欧阳明高院士:面向汽车应用 氢能战略应聚焦在绿氢

7月24日,以“解构氢产业,谋划氢未来”为主题的氢能发展战略研讨会在中国石化集团公司召开。中国科学院院士,清华大学教授欧阳明高作了题目为《氢能燃料电池汽车发展机遇与挑战》的报告。

欧阳明高指出,新能源汽车的发展包括三大革命,即动力电气化革命、能源低碳化革命和系统智能化革命。动力电气化主要涉及油电混合动力、纯电动动力和氢能燃料电池动力,这三种动力目前是工程科技前沿领域。欧阳明高强调,纯电动动力包含了电池和燃料电池的混合,当前在我国燃料电池汽车中混合度相当高。

据欧阳明高介绍,从发展历程看,中国氢能燃料电池的开发也是从新能源汽车开始,“十五”期间燃料电池汽车是第一重点,“十一五”期间提出了《节能与新能源汽车》,燃料电池仍然是重点。“十二五”期间开始搞产业化,得益于锂离子电池的革命性突破,产业化取得了很大突破,今年保有量可实现500万辆,占了全球市场的一半以上。“十三五”期间燃料电池仍然是重中之重,“十四五”期间有可能单独出一个氢能燃料电池规划,国家对燃料电池技术一直很重视。

欧阳明高认为,新能源汽车的电气化会持续发展,将带来整个汽车设计制造的革命。世界主要整车厂都在开发纯电平台,这是该行业特有的概念,车身随便动、轴距随便拉,具有革命性的变化。

欧阳明高表示,氢能燃料电池技术也取得了一定程度的突破,但是氢能还没有完全突破。氢能储能成本低,和储电互补,且运储方式灵活,是集中式可再生能源大规模、长周期储存的最佳途径。氢能制氢技术革命性突破还要靠燃料电池技术,后者大规模发展会促进质子交换膜电解水成本下降。

欧阳明高认为,从全链条能效分析来看,如果未来动力选择都要基于可再生能源,纯电动直接发电就充电效率77%,发电制氢使用燃料电池效率30%,而制氢后再做成合成燃料使用效率仅13%。效率太低则成本升高,不利于可再生能源高效低成本利用。

从氢燃料电池和纯电动车辆全生命周期成本对比来看,2025年轿车在500公里~600公里以下,纯电动车有优势;而对于重型商务车距离平衡点缩短到200公里~300公里。

综合考虑,欧阳明高建议,氢燃料电池动力系统更适合长途大型重载车辆替代柴油机,战略意义也相当重要。柴油车目前排放和能源消耗与汽油车相当,而且柴油机还广泛用于轮船、飞机、潜艇、火车、作业机械等。

对于系统智能化,欧阳明高认为,电动汽车既是出行装置也是能源装置,可形成交通智慧能源和移动能源互联网。目前的无序充电会被有序充电取代,最后到车网互动。他透露,我国当前在做光-储-氢-充微网系统,下一步就是V2G与车家互动V2H。

欧阳明高表示,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。

欧阳明高强调,氢能是新能源技术体系的技术组成部分。能源系统在向可再生能源转型,集中式转向分布式,用氢气、电池储存间歇式能源发展能源互联网,然后纯电动、燃料电池汽车成为用能、储能、回馈能源的终端,这就是新能源汽车的愿景。

欧阳明高认为,技术开发中“剥洋葱模式”是必要的,从动力系统到燃料电池,再到膜电极开发,20年来清华大学及合作企业取得了很大进展。

据欧阳明高透露,新的《中国燃料电池技术路线图》将在8月发布,涵盖燃料电池电堆、燃料电池系统、燃料电池汽车和氢能基础设施。

欧阳明高认为,车载高压储氢技术方面是薄弱环节,成本偏高。每公斤氢气现在是6000元,2025年预计在2000元~4000元,最终2035年降到2000元以内。储氢成本下降速度相比燃料电池成本下降要慢,需要重视。

“经测算,氢的终端消费价格低于每公斤30元才能和柴油重卡竞争。”欧阳明高呼吁,在制氢、储氢和基础设施建设方面,急需能源央企战略支撑,尽快降低氢的终端消费价格。

欧阳明高认为,面向汽车应用的氢能战略应聚焦绿氢。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。主攻绿氢既突出重点又简化问题,10%的可再生能源弃电可以满足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,中国的长途主干电网是全球领先的,但是天然气加氢管道还有较大差距。

欧阳明高强调,氢能燃料电池全链条技术经济性是全球面对的共同挑战,出路在于创新,包括理念创新、商业模式创新,最重要的当然还是技术创新。氢能需要一轮全链条科技革命,现在要以燃料电池的技术突破推进氢能的技术突破。(陈大英)

2020年7月29日 14:53
浏览量:100