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欧阳明高:新动力轿车与氢能燃料电池——怎样看、怎样干?

2019-06-12 来历:澳门彩票网

  氢能,全球动力可继续开展转型的首要途径之一;张家口,全国仅有的国家级可再生动力演示区,具有开展氢能工业得天独厚的资源优势。2019年6月12日,氢能张家口建造规划发布会暨UNDP授牌典礼、氢能工业项目签约活动在京举行。发布会期间,中科院院士、张家口氢能与可再生动力研讨院首席科学家欧阳明高发表讲演,以下为讲演内容实录:

中科院院士、张家口氢能与可再生动力研讨院首席科学家欧阳明高

  敬重的回书记,各位宾客,咱们上午好!十分高兴参与氢能张家口建造规划发布会暨UNDP授牌典礼氢能工业项目签约会,这是我很少参与的项目签约会和发布会,十分侥幸。

  咱们都知道,最近氢能十分热,我想从大的布景和我的研讨阅历谈三点观念:榜首点,为什么咱们要搞新动力轿车和新动力。第二点,介绍一下咱们清华团队在这方面的作业。第三点,也是最重要的一点,咱们为什么挑选张家口来做氢能燃料电池。

  榜首点,对新动力轿车和新动力开展的整体观念。

  从全球看,为什么要搞新动力轿车和新动力?许多人仍是不理解的,乃至是有不同观念的。借此时机我想解释一下咱们为什么要搞新动力轿车和新动力。

  从动力的交通开展趋势看,全球有三个趋势:榜首个,电动化;第二个,低碳化;第三个,智能化。从电动化的视点,咱们知道,咱们有油电混合动力电动轿车、纯电动轿车、氢能燃料电池电动轿车,三种都归于电动化。

  电动化是动力的革新,还不是动力源头的革新。动力电动化革新应该说现在开展是很不错的,并且技能在逐渐趋于老练,比方纯电动车锂离子电池应该说是百年来电池技能的革新,由于他在十年内功用进步2倍以上、本钱下降80%以上,这便是一场革新。咱们我国是抓住了这个时机,假如没有这个电池的革新,咱们今日的新动力轿车不或许是这样大规划推行。咱们现在看外面,在北京20%的车都现已是纯电动轿车了。

  别的一个很重要的,当然便是氢能燃料电池,燃料电池技能特别是车用质子交流膜燃料电池技能,也取得了革新性的打破和开展。咱们很熟悉的当然便是丰田的燃料电池技能,我信任在往后五年左右,燃料电池技能根本上会趋于老练。

  还有一种便是油电混合动力,咱们也是不能忽视的,也将会在商场上占有重要方位,也不是说燃油车立刻就没有了,他会以混合动力的方法在适当长的时间内继续开展下去。

  从动力革新来讲,咱们说三种谁好谁欠好?真的还欠好找太多理由出来,由于从功率的视点,这三种车都差不多,假如从全生命周期功率来讲,混合动力轿车的功率、燃料电池轿车的功率和纯电动轿车的功率,其实很难分出凹凸。有时分会说氢能燃料电池功率最高,那是根据以天然气为动力源头,这样算下来它的功率便是高的。可是假如咱们换一种,假如咱们把天然气换成汽柴油必定就不是了。所以实践这三种电动化所般配的动力,也便是燃料,都有找到自己的最佳组合,都能够最终抵达一个相互之间根本差不多的作用,所以咱们是很难比出来的。

  要想把它比出来咱们就要谈到第二化,那便是动力低碳化。所谓低碳化的趋势,便是要减排二氧化碳,二氧化碳减排的视点咱们就不得不提到可再生动力,便是咱们风能、太阳能等,特别是光伏的开展,应该说是一场革新。咱们知道,现在光伏功率根本上都打破20%,下一代技能是朝30%进军,发电的本钱也与煤电平起平坐了。光伏不仅仅是会集式光伏,还可所以分布式光伏,现在分布式光伏其实开展的速度比会集式光伏要来得更快。咱们我国是光伏的世界榜首大国,70%的产能都在我国,这是我国的优势。所以,可再生动力我国开展在全球处于一个很前列的方位。在低碳化方面,我国政府向全世界许诺,我国挑选低碳开展路途,所以总书记专门提出了动力出产与消费革新的战略思想,我想其间很重要的一点便是要动力的低碳化。假如咱们把动力电动化与动力低碳化结合的话,那咱们就能比出凹凸。由于只需配可再生动力,你才有或许完成真实的低碳或许近零碳排放。

  在这个前提下咱们就能发现,锂离子电池、燃料电池配可再生动力的时分优势凸显。这中心,纯电动轿车或许是更适合分布式可再生动力,特别是咱们锂离子储能电池跟分布式光伏,我个人以为是一个绝佳的调配,在未来开展的空间十分大。

  别的一块,便是会集式可再生动力,比方说现在青海,可再生动力现已能够供给全青海的发电量。咱们许多可再生动力基地都建在内蒙、青海这一带,包含咱们张家口,这一带为什么适合建它呢?由于它光照时间长,比较咱们东面来讲,它发电时间长、本钱更低,当然有运送的问题。关于这些可再生动力会集式基地,咱们要用锂离子电池来贮存并不是一个最佳挑选,比较之下,把它变成氢气是一个全球认同的首要的可再生动力贮存手法,虽然有许多储能手法,可是比较之下氢能是各方面比较具有优势的。

  所以,可再生动力跟锂离子电池和氢能燃料电池相结合有两种途径:分布式的储能咱们需求锂离子电池和纯电动轿车;会集式、长周期、大规划的储能,咱们需求氢能及燃料电池。所以这样咱们轿车动力跟动力就连成了一个严密的协作,能够完成咱们的动力低碳化,这是关于低碳化的趋势,这是为什么咱们要搞新动力轿车。

  还有一个现在十分热的趋势便是智能化,智能化其实一个更大的革新、更广泛的一场革新,咱们知道人工智能、大数据、互联网等等,是席卷全球的,各行各业都会。跟咱们相关的,比方说自动驾驶,比方工业4.0,当然也包含咱们的才智动力、动力互联网等等。假如咱们再联络到咱们的车,将来关于分布式的光伏和电动轿车,最好的远景便是会构成所谓的移动动力互联网。咱们现在手机是一个移动的信息互联网,将来咱们的轿车也变成下一个巨大的终端,跟手机是彻底相同的,咱们知道最近华为要进入轿车范畴,一个方面是5G的开展给智能轿车进步网络根底设施支撑,别的一方面是智能手机一切的东西都会在轿车上全方位运用,并且轿车是一个零部件更多、产量更大、愈加归纳的体系。所以将来的轿车有或许就归于ICT职业了,由于ICT变成了轿车的中心。所以全球轿车职业正在流行所谓未来出行“新四化”电动化、智能化、网联化、同享化,但其间的网联化和同享化现在只着重了信息革新,没有着重动力革新。假如咱们的一切的电动轿车只需停下来都接到智能电网或许由微网组成的动力互联网上的话,那么咱们储能的规划将是无比巨大的,2030年之后,咱们整个新动力轿车保有量要超越1亿辆,车载电池总的能量将会超越60亿度,这是很大的一个数字。

  所以,经过智能化,能把咱们的动力、交通、信息全方位的整合,也便是未来咱们的社会将会是绿色、低碳、智能化的社会,整个经济将会全方位的转型晋级。咱们要在这个大布景下来谈咱们的氢能燃料电池。咱们会说这个很远,实践咱们最近正在做《新动力轿车2035规划》,按我个人对“2035”根本的判别,“2035”包含咱们混合动力轿车、纯电动轿车、燃料电动轿车在内根本上会占到肯定的主体,90%以上,当然包含了油电混合。咱们的智能化,比方说咱们具有各种自动驾驶功用的轿车,也将会是全方位的。当然也包含咱们动力的低碳化,也会是占到主体。由于国家发改委发布的动力规划,到2030年,咱们非化石动力装机就会抵达50%,2035年将占装机量主体。2030装机量抵达50%,可是发电量不会,我想2035发电量也会到50%,这是一个宏伟方针,但不是遥不行及的方针。

  咱们有必要在这个大布景下看氢能,在这个大布景下定位咱们的氢能,氢能是什么呢?氢能便是未来在可再生动力布景下的两个首要动力载体之一,一个是电,一个便是氢,当然我信任电必定仍是主体,氢不或许超越电。现在咱们谈氢能,有时会把把氢能跟石油、天然气、煤炭放在一块,我觉得不是这样,由于氢能仅仅一个动力的载体,是二次动力,不是一次动力。

  这个前提下,咱们来看氢燃料电池现在开展咱们的时机和应战是什么。我方才说了,在大布景下咱们能看到氢能的时机,我最近正在掌管做氢能燃料电池轿车的路线图,咱们2016年现已发布了榜首版,也是我掌管的。咱们提出力求2030年氢能燃料电池轿车的总保有量抵达100万,加氢站1000座,这是2016年,在当时的氢能热潮下这个数字是不是太低了?我以为这个不算低。 可是,氢能不能仅仅从车的视点看,更不能仅仅从轿车的视点看,假如咱们仅仅从轿车的视点来看氢能,这个故事是很难讲圆的。咱们有必要从动力的视点,重新动力的视点,从可再生动力开展的视点,来看待氢能,来看待它更宽广的运用,不仅仅是车,特别不仅仅是轿车,在车里头或许更多的是商用车,咱们想想商用车100万辆是十分大的。我个人判别锂离子电池动力体系更多的是代替汽油机,氢燃料电池动力体系更多的是代替柴油机。因而除了轿车之外,咱们还有其他的,轮船、飞机、潜艇、火车等等都是需求的,当然还有发电,还有作业机械,所以它的规划是很广的,咱们不能聚集在轿车上,以为这个立刻就会把纯电动轿车悉数替代,我以为这是不大或许的,咱们应该从更宽广的视界来看待氢能燃料电池。

  关于氢能,咱们现在遇到的应战是什么呢?燃料电池我方才说了,问题不大,技能将会老练。氢源我以为问题也不大,现在经济可行的氢源能够来自1000亿度的弃风弃光弃水,还有800万吨的副产氢,氢源没有问题。那么应战在哪里?在氢的储运,包含车载贮存和车下的储运。找一个经济、高效、可行的储运形式,这是咱们现在的要害。最近咱们搞氢能燃料电池轿车路线图,咱们内部开了许多研讨会,便是专家层面也是很纠结。咱们许多专家说氢看上去什么都好,是的,乍一看氢真的什么都好。可是氢能,你去做氢气的时分就会遇到许多问题,由于它太轻了,技能的难度是比较大的。咱们的氢能科技应该说现在是滞后于燃料电池的,咱们现在运用的氢能工艺根本上都是50年至100年曾经创造的,新的氢能科技,还没有彻底能够成为咱们干流的大规划推行的运用技能。当然咱们有许多新的根底研讨成果,比方方才说咱们光催化制氢等,可是还需求进一步的工程化、有用化、商业化。

  现在车载储运干流技能是国外从燃料电池轿车开展中优选出来的高压气氢,便是70兆帕四型高压储氢瓶,这是全球公认的干流车载储氢技能。四型瓶相对三型瓶来讲本钱能够下降30%,并且全球的规范法规都环绕这个方向拟定了,可是,我国现在没有这方面的老练产品和相关规范法规。中长期看,面向2030年,特别是针对远程商用车咱们要开展液态储氢或许中压深凉气氢。至于车下的储运,现在有固态的、液态的、气态的三种。固态的不谈了,现在没有找到干流的固态储运技能。液态,氢液化,是咱们要开展的,可是近期咱们或许还很难大规划的依靠,这是咱们要开展的,面向2030年咱们要开展的。

  咱们近期干流的仍是气态,气态的问题是,储氢密度偏低,咱们现在选用的是20兆帕的储氢瓶,国外现已开展了50兆帕、100兆帕,特别是100兆帕,100兆帕的储氢瓶到加氢站直接就能够往70兆帕氢瓶加注。可是这个技能现在国内还不具有,由于这对规范、安全方方面面提出了很高要求。为什么国家迟迟不给四型瓶的公布规范?榜首,咱们没有老练产品,第二,对安全的检测点评还不到位。咱们在这方面需求敞开立异、整合全球资源,建立我国相关工业链,这样才有或许处理咱们氢能全工业链的一个中心瓶颈,这是关于氢能的。

  第二点,关于清华大学我的团队做的作业,咱们根本上在方才说的理念之下做几件作业。比方说,关于纯电动轿车,有什么问题呢?只需一个问题,便是电池的安全性,其他的问题根本上都处理了或许很快会处理。咱们忧虑的续驶路程、充电都不是太大问题。咱们现在急需处理的,便是高比能量锂离子电池的安全性,我不是说一切电池都不安全,是电池比能量越高对安全要求、技能的要求越高。咱们做磷酸铁锂电池很安全,钛酸锂电池也很安全,可是你做到三元811,比能量做到300瓦时/公斤,这个时分安全的技能要求就很高了,所以咱们需求把这个技能攻破。我在这里说安全,不是说纯电池由于安全就搞不下去了,肯定不是,一切的问题都需求科技来处理,咱们在全方位的做这个作业。咱们建立了清华大学电池安全实验室,我的学生大约70%以上的人都在做电池安全性相关的研讨,咱们期望经过三五年的尽力能够从技能上根本处理这个问题,

  别的一块混合动力,首要是电控技能,所以咱们有很大一方面是做内燃机混合动力的电控体系。

  第三方面,便是咱们氢能燃料电池。氢能燃料电池咱们也做了挨近二十年,咱们知道本年丰田刚刚跟咱们建立了丰田-清华氢能燃料电池研讨中心,应该说丰田现在对咱们是十分敞开的,咱们跟他的联合实验室,他的实验室数据是能够直接给咱们的,咱们做建模,他直接给咱们数据,这是史无前例的敞开。当然这些首要是偏根底前沿的研讨作业。至于技能立异方面,现在咱们清华团队的氢燃料电池体系研讨跟亿华通,当然包含上海神力由于也是亿华通体系的,包含新建立的膜电极公司,是严密结合在一起的。由于氢燃料电池,假如仅仅学生在校园做研制是很难的,跟动力电池不相同。对锂离子电池,我叫学生独立做研讨是能够了,由于实验相对简略、实验数据牢靠,燃料电池则否则,燃料电池里头触及的参数太多,你要把一个实验数据做牢靠,就需求全方位的设备,十分多的相关服务人员协作,所以咱们这块跟亿华通公司是密不行分的。在工业化运用方面,一个要点就放在张家口。讲到这儿我就要讲讲张家口,由于氢能这件事把咱们跟张家口联络起来,其实是咱们培养的企业先去了张家口,在那儿建了发起机厂、建了制氢厂,然后咱们再去的。

  为什么挑选张家口?我想有这么几个原因。榜首个,张家口是我国仅有的可再生动力国家演示区,这是仅有的。方才前面我讲了,为什么要搞氢能?是由于新动力、是由于可再生动力,所以我有必要在可再生动力的大布景下来考虑氢能燃料电池,所以咱们必定要挑选张家口,由于是仅有的演示区。并且我方才提到的,我说锂离子电池储能,还有光伏,都是张家口的强项,并且我急需把锂离子电池、燃料电池包含我现在现已开端的光伏,集成起来,张家口是最好的,我信任咱们会认同。

  别的,张家口是氢能燃料电池演示推行的绝佳基地。榜首,咱们知道冬奥会,咱们环绕冬奥会正在联合丰田、北汽福田,将要做2000多辆燃料电池大澳门彩票。咱们知道前段时间网上现已发出来一张相片,在燃料电池发起机上一起打了亿华通和丰田两个标,这是咱们跟丰田协作的一个大项目。为什么冬奥会这么重要?由于冬奥会是建立张家口氢能与可再生动力品牌的一个绝佳的时机,可再生动力和氢能不能限制在我国,有必要站在全球的视界来考虑,而冬奥会供给了绝佳的时机,这也是为什么咱们去。第二,还有一个优势,这是北方地区,冬天温度低。咱们知道咱们现在纯电动轿车东北是很少的,为什么?由于锂离子电池遇到低温是有短板的,电池功用下降一起供暖耗能高。为什么不跑到南边去搞氢能燃料电池呢?由于在那个当地氢能燃料电池跟纯电动竞赛的时分,温度适合锂离子电池,二三十度是锂离子电池十分好的运用工况。所以咱们挑选了张家口,是经过这个,便是说在燃料电池推行的初期或许是冷的当地比较纯电动更有竞赛优势,供暖用燃料电池废热就能够了。

  别的一个视点,工业链整合和科技资源的整合方面。科技资源,我刚刚说了氢能燃料电池还需求氢能科技的打破,还需求拟定法规规范,还需求有杂乱的检测。氢能燃料电池包含燃料电池自身,以及氢瓶等等,这都需求十分杂乱的检测,这需求很大规划的设备投入,还有氢的供给等等。所以张家口供给了一个十分好的测验、研讨、拟定国家规范的基地,并且离北京近,立刻张家口通完高铁之后,一个小时到张家口,北京跟张家口全方位联络,咱们能够把整个氢能相关的科技资源会集到张家口。假如在北京搞一个氢燃料电池检测中心,那氢源便是问题,所以咱们挑选张家口一个原因便是,科技资源的整合,全球科技资源的整合。咱们其实有一个小小的野心,是要在那儿建国家的研讨、测验、点评、演示归纳渠道。由于从国家视点来看,需求,没有这样的基地氢能假如遍地开花,很简单出事。咱们现在的氢瓶,国内的三型瓶的寿数,充氢、放氢的循环次数,7500次—12000次不等,怎样用?咱们知道高压容器检测很杂乱的,咱们有必要进行出产一次性点评。当然,咱们也期望把储能电池的测验、光伏的测验、风机的测验等等放到一块,为什么这么做呢?咱们学习了美国的做法,美国有一个可再生动力与国家检测基地,他是把一切东西都放在里边了,由于相互之间是要耦合的。比方电动车,锂离子电池、光伏自身就构成大体系。咱们知道现在特斯拉,他既卖电动车,也卖房顶的光伏、也卖锂离子的储能墙、再卖一个超级充电桩,是成套的,咱们要把实验基地合起来建。

  还有一个,氢能燃料电池工业链的整合。当然这方面作业首要不是我的团队做,咱们还有清华工业研讨院,他们专门建立了一个基金,在整合全球的氢能燃料电池工业链,比方我刚刚说的储氢瓶,这是他们正在促进的作业,由于咱们需求全球资源的整合,氢能是要全球共同尽力的,咱们的方针是期望以张家口为一个点,在国内以点带面,在全球打响氢能张家口的品牌。

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