現(xiàn)在更需聚焦能源
《能源評論》：國務(wù)院辦公廳日前印發(fā)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021~2035年)》（簡稱新規(guī)劃）對汽車、能源、交通和信息產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展提出要求。請結(jié)合您的研究評價(jià)這一部署的意義。
歐陽明高：我研究的方向是新能源動(dòng)力系統(tǒng)，從剛開始的混合動(dòng)力、純電池動(dòng)力到后來的氫燃料電池動(dòng)力。起初我們主要是和汽車企業(yè)和電池企業(yè)合作，后來逐漸發(fā)現(xiàn)了能源的重要性，所以現(xiàn)在開始重點(diǎn)關(guān)注與能源行業(yè)開展充換電、電池儲(chǔ)能、電解水制氫等方面的合作。
電動(dòng)汽車行業(yè)最終要和電網(wǎng)合作，這是必然的出路?，F(xiàn)在中國的汽車企業(yè)還沒有主動(dòng)和電網(wǎng)進(jìn)行合作，但很多國外的車廠都是這么做的。比如，特斯拉公司不僅自己造車，還開發(fā)光伏發(fā)電站、電池儲(chǔ)能和能源互聯(lián)網(wǎng)，并擁有這個(gè)體系的成套技術(shù)。再比如，國外的石油公司殼牌、BP等已經(jīng)開始關(guān)注和布局氫能供應(yīng)和充電站建設(shè)。這表明，本輪的能源革命從汽車行業(yè)起源發(fā)展到目前階段，更需要聚焦能源。
《能源評論》：電池安全是決定新能源汽車產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的核心問題，您認(rèn)為，未來該通過何種方式來保障？
歐陽明高：電池安全問題的核心是和充電密切相關(guān)的，關(guān)注充電需要從安全角度切入。研究發(fā)現(xiàn)，充電過程中和充電結(jié)束之后發(fā)生事故的占比是最高的，所以充電漸漸成為新能源汽車推廣的瓶頸問題。
實(shí)際上，充電不應(yīng)該給電池安全帶來問題，而應(yīng)該帶來更多的防護(hù)時(shí)間和手段。目前新能源汽車充電行業(yè)已經(jīng)取得很大的進(jìn)步，國家電網(wǎng)的智慧車聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)已經(jīng)接入了超過100萬個(gè)充電樁?！笆奈濉逼陂g需要更加關(guān)注能源，尤其是把電網(wǎng)與電動(dòng)汽車如何實(shí)時(shí)互動(dòng)納入研究領(lǐng)域并進(jìn)行推廣，這是新階段新能源汽車產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵。
《能源評論》：對于慢充和快充的場景和安全性，您怎么看？
歐陽明高：私人電動(dòng)汽車充電模式將是慢充為主、快充為輔。新能源汽車用戶平時(shí)在家里（或單位）慢充，在高速公路沿線或者充換電站快速補(bǔ)電時(shí)使用快充。
現(xiàn)在的新能源汽車市場上私人購車比例非常大，私家車的痛點(diǎn)比如安全性、便利性、經(jīng)濟(jì)性，都和充電相關(guān)。
快充要特別快才有市場，現(xiàn)在正是因?yàn)槌潆娝俣炔粔蚩?，所以大家用得才很少。用戶希望能夠充?分鐘續(xù)航400千米，但現(xiàn)在充電5分鐘連100千米都做不到?？斐涫窍乱徊浇鉀Q用戶便利性最重要的技術(shù)?？斐洳粔蚩觳⒉皇且?yàn)槌潆姌豆β噬喜蝗?，而是由于電池?zé)o法適應(yīng)。這需要成套、綜合的技術(shù)支持。
《能源評論》：需要克服哪些困難，需要哪些全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)來解決？
歐陽明高：電池自身要解決的問題有很多。首先是電池充電倍率太大會(huì)導(dǎo)致負(fù)極析鋰進(jìn)而誘發(fā)熱失控。其次是電池充滿電時(shí)，是正極材料最不穩(wěn)定的時(shí)候，如果遇到意外的熱—機(jī)—電誘因，就有可能引發(fā)事故。
目前看來，在沒有應(yīng)用固態(tài)電解質(zhì)的前提下，比較理想的目標(biāo)是充電5分鐘續(xù)航200千米，這意味著充電的技術(shù)參數(shù)為：充電電壓800伏、功率350千瓦、4～5倍充電倍率，而且不能充滿，只是快速補(bǔ)電，SOC（充電狀態(tài)）的變化約30%，可以讓續(xù)航600千米的新能源汽車?yán)m(xù)航增加200千米。同時(shí)，針對快充過程中的高發(fā)熱和冬季快充問題，需要快速冷卻、快速加熱技術(shù)支持。
卡車電動(dòng)化再創(chuàng)輝煌
《能源評論》：和快充一樣，換電技術(shù)最近也得到了政府部門和不少企業(yè)的關(guān)注，您對此怎么評價(jià)？
歐陽明高：換電的場景主要是商用車，也包括用于共享和出租的轎車，而不是私家車。私家車換電按5年以上的周期從大多數(shù)場景看意義不大。因?yàn)榈侥菚r(shí)慢充逐步普及、快充補(bǔ)電也已實(shí)現(xiàn)，電池包成本低到與傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力相當(dāng)，V2G技術(shù)大范圍應(yīng)用導(dǎo)致放電收益等于或大于充電成本，換電模式可能就失去了市場基礎(chǔ)，很難持續(xù)發(fā)展。
換電最重要的領(lǐng)域是電動(dòng)卡車。今年應(yīng)該是卡車電動(dòng)化的元年，我最近一直在呼吁業(yè)界重視卡車電動(dòng)化?？ㄜ囯妱?dòng)化會(huì)給新能源汽車產(chǎn)業(yè)帶來極大的機(jī)遇，也是中國汽車電動(dòng)化第二階段再創(chuàng)輝煌的主力。“十四五”期間，電動(dòng)卡車肯定會(huì)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。
卡車電動(dòng)化的主要模式就是換電。如果不采用換電模式，電動(dòng)卡車搭載電池太多太重，會(huì)造成車輛造價(jià)過高，同時(shí)充電速度也太慢，影響車主和充電場站的效益。
而采取換電模式，就可以做到接近傳統(tǒng)卡車的價(jià)格，而且換電速度快，可以做到5分鐘換完一輛卡車，充換電站占地面積也都可控。更為重要的是，電池部分可以作為電池銀行單獨(dú)運(yùn)營，通過參與電力市場交易來消納新能源，形成規(guī)模效益，保證采購、充電和梯次利用等環(huán)節(jié)都得到很好的回報(bào)，實(shí)現(xiàn)全生命周期的應(yīng)用價(jià)值最大化。
《能源評論》：卡車換電并不容易，除了市場因素，還有哪些技術(shù)瓶頸亟待解決？
歐陽明高：從產(chǎn)業(yè)角度看，卡車電動(dòng)化對能源結(jié)構(gòu)變革至關(guān)重要。換電模式能有效解決卡車充電時(shí)間長的問題，充分發(fā)揮新能源動(dòng)力系統(tǒng)優(yōu)勢，是特定場景下連接能源價(jià)值鏈的有益嘗試。
要想市場很快發(fā)展起來，需要提供全產(chǎn)業(yè)鏈的技術(shù)支撐。首先，需要純電動(dòng)的底盤。傳統(tǒng)的卡車底盤太笨重，如果使用輪轂電機(jī)，可以把卡車底盤重量降低一噸以上，效率可以比集中驅(qū)動(dòng)式電機(jī)提高9%～10%。其次，是線控底盤加自動(dòng)駕駛技術(shù)。因?yàn)殚L途開車司機(jī)太累，容易造成事故，所以自動(dòng)駕駛對于卡車也是最好的應(yīng)用場景。
現(xiàn)在的問題就是如何制定標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)來規(guī)范市場行為。今年9月，中國電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)牽頭成立了“中國電動(dòng)卡車換電產(chǎn)業(yè)促進(jìn)聯(lián)盟”，目的就是制定標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范促進(jìn)基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，同時(shí)解決電池包、充電站的標(biāo)準(zhǔn)化以及安全問題。
車與能源相互成就
《能源評論》：有人認(rèn)為，現(xiàn)在的新能源汽車因?yàn)槟茉唇Y(jié)構(gòu)問題會(huì)使用很多煤電，還不是真正的新能源汽車。您認(rèn)為應(yīng)該怎樣用融合的思路去解決？
歐陽明高：這需要從兩個(gè)方面看待。一方面，發(fā)展新能源汽車下一步必須要用新能源電力，而且要大規(guī)模全方位應(yīng)用。另一方面，新能源的發(fā)展也需要新能源汽車助力。
光伏、風(fēng)電的技術(shù)可行性已經(jīng)完全滿足大規(guī)模應(yīng)用的要求，目前的瓶頸是儲(chǔ)能如何實(shí)現(xiàn)商業(yè)化。我認(rèn)為，將來大規(guī)模儲(chǔ)能的主流有兩條路，一條是基于電池的分布式短周期電化學(xué)儲(chǔ)能，2040年估計(jì)會(huì)有200億千瓦時(shí)的電池裝載在車上，相當(dāng)于我們目前全國每天的總用電量，電動(dòng)汽車有90%的時(shí)間是停止的，可以用作儲(chǔ)能裝置；另一條就是基于氫能的集中式長周期儲(chǔ)能，通過發(fā)展電解水制氫，消納西北地區(qū)大規(guī)?？稍偕茉椿馗挥嗟娘L(fēng)電、光伏能源。
《能源評論》：如此看來，消納可再生能源的兩種儲(chǔ)能方式都和新能源汽車相關(guān)。下一步應(yīng)該怎么推動(dòng)二者協(xié)同發(fā)展？
歐陽明高：這需要用融合的思路去推動(dòng)。
首先，需要將換電和充電耦合。比如，高速公路的充電站快充時(shí)，可以和換電站共用電池，形成綜合能源系統(tǒng)，這不僅可以節(jié)省成本，還可以形成多方共贏——既能給轎車快充，又能給卡車快換。因此，未來要建設(shè)一個(gè)新的體系——快充快換耦合在一起的充換電站。
其次，可以綜合考慮光伏電站與儲(chǔ)能結(jié)合的模式，尤其是在電網(wǎng)難以達(dá)到的地方。比方有些邊遠(yuǎn)地區(qū)，大電網(wǎng)延伸過去造價(jià)非常昂貴，完全可以把電網(wǎng)建設(shè)的投資做成光伏電站+儲(chǔ)能的模式。據(jù)國內(nèi)光伏企業(yè)測算，在新疆等太陽能資源特別豐富的地方，光伏發(fā)電成本只需每千瓦時(shí)5分錢，如果能建成這樣的綜合能源系統(tǒng)，完全可以解決西部荒漠地區(qū)光伏發(fā)展的痛點(diǎn)問題，形成自發(fā)自用（自充）。
《能源評論》：光儲(chǔ)充放技術(shù)也是此次新規(guī)劃鼓勵(lì)的探索方向，您認(rèn)為在東部地區(qū)是否有這樣的機(jī)會(huì)？
歐陽明高：對東部地區(qū)而言，分布式光伏和私家車也非常匹配。最近北京市剛剛發(fā)布《關(guān)于進(jìn)一步支持光伏發(fā)電系統(tǒng)推廣應(yīng)用的通知》，提出對北京市區(qū)域內(nèi)已完成備案，2020年1月1日至2021年12月31日期間采用“自發(fā)自用為主，余量上網(wǎng)”模式并網(wǎng)發(fā)電的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目，按實(shí)際發(fā)電量給予補(bǔ)貼，每個(gè)項(xiàng)目補(bǔ)貼5年。這些光伏項(xiàng)目通過V2G技術(shù)和私家車會(huì)形成一個(gè)天然的組合。
《能源評論》：您如何看待這些前沿應(yīng)用的前景和未來？
歐陽明高：當(dāng)然，如果大家紛紛采取自發(fā)自用的模式，電網(wǎng)的售電量會(huì)下降，一個(gè)應(yīng)對的思路就是改輸氫為輸電，將西北等地區(qū)的富余新能源電力通過特高壓電網(wǎng)輸送到需求地區(qū)，然后在當(dāng)?shù)刂茪?，這種方式既可解決因我國幅員遼闊需長距離輸氫的難題，又可以優(yōu)化能源網(wǎng)絡(luò)布局，回避我國氫能基礎(chǔ)設(shè)施短板，發(fā)揮特高壓電網(wǎng)的優(yōu)勢。
我相信，這一輪能源革命影響深遠(yuǎn)，將拉動(dòng)汽車行業(yè)的革命、新能源行業(yè)的革命以及電力系統(tǒng)的革命。這幾大革命聯(lián)合起來，會(huì)改變化石能源體系和整個(gè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展躍上新臺(tái)階增添新動(dòng)能，助力我國現(xiàn)代化強(qiáng)國目標(biāo)早日實(shí)現(xiàn)。圖片
（李易峰對本文亦有貢獻(xiàn)）
