报告欧阳明高燃料电池汽车的机遇与挑战

来源:氢能与燃料电池

9月14-16日,由中国汽车工程学会与国际氢能燃料电池协会(筹)共同主办的第五届FCVC大会于上海汽车会展中心召开。现任清华大学学术委员会副主任、汽车安全与节能国家重点实验室主任。兼任中国汽车工程学会副理事长、中国电动汽车百人会执行副理事长、国家制造强国建设战略咨询委员会委员。到场并发表主题演讲,以下为文字实录:

图1中国科学院院士,清华大学欧阳明高教授很高兴,也很荣幸第一次在国际燃料电池汽车大会做报告,跟各位同行来交流。刚才主持人已经介绍了我的题目,下面我分三个方面来跟大家介绍。第一个方面,首先还是先介绍一下面向能力革命的新能源汽车愿景,我们看清楚氢燃料电池汽车在整个新能源革命中的位置。第二个我想借此机会跟大家介绍我们清华团队在氢燃料电池方面做的一些探索和实践。最后也是最重要的跟大家介绍一下中国燃料电池汽车技术路线图年版。首先,我觉得要讲一下理想和情怀,我们做燃料电池汽车的人都一定是有理想的,如果没有理想的话我们坚持不到今天,所以我们需要有一个理想,这个理想在我心目中就是新能源汽车是新能源革命三位一体的体系,包括了系统智能化、能源低碳化和动力电气化三个方面。首先是动力的电气化,这首先是一个动力的革命,然后才引起后面两场革命,在动力革命方面大家都知道,我们有混合动力,有纯电动,有燃料电池,三种动力,背后就是先进的发动机、电池、电机、电力电池、燃料电池,大家知道我们去年这些动力的革命性技术在科技领域是占有重要位置的,在动力电气化方面中国是从“十五”开始的,我们十五是新能源汽车的第一个五年计划,基础阶段叫三纵三横。第二个是节能与新能源汽车专项,这样就是新能源汽车从基础到示范考核这个阶段,比方说年的奥运会示范。第三个五年计划是十二五新能源汽车重点专项,它是从示范考核到起动阶段,所以真正的产业化从十二五开始的,也就是从纯电动开始的。我就不详细介绍了。现在我们正在经历的是十三五,十三五是新能源汽车技术升级的阶段。在电动化方面继续升级,同时加入了智能化,我们智能汽车在十三五加入了,从十一五到十三五都是我在主持国家新能源汽车重点专项中间的科技研发,我们现在正在进行,十三五是我和京华(音)我们这些人一块来做专家组,来进行研发。在这个方面,我们可以看一下,这是纯电动轿车的发展历程,因为纯电动轿车得益于锂电池,我们一开始认为一百公里不可能作为汽车动力的,现在应该逐步成为轿车动力的主流,比方说现在五百公里已经很平常了,对吧?现在6百、7百公里都是新产品,将来还会有8百公里,甚至有的公司在计划1千公里,这应该说都不是梦了,都是完全可以实现的,我想今后你只要出得起钱,1千公里的纯电动轿车是没有任何问题的,我知道有的企业已经列入这个产品计划了。我想纯电动轿车进一步发展的趋势就是进一步在电机驱动方面的小型化,就是电力电子的革命,那也就是电机,电力电子跟轴做成一块或者跟轮子做成一块,另外我们的轿车就会完全扁平化,在这个基础上有了这个扁平化,那我们的车就会产生重大的变革,这种扁平化的底盘我们可以放不同的车身,而车身又是轻量化的,所以车身将会变得像衣服一样。大家知道以前车子是一个耐用消费品,我想今后将会变成是一个时尚品,那也就是说它会经常变化,以前我们开发周期是38个月,我想今后可能就是几个月,当然底盘可能会长周期,但是车身可能会随时变化,甚至我们买一个底盘会配很多个车身,这都不是梦。我们从电动化的角度,这也是中国汽车工程学会节能与新能源技术路线图的预测,到年我们的汽车总销量将达到40%到50%,年50%以上,我个人判断应该在1亿辆左右是没有问题的,基本上还是以纯电动轿车为主体,这个就是动力电动化的革命,核心是锂离子电池。第二个革命就是能源低碳化,也就是新能源革命。首先我们光伏产业在突飞猛进,大家知道光伏产业的技术革新周期大概就是十几年,不像我们的发动机,我们的发动机周期百年,所以我们搞汽车的人还是很舒服的,因为一百年不变,光伏十年就要变,十年就得重来,企业就得完全重新洗牌这是非常残酷的,但是在这个过程中中国的光伏产业技术不断进步,质量不断提高,现在也是在全球应该说是领先的行业,光伏现在的这个成本已经比十年前降低了90%以上,其实光伏发展的周期跟我们搞新能源汽车的周期差不多,也就20年,当初的多金硅,变成了单金硅,现在还在继续变。我们的电池降了85%,锂离子电池和光伏电池可以说是革命性突破,相对来说比燃料电池要变化得更快,当然我们燃料电池从现在往未来看十年的话也有可能进入这个阶段。那么光伏现在发电的成本如果在新疆的沙漠里头1度电大概就5分钱,在新疆光照条件好的沙漠里面,现在普遍的应该是朝2毛钱一度电迈进,跟水电是差不多的,当然要加上储能当然又贵了一些了,我是指它发电的成本,光伏现在在东部,在上海、浙江大概是3到5毛,光伏现在已经全方位平价了,没有补贴了,很快就会大范围的普及。另外一个就是锂离子电池,因为光伏是波动的,你要想让它正常运行必须要有储能,而光伏跟锂离子电池可以说是一个硬币的两面,它们是天生的绝配,就是分布式小规模的发电,光伏最好,然后储能锂离子电池更加配,这是最好的。现在锂离子电池的规模也在迅速扩大,我们现在8月份一个月产量也是5百多亿瓦时,我们大概在年前就会到达10亿千瓦时的产量,这个图上就是说,我估计应该会更乐观一点,所以你想想大众年它一家就布局了1亿千瓦时,所以10亿千瓦时并不是梦,它一家就是1亿千瓦时,像大众这样的10家是没有问题的。所以我估计在到年之间,中国电池的产量就会到达10亿千瓦时。也就是说,因为大家知道我们现在内燃机每年的功率是非常大的,作为一种动力来讲,储能电池还有一个就是比能量不断上升,成本不断下降,比能量上升了3倍,瓦时每公斤,体积比能量大概在瓦时每公斤,我们下一步的目标是1千瓦时每升,现在是瓦时每升,再提高一倍,也就是体积比能量再增加一倍,这是单体。我们现在系统的比能力,单体的重量比能量每公斤,现在系统比能量瓦时每公斤,将来要到瓦时每公斤,尤其是有电池等等这些重大创新的出现,大家有机会可以看看比亚迪刀片电池的车间是非常震撼的,电池可以做到两米多一个,成本也是下降得非常厉害,当然我们还需要通过其他来找回价值,比如说通过回收,通过电池的资产管理,还有很大的价值潜力可挖,中国现在生产的电池也跟光伏一样,占到了全球大概百分之六七十,这是我们很值得骄傲的两个行业。下一步,这是中国动力电池发展路线图,我们年会到4百瓦时每公斤,年到瓦时每公斤,这样就比我们现在的装车提高一倍,我们现在卡车装电池合理的里程是2百多公里,已经到头了,重型卡车,那年5百公里也是合理的,现在的合理范围应该在,到之间,到年就会再翻一倍。到年之后新一代的电池会出来。下一个当然就是我们的另外一个核心,就是氢燃料电池,也是革命性的技术,氢能源燃料电池的优势比其他的优势在哪里呢?我们要把这个搞清楚,不然我们就很盲目,它最大的优势我们要搞清楚。也就是它大规模可再生能源储存后的成本,储电的成本要比储氢的成本高一个数量级,这是在车上,车下没有这么大,车上大概差3倍,在车下储氢比储电大概是十分之一储能的成本。这是它最大的优势,也就是说大规模可再生能源我们必须用氢来储,大家看这边是储能各种各样的技术,现在有各种各样的技术,现在全球认同的最好的大规模储存可再生能源的技术就是氢能,就是把它变成氢,这是我们氢燃料电池立足的根本,如果没有这个,因为将来我们不可能全部用电,必须要有氢,当我们摆脱化学能源之后我们需要燃料,我们不仅仅是需要电,当然电可能是主体成分,但是我想至少有三分之一还必须是燃料,燃料是谁?就是氢,这是必须的。同时它又跟电具有互补性,可以互换,另外它还有灵活的运输方式,电我们只能是电子的运输,氢是分子的运输,这两个是不一样的,分子的运输我们可以用车拉,电就不行了,所以它比它更灵活的,比方说我们长途可以是管道,我们也可以长途输电当地制氢,不管你是在新疆制氢还是在北京制氢,对电网储能的平衡是一样的,你这1千公里,你运氢显然不如输电,所以中国是管道不如欧洲,但是电网不必国外差,中国的电网不比国外差,但是说实在的,我们的



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