新能源科學(xué)與交通電動化國際論壇在雄安舉辦
來源：中國能源新聞網(wǎng) 時間：2023-11-07 10:06
共論“交通+新能源”融合創(chuàng)新 共建跨領(lǐng)域合作學(xué)術(shù)生態(tài)
中國能源新聞網(wǎng)訊（余璇）“‘雙碳’目標下我國能源電力系統(tǒng)發(fā)展是什么趨勢？我想就是綠電替代+綠氫替代，就是能源轉(zhuǎn)型的終極目標?！?span style="font-family: 微軟雅黑, "Microsoft YaHei"; font-size: 16px; margin-bottom: 10px; line-height: 2em;">10月31日，以“聚焦綠色新能源，推動交通電動化”為主題，新能源科學(xué)與交通電動化國際論壇開幕式及主論壇在雄安新區(qū)舉行。大會現(xiàn)場，中國電科院榮譽院長、中國科學(xué)院院士周孝信發(fā)表《雙碳目標下我國能源電力系統(tǒng)發(fā)展趨勢研究——綠電替代+綠氫替代》主旨報告。
實現(xiàn)國家“雙碳”目標，建設(shè)新能源體系，打造新型電力系統(tǒng)是其中重要一環(huán)?；诖?，周孝信表示，新型電力系統(tǒng)呈現(xiàn)六大特征和發(fā)展機遇，包括高比例可再生能源、高比例電力電子裝備、多能互補綜合能源、數(shù)字化與智能化智慧能源、清潔高效低碳零碳和高韌性本質(zhì)安全可靠，“但我們也面臨靈活性、韌性、穩(wěn)定性、可靠性和經(jīng)濟性等新的挑戰(zhàn)。通過大力發(fā)展各類儲能技術(shù)、實現(xiàn)源端多能互補的綜合能源電力系統(tǒng)等關(guān)鍵舉措予以應(yīng)對?！?/p>
氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現(xiàn)綠色低碳發(fā)展的重要載體，是戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)重點發(fā)展方向，而制氫更是可持續(xù)發(fā)展的基礎(chǔ)。長期以來，制氫過程一直依賴于淡水資源，給規(guī)?；瘧?yīng)用帶來了諸多限制和挑戰(zhàn)?；诖藛栴}，深圳大學(xué)教授、中國工程院院士謝和平就海水制氫領(lǐng)域研究成果作主題報告《打造“海上可再生能源 海水直接制氫”新賽道》。
“我們國家無論西方國家哪個國家，21世紀重要的終端能源有三點‘電、氫、熱’，電60%—70%，氫20%左右。”謝和平判斷，氫既可以二次能源、又可以交換能源、又可以作為燃料，但是最終也必須是綠電、氫更應(yīng)該是綠氫，煤制氫、天然氣制氫、灰氫、藍氫最終都要變成綠氫，純凈水制氫肯定是綠氫，純凈水全球來說總體是短缺的，海水制氫是必然趨勢。目前，謝和平院士團隊通過轉(zhuǎn)變研究思路，從物理力學(xué)、化學(xué)擴散視角，把海水中的復(fù)雜影響隔絕，在海水制氫技術(shù)上取得重大突破，為規(guī)?；茪涮峁┝诵碌穆窂?。
作為能源領(lǐng)域龍頭企業(yè)，中國石化一直在積極布局氫能產(chǎn)業(yè)。“要大力發(fā)展氫經(jīng)濟、氫產(chǎn)業(yè)。氫能科技，特別是規(guī)?；苽渌拇箨P(guān)鍵科技是基礎(chǔ)、是重要的?！?/span>中國石化股份公司總工程師、中國科學(xué)院院士謝在庫圍繞氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，作主題報告《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展實踐與前沿技術(shù)展望》。他指出，氫是能源的載體，是推進能源轉(zhuǎn)型的重要著力點。建立“制儲運用”穩(wěn)定的綠氫系統(tǒng)是實現(xiàn)“雙碳”目標的關(guān)鍵。
動力電池作為新能源汽車的核心部件，其高比能、高安全仍是其未來的發(fā)展方向。“整個電池技術(shù)的創(chuàng)新周期我們認為大約是30年，這代鋰離子電池是90年開始的，真正用是2000年，我們預(yù)計2030年會有一次全方位的革新，也就是周期是30年，從2000年開始第一個10年主要是解決動力化的安全問題，因為鋰離子電池用于動力，第一個問題就是安全，現(xiàn)在還在繼續(xù)解決。”清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士歐陽明高認為。
“副反應(yīng)會加速電池溫度上升，當達到臨界點每秒鐘上升1000攝氏度，熱失控發(fā)生。熱失控發(fā)生之后，會在整個電池系統(tǒng)中蔓延，蔓延就像我們點燃了鞭炮一樣，導(dǎo)致最后的事故。”作為長期致力于該領(lǐng)域研究并取得豐碩成果，歐陽明高作以《高比能電池安全研究與高性能新型電池開發(fā)》為主題深度報告。他表示，電池的安全問題，從科學(xué)的角度來看，是電池熱失控的過程，由各種誘因過充過放等導(dǎo)致電池內(nèi)部溫度上升，超過正常電化學(xué)反應(yīng)過程，出現(xiàn)放熱的副反應(yīng)。
為此，歐陽明高院士團隊建立了相應(yīng)的電池安全技術(shù)體系，包括3個方面，主動安全應(yīng)對各種誘因，開發(fā)產(chǎn)品為智能電池；本征安全主要是提高電池本身材料的熱穩(wěn)定性，防止熱失控的發(fā)生，并打造全固態(tài)電池；被動安全與安全電池，包括蔓延過程、防控設(shè)計和系統(tǒng)開發(fā)。
“被動安全做到了安全電池，為我們的動力電池和儲能電池提供新方法。我們從主動安全正在開發(fā)下一代智能電池，安全電池已經(jīng)全部產(chǎn)業(yè)化。要產(chǎn)業(yè)化的就是智能安全電池，是將安全技術(shù)、智能技術(shù)全部結(jié)合起來產(chǎn)業(yè)化，應(yīng)該在2025年。我們的全固態(tài)電池預(yù)計在2027年到2030年之間規(guī)模產(chǎn)業(yè)化?！?span style="font-family: 微軟雅黑, "Microsoft YaHei"; font-size: 16px; margin-bottom: 10px; line-height: 2em;">歐陽明高表示。
能源轉(zhuǎn)型是一項涉及政策、規(guī)劃、市場、產(chǎn)業(yè)生態(tài)建設(shè)的系統(tǒng)工程，需要跨學(xué)科、跨專業(yè)、跨領(lǐng)域的合作，充分發(fā)揮各方獨特優(yōu)勢?！澳茉崔D(zhuǎn)型過程很簡單，就兩頭。一個是源頭可再生能源比例的增加，另外是以用戶端分布式能源以及分布式儲能等等用戶端的響應(yīng)?！睍?，作為長期深耕該領(lǐng)域的香港理工大學(xué)教授、歐洲人文與科學(xué)院院士嚴晉躍，作以《Energy Nexus: Research and Innovations without Borders —— Inter-disciplinary research on energy transition.》主旨報告。他以能源系統(tǒng)數(shù)字孿生描述系統(tǒng)動態(tài)特征項目為例，闡明能源系統(tǒng)不僅僅是能源本身，會涉及眾多領(lǐng)域，所以能源未來的創(chuàng)新一定是一個交叉學(xué)科，不僅是工程領(lǐng)域的交叉學(xué)科，同時還有和其他學(xué)科交叉的、共同的一些創(chuàng)新過程。
為實現(xiàn)“雙碳”目標，汽車作為交通出行的重要載體，其電驅(qū)動化發(fā)展和能源供給的清潔化是必然要求?！半m然我國在電機領(lǐng)域取得很大進展，但與國外頂級的電極系統(tǒng)相比，我國該產(chǎn)業(yè)仍存在一定差距?！惫枮I理工大學(xué)教授、俄羅斯工程院外籍院士蔡蔚，在《電能清潔化和車輛電驅(qū)動的現(xiàn)狀與技術(shù)趨勢》主題報告中坦言。談及技術(shù)趨勢，他認為低重稀土永磁電機是主流，扁線油冷是趨勢。功率電子中控制器IGBT是主流，碳化硅是趨勢。傳動系統(tǒng)中減速器是主流，高速減速器/變速器是趨勢，繞組重構(gòu)也是可選的，電驅(qū)動總成，三合一是主流，多合一是趨勢。系統(tǒng)電壓，400伏特是主流，800伏特或者更高的電壓是未來的發(fā)展趨勢。冷卻系統(tǒng)，間接水冷是主流，直接油冷或者混合的油水冷卻是未來發(fā)展的方向。
隨著電動汽車的普及，人們對電動航空也充滿了無盡的想象。與電動汽車技術(shù)相比，電動航空有很大不同，其技術(shù)方向需要與航空場景進行緊密適配。清華大學(xué)教授、俄羅斯工程院外籍院士張揚軍認為，渦電動力系統(tǒng)將傳統(tǒng)的渦軸、渦槳、渦扇動力與電動化統(tǒng)一起來，是中高速無人機和中重型飛行汽車等新一代裝備的主導(dǎo)動力，也是航空新能源動力的創(chuàng)新發(fā)展方向。渦電動力的理論基礎(chǔ)是渦電動力氣動熱力學(xué)，重點是高功率密度和高效化發(fā)展。
為應(yīng)對氣候變化，降低交通領(lǐng)域碳排放，各國都出臺了一系列政策來發(fā)展綠色交通。加州大學(xué)戴維斯校區(qū)教授、美國工程院院士Dan Sperling以氣候政策為切入點，詳細介紹了美國加州在全面電動化與燃料降碳等方面所做出的努力和成果。他提到，加州持續(xù)加強對新能源汽車排放標準，最新法案要求到2026年35%新銷售的輕型車必須是零排放，2030年該比例將達到68%，2035年將達到100%，發(fā)布的零排放法案逐步推廣到美國多個州。在燃料碳排放方面，加州也設(shè)置2030年出售的燃料必須實現(xiàn)20%碳強度的減排，未來也將設(shè)置更高減碳目標。
責任編輯：許艷
校對：江蓬新
