歐陽(yáng)明高：大家都知道，最近氫能非常熱，我將從大的背景和我的研究經(jīng)歷談三點(diǎn)看法：第一點(diǎn)，為什么要搞新能源汽車(chē)和新能源。第二點(diǎn)，介紹一下清華團(tuán)隊(duì)在這方面的工作。第三點(diǎn)，也是最重要的一點(diǎn)，為什么選擇張家口來(lái)做氫能燃料電池。

第一點(diǎn)，對(duì)新能源汽車(chē)和新能源發(fā)展的總體看法。從全球看，為什么要搞新能源汽車(chē)和新能源？很多人還是不理解的，甚至是有不同看法的。借此機(jī)會(huì)我想解釋一下我們?yōu)槭裁匆l(fā)展新能源汽車(chē)和新能源。

從能源的交通發(fā)展趨勢(shì)看，全球有三個(gè)趨勢(shì)：第一個(gè)，電動(dòng)化；第二個(gè)，低碳化；第三個(gè)，智能化。從電動(dòng)化的角度，有油電混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、氫能燃料電池電動(dòng)汽車(chē)，三種都屬于電動(dòng)化。

電動(dòng)化是動(dòng)力的革命，還不是能源源頭的革命。動(dòng)力電動(dòng)化革命目前發(fā)展是很不錯(cuò)的，而且技術(shù)在逐步趨于成熟，比如純電動(dòng)車(chē)鋰離子電池是百年來(lái)電池技術(shù)的革命，因?yàn)樵谑陜?nèi)性能提高2倍以上、成本降低80％以上，這就是一場(chǎng)革命。我們抓住了這個(gè)機(jī)遇，如果沒(méi)有電池革命，今天的新能源汽車(chē)不可能是這樣大規(guī)模推廣?，F(xiàn)在北京20％的車(chē)都已經(jīng)是純電動(dòng)汽車(chē)了。

另外一個(gè)很重要的，就是氫能燃料電池，燃料電池技術(shù)尤其是車(chē)用質(zhì)子交換膜燃料電池技術(shù)，也取得了革命性的突破和進(jìn)展。比較熟悉的就是豐田的燃料電池技術(shù)，在今后五年左右，燃料電池技術(shù)基本上會(huì)趨于成熟。

還有一種就是油電混合動(dòng)力，是不能忽視的，它將會(huì)在市場(chǎng)上占據(jù)重要位置。

從動(dòng)力革命來(lái)講，純電動(dòng)、氫燃料電池與油電混合動(dòng)力孰優(yōu)孰劣很難判斷，因?yàn)閺男实慕嵌?，這三種車(chē)都差不多，如果從全生命周期效率來(lái)講，混合動(dòng)力汽車(chē)的效率、燃料電池汽車(chē)的效率和純電動(dòng)汽車(chē)的效率相比，很難分出高下。如果說(shuō)氫能燃料電池效率最高，那是基于以天然氣為能源源頭，這樣算下來(lái)它的效率就是高的。但是如果把天然氣換成汽柴油肯定就不是它的效率最高。所以實(shí)際這三種電動(dòng)化所相配的能源，也就是燃料，都有找到自己的最佳組合，都能夠最后達(dá)到一個(gè)相互之間基本差不多的效果，因此很難對(duì)比出來(lái)。

如果要對(duì)比出來(lái)就要談到第二化，那就是能源低碳化。所謂低碳化的趨勢(shì)，就是要減排二氧化碳，二氧化碳減排的角度就不得不提到可再生能源，就是風(fēng)能、太陽(yáng)能等，尤其是光伏的發(fā)展?，F(xiàn)在光伏效率基本上都突破20％，下一代技術(shù)是朝30％進(jìn)軍，發(fā)電的成本也與煤電不相上下。光伏不僅僅是集中式光伏，還可以是分布式光伏，現(xiàn)在分布式光伏其實(shí)發(fā)展的速度比集中式光伏要來(lái)得更快。我國(guó)是光伏產(chǎn)業(yè)世界第一大國(guó)，70％的產(chǎn)能都在中國(guó)，這是中國(guó)的優(yōu)勢(shì)。所以，可再生能源中國(guó)發(fā)展在全球處于一個(gè)很前列的位置。在低碳化方面，中國(guó)選擇低碳發(fā)展道路，其中很重要的一點(diǎn)就是要能源的低碳化。如果把動(dòng)力電動(dòng)化與能源低碳化結(jié)合的話，那就能比出高低。因?yàn)橹挥信淇稍偕茉矗庞锌赡軐?shí)現(xiàn)真正的低碳或者近零碳排放。

在這個(gè)前提下就能發(fā)現(xiàn)，鋰離子電池、燃料電池配可再生能源優(yōu)勢(shì)凸顯。其中，純電動(dòng)汽車(chē)是更適合分布式可再生能源，尤其是鋰離子儲(chǔ)能電池跟分布式光伏，個(gè)人認(rèn)為是一個(gè)絕佳的搭配，在未來(lái)發(fā)展的空間非常大。

另外一點(diǎn)，就是集中式可再生能源，比如青海，可再生能源已經(jīng)可以提供全青海的發(fā)電量。我國(guó)很多可再生能源基地都建在內(nèi)蒙、青海這一帶，包括張家口，這一帶為什么適合建設(shè)可再生能源基地？因?yàn)檫@個(gè)地帶光照時(shí)間長(zhǎng)，相比東部地區(qū)來(lái)講，這一帶地區(qū)發(fā)電時(shí)間長(zhǎng)、成本更低，當(dāng)然隨之而來(lái)的就是輸送的問(wèn)題。對(duì)于這些可再生能源集中式基地，用鋰離子電池來(lái)儲(chǔ)存并不是一個(gè)最佳選擇，相比之下，把它變成氫氣是一個(gè)全球認(rèn)同的主要的可再生能源儲(chǔ)存手段，雖然有很多儲(chǔ)能手段，但是相比之下氫能是各方面比較具有優(yōu)勢(shì)的。

所以，可再生能源跟鋰離子電池和氫能燃料電池相結(jié)合有兩種途徑：分布式的儲(chǔ)能需要鋰離子電池和純電動(dòng)汽車(chē)；集中式、長(zhǎng)周期、大規(guī)模的儲(chǔ)能，需要?dú)淠芗叭剂想姵?。所以汽?chē)動(dòng)力跟能源就連成了一個(gè)緊密的配合，可以實(shí)現(xiàn)能源低碳化，這是關(guān)于低碳化的趨勢(shì)，這是為什么要發(fā)展新能源汽車(chē)。

還有一個(gè)現(xiàn)在非常熱的趨勢(shì)就是智能化，智能化其實(shí)一個(gè)更大的革命、更廣泛的一場(chǎng)革命，人工智能、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)等發(fā)展浪潮席卷全球，各行各業(yè)都在人工智能方面投入很大的精力。跟新能源汽車(chē)相關(guān)的有：自動(dòng)駕駛、工業(yè)4．0、智慧能源、能源互聯(lián)網(wǎng)等等。相對(duì)應(yīng)分布式的光伏和電動(dòng)汽車(chē)，最好的前景就是會(huì)形成移動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)?，F(xiàn)在手機(jī)是一個(gè)移動(dòng)的信息互聯(lián)網(wǎng)，將來(lái)汽車(chē)也變成下一個(gè)巨大的終端，跟手機(jī)是一樣的。最近華為要進(jìn)入汽車(chē)領(lǐng)域，一個(gè)方面是5G的發(fā)展給智能汽車(chē)提高網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施支撐，另外一方面是智能手機(jī)在汽車(chē)上全方位使用，而且汽車(chē)是一個(gè)零部件更多、產(chǎn)值更大、更加綜合的系統(tǒng)。未來(lái)汽車(chē)有可能就屬于ICT行業(yè)了，因?yàn)镮CT變成了汽車(chē)的核心。目前全球汽車(chē)行業(yè)正在流行電動(dòng)化、智能化、網(wǎng)聯(lián)化、共享化，但其中網(wǎng)聯(lián)化和共享化目前只強(qiáng)調(diào)了信息革命，沒(méi)有強(qiáng)調(diào)能源革命。如果所有的電動(dòng)轎車(chē)只要停下來(lái)都接到智能電網(wǎng)或者由微網(wǎng)組成的能源互聯(lián)網(wǎng)上的話，那么儲(chǔ)能的規(guī)模將是無(wú)比巨大的，2030年之后，新能源汽車(chē)保有量要超過(guò)1億輛，車(chē)載電池總的能量將會(huì)超過(guò)60億度，這是很大的一個(gè)數(shù)字。

通過(guò)智能化，能把能源、交通、信息全方位的整合，也就是未來(lái)社會(huì)將會(huì)是綠色、低碳、智能化的社會(huì)，整個(gè)經(jīng)濟(jì)將會(huì)全方位的轉(zhuǎn)型升級(jí)。因此要在這個(gè)大背景下來(lái)談氫能燃料電池。我們最近正在做《新能源汽車(chē)2035規(guī)劃》，我對(duì)“新能源汽車(chē)2035規(guī)劃”基本的判斷是：“新能源汽車(chē)2035規(guī)劃”包括混合動(dòng)力汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電動(dòng)汽車(chē)、油電混合，將要占據(jù)汽車(chē)市場(chǎng)90％左右。智能化和能源低碳化也會(huì)占據(jù)主體位置。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委公布的能源規(guī)劃，到2030年，我國(guó)非化石能源裝機(jī)將達(dá)到50％，2035年將占裝機(jī)量主體。

在這個(gè)大背景下定位氫能，氫能是什么？氫能就是未來(lái)在可再生能源背景下的兩個(gè)主要能源載體之一，一個(gè)是電，一個(gè)就是氫，個(gè)人認(rèn)為電一定還是主體，氫不可能超過(guò)電?，F(xiàn)在談氫能時(shí)，可能會(huì)把氫能跟石油、天然氣、煤炭相提并論，其實(shí)不是這樣，因?yàn)闅淠苤皇且粋€(gè)能源的載體，是二次能源，不是一次能源。

關(guān)于氫能，現(xiàn)在遇到的挑戰(zhàn)是什么？燃料電池問(wèn)題不大，技術(shù)將會(huì)成熟。氫源問(wèn)題也不大，目前經(jīng)濟(jì)可行的氫源可以來(lái)自1000億度的棄風(fēng)棄光棄水，還有800萬(wàn)噸的副產(chǎn)氫，氫源沒(méi)有問(wèn)題。那么挑戰(zhàn)在哪里？在氫的儲(chǔ)運(yùn)，包括車(chē)載儲(chǔ)存和車(chē)下的儲(chǔ)運(yùn)。找到一個(gè)經(jīng)濟(jì)、高效、可行的儲(chǔ)運(yùn)模式，這是目前的關(guān)鍵。關(guān)于氫能燃料電池汽車(chē)路線圖，我們內(nèi)部開(kāi)了很多研討會(huì)，專家層面也是很多看法。很多專家說(shuō)氫能是非常理想的清潔能源，但是氫能也會(huì)有很多問(wèn)題，因?yàn)樗p了，技術(shù)的難度是比較大的。目前我國(guó)氫能科技是滯后于燃料電池的，現(xiàn)在使用的氫能工藝基本上都是50年至100年以前發(fā)明的，新的氫能科技，還沒(méi)有完全能夠成為主流，沒(méi)有大規(guī)模推廣的應(yīng)用技術(shù)。一些新的基礎(chǔ)研究成果還需要進(jìn)一步的工程化、實(shí)用化、商業(yè)化。

目前車(chē)載儲(chǔ)運(yùn)主流技術(shù)是國(guó)外從燃料電池轎車(chē)發(fā)展中優(yōu)選出來(lái)的高壓氣氫，就是70兆帕四型高壓儲(chǔ)氫瓶，這是全球公認(rèn)的主流車(chē)載儲(chǔ)氫技術(shù)。四型瓶相對(duì)三型瓶來(lái)講成本可以下降30％，而且全球的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)都圍繞這個(gè)方向制定了，但是，中國(guó)目前沒(méi)有這方面的成熟產(chǎn)品和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)。中長(zhǎng)期看，面向2030年，尤其是針對(duì)長(zhǎng)途商用車(chē)我們要發(fā)展液態(tài)儲(chǔ)氫或者中壓深冷氣氫。至于車(chē)下的儲(chǔ)運(yùn)，現(xiàn)在有固態(tài)的、液態(tài)的、氣態(tài)的三種。固態(tài)的不談了，目前沒(méi)有找到主流的固態(tài)儲(chǔ)運(yùn)技術(shù)。液態(tài)，氫液化，是我們要發(fā)展的，但是近期我們可能還很難大規(guī)模的依賴，這是我們要發(fā)展的，面向2030年我們要發(fā)展的。

氫能近期主流的還是氣態(tài)，氣態(tài)的問(wèn)題是，儲(chǔ)氫密度偏低，我國(guó)現(xiàn)在采用的是20兆帕的儲(chǔ)氫瓶，國(guó)外已經(jīng)發(fā)展了50兆帕、100兆帕，尤其是100兆帕，100兆帕的儲(chǔ)氫瓶到加氫站直接就可以往70兆帕氫瓶加注。但是這個(gè)技術(shù)目前國(guó)內(nèi)還不具備，因?yàn)檫@對(duì)標(biāo)準(zhǔn)、安全方方面面提出了很高要求。為什么我國(guó)遲遲不給四型瓶的頒布標(biāo)準(zhǔn)？第一，我們沒(méi)有成熟產(chǎn)品，第二，對(duì)安全的檢測(cè)評(píng)估還不到位。我們?cè)谶@方面需要開(kāi)放創(chuàng)新、整合全球資源，建立我國(guó)氫能相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈，這樣才有可能解決氫能全產(chǎn)業(yè)鏈的一個(gè)中間瓶頸。

第二點(diǎn)，關(guān)于清華大學(xué)我的團(tuán)隊(duì)做的工作。比如說(shuō)，對(duì)于純電動(dòng)汽車(chē)，目前有什么問(wèn)題？那就是電池的安全性，其他的問(wèn)題基本上都解決了或者很快會(huì)解決。續(xù)駛里程、充電都不是太大問(wèn)題?，F(xiàn)在急需解決的，就是高比能量鋰離子電池的安全性，不是說(shuō)所有電池都不安全，是電池比能量越高對(duì)安全要求、技術(shù)的要求越高。磷酸鐵鋰電池很安全，鈦酸鋰電池也很安全，但是到三元811，比能量做到300瓦時(shí)／公斤，安全的技術(shù)要求就很高，所以需要盡快把這個(gè)技術(shù)攻破。我在這里說(shuō)安全，不是說(shuō)純電池因?yàn)榘踩筒话l(fā)展了，一切的問(wèn)題都需要科技來(lái)解決，我們目前在全方位的解決這個(gè)痛點(diǎn)。我們建立了清華大學(xué)電池安全實(shí)驗(yàn)室，我的學(xué)生大概70％以上的人都在做電池安全性相關(guān)的研究，我們希望通過(guò)三五年的努力能夠從技術(shù)上基本解決這個(gè)問(wèn)題，另外一塊混合動(dòng)力，主要是電控技術(shù)，所以我們有很大一方面是做內(nèi)燃機(jī)混合動(dòng)力的電控系統(tǒng)。

第三點(diǎn)，就是氫能燃料電池。氫能燃料電池我們也做了接近二十年，今年豐田汽車(chē)和清華大學(xué)成立了豐田－清華氫能燃料電池研究中心，豐田現(xiàn)在對(duì)我們是非常開(kāi)放的，我們和豐田的聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，數(shù)據(jù)是開(kāi)放的，我們做建模，豐田可以直接提供給我們數(shù)據(jù)，這是前所未有的開(kāi)放。這些主要是偏基礎(chǔ)前沿的研究工作。至于技術(shù)創(chuàng)新方面，目前我們清華團(tuán)隊(duì)的氫燃料電池系統(tǒng)研究跟一些相關(guān)產(chǎn)業(yè)公司是緊密結(jié)合在一起的。因?yàn)闅淙剂想姵厣婕暗膮?shù)太多，如果把一個(gè)試驗(yàn)數(shù)據(jù)做可靠，就需要全方位的設(shè)備，非常多的相關(guān)服務(wù)人員配合。在產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用方面，一個(gè)重點(diǎn)就放在張家口。

為什么選擇張家口？

第一個(gè)，張家口是中國(guó)唯一的可再生能源國(guó)家示范區(qū)。因?yàn)樾履茉词强稍偕茉矗员仨氃诳稍偕茉吹拇蟊尘跋聛?lái)考慮氫能燃料電池，所以我們肯定要選擇張家口，因?yàn)閺埣铱谑强稍偕茉次ㄒ皇痉秴^(qū)。鋰離子電池儲(chǔ)能，還有光伏，都是張家口的強(qiáng)項(xiàng)。

另外，張家口是氫能燃料電池示范推廣的絕佳基地。第一，我們圍繞冬奧會(huì)正在聯(lián)合豐田、北汽福田，將要做2000多輛燃料電池大客車(chē)。為什么冬奧會(huì)這么重要？因?yàn)槎瑠W會(huì)是樹(shù)立張家口氫能與可再生能源品牌的一個(gè)絕佳的機(jī)會(huì)，可再生能源和氫能不能局限在中國(guó)，必須站在全球的視野來(lái)考慮，而冬奧會(huì)提供了絕佳的機(jī)遇，這也是為什么我們?nèi)?。第二，還有一個(gè)優(yōu)勢(shì)，這是北方地區(qū)，冬季溫度低?，F(xiàn)在純電動(dòng)汽車(chē)東北是很少的，因?yàn)殇囯x子電池遇到低溫是有短板的，電池性能下降同時(shí)供暖耗能高。為什么不到南方去發(fā)展氫能燃料電池？因?yàn)樵谀戏綒淠苋剂想姵馗冸妱?dòng)競(jìng)爭(zhēng)的時(shí)候，溫度適宜鋰離子電池，二三十度是鋰離子電池非常好的使用工況。所以選擇了張家口，就是說(shuō)在燃料電池推廣的初期可能是冷的地方相比純電動(dòng)更有競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，供暖用燃料電池廢熱就可以了。

另外一個(gè)角度，產(chǎn)業(yè)鏈整合和科技資源的整合方面。科技資源，氫能燃料電池還需要?dú)淠芸萍嫉耐黄?、制定法?guī)標(biāo)準(zhǔn)、有復(fù)雜的檢測(cè)。氫能燃料電池包括燃料電池本身，以及氫瓶等等，這都需要非常復(fù)雜的檢測(cè)，這需要很大規(guī)模的設(shè)備投入，還有氫的供應(yīng)等。張家口提供了一個(gè)非常好的測(cè)試、研究、制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的基地，而且距離北京比較近，張家口高鐵開(kāi)通之后，一個(gè)小時(shí)可以從北京到張家口，北京將和張家口全方位聯(lián)系，這樣可以把整個(gè)氫能相關(guān)的科技資源集中到張家口。如果在北京建立氫燃料電池檢測(cè)中心，氫源是一個(gè)很大問(wèn)題，所以選擇張家口一個(gè)原因就是，全球科技資源的整合。我們計(jì)劃在張家口成立國(guó)家級(jí)別研究、測(cè)試、評(píng)價(jià)、示范綜合平臺(tái)?，F(xiàn)在的氫瓶，國(guó)內(nèi)的三型瓶的壽命，充氫、放氫的循環(huán)次數(shù)，7500次—12000次不等，大家知道高壓容器檢測(cè)很復(fù)雜的，所以必須進(jìn)行生產(chǎn)一次性評(píng)估。最理想狀況是儲(chǔ)能電池測(cè)試、光伏測(cè)試、風(fēng)機(jī)測(cè)試等布局在一塊。美國(guó)有一個(gè)可再生能源與國(guó)家檢測(cè)基地，是布局在一起的，因?yàn)橄嗷ブg是要耦合的。電動(dòng)車(chē)，鋰離子電池、光伏本身就構(gòu)成大系統(tǒng)。例如特斯拉，既銷(xiāo)售電動(dòng)車(chē)，也銷(xiāo)售房頂?shù)墓夥?、鋰離子的儲(chǔ)能墻、超級(jí)充電樁，是配套的，我們要把試驗(yàn)基地合起來(lái)建。（作者：中科院院士、清華大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)副主任歐陽(yáng)明高）                                  氫能和燃料電池