中国科学院院士、清华大学车辆与运载学院教授欧阳明高表示,仅就燃料电池,是很难跟电化学储能电池相比的,但是绿色氢能和电池储能这两者之间是可以竞争的,氢能也可以到万亿产业甚至是几万亿的产业。但是,它比现在的电池要晚大约十年,要通过燃料电池的释放,对应用场景的拓展,来拉动氢能的全产业链。

ABEC | 2022中国(广东·东莞)电池新能源产业国际论坛现场

ABEC | 2022中国(广东·东莞)电池新能源产业国际论坛现场

电池“达沃斯”-电池网8月30日讯(肖何 梁小婧 广东东莞 图文直播)8月30—31日,全球电池行业盛会——ABEC | 2022中国(广东·东莞)电池新能源产业国际论坛在广东东莞举行。本届论坛由广东省东莞市人民政府、ABEC(电池“达沃斯”)组委会主办,东莞水乡特色发展经济区管理委员会、中关村新型电池技术创新联盟、东莞产城投资运营有限公司、海融网、电池网、我爱电车网、能源财经网、电池百人会联合主办,来自全球电池新能源产业链的“政、产、学、研、金、服、用”各界代表出席,围绕“新赛道蝶变跃升 新势力加速整合 新生态赋能中国”这一主题,在交流与分享中,实现精准对接,价值对话,资源整合,共享双碳新机遇。

中国科学院院士、清华大学车辆与运载学院教授欧阳明高

中国科学院院士、清华大学车辆与运载学院教授欧阳明高

30日上午,中国科学院院士、清华大学车辆与运载学院教授欧阳明高在论坛上做了题为《电化学能源动力系统发展展望》的视频演讲,分享了锂电池与人类电池发展前景与面临的难题、未来发展趋势等,以下为发言内容实录:

各位领导、各位嘉宾,大家好,我是欧阳明高。

首先,对第9届中国(广东·东莞)电池新能源产业国际高峰论坛的顺利召开表示衷心的感谢。这个会议是我们电池领域的“达沃斯”,非常遗憾,我不能来现场参加会议跟各位交流。受组委会委托,我在这里通过视频简要表述一下我的观点。

大家知道,我们正在经历第三次能源革命,这次能源革命使我们从传统的化石能源向以可再生能源为特征的新能源方向发展,我们的动力也由传统的热能动力向电化学动力系统转型。大家知道,热能动力系统以气体工质为载体进行热循环的一种动力系统,但是效用不能大幅提高。同时,它是以燃烧为核心的转化过程,所以也面临着排放等问题。

现在,以锂离子电池和质子交换电池为主导的新能电池动力兴起。大家知道,锂离子电池很快会进入TWh时代,万亿时代。由于汽车产业的拉动,这个产业在腾飞。与此同时,氢能燃料电池也正在同步兴起,产业链基本建立,现在大规范的示范正在进行。

但是,目前也遇到一系列问题,比如锂离子电池的安全性,燃料电池的耐久性和成本等问题。现在又有一波新的动力变革正在进行,这一代的动力电池系统,基本以电化学为基础,研究液态电解质及其界面之间的反应和科学为基础。下一代正在萌芽之中的,就是以全固态电池和固体氧化物电池为基础的,也就是以固体电解质为核心的全新一代储能电池和燃料电池,具有理论效率高、安全性好等一系列优点。

作为动力行业,既照顾到传统的热能动力(实际我以前是做传统热能动力出身的,在二十年前转型到电化学动力系统),同时我们正在启动下一代以全固态电池和固体氧化物电池为基础的前沿技术的探索。我相信这是整个行业总的历程和趋势。在这里,我要专门说说现在的锂离子电池和质子交换氢燃料电池。

首先,锂离子电池是巨大的产业,我刚刚在世界动力电池大会上发表了演讲,主要观点是9个字:高端化、低碳化、智能化。我们的产品要高端化,代表了我们要不断提升比能量,提升循环寿命,降低成本,最核心的是提高安全性。在比能量提升的同时,要保证安全性。近年来,主要在电池系统方面有一系列结构创新,但是在单体电池、电池材料体系,需要进一步突破。

第二个方面是能源的低碳化,电池行业也是很耗能的行业。面向未来,全世界都在制定电池的碳足迹和碳法规、碳税相关政策,我们还需要面向绿色电池开展一系列工作。一方面是本身的材料体系等,制作、工艺等如何提升,另外就是如何利用可再生能源,这会引导产业布局和产业转移。

第三个方面是智能化,要实现全链条的智能化。制造的智能化,要进一步提升制造精度。产品的智能化,要开发新一代智能化电池,包括软件的人工智能和硬件的传感器。使用的智能化和回收的智能化,真正实现全链条的智能化。

关于质子交换氢燃料电池,也是当前的主流,也是全行业重点关注的方面。在冬奥会,我的团队运行了1200辆车,在张江口布局了700辆燃料电池的大客车,已经可以跟柴油车竞争。在冬奥会所用的氢,全是张江口用风电制取的绿氢。但是还面临一系列问题,首先是效率问题,氢燃料电池目前跟纯电动相比,比如对于重型卡车,氢耗还是偏高的,导致运行成本偏高。必须进一步提高氢燃料电池运行工况点的效率,要大幅度降低氢耗,至少1/4甚至到1/3。另外一个寿命问题,跟国外相比,燃料电池的寿命还不优,不能完全实际车辆的要求,也就是25000小时,目前是1.5万-2万小时之间。还有一个成本的问题,包括氢瓶的成本要下降等等,这方面还有许多工作要做,尤其是基础性工作,这是需要深入开展的。膜电极,这是重中之重。

对氢燃料电池来讲,从技术的角度首先是进一步突破氢燃料电池。另外是制氢,绿氢制取。氢燃料电池正向是发电,反向就是制氢,是一个技术平台。目前氢燃料电池,核心是电化学动力装置,既是发电的,也是制氢的。现在在制氢领域,也是蓬勃兴起。但是,现在能够大规模应用的碱性制氢装置的技术水平,还需要快速提升。尤其是在智能化、高效化、安全性等方面,还需要做大量工作。

我们所面临的在氢能方面的储运难题,目前有很多选择,但是都不理想。所以,重点进行技术路线的选择和基础科学的研发,还没有到理想装置出现大规模生产的状态。

从价值链的角度,目前因为氢能尤其是绿氢主要是具有战略价值,目前需要寻求的是商业价值。要通过在技术线上的突破,也就是绿氢制取和燃料电池两个方面,尽快实现商业价值,至少在部分领域要一个一个领域突破。目前在商用车领域就是很好的突破口,我们希望以此作为突破口,在国家城市示范群和补贴政策的基础下,在今后的三五年,在2025年实现规模化。要是错过这个窗口,后面就会很麻烦。

从全产业链的角度看,氢能产业链跟电池产业链整个规模相当。仅就燃料电池,是很难跟电化学储能电池相比的,但是绿色氢能和电池储能这两者之间是可以竞争的,氢能也可以到万亿产业甚至是几万亿的产业。但是,它比现在的电池要晚大约十年。现在要通过燃料电池的释放,对应用场景的拓展,来拉动氢能的全产业链。同时以绿色氢能的制取,从经济性入手,降低成本,推动绿氢产业链,一推一拉,促进绿色氢能的全产业链发展。

关于氢能,主要就是技术链、价值链和产业链。希望我的这些观点引起大家的讨论,这是我的简要视频发言,谢谢各位!

(以上观点根据论坛现场速记整理,未经发言者本人审阅。)

[责任编辑:张倩]

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