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电池储能+氢能丨欧阳明高详解未来智慧能源系统核心技术(附完整PPT)

北极星储能网  来源:北极星储能网    2021/1/18 8:58:48  我要投稿  

北极星储能网讯:1月16日,在中国电动车百人会论坛(2021)上,欧阳明高院士做了《面向碳中和的新能源汽车创新与发展》的报告,演讲中详细讲解了储能氢能与可再生能源发展关系。欧阳明高表示:“如果有人告诉你,这个车能跑1000公里,几分钟能充满电,还很安全,成本又很低。以目前的技术来讲,他一定是骗子。”

大家知道每次的革命都是先发明的动力装置和交通工具,然后带动对能源资源的开发利用,并引发工业革命。在看我们第一次能源革命。能源是煤炭,交通工具是火车,第二次能源革命。我们动力是内燃机,能源是石油和天然气,能源载体是汽柴油,我们的交通工具是汽车,那么这一次第一次是英国超过荷兰,第二次是美国超过英国。

现在我们正处于三次能源革命,我们的动力是电池,电化学储能系统,我们的能源是可再生能源,我们的能源载体有两个,一个是电,一个是氢。我们的交通工具就是电动汽车,所以这一次也许是中国的机会。

那么我们第四次工业革命又是什么呢?我个人理解是以可再生能源为基础的绿色化,就是我刚才谈到的第三次能源革命,还有就是以数字网络为基础的智能化。下面我想从能与工业革命的高度来看看新能源汽车。


一、动力电动化新进展


首先是中国纯电动汽车动力电池的技术创新非常的活跃。中国动力电池技术创新的模式已经从政府驱动,主导向市场驱动。我们在前些年都是靠补贴来驱动,已经提高很高的指标啊,最后其实是没有达到的。现在主要是公司商业运作,大家知道近期有很多发布会,都谈到电池的创新。

第二就是我想说的是电池材料创新。因为我们要平衡,比能量寿命快充安全成本等相互矛盾的性能指标,它是相互矛盾的,如果某一位说他既能跑一千公里,又能几分钟充完电,而且还特别的安全,而且成本还非常低,以目前的技术来讲,他一定是骗子。不要相信,因为这是不可能的。这方面应该说近年来并没有大的突破。

值得一提的是电池系统结构的创新。辅以电池单体材料的改进,成为近年来中国动力电池技术创新的鲜明特征。总的续航里程是在不断的提升,我这里说不是在提倡,大家都要保一千公里,而是说车上的能量在越来越增加。我们刚开始用的是三元动力电池啊,还没产业化。后来三元电池工业化解决了,但是这续驶里程是增加了,但还不是特别高。近年来三元电池比能量提升,应该说由于安全问题的限制,并没有大幅增长,所以行业转向的新结构设计,所以近期出现了一系列的新结构。

当前对新能源汽车而言,高效热管理系统核心技术已经取得重要突破,将使得冬季低温环境下续航里程损失比现有车型降低2/3,整车能效优化集成技术也取得突破,小型纯电动车NEDC工况测试百公里电耗接近10千瓦时。同时充电体系建设与快充技术突破,未来5-10年,白天可以用15分钟充满75%的电量。

但总体看,目前如果不用固液混合,我们三元的方形电池可以达到350Wh/kg。我们现在也这个固液混合的半固态电池现在声称是360Wh/kg,差别不是很大,我们磷酸铁锂电池增加之后现在有突破280Wh/kg。

不要指望换一个新电池就解决所有的安全问题,安全都是相对的,安全是由安全技术保障的。

未来十年左右燃料电池系统成本将下降80%以上,与过去十年锂离子电池成本下降过程类似,将从2020年的5000元/kW下降到2030年的600元/kW,从目前来看是可以实现的。

车载储氢成本会比燃料电池系统成本下降速度慢一些,预计到2025年每公斤储氢瓶的价格下降到3000元。



如果没有能源低碳化,如果我们不强调氧化碳,其实油电混合动力是很好的选择。

二、能源低碳化新要求

那么我们来看第三次能源革命,我们要实现能源革命有五大支柱。第一项可再生能源转型,第二集中式转向分布式建筑都变成微型发电厂,而现在我们正在实现。现在北京市都开始补贴这个光伏,像我们的研究所都是分布式光伏,现在清华大学要在每一个房顶都铺上光伏。第三用氢气电池等技术存储间歇式能源。第四,发展能源互联网技术,把这些分布式能源连起来。第五电动汽车成为用能储能并回馈能源的终端。

这是能源革命的五大职责,所以我们的电动汽车电池氢能是新能源革命的重要组成部分,不是孤立的。习主席提出3060低碳发展目标和能源革命的重大战略。中国的光伏和风电在全球是有优势的,现在已经具备大规模推广的条件,但是储能是瓶颈,需要靠电池氢能电动车来解决。逻辑上来讲,只有实现新能源汽车大规模发展,才能适应新的革命,只有实现新能源革命才能实现中国碳中和。

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