欧阳明高:“车能路云一体化”时代,V2G能让车主获利7万元


[汽车之家 行业] 10月21日~24日,第三十二届中国汽车工程学会年会暨展览会(SAECCE 2025)在中国重庆·科学会堂召开。SAECCE 2025通过汇聚行业智慧、展示前沿技术、搭建合作桥梁,并携手全球汽车科技力量,服务全球汽车科技发展,共创世界级汽车科技创新平台。

在SAECCE 2025于10月24日下午召开的“新能源汽车主论坛”上,中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高以《新能源汽车与新能源》为题进行了演讲。他在演讲中表示,可再生能源在中国市场的占比有望在2030年超过50%,并在2035年之前超过60%,推动新能源汽车真正走向清洁能源时代。届时,纯电动汽车会成为整个汽车市场的绝对主力。

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欧阳明高预测,未来的新能源汽车将在大的智慧能源网络生态中扮演重要角色。在未来的V2G“车能路云一体化”时代,新能源汽车将成为重要的储能装置,并为消费者带来巨大利益。以一台搭载2500次循环的70度电池包的新能源汽车计算,减去日常用车消耗的循环寿命外,电池全生命周期内理论上仍可借助电网峰谷价差套利7万元。

以下为演讲实录(汽车之家精编):

尊敬的各位领导,各位同行:

大家上午好!

我汇报几个方面,首先是能源革命与汽车。

我们从2001年开始进行新能源汽车的大规模研发,已经经过了25年。我们经历了前期的基础研发,从2010年开始产品导入。我们从2021年开始是市场的爆发期,应该说电动化已经取得了重大成功。

在这个过程中,我的团队也一直跟随整个行业,伴随整个电动化的进程一直在这方面做工作。

从油、气到新能源。大家知道,我们国家的交通燃料自2018年进入高峰的3亿吨,2022年已经降了3000万,这两年估计又降了几千万。到2025年,中国新能源已经第一阶段结束。我们第一阶段,新能源汽车也是其中一个,风电光伏是一个,储能是一个。我们现在可再生能源今年上半年达到了39.7%,接近40%了,如果我们再弄20亿千瓦的风电光伏,水电再来1000千瓦,到2030年之后就会超过50%,2035年之前应该会超过60%。我们现在锂离子电池的储能已经占到整个储能的60%。以前我们都说是抽水蓄能,现在锂电池是储能的主体,而且每年增长5%以上,所以很快我们锂电池的储能会占到70%、80%。而且只需要3—5年就可以实现这个目标。

大家也知道,国内乘用车的新能源汽车市占率已经超过50%。我记得上个月都是58%,这个月1—20日是56%,因为这些数据都是实时公布的。

现在,由于可再生能源和新能源汽车的大规模发展,发电是靠天吃饭,不听人的使唤,充电也是大家自由自在。这样,电网就受不了了。新能源汽车和光伏风电发电正在全面改变电力系统的形态,或者说是颠覆性的改变,它消纳不了的。所以,今年电力市场改革进入了攻坚期。大家注意一下,几乎每周都有发改委、能源局的文件发布,就是在全面建立电力市场,颠覆以前的管理体制,这个是生产关系的具体变革。所以从现在开始,我们5项新能源的技术要协同互动来发展。

比如说,车能互动就属于交通车能路云一体化。我这不是车路云一体化,而是车能路云一体化。第二,源网荷储一体化,就是智能微网。用户侧以后会到处都是微网,今年5年会迅猛发展。还有是零碳园区,我想大家知道光储氢热一体化,现在大量在建零碳园区。还有光储直柔一体化建设,我们现在叫房车网,房子上面光伏,家里地下车库有汽车,家里有热泵空调,这样形成一体化。所以今后5年是这些东西大发展的时期,因为新质生产力生产力革命和生产关系的革命同时爆发。为了实现这个革命,我们有3项共性技术必须突破和普及,那就是氢气、智能、储能。

氢能是新能源革命的重要支撑。氢能的主体不在汽车,我们经常说氢能轿车是绿色氢能的先驱,氢气重卡是绿色氢能的先导,用它来带动方面的绿色氢能,绿色氢能大头在工业、冶金、化工、燃料等等。

智能是新能源革命的关键平台。人工智能赋能新能源,人工智能的尽头又是新能源。我们经常说算力的劲头是电力,就算我们整个轿车都变成电动轿车,我们的消耗还不如算力的电力消耗大,它2030年估计要8000亿度,去年算力还没多少1400多亿度电消耗了。今后电量消耗大的还不是汽车,我们是功率合起来大,不是能量大而是功率大,我们的电量占全社会7%左右,但功率加起来会超过整个中国装机容量,如果你都大功率充电的话那是受不了的。北京最大的功率负荷也就2000多万千瓦,如果你350千瓦充电,8辆车同时充整个给你都不够,所以功率和能量是不一样的。

更重要的是储能。储能是新能源革命的主要基石,主要靠什么?一个是靠电池,另外一个靠氢能。我们车上的电池和氢将来也是新能源革命的主体。这就是为什么我现在主要在搞新能源,不光是新能源汽车,从新能源汽车扩展到整个新能源。我们估计今后5年是窗口期,到2030年我们就会进入可再生能源占主体的能源消费新时代。

在这样的大背景下,这是我的课题组,我们不光是汽车,车上车下的一块搞。比方电池全链条,安全电池、智能电池、固态电池、储能电池,氢能燃料电池。反过来就是制氢,你有氢、有氧发电,生成水,有水、有电你就产生氢气和氧气,所以装置是一样的。我们不光搞车上的,我们还搞固体氧化物,我们还搞践行,我们还搞氢储能核心安全,也是全连条。我们并没有因为氢在车上应用没有那么多就减弱,反而是加强了。

第三是智能动力和智能能源。首先我们是做分布式驱动系统,第二是钙钛矿光伏。这两个都是汽车,我们做钙钛矿与晶硅叠成的光伏是做车身的,我们做分布式驱动是做底盘的。未来的底盘因为电池比能量的提升,以及轮毂电机的发展,将来的平台化和滑板化趋势是不可避免的。

同时,智能化会使碰撞变得可以通过智能解决。车身结构就会发生巨大变化。我们不一定要用非常非常强的钢来做。车身就会变成一个时尚品,个性化,这个又结合钙钛矿,因为钙钛矿是薄膜,它跟车身结合跟现在的钢车身结合是有难度的,所以必须改变。最近,奔驰出了一个喷漆的方式喷上去,这就是我们从车的角度。第三是新能源人工智能,所有的人工智能要赋能新能源,再就是车网互动的智慧能源和风光氢储车的零碳能源,零碳能源系统必须要有氢,没有氢是不可能彻底零碳的,因为长周期储能,不可能用电池,电池撑到12个小时已经到极限了,更长的就需要备用机组,备用机组用什么燃料,那就是氢燃料。这就是我们现在的布局。

在这样的背景下,新能源革命和新能源汽车会融合。大家知道,我们在这里讨论各种各样的新能源动力,我们首先主体可再生电力直接用是什么?是纯电动汽车,如果再把电解水制氢,那就是氢能汽车,如果制完氢了还加二氧化碳,那就是合成燃料,我们可以用于燃油汽车、内燃机汽车,三条路都可以走通,这是没问题的。但谁是主体呢?谁更有性价比呢?那就看效率。

电是直接利用,效率80%;制氢效率就降低了,它只有40%不到。如果你再用合成燃料,包括合成汽油、合成柴油、合成甲醇、合成氨等等,你想制完氢之后再合成氨,现在我们也做合成氨。制氢70%的效率,合成氨现在还不到70%的效率,两个效率合起来就40%,然后发动机就算你50%吧。仅就这个角度,你的成本就会成倍增加,你的机组重新建,关键还在于电动汽车用电可以不花钱,你用油不可能不花钱,用氢不可能不花钱,你用氨、醇都不可能不花钱。只有用电可能不花钱,为什么?因为电动汽车是储能装置,我可以低价充电、高价放电,尤其是乘用车,我开车就是出行,我停车就是储能,我还可以挣钱,这是其他车不可能达到的。

所以在新能源革命的大背景下,纯电动汽车一定是主体。大家知道,现在增程的电池越做越大,这个趋势已经很明显了,最后一定是纯电动汽车。路线图也是,到2035年,纯电动会占整个汽车的主体,不是新能源的主体,大家在路线图上一查就知道了,你乘出来就是这个数,如果2035年还达不到,2040年一定能达到,我估计2035年是能达到的。

大家还会关注一个问题是电池制造的碳排放比发动机要高这个问题总有点疑惑。因为磷酸铁锂电池一度电70公斤二氧化碳,50千瓦时3.5吨,我们做汽车用发动机大概1.5吨,你多了2吨,这也是一个问题。但这个问题是可以解决的,只要你绿电起来,这些就自然降低了,如果你全部绿电,燃料再用氢替代,那它就是零排放,这个很快就会实现,如果现在到零碳园区做电池那就是零排放。前面还有挖矿、材料等等,这些东西将来还要用一些材料,这些材料可以用氢和氨替代。

这就是我前面介绍的第一部分,最终100%绿电、绿氢就是这个结果。下面我分别讲一下电池、充电设施和燃料电池。

首先是电池,中国新能源汽车有今天80%的功劳是靠电池,如果电池没有这么大的发展还是当初的比能量,那我们就只能跑的100多公里,没有人会买这样的车。但这些年来我们不断地进步,很多企业作出了巨大贡献,比如说2020年出现的刀片电池,2021年出现的麒麟电池,分别是磷酸铁锂和三元的典型代表,原来磷酸铁锂不能装轿车,现在百分之七八十轿车都装的是磷酸铁锂电池,因为它寿命长、安全性好、成本低,如果没有这个电池我们现在不可能有这样的市场占有率。未来,我们虽然要发展高比能量的全固态电池,但是磷酸铁锂电池还将长期存在,我想至少30年不会变化。

虽然我们要搞高性能的,这是没问题的,但我们也要关注现有的电池体系并不是马上会颠覆,还需要很长时间。光伏周期是10年上去、10年下来,电池是30年上、30年下,它至少有60年周期,燃料电池氢能是50年上、50年下,是100年周期,所以这个周期是不一样的。

下面我说一下我们在这个理念指导下,动力电池专题主目标就是两条路线,高比能量、高性价比。这两个都很重要,因为已经发布过了,我在这不详细介绍了。这中间对于全固态电池是大家关注的焦点,我们没有半固态的名称,我们统称为固液混合电池、全固态电池、新体系电池三个,也就是没有所谓的半固态电池。全固态电池在这里是不分电介质的,这是行业的共识。

落实过程中各个单位不可能什么都做,所以我也讲讲我个人的选择,我个人的选择是什么呢?就是硫化物为主体电介质,大家看氧化物、聚合物、硫化物,硫化物为主体并不是说100%都用硫化物,显然用一点聚合物。比如说导电连接剂就是聚合物,可能还会掺一点卤化物,但主体是硫化物,这个没有变化。大家看日本的3家汽车公司都是一样的,都是硫化物。

正负极材料,正极在2030年之前不会有什么太大变化,都是高镍三元。全固态电池就是把高比能量三元电池的安全性要做到磷酸铁锂的水平,大家注意我这里没有说绝对安全,没有绝对安全的电池,就像我们说没有绝对安全的自动驾驶汽车,总归是有长尾的。

所以我们现在就要做三元以前的安全边界不够,我们要扩大这个边界,当比能量往上走,走到一定程度安全问题就凸显了。比方400瓦时负极要换,安全边界扩大之后我们就可以做400瓦时,然后再搞到500瓦时,到500瓦时我们就需要用锂金属,因为硅就搞到450撑死了,不能搞到500以上,最终负极要到锂金属。2030年之前主要是变负极,正极不会变,固体电介质我刚才已经说过了。这就是现在国内各企业的选择,实际的选择还是这样。

为什么要把所有放在一块呢?因为大家心里还没底,还有不确定性。现在的情况大家预计的产业化时间在这都有了。目前大家对于全固态电池期待很大,甚至说有些消费者就等全固态电池,其实这个是有一点点误导,天天好像都有全固态电池重大突破,天天都有全固态电池上车的发布,这个要冷静、要有定力,我们还有一系列科学技术的难题没有克服,我在这不详细介绍这些难题,大家是搞汽车的不是搞电池材料的。

我们现在发论文一天有几个重大突破,这些都只能是科学层面的问题,他们主要做的锂金属电池,还有很多科学问题没解决,所以写文章。这个科学问题解决之后,我们要解决技术问题,这就是技术路线问题;我们要解决产品问题,这是工程问题;我们要解决商品问题,那是工艺问题。从科学问题往下,科学那个地方可能给你很好的数据,但是到了这个地方降一半,再降一半,再降,这是我们搞工程汽车行业的人应该很能理解的。

材料科学发个文章,跟实际的商品距离是很长的。也就是说,科学问题还没有到技术路线问题,科学在技术前面。技术路线搞定了还有产品路线,产品路线搞定了还有商品路线,一级级不是那么快那么方便的。所以我们预计的落地时间,第二代也就是400瓦时/公斤,800瓦时/升,我们现在进步很快,但我想它的产业化也应该在2027—2030年之间,如果可靠一点、保守一点应该是2030年左右,如果你激进一点可能2027年、2028年,这跟日本3家汽车公司的时间也差不多,日本3家公司的时间也是这个时间。

而且日本3家用的负极还都不一样,丰田主要是用石墨,它要长寿命、高倍率就必须用石墨。你把比能量提高,那寿命肯定要往下降,你的倍率也往下降。你要再提高倍率更要往下降。按照现在的科学认知,500瓦时,我们估计在2030—2035年。我想500瓦时可靠一点,应该是2035年左右产业化。

这就是我要讲的第一个问题,我们也在建立中国全固态电池产学研平台,我发起的,全行业正在努力攻关。我希望我们不要给消费者、给领导一些错误的信息,这个非常重要。

第二关于充电和车能互动。

刚刚发改委发布了2027年要满足8000万辆汽车的充电。这是个很好的数据,10万个大功率充电枪,500个双向充电桩,这是搞车能互动。

我们再看一下,为什么要搞车能互动?车能互动是必须要搞的,我们的电网受不了的。刚才说了大家一块充电,电网的负载要提升很大。那么,我们首先要搞有序充电,就是到大家都不用电的时候我们去充,大家都用电的时候我们去放。这样才能使电网的功率曲线趋向于平坦,这就是我们要搞的车网互动,低峰的时候充电,高峰的时候放电。很快我们的电力市场开了就像股市一样,电力市场炒电和炒股是类似的,大家是可以赚差价的。我们现在差价一般在0.5~0.7元/度电。

我这里算了一个账,300次四五百公里,10—15年家用轿车只需要400个满充满放循环就够了,如果70度电还有2500次循环富余,用于峰谷套利至少是7万块钱,大家现在是一分钱一分钱在省,其实这还有价值挖地待开发。正是基于这个,这一次凸显了车能互动的重要性,V2G车能路云一体化,然后多能互补、超充、闪充,这是我们这一次的亮点。

我们最终的目标希望达到桩车比,其实这个应该反过来,应该是车一辆桩两个,就是我车停在哪儿都有桩,因为车能互动,你只要停下来就要用桩跟电网接上,应该是1:2,车一个,桩两个。调节功率到多少呢?20亿千瓦,这是我们的目标。车能互动也全球领先,国外想领先也不行因为他没车,车只有规模大才有可能搞这个,才有必要搞这个,这个方面我们完全可以全球领先,这里有路线图,我也不详细介绍了。

这中间还有两个热点问题:

第一是兆瓦闪充。兆瓦闪充应该说是难度比较大的技术,这个兆瓦充电不是说从头到尾都是兆瓦,只有几十秒就是充电的最高功率功率峰值是兆瓦,平均功率不能到兆瓦。兆瓦是10C充电,我们不可能充电全过程都是10C,你平均到5C已经很好了。刚开始充电功率很大,随着SOA丧失你必须迅速下来,否则就会析锂,轿车/重卡还是有需求的。

所以中间核心问题是什么?就是电池的热安全和寿命管理是最关键的。我们刚才说3000次还可以富余,但如果你经常闪充不太可能,因为闪充大倍率,寿命会快速下降。

第二是车网互动。这是未来我们对车网互动的一个预测。刚开始车能互动是什么?车跟车、车跟房子、车跟建筑进行互动,车跟微网互动,一般不会跟大网,都是跟微网、配网,这样就跟电网的关系相对简单。

这中间我想要说一下,超充、闪充的技术挑战。首先是耐久性,耐久性的衰退机理、老化边界、全生命周期,闪充后、老化后、充电边界变化后,要进行更新,要全生命周期管理,这可能需要上人工智能。第二是安全问题,充电本身就是热失控安全的重灾区,所以我们必须要防控安全。第三是低温问题,低温又是特别容易析锂的。你必须快速加热之后才能够快充,这是我们的实现途径,实现途径关键是安全的边界是析锂,什么叫析锂?你快充的时候负极电位动态电位会低于零伏,这是极化电位,那锂原子会吸出成为锂金属,锂金属对安全寿命有很大影响。

我们必须一方面提高析锂的边界,第二是控制电流在边界之内。如何提高边界呢?我们需要从材料、电磁、系统、配电全方位的,为什么比亚迪能做这个?他就是这些方面都做了。这个不能简单地跟随,简单跟随是有问题的,比亚迪是艺高人胆大,如果你艺不高,胆子不要那么大。

另外,怎么控制在这个边界里头?我们现在的方法是用工程方法标定MAP图。这个标定是很难的,因为标完之后你要看一下他析不析锂,这个非常慢,而且你要全生命周期标,这个也是很难的。我们现在搞了一个新技术是高速标定工具,我们有一个负极电位传感器直接能看到负极电位到不到零,不用拆开了。大家看最优的充电曲线一般是这个样子,上去之后马上下来,就是你怎么标这个曲线。

另外车能互动也是有些问题的。大家肯定关心车能互动、双向脉冲会带来很多问题,我们要看到它的优势。首先改善快充特性,改善低温特性,因为双向脉冲可以加热、可以均匀。也可以进行电池的保养,就是小脉冲、微波脉冲可以保养电池,甚至可以改善电池。而且他也是电池安全控制的一个手段,我们如果热失控,热失控的时候放一点电车停着放点电就可以抑制住,这也是新技术。另外车网互动导致的是什么?是循环寿命、循环老化提升,这是肯定的,但是日历衰减反而会减少,为什么?因为我们充满电搁在那是最容易衰减的,自放电。车网互动之后不会是充满放的,它一直在那动,这反而能够减少搁置时候的衰减。

也需要一系列技术了,在这由于时间关系不讲了。比方说我们要聚合,我们要管理,我们要控制从上至下,高频、中频、低频都要进行控制,我们也有很多场景我也不说了。我们将来的潜力是多大呢?比方说到2050年大概3.5亿辆车,所有电池加起来240亿千瓦时的容量,也就是所有的车可以装接近250亿度电,这是什么含义?如果全国遇到紧急情况电动车可以供中国用一天,所以不能小巧。

最后简单说一下燃料电池和氢气。整个来说燃料电池还是取得了巨大进步,这是第一条。第二条国际形势是转向重卡了,大家知道日本燃料电池方面丰田是做的最激进的,它也基本上转向重卡了,我们跟丰田关联度很密切,他们也基本放弃了。我们现在有一些厂家有情怀,所以我们还保留了,重卡指标要到1000公里,35000小时,燃料电池轿车我就不说了,这是我们的加氢站我也不说了。说白了,氢能汽车是一个不确定性的,跟刚才电池一样。

我认为,燃料电池重卡1000公里是必须的。为什么?现在纯电重卡长的已经到700公里了,800度电。这车不能拉重载,因为电池就是4吨,但可以拉轻载的货体积大的货,这是可以的。所以燃料电池轿车必须是长续航,不仅仅是长续航,还要重载荷,如果不是重载荷也没必要。

为什么要搞1000公里呢?因为重卡纯电上来了,纯电估计两三年重卡市占率到50%,今年就已经会超过30%,上来很猛。我们要错位,有了1000公里,还有什么好处呢?我们就加氢站大幅减少。我们现在的成本在哪里?氢瓶贵、加氢站贵、运氢贵。怎么办呢?氢瓶贵通过循环使用来解决,租氢瓶不卖氢瓶,跟电池一样租电池不卖电池,现在有的纯电重卡已经开始用三元电池了,为什么续航上来了?他不用磷酸铁锂了,他用三元了。必须租不能买,氢瓶很贵了。另外1000公里既然加氢站很少,那我可以放置在氢资源很丰富的地区,也不用运氢了。再建这种加氢站,这是公路光伏、储能换电重卡、超充轿车、制氢,制完氢我们有燃料电池发电做长周期储能,因为这是不接电网的,公路光伏现在都在搞,它接不了电网,电网不让它接,我们就在搞备用机组燃料电池发电,这边搞氢能重卡。主要在什么地方?内蒙、新疆、陕西、青海在这些地方。

我们现在还有一点成本过高,我们先用焦炉煤气副产氢,焦炉煤气是低碳的。1000公里续航、氢瓶租赁、低碳的焦炉煤气,加免高速公路费,这个就可以实现经济性。我想未来5年,中国氢能国家还是会继续支持的,不会停止支持,所以现在实际上是氢能的低点,我估计今后5年是一个机遇期,再往前看我们还有巨大的改进空间。

最终我要说的是,氢能不仅仅是为了汽车,是为了整个氢能,我刚才说它要拉动氢能发展,现在我们用燃料电池拉不动了,反过来是用氢能的自取运加供应链建设来带动氢能发展。到2030年开始,由于可再生能源发电量大量富余,就余电制氢、时空转换,什么叫时空转换?现在发的电未来,西部发的电东部用,这个事情光用电池、电线已经不够了,能用电就不用氢,能用电池就不是燃料电池这是第一性原理,能用氢当然就不用醇和氨,因为你每一次都转换,并不是没用而是有前提有顺序。

多能互补融合发展,光到氢是不行的,氢要和热和电融合,还要场景驱动、系统闭环,这将是今后氢能发展很重要的经济性法则。但最终,我们到2050年、2060年碳中和的时候,中国至少需要1亿吨绿氢,这是肯定的,这是电力系统的人做的预测,10%的能源占比是必须的。

最后我做一个总结,我们已经基本完成了电动化,现在进入智能化,我们还要牢记后面的低碳化。除了我刚才讲的车网互动、全固态电池等等之外,还有全车身钙钛矿薄膜将会改变整个车身,改变整个汽车的设计制造。也就是说,智能化把碰撞给解决掉,电动化把底盘变得扁平化,全车身钙钛矿把车身变的非金属化。谢谢各位!



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