汽車創新與(yu) 發展》的主旨演講。

圖 | 歐陽明高 中國電動汽車百人會(hui) 副理事長、中國科學院院士

　　歐陽明高發言核心觀點摘要：

　　◎ 迎接第三次能源革命和第四次工業(ye) 革命。一百多年前的第二次能源革命引發了馬車到汽車的大轉型和石油行業(ye) 的大繁榮。主要的轉型期從(cong) 1900年開始，大概經曆了25年左右。現在第三次能源革命就在眼前。我估計與(yu) 上次馬車到汽車的轉變類似，今後二三十年交通裝備與(yu) 能源化工相關(guan) 產(chan) 業(ye) 將發生百年未有之大變局。讓我們(men) 共同迎接第四次工業(ye) 革命，也就是以可再生能源為(wei) 基礎的綠色化和以數字網絡為(wei) 基礎的智能化。

　　以下為(wei) 歐陽明高發言整理：

　　2020年是betway在线官网汽車發展的一個(ge) 裏程碑意義(yi) 的年份。這一年betway在线官网汽車行業(ye) 峰回路轉，betway在线官网汽車規劃(2012-2020)目標任務圓滿收官。這一年，是betway在线官网汽車大規模進入家庭的元年，betway在线官网汽車從(cong) 政策驅動到市場驅動的轉折年，也是betway在线官网汽車利好發展政策紛紛出台的一年，尤其是習(xi) 主席提出2030碳達峰和2060碳中和的宏偉(wei) 目標，給betway在线官网汽車可持續發展注入強大動力。所以我想就這個(ge) 問題從(cong) 汽車動力與(yu) 能源革命的背景來看看中國betway在线官网汽車發展所處的曆史方位。

　　大家知道每次能源革命都是先發明了動力裝置和交通工具，然後帶動對能源資源的開發利用，並引發工業(ye) 革命。第一次能源革命，動力裝置是蒸汽機，能源是煤炭，交通工具是火車。第二次能源革命，動力裝置是內(nei) 燃機，能源是石油和天然氣，能源載體(ti) 是汽、柴油，交通工具是汽車。第一次是英國超過荷蘭(lan) ，第二次是美國超過英國。 現在正處於(yu) 第三次能源革命，動力裝置是各種電池。能源是可再生能源，能源載體(ti) 有兩(liang) 個(ge) ，電和氫，交通工具就是電動汽車。所以這一次也許是中國趕超的機會(hui) 。

　　那麽(me) 第四次工業(ye) 革命又是什麽(me) ?我個(ge) 人理解是以可再生能源為(wei) 基礎的綠色化和以數字網絡為(wei) 基礎的智能化。

　　下麵，我想從(cong) 能源與(yu) 工業(ye) 革命的視角從(cong) 三個(ge) 方麵來談betway在线官网汽車。第一，動力電動化的新進展，也就是電動車革命;第二，能源低碳化的新要求，這就是betway在线官网革命;第三，係統智能化的新趨勢，這是人工智能革命。

　　1、動力電動化的新進展

　　動力電動化在中國已經進行了20年，這些我們(men) 都很熟悉了。我要重點提的就是鋰離子電池的發明實現了蓄電池領域百年來的曆史性突破，一定要看到新一代車用動力電池和氫燃料電池等電化學能源係統的產(chan) 業(ye) 化是汽車動力百年來的曆史性突破。下麵我想談一下近年來在這方麵的一些新進展。

　　首先，中國純電動汽車動力電池的技術創新非常活躍。中國動力電池技術創新的模式已經從(cong) 政府主導向市場驅動轉型。從(cong) 行業(ye) 政治運作向企業(ye) 商業(ye) 運作的轉型。大家知道近期有很多發布會(hui) 都談到電池創新，這是正常的商業(ye) 運作，當然不能過度，過度就變成炒作了。

　　第二，中國電池材料研究處於(yu) 國際先進行列。但電池材料創新是厚積薄發的過程，是需要長努力的。因為(wei) 我們(men) 要平衡比能量、壽命、快充、安全、成本等相互矛盾的性能指標。如果某一位說他的車既能跑一千公裏，又能幾分鍾充完電，還特別地安全，而且成本還非常低，那大家不用相信，因為(wei) 這在目前是不可能同時達到的。值得一提的是，電池係統的結構創新輔以電池單體(ti) 材料的改進成為(wei) 近年來中國動力電池技術創新的鮮明特征。

　　我們(men) 采用工信部的電動車車型數據畫了一張圖。橫軸是電池係統的總能量，縱軸是續航裏程。可以看出車載電池包的總能量和相應的續航裏程在不斷提升，正在向千公裏續航裏程邁進。剛開始時三元動力電池還沒實現產(chan) 業(ye) 化，那時主要是磷酸鐵鋰電池，所以續航裏程偏低。後來體(ti) 積能量密度高的三元電池工業(ye) 化解決(jue) 了，車載電池能量大幅增加，電動轎車市場開始啟動，續航裏程增加了，但還不是特別高。近年來，三元電池比能量的提升，受到安全問題的限製沒有大幅增長，所以行業(ye) 轉向電池係統結構創新。

　　大家看圖中，紅色箭頭代表三元單體(ti) 電池性能，近年來通過補鋰、添矽，還有固液混合電解質等做了一些改進。目前三元方形電池能量密度可以達到300瓦時/公斤，采用固液混合電解質的軟包電池可以達到360瓦時/公斤，相當於(yu) 方形電池的320-330瓦時/公斤。現在磷酸鐵鋰電池補鋰、添矽後，也突破200瓦時/公斤。對於(yu) 乘用車而言，關(guan) 鍵是提升電池係統比能量，讓轎車的有限空間內(nei) 可以裝更多的電池。電池係統結構從(cong) 原先標準的355模組和590模組，進一步到寧德時代的CTP(單體(ti) 到電池包)無模組係統，尤其是比亞(ya) 迪的刀片電池無模組係統，通過電池結構創新大幅提升成組效率，單體(ti) 到係統比能量打折的比值，從(cong) 原先的0.4提到了0.6，也就是說單體(ti) 到係統的體(ti) 積成組效率從(cong) 40%增加到60%，提升了50%，這是一個(ge) 巨大的變化，使原來裝磷酸鐵鋰電池的轎車續航裏程不夠長的問題基本得到解決(jue) ，續航裏程可以做到600公裏。近期國軒又推出J2M，就是電池卷芯直接到模塊，這些都是中國企業(ye) 做的，是我們(men) 中國電池行業(ye) 引領國際電池技術發展的一個(ge) 重要標誌。

　　進一步向前發展，可能還有電池包直接作為(wei) 底盤的結構件(如刀片電池包)、或者單體(ti) 直接到車輛等。我認為(wei) 這些都有待進一步研究，創新潛力還比較大。

　　雖然一千公裏續航並不是我們(men) 追求的主要目標，但電動汽車的能量需求肯定還是要上升的。如近期出現的冬天低溫續航裏程縮水問題，實際上也是一個(ge) 能量問題，如果你有一個(ge) 長續航的車，打折也不怕。當然更重要的是提升整車集成的技術水平，也就是電動汽車的節能水平。為(wei) 什麽(me) 低溫續航裏程縮水會(hui) 這麽(me) 大?首先是電芯性能在低溫下的下降，同時製熱比製冷能耗更大;還有動力係統效率的降低，比如製動能量回饋功能基本喪(sang) 失，滾動阻力也增大了;還有裏程估計的精度下降，這也容易引起顧客的裏程焦慮，體(ti) 驗不好。

　　總體(ti) 看，中國電動車環境適應性技術需求迫切，我在這裏簡單提一下技術創新及其改進的方向：

　　1. 電池熱管理係統效能優(you) 化，包括PTC加熱器、熱泵空調、電機激勵加熱等。目前PTC加熱需要進一步改進，雲(yun) 端控製提前預熱;熱泵空調在低溫下的效能需要進一步增強;電機激勵加熱是電機靜止時通過電機線圈和電池組成回路對電池加熱，這也是一個(ge) 很好的方案，但噪聲較大，加熱速率每分鍾3°C度不算高。現在有改進技術，可以提升加熱速度到每分鍾8°C度。

　　2. 麵向冬季工況的動力係統能量綜合利用，包括回收電機運行的廢熱，進行電池加熱，另外無法回饋的電可以用於(yu) PTC加熱。

　　3. 充電場景下電池的插槍保溫和脈衝(chong) 加熱。目前大家回家充電才插槍，充完電就拔掉，但是後續為(wei) 了有序充電，插槍並不一定充電，是到後半夜才充電。另外還有車與(yu) 電網互動(V2G)，往電網回饋電，就是反向充電，這些都要求充電樁一直跟車保持相連，這就為(wei) 插槍保溫帶來方便，也就出車之前提前半小時用電網電對車加熱。此外具備雙向充電功能的快充樁，可以對電池進行脈衝(chong) 加熱。這方麵技術創新是活躍，低溫續航縮水問題會(hui) 逐步得到緩解。

　　4.還有一個(ge) 動力電池的熱安全問題也還沒有根本解決(jue) 。電池熱安全問題本質上是電池自生熱連鎖反應引起的電池熱失控(溫度失控)，在這不做詳細介紹。

　　總體(ti) 看中國動力電池安全問題研究早，熱失控科學和技術研究走在世界前列。重點看主要是本征安全、被動安全和主動安全三方麵安全保障技術。所謂本征安全就從(cong) 單體(ti) 電池的熱失控機理著手，從(cong) 材料層次進行熱設計，從(cong) 設計和製造的角度保證安全。所謂被動安全就是在某一個(ge) 單體(ti) 電池熱失控以後，通過係統熱管理，即隔熱和散熱的方法，抑製它在電池包內(nei) 蔓延的速度保持不燃燒狀態，現在法規要求是5分鍾，將來會(hui) 提升到半小時。中國的領先企業(ye) 已經發布不燃燒的電池包產(chan) 品，是很重要的技術進展。主動安全就是電池智能管理與(yu) 充電控製，例如利用雲(yun) 平台和電池大數據進行熱失控提前預警，這是我們(men) 整車企業(ye) 必須要掌握的核心技術。領先的廠家已經完全可以做到，現在正在推廣普及之中。總體(ti) 看，安全是所有汽車追求的永恒主題，不要指望換一種新電池後所有的安全就徹底解決(jue) ，安全都是相對的，都是由安全技術保障的。

　　下麵，談談氫燃料電池技術現狀與(yu) 趨勢。

　　經過長期的艱苦努力，中國車用燃料電池技術近年來取得產(chan) 業(ye) 化突破。應該說氫燃料電池技術比鋰離子電池技術研究的還要早，經過20年的研究，經曆了一些曲折，但近年來取得重大突破。

　　數據統計顯示現在的性能跟五年前相比，所有主要的性能指標都有大幅的提升，比如核心指標燃料電池壽命提升了300%。國產(chan) 燃料電池零部件的產(chan) 業(ye) 鏈已經建立，係統集成能力大幅增強，頭部企業(ye) 正在形成，這就是目前的狀態。下一步的重點就是要使燃料電池係統成本十年內(nei) 下降80%以上。過去十年鋰離子電池就是這樣發展的，燃料電池滯後了十年。係統成本要從(cong) 2020年的5000元/千瓦下降到2030年的600元/千瓦。

　　大家知道近期我們(men) 行業(ye) 已經開始打價(jia) 格戰了，說實話我不希望現在就開打價(jia) 格戰，應該是穩步下降。但總體(ti) 來看，這個(ge) 價(jia) 格下降應該是完全可以預期的。但燃料電池汽車不僅(jin) 需要燃料電池係統成本降低，很重要的是車載儲(chu) 氫的成本，這個(ge) 成本我預測比燃料電池下降會(hui) 相對慢一些。現在國內(nei) 已經投產(chan) 塑料內(nei) 膽碳纖維纏繞的700大氣壓車載高壓儲(chu) 氫瓶。因為(wei) 剛開始生產(chan) ，目前成本是很高的。預計到2025年儲(chu) 一公斤氫的氫瓶成本3000元。主要材料成本來自碳纖維，現在中石化已經建立了大型的高強度碳纖維工廠來解決(jue) 這個(ge) 問題。

　　往前看氫能燃料電池的技術路線圖。2025年目標是推廣5-10萬(wan) 氫燃料電池車;2030-2035年實現80-100萬(wan) 輛應用規模，這都是以商用車為(wei) 主體(ti) 。在這個(ge) 情況下，氫需求量到2030年大概三百萬(wan) 噸左右，這個(ge) 可能比我們(men) 預期的低。這還是按商用車為(wei) 主體(ti) 預測的，如果主要是轎車，幾十萬(wan) 噸就夠了。但加氫站的數量可能比我們(men) 想象的要多。因為(wei) 加氫效率比加天然氣要低，氫是最輕的一種氣體(ti) ，隻是天然氣密度的1/8。當前氫燃料電池汽車發展還麵臨(lin) 一些挑戰，比如說氫燃料產(chan) 業(ye) 鏈自主化程度與(yu) 技術水平和燃料電池還有差距，電解綠氫技術、氫儲(chu) 運技術、氫安全技術還需要改進提升，氫燃料的成本總體(ti) 偏高，這是今後5-10年必須努力解決(jue) 的。

　　總結比較一下各種汽車動力。如果基於(yu) 化石能源來看各類轎車油井到車輪的能效，三種電動汽車的動力比傳(chuan) 統汽油車都要高很多，但是基於(yu) 化石能源的純電動、燃料電池與(yu) 油電混合動力能效差別不大。既然如此，如果基於(yu) 化石能源，油電混合動力其實是非常合理的選擇，為(wei) 什麽(me) 非要搞純電動和燃料電池汽車呢?這就必須從(cong) 下一個(ge) 革命的角度來看待這個(ge) 問題，這就是能源低碳化的新要求。

　　2、能源低碳化的新要求

　　國際公認第三次能源革命有五大支柱：第一，向可再生能源轉型;第二，集中式轉向分布式，建築都變成微型發電廠，現在北京市也開始補貼光伏，我工作的汽車研究所屋頂早就鋪上光伏了，現在清華大學計劃在大部分房頂都鋪上光伏;第三，用氫氣、電池等技術存儲(chu) 間歇式能源，因為(wei) 可再生能源是間歇波動的;第四，發展能源互聯網技術，把分布式能源鏈接起來;第五，電動汽車成為(wei) 用能、儲(chu) 能並回饋能源的終端。

　　所以電池、氫能和電動汽車是betway在线官网革命的重要組成部分。習(xi) 主席提出2030/2060低碳發展目標和能源革命的重大戰略。中國的光伏和風電在全球是有優(you) 勢的，現在已經具備更大規模推廣條件，但是儲(chu) 能是瓶頸，需要靠電池、氫能和電動車解決(jue) 。邏輯上來講，隻有實現betway在线官网汽車大規模發展才能實現betway在线官网革命，隻有實現betway在线官网革命才能實現中國碳中和目標，下麵解釋一下這個(ge) 邏輯。

　　有待開發的可再生能源主要是風和光，能源載體(ti) 是電和氫。

　　首先電這個(ge) 載體(ti) 是光伏、風機轉化來的。光伏也是一個(ge) 革命性技術，現在市場上規模銷售的矽基太陽能電池效率在22%左右，在我國西部光照條件好的地方大規模光伏發電的成本都在一毛錢左右。下一步矽基光伏會(hui) 和鈣鈦礦進一步結合，把可見光和近紅外光都用上，可以進一步把效率提升到30%以上。鈣鈦礦出現10年已經出現突飛猛進的進步，從(cong) 十年前的效率3%到現在實驗室已經接近30%，它會(hui) 和現在的單晶矽結合再做成複合的光伏電池。國際能源署認為(wei) 光伏將是綜合成本最便宜的能源，所以現在技術創新非常活躍。

　　其次是氫能，可再生能源隻有兩(liang) 個(ge) 載體(ti) ，電和氫能。麵向碳中和前景，氫能汽車隻是氫能利用的一部分，或者說是先導部分，氫能不僅(jin) 僅(jin) 是為(wei) 了汽車，發展氫能汽車使命之一就是為(wei) 了帶動氫能全麵發展。因為(wei) 交通行業(ye) 對氫價(jia) 格的容忍度最好，以後還有煉鋼、化工，發電，大型燃氣輪發電機組也是要用氫的。

　　氫能目前主要通過電解水製得。電解水製氫和剛才講的燃料電池恰巧是一個(ge) 逆過程。氫和氧結合生成水，發出電，但是有電和水就可以產(chan) 生氫氣和氧氣，所以把燃料電池成本降下來也可以帶動把製氫成本降下來，這是一個(ge) 問題的兩(liang) 個(ge) 方麵。現在主要有三種燃料電池，也就有三種主要製氫方式。堿性燃料電池對應堿性電解、質子交換膜燃料電池對應質子膜電解，固體(ti) 氧化燃料電池對應固體(ti) 氧化物電解，它們(men) 技術成熟度各不相同。現在成熟的、中國有價(jia) 格優(you) 勢的是堿性電解技術，正在進行商業(ye) 化的是質子交換膜電解技術，我認為(wei) 5-10年後質子交換膜電解技術會(hui) 大規模發展起來。正在發展的未來一代是固體(ti) 氧化物電解技術，因為(wei) 它的效率極高。可再生能源製氫成本和可再生能源電價(jia) 密切相關(guan) 。目前我們(men) 在張家口風電製氫電價(jia) 一毛五分一度，氫的電耗成本一公斤氫約7元。

　　此外還有很多氫的載體(ti) ，比如說液氨，做尿素的氨，它的質量儲(chu) 氫比可以達到17.8%，體(ti) 積儲(chu) 氫密度更高，100升可以做到12公斤，比液氫要高一倍以上，液氫大概100升能夠到6公斤。所以國際上也有所謂的氨經濟、氮循環等很多新的概念。氨可直接用於(yu) 化肥和塑料橡膠等產(chan) 品和發電，分解出氫後又可以用於(yu) 更多方麵。製氨的過程是先電製氫，然後再捕捉空氣中的氮，氮和氫結合生成氨，可以用傳(chuan) 統的工業(ye) 催化合成氨，現在正在發展電催化合成氨新技術。

　　還有就是電製合成燃料，現在歐洲，尤其是德國特別熱的用可再生能源發電製合成燃料，叫E-FUEL，在中國叫“液態陽光”，大家可能知道最近“液態陽光”很火熱。電合成燃料可以是各種各樣的，如汽油，但是中國說的“液態陽光”主要指的是甲醇。電製氫，氫加二氧化碳可以合成甲醇，再以甲醇為(wei) 中間產(chan) 物合成二甲醚等等。或者氫與(yu) 一氧化碳組成的合成氣通過費托工藝生成中間產(chan) 物合成油，再改質異構生產(chan) 汽油等最終產(chan) 品。這條技術路線燃料使用端不用建基礎設施，但是生產(chan) 端要建大量的基礎設施，生產(chan) 一升油需要2.9-3.6公斤的二氧化碳，如果從(cong) 空氣捕捉耗能是比較大的。但是作為(wei) 燃料燃燒使用時二氧化碳又回到大氣了。如果用於(yu) 氫燃料電池，還要從(cong) 甲醇再重整反應獲得氫和二氧化碳，這種情境下，甲醇實際上是作為(wei) 氫的儲(chu) 運方式。

　　所以需要對基於(yu) 可再生能源進行全鏈條的能效分析。據殼牌公司的研究報告，如果是充電電動車能效大約77%，如果是氫燃料電池車大約是30%。因為(wei) 電製氫效率60%多，燃料電池能效50-60%，這兩(liang) 者相乘就是30%多，而純電動基本上沒有這個(ge) 過程，是最簡單、最直接的。還有利用電合成燃料繼續采用內(nei) 燃機汽車則是13%。如果電價(jia) 相同，總體(ti) 能效的差別大體(ti) 就是成本差別，對可再生能源而言主要不是節能和排放問題，而是成本問題。所以充電電池能幹好的事一般來講就不用氫燃料電池。但是還有很多應用場景充電電池是幹不好的。

　　另外還有一個(ge) 問題，製氫用的電價(jia) 有沒有可能比充電的電價(jia) 更便宜呢?這是有可能的。這就是我要談的第三點，係統智能化的新趨勢，人工智能革命。必須從(cong) 係統的角度來觀察才能找到結論。

　　3、係統智能化的新趨勢

　　再生能源係統為(wei) 主的能源係統必須要有儲(chu) 能裝備，還要有提供基礎電源的大型發電機組，這個(ge) 大型發電機組現在用化石能源，將來用氫或者液氨等。基於(yu) 可再生能源的智慧能源係統裏，負荷、電源、儲(chu) 能和網絡協同互動，電價(jia) 是由係統的能量流和信息流耦合動態過程決(jue) 定的。如果從(cong) 環節看，可再生能源主要成本可能將來不一定在發電環節，而可能在儲(chu) 能等其它環節。因此，儲(chu) 能是關(guan) 鍵。

　　從(cong) 儲(chu) 能的功率和存儲(chu) 的時間看，電池是中小功率短周期存儲(chu) 。它與(yu) 分布式光伏匹配還可以，但對有些大規模風電廠就不一定合適了。如這月有風、下月沒風等場景，這時主要要靠氫。氫是大規模長周期儲(chu) 存，所以這兩(liang) 種儲(chu) 能必須組合才能構成一個(ge) 總的儲(chu) 能係統。

　　先看電池儲(chu) 能技術。現在受到電動汽車市場拉動，動力電池需求大幅上升。樂(le) 觀估計，2025年中國電池的產(chan) 量可能會(hui) 達到年產(chan) 10億(yi) 千瓦時，是一個(ge) 龐大的產(chan) 業(ye) ，成本會(hui) 持續地下降。以鋰離子電池為(wei) 代表的動力電池正在成為(wei) 分布式短周期小規模可再生能源儲(chu) 存的最佳選擇。如果我們(men) 十年多時間發展到一億(yi) 輛充電電動汽車，車載電池總能量就達50-60億(yi) 度電，儲(chu) 能潛力巨大。但同時也要看到，充電的功率也巨大，但耗電量並不是很大，這是值得注意的特征。

　　我講一個(ge) 極端的情況，如果三億(yi) 輛中國乘用車全部改成純電動車，每輛車平均65度電，那麽(me) 車載儲(chu) 能的容量約為(wei) 200億(yi) 千瓦時，與(yu) 中國每天消費的總電量是相當的。如果10%的電動車三千萬(wan) 輛車按照50千瓦的中等速率同時充電，那麽(me) 充電總功率就是15億(yi) 千瓦，與(yu) 全國電網總裝機功率相當。電力係統功率全都要給電動車充電了，這是不可能實現的。那麽(me) 按平均每輛轎車年行駛兩(liang) 萬(wan) 公裏，三億(yi) 輛車每天消費電量大約是20億(yi) 千瓦時，占比總消費量10%，這是完全可以接受的。

　　大規模電動汽車推廣的優(you) 點是儲(chu) 能潛力巨大，問題是充電功率也巨大。要趨利避害，首先利用儲(chu) 能潛力來抑製電網的波動。據國家發改委能源研究所研究報告，北京到2030年總電力負荷在1500萬(wan) 千瓦到3300萬(wan) 千瓦之間劇烈波動，如果有五百萬(wan) 輛電動車的儲(chu) 能作用，電網負荷波動範圍縮小到2000萬(wan) 千瓦-2200千瓦之間。但是如果有6萬(wan) 輛車同時用350千瓦從(cong) 電網充電則充電總功率超過2000萬(wan) 千瓦，幾乎相當於(yu) 北京電力的總負荷。所以必須通過有序充電、車與(yu) 電網雙向充電、儲(chu) 能放電、換電池和充換電一體(ti) 化等智能充電方式將充電功率大幅收窄。

　　我個(ge) 人認為(wei) ，對於(yu) 商業(ye) 目的的乘用車，如共享車、出租車，原則上來講換電是一個(ge) 不錯的商業(ye) 模式。不過換電的最佳用場景可能還是電動中重卡。這種中重卡可以使用充換一體(ti) 化快速能源補給站，轎車超級快充、中重卡快速換電，兩(liang) 者合建。重卡要的電池容量大大超過轎車，換電的備用電池包可以給轎車放電，提供快充，形成互補。最終的形態將是“光-儲(chu) -充-換”多能互補的微網係統。

　　目前卡車換電已經在國內(nei) 開展，我個(ge) 人認為(wei) 卡車換電從(cong) 經濟賬來看完全可以算過來。在一些特殊場景，比如港口和煤礦都已經做得不錯了，現在是要在高速公路實現。這種換電隻需三五分鍾，車電分離、電池租賃，電池由電池銀行持有，大的電池銀行電池用電量大，負荷預測準，可以在電力交易中拿到低電價(jia) 。同時大量的購買(mai) 電池也可以壓低電池價(jia) 格。另外全生命周期管理電池，可以使電池壽命增長、梯次利用。

　　現在的關(guan) 鍵是標準法規。目前轎車換電的標準法規比較難進行，因為(wei) 各種車品牌不一樣，訴求不相同，泥腿子和穿皮鞋的很難在一塊換電。但是相對而言卡車問題不大。

　　另外換電本來是因為(wei) 充電慢、充電不方便等原因興(xing) 起的。對轎車快充大家肯定還有疑慮。要強調的是對私家乘用車而言，基於(yu) 車網融合和大功率快充技術的發展前景以及電池底盤一體(ti) 化設計趨勢，我個(ge) 人更看好的還是充電。私家車平時在家或者在單位慢充(單位建慢充樁的潛力還完全沒有挖掘出來)，還可以車網互動，現在國家電網電動車服務公司正在示範車網互動，通過國網電動的後台調度係統，誌願者的車既可以充電買(mai) 電又可以放電賣電，賣電高價(jia) 、充電低價(jia) ，用電費用可以基本平衡，甚至還可以賺錢。也就說買(mai) 了電動車之後，將來能源費用會(hui) 趨於(yu) 零甚至盈利。

　　但高速公路長途必須有一個(ge) 超快補電的措施。在什麽(me) 情況下超快補電合適?一般而言，安全事故都是在電池電量80%以上出現的，很少發現50%電量以下的有安全事故。這從(cong) 電化學機理可以解釋。在電量充滿的時候正極材料的鋰離子大部分都跑出來了，結構穩定性最差;鋰離子嵌入負極後，電池膨脹導致內(nei) 應力加大，內(nei) 短路隱患容易發生;還有充滿了之後電池組的不一致性暴露，如果管理不好，個(ge) 別電量低的單體(ti) 電池就有可能已經過充析鋰了。在電量低於(yu) 50% 時這些情況一般都不會(hui) 發生。而應急補電肯定是在低電量時進行的，而且隻補電不充滿。

　　2020年中電聯公布了中日兩(liang) 國合作製定的大功率快充新標準——超級充電標準，中電聯預計2025年可以全麵提供超充服務。據我團隊的研究表明，對一個(ge) 續航裏程600公裏的車5分鍾應急補電充200公裏(也就是電量增加1/3)是完全可行的。但要注意對一個(ge) 續航裏程200公裏的車用5分鍾充滿，這個(ge) 一般做不到，除非它采用特殊負極的快充電池，如鈦酸鋰負極。其次在應急補電快充時溫升快，要進行增強冷卻。還有在冬天低溫條件下必須先加熱再快充，充電站的低溫脈衝(chong) 加熱技術，可以做到每分鍾升溫8°C度。這些技術現在都在開發之中，我們(men) 和國網合作，準備選擇高速公路率先示範。

　　下麵我談談氫能。氫能是集中式可再生能源大規模、長周期存儲(chu) 的最佳途徑。理由是：

　　第一，能源利用的充分性。氫能大容量、長周期儲(chu) 能模式對可再生電力的利用更充分。有些電力電池儲(chu) 不了，比方說四川的季節性水電，隻有氫能儲(chu) 得了。所以說製氫的電價(jia) 比充電的電價(jia) 便宜是有可能的。

　　第二，規模儲(chu) 能的經濟性氫能比電池好，車下固定儲(chu) 氫大概比儲(chu) 電成本上大約要低一個(ge) 數量級。

　　第三，與(yu) 電網基礎發電電源的互補性。氫能可作為(wei) 大容量、長周期、高功率靈活能源使用，如用於(yu) 燃料電池發電，或者用於(yu) 大型氫燃氣機發電。大電網不可能全是風電、光伏。德國能源轉型早，可再生能源比例高，由於(yu) 當時儲(chu) 能技術不成熟，隻能保留大部分傳(chuan) 統發電機組作為(wei) 靈活能源用於(yu) 調節和穩定電網，實施的是雙保險措施，導致電價(jia) 很貴。現在靠儲(chu) 能可以把傳(chuan) 統機組規模降下來，但是不可能降的很低，必須要有基礎電源，這時氫可以發揮重大作用。

　　第四，氫的製、儲(chu) 、運方式靈活。我國的大規模集中式可再生能源基地在新疆、內(nei) 蒙、寧夏等西部偏遠地區，這些地方的氫能需要千公裏以上長途輸運。同時綠氫的輸送通道和特高壓電輸送通道是重合的，發揮超高壓輸電的中國優(you) 勢，開展長途輸電當地製氫也是一種選擇。這兩(liang) 類方式從(cong) 儲(chu) 能角度沒什麽(me) 太大差別，關(guan) 鍵是誰的經濟性更好。我們(men) 初步分析比較發現長途輸電當地製氫方案總體(ti) 看是有一定優(you) 勢的。按電力專(zhuan) 家介紹的特高壓千公裏輸電成本為(wei) 8分錢/度電為(wei) 基準計算，當可再生能源發電在0.1元/千瓦時左右時，可以大致實現加氫槍出口價(jia) 格30元/kg左右的目標，與(yu) 柴油比具有價(jia) 格競爭(zheng) 力。這樣一來就形成一種中國特色的長途輸氫方案，而且利用了我國的能源互聯網優(you) 勢。

　　展望一下未來十年交通智慧能源生態的建設大概有兩(liang) 個(ge) 組合。一個(ge) 黃金組合，就是分布式光伏+電池+電動汽車+物聯網+區塊鏈;還有一個(ge) 白銀組合，集中式的遠距離的風電與(yu) 光伏+氫能儲(chu) 能及發電+燃料電池汽車+物聯網+區塊鏈。一個(ge) 是分布式的智慧能源，一個(ge) 集中式智慧能源，兩(liang) 者結合，共同構成麵向碳中和的未來智慧能源大係統。

　　最後我做一個(ge) 總結——迎接第三次能源革命和第四次工業(ye) 革命。一百多年前的第二次能源革命引發了馬車到汽車的大轉型和石油行業(ye) 的大繁榮。主要的轉型期從(cong) 1900年開始，大概經曆了25年左右。現在第三次能源革命就在眼前。我估計與(yu) 上次馬車到汽車的轉變類似，今後二三十年交通裝備與(yu) 能源化工相關(guan) 產(chan) 業(ye) 將發生百年未有之大變局。讓我們(men) 共同迎接第四次工業(ye) 革命，也就是以可再生能源為(wei) 基礎的綠色化和以數字網絡為(wei) 基礎的智能化。