2020年是新能源汽車行業(yè)峰回路轉、喜出望外的一年，也是新能源汽車2012-2020規(guī)劃圓滿收官的標志年、新能源汽車大規(guī)模入戶元年和新能源汽車從政策驅動到市場驅動的轉折年。

第七屆中國電動汽車百人會論壇于2021年1月15-17日隆重啟幕，會上，中國電動汽車百人會副理事長、中國科學院院士歐陽明高發(fā)表了題為“面向碳中和的新能源汽車創(chuàng)新與發(fā)展”的演講。

他表示，我國車用燃料電池技術近年來取得產(chǎn)業(yè)化突破，燃料電池系統(tǒng)成本有望大幅下降，但車載儲氫成本下降緩慢將成為新的制約因素。同時，歐陽明高也指出，在儲能方面，氫能是集中式可再生能源大規(guī)模長周期儲存的最佳途徑。

燃料電池獲得產(chǎn)業(yè)化突破 儲氫成本成新難題

數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示現(xiàn)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(chǎn)燃料電池零部件的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立，系統(tǒng)集成能力大幅增強，頭部企業(yè)正在形成，這就是目前的狀態(tài)。

對于近期已經(jīng)有部分企業(yè)開始打價格戰(zhàn)這一現(xiàn)象，歐陽明高特別指出，不應該現(xiàn)在就打價格戰(zhàn)。他表示，系統(tǒng)成本應該是可以預期的穩(wěn)步下降。


歐陽明高提出下一步的工作重點，是要在10年內，將燃料電池系統(tǒng)的成本下降80%以上，從2020年的5000元/千瓦下降到2030年的600元/千瓦。

另外，歐陽明高預測，儲氫成本預計會比燃料電池下降得慢一些?，F(xiàn)在國內已經(jīng)投產(chǎn)塑料內膽碳纖維纏繞的700大氣壓車載高壓儲氫瓶，目前成本很高，主要成本來自碳纖維。

不過此前，中國石化新聞辦日前披露，中國石化上海石油化工股份有限公司“1.2萬噸/年48K大絲束碳纖維”項目正式開工建設，計劃于2024年建成投產(chǎn)，是國內第一家率先突破48K大絲束碳纖維產(chǎn)業(yè)化技術的企業(yè)。到時將將一舉改變我國大絲束碳纖維依賴進口、長期供不應求的局面，并降低儲氫成本。


根據(jù)此前我國制定的氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標來看，2025年推廣5-10萬氫燃料電池車；2030-2035年實現(xiàn)80-100萬輛應用規(guī)模，這都是以商用車為主體。

歐陽明高表示，在這個情況下，氫需求量到2030年大概300萬噸左右，比之前預期的低一些。而對加氫站的需求則比預想的要多。“因為加氫效率比加天然氣要低，氫是最輕的一種氣體，只是天然氣密度的1/8。”


歐陽明高認為，當前氫燃料電池汽車發(fā)展還面臨一些挑戰(zhàn)，比如說氫燃料產(chǎn)業(yè)鏈自主化程度與技術水平和燃料電池還有差距，電解綠氫技術、氫儲運技術、氫安全技術還需要改進提升，氫燃料的成本總體偏高，這是今后5-10年必須努力解決的。

新能源革命提出能源低碳化新要求

歐陽明高表示，搞純電動和燃料電池汽車是能源低碳化的新要求，可再生能源只有兩個載體，電和氫能。

面向碳中和前景，氫能汽車只是氫能利用的一部分，或者說是先導部分，氫能不僅僅是為了汽車，發(fā)展氫能汽車使命之一就是為了帶動氫能全面發(fā)展。因為交通行業(yè)對氫價格的容忍度最好，以后還有煉鋼、化工，發(fā)電，大型燃氣輪發(fā)電機組也是要用氫的。


氫能目前主要通過電解水制得。歐陽明高認為可再生能源電解水制氫的價格變動范圍大，其成本和可再生能源電價密切相關。目前在張家口風電制氫電價一毛五分一度，氫的電耗成本一公斤氫約7元。

而固體氧化物電解技術是正在發(fā)展的未來一代新技術，因為它的效率極高。


根據(jù)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%。因為電制氫效率60%多，燃料電池能效50-60%，這兩者相乘就是30%多。而純電動基本上沒有這個過程，是最簡單、最直接的。


因此，如果電價相同，總體能效的差別大體就是成本差別，對可再生能源而言主要不是節(jié)能和排放問題，而是成本問題。所以充電電池能干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干不好的。

氫儲成為長期儲能最佳途徑

要打造可再生能源提供為主的能源體系，必須要有儲能。 歐陽明高認為，短期儲能可以依靠電池，長期儲能必須要靠氫。

對此，歐陽明高給出了四個理由：

能源利用的充分性。氫能大容量、長周期儲能模式對可再生電力的利用更充分。有些電力電池儲不了，例如四川的季節(jié)性水電，只有氫能儲得了。所以說制氫的電價比充電的電價便宜是有可能的。

規(guī)模儲能的經(jīng)濟性氫能比電池好，車下固定儲氫大概比儲電成本上大約要低一個數(shù)量級。

與電網(wǎng)基礎發(fā)電電源的互補性。氫能可作為大容量、長周期、高功率靈活能源使用，如用于燃料電池發(fā)電，或者用于大型氫燃氣機發(fā)電。大電網(wǎng)不可能全是風電、光伏。

氫的制、儲、運方式靈活。我國的大規(guī)模集中式可再生能源基地在新疆、內蒙、寧夏等西部偏遠地區(qū)，這些地方的氫能需要千公里以上長途輸運。同時綠氫的輸送通道和特高壓電輸送通道是重合的，發(fā)揮超高壓輸電的中國優(yōu)勢，開展長途輸電當?shù)刂茪湟彩且环N選擇。這兩類方式從儲能角度沒什么太大差別，關鍵是誰的經(jīng)濟性更好。


歐陽明高分析認為，比較發(fā)現(xiàn)長途輸電當?shù)刂茪浞桨缚傮w看是有一定優(yōu)勢的。按電力專家介紹的特高壓千公里輸電成本為8分錢/度電為基準計算，當可再生能源發(fā)電在0.1元/千瓦時左右時，可以大致實現(xiàn)加氫槍出口價格30元/kg左右的目標，與柴油比具有價格競爭力。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(lián)網(wǎng)優(yōu)勢。

最后，歐陽明高展望了未來十年交通智慧能源生態(tài)，他認為大概會有有兩個組合：一個黃金組合，就是分布式光伏+電池+電動汽車+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈；還有一個白銀組合，集中式的遠距離的風電與光伏+氫能儲能及發(fā)電+燃料電池汽車+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈。

一個是分布式的智慧能源，一個集中式智慧能源，兩者結合，共同構成面向碳中和的未來智慧能源大系統(tǒng)。