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欧阳明高:氢能汽车发展机遇与挑战
欧阳明高| 氢燃料电池汽车 文章来源自:新华网
2020-07-31 09:34:59 阅读:2080
摘要燃料电池大规模发展之后就会促进质子交换膜电解水成本的下降,进而促进制氢成本下降。他称,氢能制氢技术革命性突破或许还得靠燃料电池技术,以及氢安全技术。

7月24日,氢能发展战略研讨会在中国石化集团公司(下称“中国石化”)举办。中国科学院院士,清华大学教授欧阳明高发表了以“氢能燃料电池汽车发展机遇与挑战”为主题的演讲。  

欧阳明高称,中国氢能燃料电池的开发是从新能源汽车开始,新能源汽车在国家科技研发计划的推动下形成战略性新兴产业,下一步新能源汽车的电气化还会持续发展。电池扁平化了,会带来设计制造的革命,同时,智能化也会让车不仅仅是交通工具,还是能源装置智能终端,将来汽车企业做做车身就像做衣服一样,电机、电池是普遍可以拿到的,并不是谁独有的,这就会带来整个汽车设计制造的变革。 

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他称,我国汽车动力电池能量密度已经达到300瓦时/公斤,已经取得了全方位技术突破。2025年汽车动力电池能量密度或可达到400瓦时/公斤,2030年之后可以达到500瓦时/公斤。氢能燃料电池技术也取得了一定程度的突破。  

动力电池是分布式、短周期、高频率储能非常好的选择,在车下储存氢能的成本比储电要低一个数量级,尤其是利用地下废弃矿,可以大规模、长周期储,也可以用船来运输,也可以和储电互补。同时,氢能的运储方式比较灵活,氢是集中式可再生能源大规模、长周期储存的最佳途径,一但可再生能源成本降低,比如:0.1元一度电,储存成本在总成本中占的比例最大,其就具备了优势。  

燃料电池大规模发展之后就会促进质子交换膜电解水成本的下降,进而促进制氢成本下降。他称,氢能制氢技术革命性突破或许还得靠燃料电池技术,以及氢安全技术。  

在全链条能效分析上,基于化石能源而言,油电混合动力是效率最高的,天然气重整制氢的燃料电池效率也很高;基于可再生能源而言,未来动力选择是纯电动,或发完电制氢做燃料电池,以及制完氢后再把空气中二氧化碳捕捉起来再做成合成燃料、合成的汽柴油,继续用于内燃机汽车。  

在氢燃料电池和纯电动车辆成本比较方面,欧阳明高估计,2025年,续航里程超过500-600公里,氢燃料电池才具有优势;从体积方面而言,燃料电池车的体积比纯电动车大,纯电动汽车体积可以做的极小,而轿车是对体积要求最严格的一种车型。  

他称,氢燃料电池动力系统更适合长途大型高速重载替代柴油机,而非替代汽油。从系统智能化角度看,可再生能源出现后,汽车上的混合动力系统和电力系统是一样的,原先负荷和发电是直接关联的,现在中间多了一个储能环节,所以发电只需要和平均负荷平衡就可以。  

基于此,形成了交通智慧能源,即电动汽车既是出行装置也是能源装置,还是智能终端。这也是为什么现众多ICT(信息技术通信)企业都进入汽车行业,也就是说汽车行业发展有两个方向,一种是往ICT行业发展,一种是往能源行业发展,首先往能源行业发展的就是电池企业,比如特斯拉。  

欧阳明高称,目前国家电网正在推动有序充电,即自动充电。未来还会实现车网互动,即车可以给网放电,网可以给车充电。他预计到2035年,全世界汽车保有量约3亿辆,150亿度电的使用将发生在车上,车一天只有10%的时间在行驶,90%都可以用做储能。储能可以通过区块链共享,还可以和家庭、建筑发生关系,带来革命性变化。  

他介绍,我国目前正在做光-储-氢-充微网系统,下一步将推动V2G(车辆到电网)与V2H(汽车与智能家居),现在作直流电气系统,电气直流、电池直流、充电直流,远距离送电高压直流,避免了中间的来回变化,这将成为未来智慧城市的物质基础。  

欧阳明高称:“我们认为智慧能源的生态将会是一个黄金组合”,即分布式光伏+电池+电动汽车+物联网+区块链,“还有一个白银组合,就是集中式风电与光伏+氢能+燃料电池汽车+物联网+区块链。”  

他表示,氢能战略比燃料电池战略更大更重要,更有合理性,基于氢电能源系统正在研究探索新能源汽车技术路线。他称,高压储氢的成本偏高,每公斤目前约为6000元,2025年可下降到2000-4000元,最终2035年希望能下降到2000元钱以内,他强调,要注意储氢的成本下降比燃料电池成本下降慢,希望能源企业能加入解决这个问题。同时,他也呼吁,亟需能源央企战略支撑我国氢燃料基础设施建设,包括制氢、储氢等。  

面向汽车应用的氢能战略,欧阳明高呼吁聚焦绿氢。他称,燃料电池汽车合理性取决于氢能,氢能的合理性取决于可再生能源转型中大规模能量储存与多元化利用需求。10%的弃电可以满足2025年燃料电池车用氢需求,50%的弃电可以满足2035年燃料电池汽车用氢需求。此外,氢能输运要灵活。他认为,中国的长途主干的电网是全球领先的,但是我们的加氢管道还有提升空间。  

他表示,氢能燃料电池全链条技术经济性仍是挑战,出路在于创新,关键是技术创新。另一方面,当前市场突破口是弃风弃光副产氢富余地区,尽量在当地就近使用。在低成本高安全的储氢瓶能够覆盖的里程范围内,大力发展适合采用燃料电池深度混合的动力车型。地方政府要大力支持,大型能源企业要愿意建加氢站。他总结:主攻绿氢,创新引领,突破瓶颈、示范先行;安全为本,有序推进。  

(来源:新华网)


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