在中國電動汽車百人會2021年度媒體溝通會上，中國科學院院士、清華大學車輛與運載學院教授、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高以《推動新能源汽車可持續(xù)增長》為題，圍繞汽車整車技術(shù)、電池可持續(xù)發(fā)展、充換電和電動汽車智慧能源以及氫能與燃料電池等四個方面熱點話題，進行重點答疑并發(fā)表見解。
以下內(nèi)容根據(jù)歐陽明高發(fā)言整理。
一、2021年新能源汽車技術(shù)與市場亮點及中長期趨勢
1、今年市場增長超出預期，但符合邏輯
2021年，新能源汽車銷量和滲透率逐月 快速提升，市場化進入爆發(fā)式增長新階段。
據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)，2021年1-10月，新能源汽車銷量已超過250萬輛。11月，一些企業(yè)的銷量大體都增長了10%-100%，也有一些大型企業(yè)受制于產(chǎn)能影響，但都是在增長，估計11月有可能接近300萬輛，2021年新能源汽車總體銷量大約在330萬輛左右。
今年的市場爆發(fā)原因應該說是技術(shù)進步、產(chǎn)品豐富、政策給力的結(jié)果。
技術(shù)方面，電池技術(shù)持續(xù)改進，成本也在下降，電池系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計持續(xù)創(chuàng)新，比如刀片電池、CTP等大規(guī)模應用，磷酸鐵鋰電池大規(guī)模裝備轎車。智能輔助駕駛技術(shù)的引入對客戶的吸引，電動汽車的操控性能優(yōu)越。
產(chǎn)品方面，電動汽車經(jīng)過多年推廣，帶動品牌形象提升，新車型大量引入，造型相比傳統(tǒng)車新潮。尤其是車型更豐富，全面覆蓋各個乘用車級別。細分市場和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上出現(xiàn)了新的“兩頭擠”現(xiàn)象。微型車已經(jīng)基本被電動汽車占領(lǐng)，豪華車也基本由電動汽車主導，中級主流轎車出現(xiàn)了比亞迪超級混動這樣100公里純電里程的插電式電動汽車。
政策方面包括，補貼延續(xù)、雙積分漲價、國家推出雙碳戰(zhàn)略，對廠家和年輕客戶的預期引導等等。同時也欣喜的看到，補貼對消費的作用正在逐步消退，私人基于市場消費的購車比例已經(jīng)上升到接近75%。
總之，今年的市場爆發(fā)雖然超出預期，但是符合邏輯，這是基本結(jié)論。
2021年1-10 月，全球廣義新能源乘用車銷量達到702萬臺。中國新能源乘用車世界份額占比 51%。根據(jù)S型增長曲線的經(jīng)驗判斷，全球汽車電動化已突破臨界點，進入陡峭增長期。估計2022年中國新能源汽車銷量會繼續(xù)增長到500萬臺，這還是受限于電池供應、芯片供應和產(chǎn)能限制。如果沒有這些限制，完全看需求可能比這個更高?，F(xiàn)在有些大廠已經(jīng)受到了產(chǎn)能的限制，供不應求，交貨都要四五個月。2022年的市場占有率，從全年看肯定在20%以上。
2、未來整車技術(shù)趨勢：1000公里續(xù)航，滑板底盤
不是說續(xù)航做到一千公里不可能，而是做到一千公里續(xù)航同時還能在幾分鐘充滿電，同時還安全、成本低，這不可能。
一千公里續(xù)航，只要市場有需求，技術(shù)上完全可以做到。從豪華電動汽車角度，這個可能是一個趨勢，但畢竟一千公里續(xù)航需要的成本比較高，只能是豪華SUV這種檔次，有裝電池的空間，客戶愿意買單等等，這主要是市場驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)。
當然，對技術(shù)的要求也會相應提高，例如，一般會采用800伏高壓電氣構(gòu)架，高比能量高鎳三元鋰離子電池，部分廠家還可能嘗試固液混合高鎳三元鋰離子電池，而且安全技術(shù)的要求也會更高。
另外一個技術(shù)是智能滑板底盤。最近美國Rivian公司因為推出智能滑板底盤備受追捧。
其實滑板底盤技術(shù)概念很早就有，通用汽車推出的滑板汽車概念車大概是2002年，當時是一個燃料電池車。特斯拉也有類似概念，但是它的車身還是半承載式車身。由于電池系統(tǒng)通常是扁平化結(jié)構(gòu)，所以凡是純電動汽車專用平臺，都跟傳統(tǒng)燃油車平臺差別較大，都帶有扁平化的滑板的基本概念。
電動化整車平臺可分為三種：一種是現(xiàn)在基本上借鑒燃油車平臺概念，并沒有一個完整的底盤，采用的還是承載式車身。第二種是特斯拉推出的扁平式底盤，但采用的是半承載式車身。第三種是Rivian推出的完全滑板底盤，可以承受碰撞，采用非承載式車身，車身可以做得很輕，采用輕量化材料。底盤不變，可以方便地做成各種車型。這是技術(shù)多年演變的結(jié)果，代表了技術(shù)發(fā)展趨勢。尤其是電池系統(tǒng)做得越來越扁平，電機比功率越來越高，電機/逆變器/驅(qū)動軸三合一用得越來越多，可以實現(xiàn)真正的滑板式底盤平臺。再配合智能化主動避撞，將來碰撞越來越少，車身可以做得越來越輕，甚至用塑料或者布做都是可以的，車型開發(fā)周期就可以非常短，花樣可以無限多，個性化非常強，這會給汽車設(shè)計制造帶來一場革命。
3、未來新能源汽車增長預測與碳減排
國際能源署（IEA）2021年5月發(fā)布全球碳中和路線圖認為，從2020年到2030年全球電動轎車將增長18倍， 2030年銷量達到5500萬。這是按照低碳發(fā)展目標給出的比較激進的預測。國外相對保守的預測認為，2030年全球電動汽車銷量為3000萬輛。
基于歐陽明高團隊的計算分析和綜合判斷，對中國電動汽車市場有一個總體預測：預計在2025年，我國新能源汽車銷量會在700萬輛到900萬輛之間。到2030年，大致是在1700萬輛到1900萬輛。
從保有量的情況看，2025年會超過3000萬輛，2030年大概接近1億輛，2035年大概接近2億輛，2040年接近3億輛。
向新能源汽車轉(zhuǎn)型會對汽車行業(yè)節(jié)能減排產(chǎn)生重要影響。對于乘用車，2021年純電動車和燃油車單位里程碳排放數(shù)值大約分別是：電動汽車每公里70克二氧化碳排放，燃油車大約是每公里176克二氧化碳排放。預計2035年純電動汽車單位里程碳排放下降到每公里20克，相比2021年降低70%以上，主要是因為能源結(jié)構(gòu)的變化，也就是綠電比例上升導致。
乘用車，包括燃油車和電動汽車總排放量預計在2023年達到峰值，大約是6億噸，這不是全部汽車的碳排放峰值，是乘用車的峰值。純電動汽車相比燃油車碳減排降低幅度會呈快速增長趨勢，因為隨著綠電的比例加大，電動汽車排放會大幅降低。
4、未來產(chǎn)業(yè)格局演變
各合資企業(yè)會在明后年集體發(fā)力，2023年中外品牌新能源汽車競爭進入激烈期。從核心技術(shù)看，國產(chǎn)品牌是有實力的。
首先是電池技術(shù)，電池占到電動汽車技術(shù)含量的60%，目前這一代電池技術(shù)中國占主導地位。當然現(xiàn)在日本等國家在大力發(fā)展下一代全固態(tài)電池，這方面我們還是有差距。但是全固態(tài)電池技術(shù)產(chǎn)業(yè)化并對市場格局產(chǎn)生重要影響估計還要10年左右，我國電池領(lǐng)域研發(fā)隊伍規(guī)模在全球遙遙領(lǐng)先，人才輩出，只要不斷努力，相信最終我國是能夠走在前列。
至于電驅(qū)動和電力電子技術(shù)，跟國外比總體不相上下。尤其是以比亞迪為代表的全技術(shù)鏈貫通企業(yè)，技術(shù)實力在全球也是排在最前面。
從供應鏈看，我國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈完整，全球70%的電池產(chǎn)能在中國，產(chǎn)品供應全球。雖然美國和歐洲正在全力以赴打造電池產(chǎn)業(yè)鏈，而且中國電池進入美國市場可能也會受到一定障礙。但總體而言，中國動力電池的產(chǎn)業(yè)競爭力在相當時間內(nèi)難以撼動。
當然，近期芯片供應成為了卡脖子問題。其實汽車芯片只占全部芯片的大概10%，目前主要還是周期性供需失衡問題。而且汽車對芯片集成度要求低于手機等產(chǎn)品，從中期看，我國自主技術(shù)不難解決新能源汽車芯片問題。
從整車品牌看，電動汽車爆發(fā)之后對老品牌是一種挑戰(zhàn)，對新品牌是一個機遇。因為老品牌要把電動汽車做得跟燃油車一樣，外形不敢改，怕跟以前品牌形象不一致。如果改了，就跟新品牌在同一個起跑線，就很糾結(jié)。所以，雖然品牌認知度方面，國外老品牌還是要更好一些。但是總的來講，由于新造車勢力這幾年的蓬勃發(fā)展，在品牌形象方面也創(chuàng)出了中國新能源汽車自主品牌的一片新天地。自主品牌升級也比預想的要好很多
在新一輪電動化和智能化浪潮下，中國自主品牌在未來汽車產(chǎn)業(yè)競爭中站占據(jù)優(yōu)勢地位還是要充滿信心，有預測2030年中國市場的中國汽車品牌會占到60%。
從企業(yè)看，新能源汽車興起引發(fā)了汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)革命。自主品牌企業(yè)八仙過海，涌現(xiàn)出比亞迪這樣的全球標桿企業(yè)，新造車勢力來勢兇猛，充滿活力。合資企業(yè)蓄勢待發(fā)，即將全面發(fā)力。今后五年是一個窗口期，市場高速增長，競爭持續(xù)激烈。5-10年會有一次企業(yè)大洗牌，肯定會淘汰一批，究竟鹿死誰手，現(xiàn)在無法預測。
總之，汽車工業(yè)正在經(jīng)歷百年未有之大變局，迎來了巨大的時代機遇。但迎接新能源汽車市場爆發(fā)增長的同時也會遇到一系列挑戰(zhàn)，包括電池技術(shù)、產(chǎn)業(yè)以及材料資源的可持續(xù)發(fā)展問題；快充快換與車網(wǎng)互動以及綠色智慧能源問題；氫能與燃料電池汽車的發(fā)展問題等。
二、動力電池可持續(xù)發(fā)展技術(shù)路線圖
5、動力電池裝機量
我國動力電池裝機量隨著電動汽車的快速增長而增加。2021年1到9月份共裝車0.92億千瓦時，全年預計1.5億千瓦時左右。
2025年預計在6億千瓦時左右，2030年預計在15億千瓦時到20億千瓦時之間。
國外機構(gòu)基于2030年全球5500萬輛電動汽車年銷量的激進預測給出的動力電池的年裝車量結(jié)果是50億千瓦時，而保守預測結(jié)果是30億千瓦時。
基于電動汽車保有量可以預測中國車載電池的總保有量，預計2025年會超過20億千瓦時，2030年會超過70億千瓦時，2035年會超過150億千瓦時。
由于電動汽車市場火爆，刺激上游電池產(chǎn)業(yè)快速擴產(chǎn)。據(jù)統(tǒng)計中國動力電池規(guī)劃產(chǎn)能2023年將達10億千瓦時，2025年接近25億千瓦時。當然，規(guī)劃產(chǎn)能會大于動力電池年產(chǎn)量，同時年產(chǎn)量中除了車用電池外，還有儲能電池等一系列其它用途，估計2025年電池總出貨量在10億千瓦時左右。
電池產(chǎn)量的快速膨脹會刺激上游材料周期性漲價。同時也會引起公眾對材料資源短缺的擔心。
從潛力看，全球鋰資源經(jīng)濟可采儲量為2100萬噸，如果按三元811電池材料體系算，可以生產(chǎn)電池2000億千瓦時。按平均一輛車100千瓦時算，可以制造20億輛電動汽車。當然這不能全部用于汽車，別的地方也要用。但這是經(jīng)濟可采儲量，總勘探儲量是8600萬噸。而且因為總勘探儲量近年還在不斷增加，似乎問題不是很大。
但是，鈷的資源就沒有那么樂觀了，經(jīng)濟可開采儲量只有710萬噸。照此計算只能到950億千瓦時。至于錳的資源則沒有問題，非常富余。
然而資源分布卻不均勻，鋰礦有3/4分布在澳大利亞、智利、阿根廷。鈷礦有2/3依賴于非洲的剛果金。鎳礦的一半依賴于印尼和俄羅斯。資源分布是極不均勻。所以，資源的壓力還是有的，不能掉以輕心。
6、電池材料的循環(huán)可持續(xù)
如果循環(huán)利用做得好，支撐發(fā)展問題不會很大。材料循環(huán)要耗能、要排放，電池生產(chǎn)也會耗能和排放，可持續(xù)發(fā)展也是重大問題，也就是電池全生命周期的碳排放是問題。
以三元高鎳811鋰離子電池而言，每千瓦時全生命周期碳排放大約是87公斤。三元電池相對碳排放是比較高的主要原因是正極材料，包括前軀體和正極材料制備的碳排放就占了總排放的一半。
磷酸鐵鋰電池全生命周期碳排放相比三元NCM811化學體系約降低三分之一。至于鈉離子電池，碳排放就更低。
怎么解決碳排放問題？第一，電能清潔化，電池產(chǎn)業(yè)鏈要盡可能往西部轉(zhuǎn)移，四川、貴州、云南、青海是非常合適的地方，利用可再生能源和當?shù)刭Y源優(yōu)勢是一個根本途徑。第二，電池回收利用再生制造。第三，全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)工藝改進、提升關(guān)鍵環(huán)節(jié)能效。
從回收角度看，2025年中國需要回收和梯次利用的電池總量將達到1.25億千瓦時。
國家層面非常重視電池回收利用，國務(wù)院、發(fā)改委、工信部、發(fā)了很多的文件，現(xiàn)在滿足廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件有14家回收利用企業(yè)，將來還會繼續(xù)擴大。
主要的回收手段現(xiàn)在有三種，干法、濕法和物理回收。干法是燒，能耗偏大，環(huán)保問題還是有的。濕法是生產(chǎn)效率偏低一點，設(shè)備比較復雜，也有一些腐蝕性溶劑。現(xiàn)在推崇的是進行物理回收、電池修復和材料再生的科技創(chuàng)新。電動汽車退役電池要通過精確的電池剩余電量測試，進行分選。然后分門別類進行修復、梯次利用和材料回收再生。
從電池全生命周期減排的潛力看，現(xiàn)有電力結(jié)構(gòu)下，物理回收減排超過50%；濕法回收減排32%；火法回收減排3.5%。隨著綠電比例的提升，在2030年電力結(jié)構(gòu)背景下碳排放再降低12%；2050電網(wǎng)深度脫碳背景下，碳排放再降低75%；100%綠電可以實現(xiàn)電池生產(chǎn)制造全生命周期近零排放。
7、會不會有別的電池取代現(xiàn)在的鋰電池
這是動力電池技術(shù)可持續(xù)發(fā)展問題。首先，鋰離子電池還會用很久。
當前這一代鋰離子電池的比能量上限大約是每公斤300瓦時左右，新型鋰離子電池可以達到每公斤350瓦時到400瓦時。2025年會出現(xiàn)與現(xiàn)有液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池比能量大體相當?shù)牡谝淮虘B(tài)電池。2030年后出現(xiàn)第二代采用新型正負極材料的全固態(tài)電池，比能量會提升到每公斤500瓦時，還會有高比能量鋰-硫電池、金屬空氣電池。
鈉離子電池現(xiàn)在已經(jīng)出現(xiàn)，但是各方面性能還不能滿足高性能汽車使用要求。預計到2035年，鈉離子電池、鉀離子電池性能會大幅提升，比能量會達到每公斤300瓦時左右。與現(xiàn)在的高比能量鋰離子電池相當。
從電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展角度看，估計現(xiàn)有的鋰離子電池，包括固液混合的鋰離子電池，2030年之前還是絕對主導地位。第一代全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，占市場比例接近1%的時間點可能在2030年左右。2035年之后，新一代固態(tài)電池，鉀、鎂、鈉、鋰-硫等各類電池會進入市場。到2050年，液態(tài)鋰離子電池有可能減少到約20%。
8、電池全鏈條智能化趨勢
材料既要回收，同時也要開發(fā)新的材料體系，以及挖掘現(xiàn)有材料的性能潛力。
每一種電池材料比容量都有一個理論值，但實際上做出來的電池產(chǎn)品是很難達到這個理論值。這是因為現(xiàn)在的材料合成與電池設(shè)計主要采用“試錯法”。通過智能化手段可以使設(shè)計進一步優(yōu)化，比如材料基因組基于人工智能材料篩選和設(shè)計，可以利用仿真設(shè)計，再利用智能制造，應用過程中的智能電池管理，最后到達使用壽命后智能回收，實現(xiàn)全過程智能化。這也是歐盟2030電池計劃的核心思想。
通過智能設(shè)計，使電池實際性能與理論值之間差距減少一半，智能回收最終使回收原材料的利用率接近100%，全生命周期的碳足跡減少1/2，科技的潛力非常大，動力電池可持續(xù)發(fā)展是有保障的。
三、快充快換、車網(wǎng)互動及電動汽車智慧能源
9、超快充電問題
當下，充電不如加油快。十一長假，很多用戶抱怨電動車變成了“電動爹”。
其實高功率型動力電池是可以像加油一樣超快充電的，但其比能量低，無法滿足長續(xù)航要求?，F(xiàn)在長續(xù)航電動汽車越來越多，裝的都是強調(diào)高比能量的能量型動力電池，要想超快充電不太容易。
比如350千瓦超快充電，5分鐘充接近30度電，要解決的問題有不少：充電倍率太大，電池受不了；充電電流太大，車受不了；充電功率太大，電網(wǎng)受不了。為此，電池本身要具備快充能力，即比較高的峰值充電倍率。車載電氣系統(tǒng)的電壓要提高，增加到800伏以便在超大功率充電時減小總充電電流。最好采用儲能電池放電以達到350千瓦的高功率以減輕電網(wǎng)負荷，這樣才能便于超快充電。
這中間最難的還是動力電池本身快充潛力的發(fā)揮。充電過程最容易發(fā)生安全事故，主要原因是快充導致鋰枝晶造成內(nèi)短路。為此，除了需要開發(fā)無析鋰的快充技術(shù)外，還要選擇超快充電區(qū)間和幅度，研究表明比較合適的是在電量低到一半以下，5分鐘充1/3的電量，而不是充滿，充滿會遇到安全、壽命、發(fā)熱等很多問題，得不償失。
超快充電應當主要用在高速公路應急補電。比如現(xiàn)在續(xù)航五六百公里的車，5分鐘充1/3電量就是200公里，這是比較科學合理的。此外，還要考慮全氣候，冬天要加熱，夏天要散熱。所以，必須還要配備快速加熱、快速冷卻。快速加熱現(xiàn)在可以做到每分鐘最高升溫7接近8攝氏度。夏天還要加大強制冷卻功率。清華團隊已經(jīng)開發(fā)出滿足上述要求的超快技術(shù)，與殼牌合作在加油站已經(jīng)建設(shè)了幾個超快充電示范站進行試驗考核。中國電力聯(lián)合會制定的超級快充標準已經(jīng)開始公開征求意見。
基于儲能電池放電的超級快充，其儲能電池從哪兒來？一是直接帶儲能的充電站，但成本偏高。二是跟換電結(jié)合。因為換電本身有很多電池備用，可以做儲能電池。商用車快速換電趨勢已經(jīng)非常明顯，工信部已經(jīng)在全國進行換電試點，總的來看，目前高出勤率、重型載荷、短途運輸?shù)目ㄜ嚫銚Q電是最火的，比如礦區(qū)、建筑工地、鋼鐵廠、港口等等，這是首先要進行的，將來逐步擴展到城市和高速公路。
快速充電和快速換電相結(jié)合，卡車快換轎車快充，換電備用電池給轎車快充，將是一個優(yōu)勢互補資源共享的解決方案。而且這種快充快換站的使用與原先燃油車加油的習慣和頻率、及位置很接近。大能源企業(yè)非常適合在加油站建設(shè)快充、快換耦合站。同時，快換的電池實施租賃，能源企業(yè)開電池銀行。對大能源企業(yè)來講，這也是轉(zhuǎn)型的一個非常好的方向?，F(xiàn)在的充電企業(yè)會面臨新的競爭壓力。
10、慢充與車網(wǎng)互動
據(jù)統(tǒng)計，目前家用電動汽車充電量75%是通過慢充獲得。隨著電動車數(shù)量快速增加，慢充會給電力負荷帶來很大壓力。北京現(xiàn)在已經(jīng)有40萬輛電動汽車，而且使用頻率大大高于燃油車，每天上下班車流里至少有20%是電動汽車，很快就會到30%、40%。下班回家都充電，電力系統(tǒng)受不了，深圳等地已經(jīng)出現(xiàn)這個問題。
所以，無序充電時代即將結(jié)束，之后會進入有序充電階段，有后臺來管理充電，通過電價機制把充電調(diào)整到電力負荷低谷區(qū)間?，F(xiàn)在深圳已經(jīng)開始做示范。
管理充電的信息網(wǎng)會智能調(diào)度電網(wǎng)的充電能量，能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形就出現(xiàn)了，這是一件大事。有序充電還是單向的能量流動，控制什么時候充。再進一步發(fā)展就是雙向，電動汽車電池會既充電又放電。比如，電動汽車與建筑或者房屋連接構(gòu)成一個能源系統(tǒng)，電動車作為儲能裝置可以給建筑供電。隨著向可再生能源轉(zhuǎn)型，風電光伏發(fā)電波動大，電多的時候先儲儲存一部分，沒電的時候再放出，儲能的作用會很大，電價差也會越來越大，電動汽車作為儲能裝置的價值就會發(fā)揮出來。
若2025年電動汽車的電池容量超過20億千瓦時，2040年有3億輛電動車，一輛車平均65度電，就是差不多200億度電，這是我國今天全社會一天消費的總電量。這一巨大儲能系統(tǒng)將產(chǎn)生巨大的碳減排潛力，初步計算可以高達10~20億噸，數(shù)量十分驚人，還需要碳排放計算專家的確認。
總之，電動汽車儲能的潛力極大，會是一個巨大的藍海市場?，F(xiàn)在，各級政府都在面向雙碳目標進行碳減排。其中最重要的途徑之一就是基于電動汽車的智慧能源，包括光伏、動力電池、充放電裝置、家用電器連成網(wǎng)，一個小區(qū)、一個單位、一個社區(qū)可以形成一個個微電網(wǎng)，一個行政區(qū)有許多微電網(wǎng)聯(lián)起來變成區(qū)域電網(wǎng)。最后形成整個城市的智慧能源，成為綠色智慧城市的重要組成部分。
電動汽車是分散、移動、隨機使用的、充電裝置也不是到處都有，這種理想的結(jié)果如何實現(xiàn)？首先，慢充設(shè)施要大普及。慢充今后的規(guī)劃是每輛車至少有一個充電樁，最好有兩個，工作單位和家里各一個。最終理想的狀態(tài)是車停下來就接入電網(wǎng)，才能形成儲能和電網(wǎng)互動功能的實現(xiàn)。
以電動汽車為核心的電池儲能和光、儲、充一體化的智慧能源系統(tǒng)很快就會在全國逐步展開。估計在2025年之前主要是有序充電，2025年到2030年會發(fā)展出跟建筑和微網(wǎng)互動。2030年之后會與配電網(wǎng)互動。從系統(tǒng)分級看，底層是充放電硬件設(shè)施，中層是大量的電動汽車儲能和微網(wǎng)聚合商，上層是政府介入的調(diào)度管理平臺，有區(qū)級、城市級，省級和國家級的國家電網(wǎng)總調(diào)度。
以可再生能源為主體的電力系統(tǒng)特征將會是分布式、市場化為主。國家電力改革基本政策是兩頭放開，管住中間，即只管電網(wǎng)，把用戶端和發(fā)電端放開，建設(shè)全國統(tǒng)一的電力市場。電動汽車充放電也會是一個市場，充電、放電就跟股票的買入和賣出一樣，電價低就充，電價高就賣。通過經(jīng)濟激勵手段實現(xiàn)對波動性風電與光伏等可再生能源的自動調(diào)節(jié)與平衡，這是未來綠色智能城市的美好愿景。
四、氫能與燃料電池汽車的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)化趨勢
歐陽明高院士說他對氫能和燃料電池總體看法是樂觀的，不是悲觀的，尤其是從整個氫能看更是如此，燃料電池是氫能的一個部分，但它是先導部分，是引領(lǐng)部分，或者說核心部分。氫燃料電池技術(shù)在這兩年有重大突破，以前總是覺得燃料電池發(fā)展太慢，跟動力電池沒法比，現(xiàn)在燃料電池也到了一個技術(shù)突破的節(jié)點。
電池技術(shù)突破節(jié)點大概是在十多年前。也就是說，氫燃料電池技術(shù)突破的節(jié)點比動力電池晚了十多年，現(xiàn)在氫燃料電池進入成本下降的快速通道，跟十年前動力電池成本開始快速下降差不多。
現(xiàn)在，氫燃料電池汽車已經(jīng)進入大規(guī)模商業(yè)示范階段。這次北京冬奧示范大概有1000多輛燃料電池車，30多個加氫站。現(xiàn)在張家口已經(jīng)投入了600多輛氫燃料電池客車。北京冬奧會的示范是全球最大的一次燃料電池汽車示范。
財政部等5部委開展的氫燃料電池汽車示范工程已經(jīng)啟動，幾個示范城市群已開始以燃料電池商用車為主體的多元場景商業(yè)化示范。
中國氫燃料電池汽車技術(shù)路線圖的規(guī)劃是2025年氫燃料電池汽車保有量發(fā)展到5萬到10萬輛；2030-2035年間保有量增加到80萬到100萬輛，這是以商用車為主體。
至于燃料電池轎車，要想與純電動轎車競爭是不太可能的?，F(xiàn)在純電動轎車市場已經(jīng)爆發(fā)，中長期看也不太可能改變?yōu)闅淙剂想姵剞I車。但是局部市場是有的，比如，現(xiàn)在有性能很好的燃料電池轎車，今后5年賣出1萬輛是可能的。
總的來看，氫能燃料電池汽車關(guān)鍵的決定期是未來五年，2025年就可以做出很明確的判斷，現(xiàn)在只是一個初步的判斷。
整個商用車電動化今后五年也會呈現(xiàn)出多元化趨勢，但到2025年對商用車電動化長期路線圖就會相當明確。
現(xiàn)在觀察純電動汽車普及的地圖可以發(fā)現(xiàn)，純電動汽車市場大都在中國南部、中部及東部。而其它地方相當少，那就是氫燃料電池汽車的潛在發(fā)展空間。要努力利用這五年的窗口期把氫能燃料電池汽車搞起來。
應當注意的是，純電動只需要動力電池單點突破就基本解決問題。而氫能燃料電池汽車不僅需要燃料電池，還有氫能的制、儲、運、加以及車載儲氫。因此，必須從氫能的大戰(zhàn)略角度看問題。
第一，要清潔低碳、主攻綠氫、牢記發(fā)展氫能的初心使命。
從碳中和與新能源革命的角度，可再生能源的載體有兩個，一個電，一個氫。電與氫在動力和儲能應用方面是互補的。儲能方面氫能是集中式、長周期、大規(guī)模儲能；電池是分布式、短周期、小規(guī)模儲能。氫還可以做原料，化工、冶金都需要氫能，電池不行。氫能的合理性主要取決于可再生能源大規(guī)模、長周期的能量儲存和多元化利用需求。氫的關(guān)鍵是成本，這取決于綠電的成本。如果綠電低到每千瓦時1毛5以內(nèi)，經(jīng)濟性就體現(xiàn)。這在大規(guī)模可再生能源基地是容易實現(xiàn)的。在東部、中部、南部就不容易實現(xiàn)，但在新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙、四川這些地方就容易實現(xiàn)。所以，要盡可能在這些地方搞氫能。
發(fā)展綠氫，我國有很大潛力，燃料電池也有很大拉動作用，它會拉動綠氫制造設(shè)備，電解槽技術(shù)的發(fā)展。因為燃料電池的反過程就是電解，具有共性的技術(shù)平臺。甚至有的燃料電池既可以發(fā)電，又可以制氫。應該在可再生能源電力集中的區(qū)域，比如四川的水電、新疆的光伏，內(nèi)蒙的風電，利用低成本綠電大規(guī)模制綠氫。
第二，要創(chuàng)新引領(lǐng)、自立自強，實現(xiàn)氫能科技的新突破。
氫能與燃料電池跟電能與動力電池不一樣，鏈條很長，難點很多，急需要制氫、儲氫、運氫、加氫、車載儲氫、燃料電池動力、氫儲能系統(tǒng)全鏈條技術(shù)取得新突破。一方面是當務(wù)之急，突破現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化卡脖子的問題，比如基礎(chǔ)材料，催化劑、質(zhì)子膜、碳紙，高強度碳纖維、安全閥、加氫站離子壓縮機，這些現(xiàn)在國內(nèi)廠家還做不好，好多還要進口。第二方面是氫安全技術(shù)，要建立測試評價規(guī)范、安全監(jiān)控平臺、開展安全操作培訓等。第三方面是中長期氫能前沿科技，比如電化學制氨，氫的載體有一種是氨，氨內(nèi)燃機，遠洋貨輪都會用，還會用氨來燒鍋爐發(fā)電；還有既可以發(fā)電、又可以制氫的可逆型固態(tài)氧化物燃料電池/電解裝置等。
跟動力電池相比，燃料電池的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)、人才隊伍要薄弱很多，另外，動力電池我國總體是領(lǐng)先的，燃料電池與國外先進水平比還有一定差距。所以要建立創(chuàng)新體系，當然還要開展國際合作。
第三，市場主導，政府引導，遵循新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律。
不能完全靠政府，政府不可能像補貼純電動車那樣進行全面補貼，只能選擇重點。氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展會跟純電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展是類似的，孕育期到導入期、成長期再到爆發(fā)式增長期，要經(jīng)歷一個艱難的過程。氫能汽車比純電動汽車晚大概十多年，目前是產(chǎn)品導入期，即將進入成本快速下降的產(chǎn)業(yè)成長期。我們應該有信心，但要考慮到氫能全產(chǎn)業(yè)鏈相比電池產(chǎn)業(yè)更大的復雜性和中外技術(shù)競爭的更加劇烈性，也不能盲目樂觀，必須努力攻堅克難。
今后五年政府的支持和引導還是非常重要的，尤其在產(chǎn)業(yè)鏈的聚合、應用場景的規(guī)劃等方面。地方政府也要因地制宜、量力而行、放長線釣大魚，如果急功近利，將欲速不達，最后就是一地雞毛。還是要堅持市場主導，現(xiàn)在市場的突破口在哪里。對于可再生能源的集中度高，具有氫能生產(chǎn)和利用的場景，非常適合氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。所以，今后五到十年，氫能市場的突破口或者宜于市場化的場景就是在可再生能源氫的富余區(qū)域，盡量在當?shù)鼐徒谩θ剂想姵仄嚩?，最好是低成本、高安全儲氫瓶能夠覆蓋的里程范圍。能夠在冬天利用燃料電池的余熱給車內(nèi)供暖。同時地方政府和大型國有能源企業(yè)愿意建加氫站。主要合適的車型是卡車、公路客車和重載貨車等。
五、最后的總結(jié)
現(xiàn)在，新能源汽車市場正在從需求不足過渡到供不應求，從政府驅(qū)動開始經(jīng)過市場與政府雙驅(qū)動階段，轉(zhuǎn)型到市場驅(qū)動為主導的階段；從培育期、成長期到現(xiàn)在已經(jīng)進入高速增長期；從示范到商業(yè)化現(xiàn)在已經(jīng)到規(guī)模產(chǎn)業(yè)化；從乘用車的電動化發(fā)展到了商用車的電動化；從電池技術(shù)突破的上個十年即將進入燃料電池技術(shù)突破的下一個十年；從新能源汽車的量變即將引發(fā)汽車整個產(chǎn)業(yè)的質(zhì)變；從汽車電動化即將發(fā)展到交通全面電動化，包括電動飛機、電動輪船等；從新能源汽車發(fā)展到新能源革命，電化學儲能市場在爆發(fā)，光伏制氫2021年也是元年。
國際能源署2021年5月宣稱這種大規(guī)模工業(yè)轉(zhuǎn)型標志著從燃料密集型消耗性能源系統(tǒng)向材料密集型、循環(huán)性能源系統(tǒng)的一次大轉(zhuǎn)型。所以，今后二、三十年，汽車工業(yè)將引領(lǐng)動力電動化、能源低碳化、系統(tǒng)智能化三大革命，并推動中國工業(yè)和經(jīng)濟的全面升級。
來源：東西智庫
