我們現(xiàn)在正在經(jīng)歷的是第三次能源革命，這一次我們將以可再生能源為主體，以各種電池為主要?jiǎng)恿Γ缓笪覀兊哪茉摧d體將會(huì)是電和氫，新的交通工具是電動(dòng)汽車。我們認(rèn)為第四次工業(yè)革命將是在此基礎(chǔ)上引發(fā)的，那就是以可再生能源為基礎(chǔ)的綠色化和以數(shù)字網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)的智能化。

新能源革命的核心有四大要素。大家一定知道這本書叫《第三次工業(yè)革命》，它提到了五大支柱，新能源的五大支柱是：第一，向可再生能源轉(zhuǎn)型，尤其是光伏和風(fēng)電。第二是集中和分布式結(jié)合的發(fā)電系統(tǒng)，讓我們的建筑變成微型發(fā)電廠。第三是用氫氣、電池等技術(shù)存儲(chǔ)間接式能源。第四就是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)，最后使電動(dòng)汽車成為用能、儲(chǔ)能并回饋能源的終端，這就是《第三次工業(yè)革命》這本書給我們提出的新能源革命的五大支柱。

它有四大要素，就是硅能、氫能、儲(chǔ)能、智能。現(xiàn)在在我們中國(guó)，光伏風(fēng)電已經(jīng)完全具備大規(guī)模推廣條件，但是它的靈活性調(diào)節(jié)資源是瓶頸，因?yàn)轱L(fēng)電光伏是靠天吃飯，是波動(dòng)的，所以需要靠?jī)?chǔ)能電池、綠色氫能、電動(dòng)汽車、智慧能源來解決。因此我們新能源的主攻方向就是氫能、儲(chǔ)能、智能。

新能源總體是兩大系統(tǒng)——動(dòng)力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，動(dòng)力系統(tǒng)來自于新能源汽車；電力系統(tǒng)，就是我們現(xiàn)在要改造升級(jí)的能源電力系統(tǒng)。這兩大新能源系統(tǒng)具有相似性，新能源動(dòng)力系統(tǒng)和新能源電力系統(tǒng)的共性技術(shù)是相似的，共性的瓶頸都是儲(chǔ)能技術(shù)。

同時(shí)我們兩大新能源系統(tǒng)還有依從性。新能源汽車需要綠電和綠氫才能成為真正的新能源汽車。而新能源的發(fā)展又需要新能源汽車的電池和氫能技術(shù)，解決發(fā)電波動(dòng)問題。現(xiàn)在新能源汽車已經(jīng)發(fā)展起來了，大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)入普通人的家庭，所以可以以新能源汽車來推動(dòng)新能源革命。

我在清華的課題組也是這樣做的，我們以前是做新能源汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，現(xiàn)在也進(jìn)入新能源技術(shù)領(lǐng)域來推動(dòng)新能源革命。這就是我們現(xiàn)在的團(tuán)隊(duì)面向新能源革命的儲(chǔ)能、氫能、智能三位一體的研發(fā)體系，我們不僅僅做研究，我們也有三個(gè)板塊的產(chǎn)業(yè)化推廣中心和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的企業(yè)群。

下面我想就三個(gè)問題給大家介紹。這三個(gè)問題是純電驅(qū)動(dòng)汽車與電池儲(chǔ)能、燃料電池汽車與綠色氫能、自動(dòng)駕駛汽車與智慧能源。

2/ 關(guān)于純電驅(qū)動(dòng)汽車與電池儲(chǔ)能

大家知道我們國(guó)家在“十二五”選擇了以純電動(dòng)作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的突破口，這是根據(jù)中國(guó)交通體系的特色和交通電氣化的優(yōu)勢(shì)來決定的。

我們有電氣化的高鐵，我們有電氣化的城市交通，比方地鐵、新能源大客車等。我們還有面向城鎮(zhèn)和農(nóng)村的，廣大的農(nóng)村大部分都采用的是電動(dòng)自行車，我們有幾億輛，所以我們可以在這樣一個(gè)電氣化交通優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，發(fā)展新一代的個(gè)人轎車，就是小型電動(dòng)轎車。

因此在2009年，我們正式形成了純電驅(qū)動(dòng)的中國(guó)新能源汽車技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。這就是中國(guó)的純電驅(qū)動(dòng)跟以豐田為代表的國(guó)際模式的區(qū)別。他們是從先進(jìn)的燃油車到混合動(dòng)力車，再到燃料電池車，而我們是以鋰離子電池和純電動(dòng)汽車為平臺(tái)，帶動(dòng)混合動(dòng)力和燃料電池汽車的全面發(fā)展，這就是我們的戰(zhàn)略。

在2014年，我國(guó)確立了新能源汽車是中國(guó)從汽車大國(guó)邁向汽車強(qiáng)國(guó)的必由之路，中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化從此進(jìn)入了快速發(fā)展階段。我們從2011年的年產(chǎn)6000輛，到今年要超過600萬輛，十多年增長(zhǎng)了1000倍。再往后看，我們還會(huì)快速的增長(zhǎng)。

比如我們今年大概會(huì)到600多萬輛，增長(zhǎng)速率90%，明年可能增長(zhǎng)速率會(huì)下來，但是基數(shù)變大了，到2025年就會(huì)達(dá)到1200萬輛的年產(chǎn)量。所以預(yù)計(jì)2035年左右，電動(dòng)汽車市場(chǎng)將發(fā)展成為年銷量2500萬輛，全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)值近10萬億的大產(chǎn)業(yè)。

新能源汽車在發(fā)展過程中，帶動(dòng)了我們動(dòng)力電池上水平、上規(guī)模。比如大家熟悉的，電動(dòng)汽車剛開始的續(xù)航里程100多公里，電池的比能量只有100多瓦時(shí)，現(xiàn)在我們的比能量已經(jīng)不斷提升到300瓦時(shí)、350瓦時(shí)，續(xù)航里程也在不斷提升，現(xiàn)在普遍達(dá)到500公里以上，甚至1000公里的續(xù)航也是可以做到的，只是成本偏高。

再下一步，電池的技術(shù)創(chuàng)新潛力巨大，新一代電池技術(shù)在不斷取得突破。比如我們下一步是350瓦時(shí)/公斤普遍應(yīng)用，再到2030年，400瓦時(shí)/公斤的電池就會(huì)產(chǎn)業(yè)化，到2035年，500瓦時(shí)/公斤的電池也會(huì)全方位產(chǎn)業(yè)化。

這中間我們電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大，比如今年上半年，我們鋰離子電池全產(chǎn)業(yè)鏈的產(chǎn)量就超過了280GWh，增長(zhǎng)了150%。全行業(yè)的收入突破了4800億，預(yù)計(jì)全年將突破萬億。我們明年的電池產(chǎn)能規(guī)劃已經(jīng)大于1000個(gè)GWh。

2025年我們國(guó)內(nèi)電池需求量和出貨量預(yù)計(jì)達(dá)到1200GWh，就是12億千瓦時(shí)。寧德時(shí)代的曾毓群董事長(zhǎng)也預(yù)測(cè)，2030年我們?nèi)螂妱?dòng)汽車裝機(jī)就會(huì)達(dá)到4800GWh，價(jià)值將近5萬億人民幣。所以這是一個(gè)巨大的產(chǎn)業(yè)。

不僅是電動(dòng)車要用，下一步儲(chǔ)能也是一個(gè)重要方向。大家看我們新型的儲(chǔ)能，這是傳統(tǒng)儲(chǔ)能抽水蓄能，新型的儲(chǔ)能基本上都是磷酸鐵鋰電池。

展望未來，整個(gè)電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)模包括了儲(chǔ)能將不斷增長(zhǎng)。當(dāng)然大型的鋰離子電池的儲(chǔ)能電站的安全問題是一個(gè)挑戰(zhàn)。我們?cè)谇迦A大學(xué)建立了電池安全實(shí)驗(yàn)室，目前是全球在學(xué)術(shù)機(jī)構(gòu)中規(guī)模最大的電池安全以及團(tuán)隊(duì)。

經(jīng)過十幾年的研發(fā)我們已經(jīng)形成電池安全整套技術(shù)與解決方案，并正在開展全球合作，為國(guó)內(nèi)外企業(yè)進(jìn)行電池安全技術(shù)的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。現(xiàn)在，我們逐步從電池安全的研究發(fā)展到安全電池的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。比如全固態(tài)電池、安全電池系統(tǒng)和下一代智能電池，我們也培育一些電池方面的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)企業(yè)。

3/ 燃料電池汽車與綠色氫能

大家要知道，中國(guó)的燃料電池汽車也具備國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。根據(jù)2021年的全球燃料電池汽車的出貨量統(tǒng)計(jì)，其中商用車基本上是在中國(guó)推廣，所以燃料電池商用車是中國(guó)的特色和優(yōu)勢(shì)，跟10年前的純電動(dòng)轎車類似，正在引領(lǐng)國(guó)際潮流。中國(guó)發(fā)起成立了國(guó)際氫能燃料電池協(xié)會(huì)來推動(dòng)全球的氫能產(chǎn)業(yè)的國(guó)際合作。其中國(guó)外的會(huì)員單位占了我們協(xié)會(huì)的一半還多一點(diǎn)。

燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化也帶動(dòng)了氫能基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展。隨著燃料電池汽車逐步的產(chǎn)業(yè)化成長(zhǎng)，制氫、儲(chǔ)氫、加氫等等都會(huì)得到大的發(fā)展，會(huì)帶動(dòng)整個(gè)氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。也就是氫能汽車為先導(dǎo)，帶動(dòng)綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，而氫能產(chǎn)業(yè)就是一個(gè)更大的戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)。

全球氫能的產(chǎn)量，預(yù)計(jì)到2050年會(huì)達(dá)到6.6億噸。它不僅用在交通，還會(huì)用在電力、建筑、工業(yè)原料等等。氫能產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)且粋�(gè)非常長(zhǎng)的產(chǎn)業(yè)鏈，有一個(gè)大的產(chǎn)業(yè)集群，也是一個(gè)具備10萬億規(guī)模潛力的產(chǎn)業(yè)集群。其中電力應(yīng)用就是氫儲(chǔ)能，它是中國(guó)綠色氫能應(yīng)用的下一個(gè)戰(zhàn)略方向。

什么叫氫儲(chǔ)能？就是在風(fēng)電光伏富余的時(shí)候，用電解水的方式把它制成氫儲(chǔ)起來，當(dāng)風(fēng)電光伏不夠的時(shí)候，我們?cè)侔阉糜诎l(fā)電補(bǔ)上去，這就是氫儲(chǔ)能。大家知道我國(guó)有大量的火電廠、調(diào)峰電廠，我們需要?dú)溥@樣一種新的燃料來逐步取代煤。

氫儲(chǔ)能在未來會(huì)是季節(jié)性儲(chǔ)能方式的主體。我們中國(guó)有十幾億千瓦的煤電廠，它的燃料升級(jí)需要?dú)淙剂习l(fā)電。這是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程。

我在清華的研發(fā)團(tuán)隊(duì)對(duì)綠色氫能和燃料電池進(jìn)行了大量的研究，經(jīng)過近20年的研發(fā)，掌握了氫燃料電池的成套技術(shù)，也培育了中國(guó)氫能的第一股億華通科技公司。現(xiàn)在億華通已經(jīng)是一個(gè)企業(yè)集團(tuán)，它具有10家公司，進(jìn)行了氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

另外，我們面向中遠(yuǎn)期的應(yīng)用，也在開展電解水制氫裝備的研發(fā)，包括了固體氧化物、質(zhì)子交換膜和堿性電解，其中正在產(chǎn)業(yè)化的是堿性電解系統(tǒng)。基于發(fā)電和制氫技術(shù)，可以推動(dòng)氫儲(chǔ)能在火電廠的應(yīng)用。

我們?cè)诒狈侥茉椿卣谝?guī)劃氫儲(chǔ)能示范項(xiàng)目，分析發(fā)現(xiàn)集中式光伏基地與氫能有一個(gè)存儲(chǔ)和消耗的年周期循環(huán)，這樣就可以通過氫儲(chǔ)能實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的季節(jié)性能量轉(zhuǎn)移。

我們還在推動(dòng)包括包頭、張家口、北京在內(nèi)的氫走廊建設(shè)，其中把張家口作為總部基地和綜合示范基地，建設(shè)氫制備、氫儲(chǔ)運(yùn)、氫功能、氫動(dòng)力。

現(xiàn)在在張家口已經(jīng)有500輛燃料電池公交車，9個(gè)加氫站，萬噸的風(fēng)電制氫廠，還有萬臺(tái)級(jí)的燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)基地。在包頭主要是進(jìn)行商業(yè)示范。

在北京主要是進(jìn)行國(guó)際合作和研發(fā)，在聯(lián)合國(guó)工業(yè)開發(fā)署和北京市政府支持下，已經(jīng)建成北京國(guó)際氫能中心。

4/ 自動(dòng)駕駛汽車與智慧能源

新能源電動(dòng)汽車進(jìn)一步發(fā)展就是智能化的新能源電動(dòng)汽車。我們新能源的智能汽車，既是智能終端也是智慧能源的儲(chǔ)能方式，而且我們的電動(dòng)車輛，它也需要智能制造。

所以它會(huì)引領(lǐng)智能化革命，包括智能制造、自動(dòng)駕駛、智慧能源。現(xiàn)在電動(dòng)汽車智能化座艙，還有車聯(lián)網(wǎng)來輔助駕駛等等功能，正在使電動(dòng)汽車逐步自動(dòng)化，以后還會(huì)有自動(dòng)駕駛，甚至將來可能的無人駕駛。

同時(shí)就像手機(jī)是移動(dòng)的信息網(wǎng)一樣，電動(dòng)汽車將來是移動(dòng)的能源互聯(lián)網(wǎng)。因?yàn)槊枯v電動(dòng)汽車上的電池都能夠用于儲(chǔ)能，進(jìn)行車網(wǎng)互動(dòng)，大量的汽車儲(chǔ)能鏈接起來就是移動(dòng)的能源互聯(lián)網(wǎng)和分布式虛擬電廠。

在這個(gè)過程中，汽車行業(yè)的自動(dòng)化技術(shù)變革吸引了幾乎所有的信息與互聯(lián)網(wǎng)廠商介入智能汽車行業(yè)，這也是一個(gè)大的風(fēng)口。我要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的是，隨著電動(dòng)機(jī)保有量的增長(zhǎng)，我們城市的配電網(wǎng)將會(huì)不堪重負(fù)，如果大家都是無序充電，晚上回家充電，電網(wǎng)會(huì)受不了。

所以必須要開發(fā)電動(dòng)汽車車網(wǎng)互動(dòng)功能。首先要有序充電，即自動(dòng)調(diào)整充電時(shí)間，也就是電力負(fù)荷比較低的時(shí)候，比如后半夜充電。進(jìn)一步的可以車跟車充，也可以把車作為家庭的一個(gè)儲(chǔ)能裝置，如果屋頂有光伏，可以把光伏的電存在車上的“電廠”里，車作為儲(chǔ)能電源給家里供電。還比如車上電池與建筑樓宇車網(wǎng)互動(dòng)，可以給寫字樓供電。

當(dāng)然也可以與園區(qū)的微電網(wǎng)互動(dòng)來儲(chǔ)能和供電，既可以從網(wǎng)上取電，也可以給網(wǎng)上放電。甚至我們還可以跟配電網(wǎng)進(jìn)行能量交換，這就是我們所謂的多功能車網(wǎng)互動(dòng)V2X，使電動(dòng)汽車真正成為一個(gè)智能能源終端。

當(dāng)然，一輛車的能量是很有限的，車網(wǎng)互動(dòng)需要聚合，聚合就有巨大的潛力。比如2040年，中國(guó)電動(dòng)車保有量會(huì)到3億輛，如果每輛車平均65度電，我們車上就可以裝200億度電，這個(gè)就是中國(guó)現(xiàn)在每天消費(fèi)的總電量，就可以存這么多。

那么它有多大的功率？到時(shí)新能源汽車對(duì)電網(wǎng)的功率支撐能力可以達(dá)到30億千瓦左右，基本上相當(dāng)于未來2040年全國(guó)電網(wǎng)非化石裝機(jī)功率的一半，這是非常大的。

所以我們預(yù)計(jì)電動(dòng)汽車的大規(guī)模普及，會(huì)帶來基于車網(wǎng)互動(dòng)的智慧能源生態(tài)。首先未來10年，有可能形成產(chǎn)業(yè)的黃金組合，就是“分布式光伏+電池儲(chǔ)能+電動(dòng)汽車車網(wǎng)互動(dòng)+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈”。

隨著我國(guó)的光伏總裝機(jī)進(jìn)入10億千瓦時(shí)代，電池進(jìn)入百億千瓦時(shí)時(shí)代和電動(dòng)汽車進(jìn)入億輛時(shí)代，我們就可以形成萬億級(jí)的智慧能源產(chǎn)業(yè)。面向2060年碳中和目標(biāo)，會(huì)形成另外又一個(gè)更大的黃金組合，就是用戶側(cè)分布式光伏會(huì)進(jìn)入20億千瓦規(guī)模，電動(dòng)汽車會(huì)達(dá)到4億輛的規(guī)模、電動(dòng)汽車車網(wǎng)互動(dòng)會(huì)形成百億千瓦時(shí)儲(chǔ)能的規(guī)模，這個(gè)電池容量就更大了，會(huì)超過250億千瓦時(shí)，所以這個(gè)黃金組合的大生態(tài)會(huì)形成一個(gè)更大的10萬億級(jí)的產(chǎn)業(yè)。

總之，電動(dòng)汽車會(huì)形成一個(gè)巨大的電力系統(tǒng)用戶側(cè)的能源互聯(lián)網(wǎng)，通過汽車把我們的停車場(chǎng)、智慧樓宇、園區(qū)，還有公路快充快換站的能量流鏈接起來，匯集起來。我們清華團(tuán)隊(duì)基于車網(wǎng)互動(dòng)的這些場(chǎng)景開發(fā)了一系列技術(shù)，相關(guān)的示范和產(chǎn)業(yè)化項(xiàng)目正在京津冀、港珠澳兩大城市圈在落地，并跟很多企業(yè)形成了合作關(guān)系。

以其中的快充快換場(chǎng)景為例，我們開發(fā)350千瓦快充技術(shù)，5分鐘可以充200公里，正在產(chǎn)業(yè)化。我們開發(fā)的快換技術(shù)5分鐘可以把重卡的電池?fù)Q掉，形成重卡的電動(dòng)化。而且這兩者結(jié)合起來，我們還構(gòu)建了光-儲(chǔ)-充-換一體化的互補(bǔ)型智慧能源系統(tǒng)。

所謂互補(bǔ)型，就是我們用重卡換電站的備用電池給轎車超級(jí)快充，因?yàn)榇蠊β食潆娨话愣家脙?chǔ)能電池，不能直接從電網(wǎng)取電。在站上再建設(shè)光伏，這就是所謂的光伏充換一體化互補(bǔ)型智慧能源系統(tǒng)。我們把它稱作電動(dòng)汽車時(shí)代的加油站。

整個(gè)互補(bǔ)型智慧能源系統(tǒng)還可以與電網(wǎng)互動(dòng)進(jìn)行調(diào)峰和調(diào)頻，其中調(diào)頻就用我們給電池快充加熱使用的大功率雙向脈沖技術(shù)。我們?cè)诙瑠W會(huì)期間已經(jīng)建立了全球首個(gè)光儲(chǔ)充換一體化的綜合示范平臺(tái)，這是跟國(guó)際殼牌公司合作的。

5/ 總結(jié)與展望

新能源汽車與新能源革命將帶來工業(yè)革命與經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型。未來二三十年，汽車產(chǎn)業(yè)、信息產(chǎn)業(yè)、交通裝備產(chǎn)業(yè)和能源化工相關(guān)產(chǎn)業(yè)將發(fā)生百年未有之大變局。這就是100年前汽車替代馬車的過程，跟我們今天很相似，它也是在二三十年期間就基本完成了轉(zhuǎn)換。我們很期待未來二三十年的大變局。

我總結(jié)一下，第一，新能源汽車正在進(jìn)入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的新階段，預(yù)計(jì)未來10~15年左右發(fā)展成為一個(gè)10萬億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)；第二，純電驅(qū)動(dòng)汽車將帶動(dòng)交通全面電動(dòng)化和電池與儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，預(yù)計(jì)10年到15年左右也能發(fā)展成為10萬億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)；第三，燃料電池汽車將推動(dòng)綠色氫能戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)集群的大發(fā)展，預(yù)計(jì)15年到20年左右發(fā)展成10萬億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)；第四，智能電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)化將帶動(dòng)下一代信息產(chǎn)業(yè)以及車網(wǎng)互動(dòng)和分布式光伏這一黃金組合的大發(fā)展，預(yù)計(jì)20年左右，發(fā)展成10萬億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)。

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