電動化進入陡峭增長期；燃料電池技術已至突破點；未來5-10年企業(yè)將大洗牌

作者 | 歐陽明高

編輯 | 甄 瑤

出品 | 幫寧工作室

| 編者按

汽車工業(yè)正在經(jīng)歷百年未有之大變局，同時迎來巨大的時代機遇。當前，中國品牌八仙過海，新造車勢力來勢兇猛，充滿活力。合資品牌則蓄勢待發(fā)，即將全面發(fā)力。

汽車電動化已突破臨界點，進入陡峭增長期。預計2021年國內(nèi)新能源汽車銷量約330萬輛；2022年約500萬輛，市場滲透率超過20%；2025年約700萬～1000萬輛；2030年約為1700萬～2000萬輛。

今后5年是新能源汽車發(fā)展的窗口期，市場高速增長，競爭持續(xù)激烈。

但在爆發(fā)增長的同時，新能源汽車市場也遭遇到一系列挑戰(zhàn)，包括電池技術、產(chǎn)業(yè)以及材料資源的可持續(xù)發(fā)展問題；快充快換與車網(wǎng)互動以及綠色智慧能源問題；氫能與燃料電池汽車的發(fā)展問題等。未來5-10年，會有一次行業(yè)大洗牌，究竟鹿死誰手，尚無法預測。

2021年12月2日，在中國電動汽車百人會年度媒體溝通會上，中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高作了“2021年新能源汽車技術與市場亮點及中長期趨勢”主題發(fā)言，從汽車整車技術、電池可持續(xù)發(fā)展、充換電和電動汽車智慧能源、氫能與燃料電池等四方面著手，就業(yè)界普遍關注的行業(yè)熱點、焦點問題，展開詳細分析與探討。

以下為其發(fā)言摘要，幫寧工作室略作編輯。

01 關于新能源汽車整車技術

▍新能源汽車市場進入陡峭增長期

  預計明年銷量500萬輛

首先，2021年新能源汽車銷量和滲透率逐月快速提升，新能源汽車市場化進入爆發(fā)式增長新階段。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，今年1-10月，新能源汽車銷量已超過250萬輛。 

11月，一路高歌的新能源品牌又上一層階梯，大體平均增長10%～100%，也有一些大型企業(yè)受制于產(chǎn)能影響，但都在增長。我估計11月累計銷量可能接近300萬輛，今年總體銷量約330萬輛。

市場爆發(fā)原因主要是技術進步、產(chǎn)品豐富、政策給力。

技術方面，電池技術持續(xù)改進，成本逐步下降，電池系統(tǒng)結構設計持續(xù)創(chuàng)新。比如刀片電池、C2P等大規(guī)模應用，磷酸鐵鋰電池大規(guī)模裝備轎車。電動汽車智能輔助駕駛技術引入，吸引大量用戶。

產(chǎn)品方面，電動車經(jīng)過多年推廣，品牌形象穩(wěn)步提升，尤其是新能源汽車車型豐富，全面覆蓋各個乘用車級別。與此同時，細分市場和產(chǎn)品結構形成“兩頭擠”現(xiàn)象。微型車已基本被電動車占領，豪華車基本由電動車主導。

政策方面，補貼延續(xù)、雙積分漲價、國家雙碳戰(zhàn)略推出，形成對廠家和年輕用戶預期引導。同時，補貼對消費的作用正逐步消退，私人市場消費的購車比例已接近75%。

總之，今年市場爆發(fā)雖然超出預期，但符合邏輯。

今年1-10月，全球廣義新能源乘用車銷量達702萬輛。中國新能源乘用車在世界份額中占比51%。根據(jù)S型增長曲線經(jīng)驗判斷，全球汽車電動化已突破臨界點，進入陡峭增長期。

預計2022年，中國新能源汽車銷量或達500萬輛，市場占有率將超過20%。這還是在受制于電池、芯片和產(chǎn)能情況下作出的保守預判，如果完全看需求，則會更高。

▍電動化整車平臺

  給汽車設計制造帶來一場革命

當前，兩方面技術備受市場關注，即電動車1000公里續(xù)航和滑板底盤技術。

就1000公里續(xù)航而言，只要市場有需求，技術上完全可以做到。這方面豪華電動車可能是趨勢，畢竟1000公里續(xù)航成本較高，而豪華SUV有裝電池空間，客戶愿意埋單，主要是市場驅(qū)動的產(chǎn)品開發(fā)。

1000公里續(xù)航對技術要求相應會提高。例如，一般采用800V高壓電氣構架、高比能量高鎳三元鋰離子電池，部分廠家還可能嘗試固液混合的高鎳三元鋰離子電池，安全技術要求會更高。

就智能滑板底盤而言，近期美股上市的Rivian，因為推出智能滑板底盤備受追捧?；宓妆P技術概念很早就有，如通用汽車2002年推出燃料電池滑板概念車。特斯拉是平板底盤，但是半承載式車身。

由于電池系統(tǒng)通常是扁平化結構，所以，凡是純電動車專用平臺，都跟傳統(tǒng)燃油車平臺差別較大，均帶有扁平化滑板基本概念。

電動化整車平臺可分為三種。第一種是，借鑒燃油車平臺概念，沒有完整底盤，采用承載式車身。第二種是，特斯拉Model S，有扁平式底盤，但采用半承載式車身。第三種是，Rivian完全滑板底盤，可以承受碰撞，采用非承載式車身，可以做得很輕，采用輕量化材料。

滑板底盤是技術多年演變的結果，代表技術發(fā)展趨勢。尤其是，電池系統(tǒng)做得越來越扁平，電機比功率越來越高，電機/逆變器/驅(qū)動軸三合一用得越來越多，可以實現(xiàn)真正的滑板式底盤平臺。

再配合智能化主動避撞，將來碰撞越來越少，車身可以做得越來越輕，甚至用塑料或者布都可以。車型開發(fā)周期非常短，花樣無限多，個性化非常強。這會給汽車設計制造帶來一場革命。

▍迎合碳減排

  2030年全球電動汽車銷量3000萬輛

關于未來新能源汽車增長預測與碳減排，我們對國內(nèi)外各種預測作了梳理。國際能源署IEA今年5月發(fā)布全球碳中和路線圖認為，從2020年到2030年，全球電動轎車將增長18倍，2030年年銷量達到5500萬輛。這是按照低碳發(fā)展目標給出的比較激進的預測。

國外相對保守的預測認為，2030年全球電動汽車銷量為3000萬輛。我們團隊通過計算分析綜合判斷，2025年我國新能源汽車銷量會在700萬～900萬輛之間；到2030年，大致為1700萬～1900萬輛。從保有量看，2025年會超過3000萬輛，2030年接近1億輛，2035年接近2億輛，2040年接近3億輛。

向新能源汽車轉(zhuǎn)型，會對汽車行業(yè)節(jié)能減排產(chǎn)生重要影響。乘用車碳排放方面，2021年，單位里程二氧化碳排放量大約為，電動汽車70g/km、燃油車176g/km。預計到2035年，純電動車單位里程碳排放下降到每公里20克，相比2021年降低70%以上，主要是因為能源結構變化，即綠電比例上升導致。

國內(nèi)乘用車，包括燃油車和電動車，預計在2023年達到碳排放峰值，約為6億噸。相比燃油車，純電動車碳減排降低幅度會呈快速增長趨勢，因為隨著綠電比例加大，電動車排放會大幅降低。

▍產(chǎn)業(yè)格局大演變

  未來5-10年企業(yè)將大洗牌

目前，國內(nèi)新能源汽車的主要玩家仍然是中國品牌。合資企業(yè)會在2022年和2023年集體發(fā)力，2023年中外品牌新能源汽車競爭進入激烈期。

從核心技術層面看，中國品牌競爭實力明顯。

首先是電池技術。電池占電動汽車技術含量的60%，目前這一代電池技術，中國占主導地位。日本等國家在大力發(fā)展下一代全固態(tài)電池，這方面中國品牌還有差距。但全固態(tài)電池技術要產(chǎn)業(yè)化，并對市場格局產(chǎn)生重要影響，估計要10年左右。

此外，我國電池領域研發(fā)隊伍規(guī)模全球遙遙領先，青年人才輩出，只要不斷努力，最終能取得領先地位。在電驅(qū)動和電力電子方面，中國跟國外比，總體不相上下。尤其是以比亞迪為代表的全技術鏈貫通的企業(yè)，技術實力全球靠前。

從供應鏈層面看，我國動力電池產(chǎn)業(yè)鏈完整，全球70%電池產(chǎn)能在中國，產(chǎn)品供應全球。雖然美國和歐洲正在全力以赴打造電池產(chǎn)業(yè)鏈，甚至中國電池進入美國市場可能受到一定障礙，但總體而言，中國動力電池的產(chǎn)業(yè)競爭力在相當時間內(nèi)難以撼動。

近期芯片供應成為卡脖子問題。其實，汽車芯片只占全部芯片約10%，目前主要問題是周期性供需失衡。而且，汽車對芯片集成度要求低于手機等電子產(chǎn)品，從中期看，我國自主技術不難解決新能源汽車芯片問題。

從整車品牌層面看，電動汽車爆發(fā)后，對老品牌是一種挑戰(zhàn)，對新品牌是一個機遇。老品牌要把電動車做得跟燃油車一樣，外形不敢改，怕品牌形象不一致。如果改了，跟新品牌在同一個起跑線，因此很糾結。

從品牌角度，雖然品牌認知方面，國外老品牌略好，但總體看，由于新造車勢力近幾年蓬勃發(fā)展，在品牌形象方面創(chuàng)出一片新天地。自主品牌升級超出預期。

新一輪電動化和智能化浪潮下，我對中國品牌在未來汽車產(chǎn)業(yè)競爭中占據(jù)優(yōu)勢地位充滿信心。有一個預測是，2030年中國市場的中國品牌會占60%，我同意這個預測。

從企業(yè)層面看，新能源汽車興起引發(fā)汽車產(chǎn)業(yè)一場技術革命。自主品牌企業(yè)八仙過海，涌現(xiàn)出像比亞迪這樣的全球標桿企業(yè)。新造車勢力來勢兇猛，充滿活力。合資企業(yè)蓄勢待發(fā)，即將全面發(fā)力。

今后5年是一個窗口期，市場高速增長，競爭持續(xù)激烈。未來5-10年，會有一次企業(yè)大洗牌，肯定會淘汰一批，究竟鹿死誰手，現(xiàn)在無法預測。

總之，汽車工業(yè)正在經(jīng)歷百年未有之大變局，我們迎來了巨大的時代機遇。但新能源汽車市場在爆發(fā)增長的同時，也遇到一系列挑戰(zhàn)，包括電池技術、產(chǎn)業(yè)以及材料資源可持續(xù)發(fā)展問題，快充快換與車網(wǎng)互動以及綠色智慧能源問題，氫能與燃料電池汽車發(fā)展問題等。

02 關于動力電池可持續(xù)發(fā)展

隨著電動汽車爆發(fā)式增長，動力電池可持續(xù)發(fā)展頗受關注。比如動力電池全生命周期的碳排放與材料回收，未來電池材料體系的中長期發(fā)展路線圖，動力電池全鏈條的智能化與智能電池技術等。

▍動力電池產(chǎn)業(yè)快速擴產(chǎn)

  預計2023年達10億千瓦時

我國動力電池裝機量隨電動汽車快速增長而增加。2021年1-9月共裝車0.92億千瓦時電池，全年約1.5億千瓦時。2025年約6億千瓦時，2030年約15億~20億千瓦時。

國外機構基于2030年全球5500萬輛電動汽車年銷量的激進預測，給出全球2030年汽車動力電池年裝車量為50億千瓦時，而保守預測結果是30億千瓦時。

基于電動汽車保有量預測中國車載電池總保有量，預計2025年超過20億千瓦時，2030年超過70億千瓦時，2035年超過150億千瓦時。

電動汽車市場火爆，刺激著上游電池產(chǎn)業(yè)快速擴產(chǎn)。中國動力電池規(guī)劃產(chǎn)能2023年達10億千瓦時，2025年接近25億千瓦時。當然，規(guī)劃產(chǎn)能會大于動力電池年產(chǎn)量，年產(chǎn)量中除新能源汽車電池外，還有儲能電池等一系列其他用途電池，2025年電池總出貨量約為10億千瓦時。

▍鋰電產(chǎn)業(yè)進入提速期

  向西部轉(zhuǎn)移成趨勢

電池產(chǎn)量的快速膨脹會刺激上游材料周期性漲價，引起公眾對材料資源短缺的擔心。從潛力看，全球鋰資源經(jīng)濟可采儲量為2100萬噸，如果按三元811電池材料體系算，可以生產(chǎn)電池2000億千瓦時。按平均一輛車100千瓦時算，可以制造20億輛電動汽車。

當然不能全部用于汽車電池，其他地方也有需求。但這是經(jīng)濟可采儲量，鋰總勘探儲量是8600萬噸，而且總勘探儲量還在不斷增加。鈷資源就沒這么樂觀，經(jīng)濟可開采儲量也就710萬噸。照此計算，只能做950億千瓦時。至于錳沒問題，非常富余。

問題在于資源分布不均勻。例如，鋰礦四分之三在澳大利亞、智利、阿根廷。鈷礦三分之二依賴于非洲的剛果金。鎳礦有一半依賴于印度尼西亞和俄羅斯。資源壓力下，我們不能掉以輕心。

資源做了電池就消耗掉了嗎？其實不是。與石油不同，這些材料可循環(huán)利用，中國已經(jīng)開始進行電池資源回收，現(xiàn)在大家很關注電池材料循環(huán)。如果循環(huán)利用做得好，支撐可持續(xù)發(fā)展問題不會很大。

與此同時，材料循環(huán)要耗能、要排放，電池生產(chǎn)也會耗能和排放，可持續(xù)發(fā)展應是關注的重大問題，也就是電池全生命周期的碳排放問題。

以三元高鎳811鋰離子電池為例，每千瓦時全生命周期碳排放約87公斤。主要原因在于正極材料，包括前軀體和正極材料制備的碳排放占總排放一半。相比之下，磷酸鐵鋰電池全生命周期碳排放約降低三分之一。鈉離子電池碳排放更低。

怎么解決碳排放問題？

第一，電能清潔化。電池產(chǎn)業(yè)鏈要盡可能往西部轉(zhuǎn)移，四川、貴州、云南、青海是非常合適的地方。比如，四川電池產(chǎn)能約為5億千瓦時，宜賓一個地方就有1.6億千瓦時，是全球最大單個電池基地。往西部轉(zhuǎn)移，利用可再生能源和當?shù)刭Y源優(yōu)勢，是一個根本途徑。

第二，電池回收利用再生制造。

第三，改進全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)工藝，提升關鍵環(huán)節(jié)的能效。

▍多家鋰電產(chǎn)業(yè)鏈廠商

  加碼布局電池回收業(yè)務

2025年，中國需要回收和梯次利用的電池總量將達1.25億千瓦時。國家非常重視電池回收利用，國務院、發(fā)改委、工信部頒發(fā)很多文件，社會各界也非常關注?，F(xiàn)在，滿足新能源汽車廢舊動力蓄電池綜合利用行業(yè)規(guī)范條件的企業(yè)有14家，將來還會繼續(xù)擴大。

主要回收手段有三種——干法、濕法和物理回收。

干法是燒，能耗偏大，存在環(huán)保問題。濕法生產(chǎn)效率偏低，設備比較復雜，有一些腐蝕性溶劑。

當前最推崇的是物理回收、電池修復和材料再生的科技創(chuàng)新。英國政府有專門進行電池回收的科技專項，發(fā)明了一些新方法，如大功率超聲波回收方法等。電動汽車退役，電池要通過精確的剩余電量測試，進行分選，分門別類進行修復、梯次利用和材料回收再生。

從電池全生命周期減排潛力看，現(xiàn)有電力結構下，物理回收減排超過50%、濕法回收減排32%、火法回收減排3.5%。隨著綠電比例提升，2030年電力結構背景下，碳排放再降低12%；2050年電網(wǎng)深度脫碳背景下，碳排放再降低75%，100%綠電可以實現(xiàn)電池生產(chǎn)制造全生命周期近零排放。

▍鋰離子電池當前占主導地位

  固態(tài)電池成電動車下階段競爭核心

難道一直用鋰電池嗎？會不會有別的電池取代鋰電池？這就是動力電池技術可持續(xù)發(fā)展問題。

首先，鋰離子電池還會用很久。當前，這一代鋰離子電池比能量上限大約是每公斤300瓦時，新型鋰離子電池可以達到每公斤350瓦時到400瓦時之間。

到2025年，會出現(xiàn)與現(xiàn)有液態(tài)電解質(zhì)鋰離子電池比能量大體相當?shù)牡谝淮虘B(tài)電池。2030年后，會出現(xiàn)第二代采用新型正負極材料的全固態(tài)電池，比能量提升到每公斤500瓦時，還會有高比能量鋰-硫電池、金屬空氣電池。

納離子電池已經(jīng)出現(xiàn)，但各方面性能還不能滿足高性能汽車使用要求。預計到2035年，鈉離子電池、鉀離子電池性能大幅提升，比能量達到每公斤300瓦時左右，與現(xiàn)在的高比能量鋰離子電池相當。

從電池產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展角度看，現(xiàn)有的鋰離子電池，包括固液混合的鋰離子電池，2030年前仍占絕對主導地位。

第一代全固態(tài)電池產(chǎn)業(yè)化，占市場比例接近1%的時間點，可能在2030年左右。2035年后，新一代固態(tài)電池，鉀、鎂、鈉、鋰-硫等各類電池會進入市場。2050年，液態(tài)鋰離子電池有可能減少到約20%。

這是參考國外資料加上我們的理解，作出的長周期粗略預測。

▍電池全鏈條智能化

  保障動力電池可持續(xù)發(fā)展

還有一個問題是，現(xiàn)有材料怎么挖掘性能潛力。每一種電池材料比容量都有一個理論值，但實際做出來的電池產(chǎn)品很難達到這個理論值，因為現(xiàn)在的材料合成與電池設計主要采用“試錯法”。

通過智能化手段，可使設計進一步優(yōu)化。比如材料基因組，基于人工智能的材料篩選和設計，可以利用仿真設計、再利用智能制、應用過程中的智能電池管理，最后到達使用壽命后智能回收，實現(xiàn)全過程智能化。

這是歐盟2030年電池計劃的核心思想。即通過智能設計，使電池實際性能與理論值之間差距減少一半；智能回收最終使回收原材料的利用率接近100%；全生命周期的碳足跡減少1/2。在科技潛力之下，可保障動力電池可持續(xù)發(fā)展。

03 關于充換電和電動汽車智慧能源

▍快速充電和快速換電兩手抓

大家對電動汽車不太滿意的是，充電不如加油快。今年十一長假，很多用戶抱怨電動車變成“電動爹”。其實，高功率型動力電池可以像加油一樣超快充電，但比能量低，無法滿足長續(xù)航要求。

現(xiàn)在長續(xù)航電動汽車越來越多，大部分裝載高比能量的能量型動力電池，并不太容易實現(xiàn)超快充電。比如350千瓦超快充電，充5分鐘接近30度電，需要解決很多問題——充電倍率太大，電池受不了；充電電流太大，車受不了；充電功率太大，電網(wǎng)受不了。

為此，電池本身要具備快充能力，即比較高的峰值充電倍率。車載電氣系統(tǒng)的電壓要提高，如增加到800伏，以便在超大功率充電時減小總充電電流。最好采用儲能電池放電，以達到350千瓦高功率，減輕電網(wǎng)負荷，這樣才便于超快充電。

動力電池本身最難發(fā)揮快充潛力。眾所周知，充電過程最容易發(fā)生安全事故，主要原因是，快充導致鋰枝晶造成內(nèi)短路。為此，需要開發(fā)無析鋰的快充技術外，還要選擇超快充電區(qū)間和幅度。

研究表明，比較合適的是在電量低到一半以下，5分鐘充1/3的電量，而不是充滿。充滿會遇到很多問題，像安全問題、壽命問題、發(fā)熱問題等，得不償失。

超快充電主要用于高速公路應急補電。比如車輛續(xù)航500～600公里，5分鐘充1/3電量就是200公里，比較科學合理。除解決這個核心問題外，還要考慮全氣候，比如冬天和夏天，冬天要加熱，夏天要散熱。 

基于儲能電池放電的超級快充，其儲能電池從哪里來？有兩種辦法。一是，直接帶儲能的充電站，但成本偏高。

二是跟換電結合。換電本身就有很多電池備用，備用電池可以做儲能電池。商用車快速換電趨勢非常明顯。工信部已在全國進行換電試點，我們團隊也在宜賓等幾個城市做換電試驗。

總體來看，目前高出勤率、重型載荷、短途運輸?shù)目ㄜ嚀Q電最火，比如礦區(qū)、建筑工地、鋼鐵廠、港口等地區(qū)先行，將來逐步擴展到城市和高速公路。

快速充電和快速換電相結合?？ㄜ嚳鞊Q、轎車快充，換電備用電池給轎車快充，將是一個優(yōu)勢互補、資源共享的解決方案。而且，這種快充快換站的使用，與原先燃油車加油習慣和頻率及位置接近。大能源企業(yè)非常適合在加油站建設快充、快換耦合站。

同時，快換的電池實施租賃，能源企業(yè)開電池銀行。

對大能源企業(yè)而言，這是轉(zhuǎn)型方向。因為燃油車時代，能源就是柴油、汽油，燃油車是一種能源消耗型的交通工具。而電動車是一種材料循環(huán)型交通工具，對材料循環(huán)最好的方式是擁有電池。石油公司擁有了電池，就擁有了材料循環(huán)，也就擁有了材料，跟擁有石油完全類似。

長期看，這是一種比較合理的商業(yè)模式，有極大前景。而且，大能源企業(yè)一定會介入，現(xiàn)在的充電企業(yè)到時會面臨新的競爭壓力。

▍慢充與車網(wǎng)擦出新火花

  電動汽車儲能潛力極大

目前，家用電動汽車充電量的75%通過慢充獲得，慢充主要是在家里慢充。隨著電動車數(shù)量快速增加，慢充會給電力負荷帶來很大壓力。

北京約有40萬輛電動汽車，使用頻率大大高于燃油車?，F(xiàn)在，每天上下班車流里，至少有20%為電動汽車，很快將達到30%～40%。大家都下班回家充電，電力系統(tǒng)將承壓，目前深圳等地已經(jīng)出現(xiàn)此類問題。

所以，無序充電時代即將結束，之后會進入有序充電階段。會有后臺來管理充電，通過電價機制把充電調(diào)整到電力負荷低谷區(qū)間。

深圳已開始示范。管理充電的信息網(wǎng)會智能調(diào)度電網(wǎng)充電能量，能源互聯(lián)網(wǎng)雛形已現(xiàn)，這是一件大事情。有序充電還是單向能量流動，控制什么時候充。再進一步發(fā)展是雙向，電動汽車電池會既充電又放電。

比如，電動汽車與建筑或者房屋連接構成一個能源系統(tǒng)，電動車作為一個儲能裝置，可以給建筑供電。當晚上電價跟白天階梯電價差1塊錢時，就會有收益。

隨著向可再生能源轉(zhuǎn)型，風電、光伏發(fā)電波動大，電多時可先儲存一部分，沒電時再放出。如此一來，儲能將發(fā)揮大作用，電價差會逐步擴大，而電動汽車作為儲能裝置，其價值將得到發(fā)揮。

前面提到，到2025年，電池汽車的電池容量超過20億千瓦時，到2040年3億輛電動車時，按一輛車平均65度電算，大約為200億度電，相當于我國全社會一天消費的總電量。

這一巨大儲能系統(tǒng)將產(chǎn)生巨大碳減排潛力。初步計算，碳減排潛力可以高達10億～20億噸。這個數(shù)量十分驚人，當然還需要碳排放計算專家確認。

總之，電動汽車儲能潛力極大，會是一個巨大的藍海市場。現(xiàn)在，各級政府都在面向雙碳目標進行碳減排，最重要的途徑之一就是，基于電動汽車的智慧能源，包括光伏、電動車電池、充放電裝置、家用電器連成網(wǎng)。

一個小區(qū)、一個單位可以形成一個個微電網(wǎng)，一個行政區(qū)有許多微電網(wǎng)聯(lián)起來變成區(qū)域電網(wǎng)，最后形成整個城市的智慧能源，成為綠色智慧城市的重要組成部分。

▍低碳城市成新推手

電動汽車是分散的、移動的、隨機使用的，充電裝置也不是到處都有。理想的結果如何實現(xiàn)？

首先，慢充設施要大普及。慢充今后規(guī)劃是，每輛車至少有一兩個充電樁，工作單位和家庭各一個。最終理想狀態(tài)是，車停下就會接入電網(wǎng)，這樣才能實現(xiàn)儲能和電網(wǎng)互動。

實現(xiàn)手段很多。比如利用車載雙向充電機，車下只需要一個智能插座就可以。智能插座其實是解決結算問題，就像我們騎共享單車，只要騎了就可以結算。從技術角度看，只要有標準規(guī)范，安全將得到保障。

關鍵是如何實施。各級城市都要創(chuàng)建低碳城市，需要推廣電動汽車、光伏和儲能。每個城市每年必須完成碳減排指標，如果碳指標降不下來，新的投資就無法上馬。以前各個城市競爭GDP，現(xiàn)在要比賽碳減排。以電動汽車為核心的電池儲能和光、儲、充一體化的智慧能源系統(tǒng)，很快就會在全國逐步展開。

在進度上，估計2025年之前是有序充電，2025年到2030年會發(fā)展出跟建筑和微網(wǎng)互動，2030年之后會與配電網(wǎng)互動。

從系統(tǒng)分級看，底層是充放電的硬件設施。中層是大量電動汽車儲能和微網(wǎng)聚合商。上層是政府介入的調(diào)度管理平臺，有區(qū)一級的、城市級的、省級的和國家級的國家電網(wǎng)總調(diào)度。

以可再生能源為主體的電力系統(tǒng)的特征將是分布式、市場化為主。國家電力改革基本政策是兩頭放開，管住中間，即只管電網(wǎng)，把用戶端和發(fā)電端放開，建設全國統(tǒng)一的電力市場。

電動汽車充放電也會是一個市場。充電、放電就跟股票的買入和賣出一樣，相當于建一個電動車的股市，電價低就充，電價高就賣。

通過經(jīng)濟激勵手段，實現(xiàn)對波動性風電與光伏等可再生能源的自動調(diào)節(jié)與平衡。對個人而言，用手機APP就可以搞定，這是未來綠色智能城市的一個美好愿景。

04 關于氫能與燃料電池

▍燃料電池走到技術突破節(jié)點

  2025年保有量為5萬~10萬輛

對氫能和燃料電池總體看法樂觀，尤其從整個氫能看，更是如此。氫燃料電池是氫能的一個部分，但它是先導部分，是引領部分，或者說核心部分。近兩年，氫燃料電池技術有重大突破。以前總覺得跟動力電池沒法比，燃料電池發(fā)展太慢，現(xiàn)在燃料電池到了技術突破的節(jié)點。

前面提到電動汽車產(chǎn)業(yè)化到了一個爆發(fā)節(jié)點，電池技術突破節(jié)點大概在十多年前。也就是說，氫燃料電池技術突破節(jié)點比動力電池晚十多年，這是大致判斷?，F(xiàn)在，氫燃料電池會進入成本下降的快速通道，跟十年前動力電池成本開始快速下降相同。

氫燃料電池汽車已進入大規(guī)模商業(yè)示范階段。這次冬奧會，大概有1000多輛燃料電池車、30多個加氫站，在張家口已投入600多輛氫燃料電池客車。北京冬奧會是全球最大燃料電池汽車示范活動。

科技部“冬奧氫能出行”示范項目由我的團隊牽頭。現(xiàn)在，燃料電池車已在為運動員服務，我們團隊在全力保證安全。

與此同時，財政部等五部委開展的氫燃料電池汽車示范工程已經(jīng)啟動。選擇的幾個示范城市群，已經(jīng)開始以燃料電池商用車為主體，進行多元場景商業(yè)化示范。

中國氫燃料電池汽車技術路線圖原規(guī)劃是，2025年氫燃料電池汽車保有量發(fā)展到5萬~10萬輛；2030-2035年間保有量增加到80萬~100萬輛。我仍然堅持這種預測，將以商用車為主體。

▍商用車仍為主體

  燃料電池轎車重在參與

至于燃料電池轎車，要與純電動轎車競爭不太可能。純電動轎車市場已經(jīng)爆發(fā)，中長期看，不太可能改變?yōu)闅淙剂想姵剞I車，但會有局部市場。比如，性能很好的燃料電池轎車，今后5年賣出1萬輛，畢竟燃料電池轎車粉絲不少。

總體看，氫能燃料電池汽車關鍵的決定期是未來5年。2025年可以做出明確判斷，現(xiàn)在只是初步判斷。今后5年，整個商用車電動化會呈現(xiàn)多元化趨勢，到2025年，對商用車電動化長期路線圖就會相當明確。

觀察純電動汽車普及地圖，可以發(fā)現(xiàn)，純電動汽車市場大都在中國長城以南，特別是中部及東部，其他地方相當少。那里就是氫燃料電池汽車的潛在發(fā)展空間。

我們要努力利用這5年窗口期，把氫能燃料電池汽車搞起來。應當注意的是，純電動只需要動力電池單點突破就可基本解決問題，而氫能燃料電池汽車不僅需要燃料電池，還有氫能制、儲、運、加，以及車載儲氫問題。因此，必須從氫能大戰(zhàn)略角度看問題。

第一， 要清潔低碳、主攻綠氫，牢記發(fā)展氫能的初心使命。

大家會反問我，純電動車怎么不一上來就說綠電？

一是，時代不一樣，那時候還沒有雙碳戰(zhàn)略。

二是，純電動汽車跟綠電是互動關系。光伏、風電等綠電，波動性強，不儲能，綠電規(guī)模上不去，而純電動大發(fā)展可以直接提供電池儲能。電動車越多，綠電也越多；綠電越多，電動車越綠色，是互動增強的關系。

從碳中和與新能源革命角度，可再生能源的載體就兩個：一個是電，另一個是氫，在動力和儲能應用方面互補。

儲能方面，氫能是集中式、長周期、大規(guī)模儲能。電池是分布式、短周期、小規(guī)模儲能。氫還可以做原料，化工、冶金都需要氫能，電池不行。

氫能的合理性，主要取決于可再生能源大規(guī)模、長周期的能量儲存和多元化利用需求。氫的關鍵是成本，成本取決于綠電的成本。如果綠電低到每千瓦時0.15元以內(nèi)，經(jīng)濟性就體現(xiàn)。

這在大規(guī)模可再生能源基地很容易實現(xiàn)。在東部、中部、南部不容易實現(xiàn)，但在新疆、青海、西藏、內(nèi)蒙古、四川這些地方，就容易實現(xiàn)。所以，要盡可能在這些地方搞氫能。

綠氫方面，我國有很大潛力。燃料電池也有很大的拉動作用，它會拉動綠氫制造設備，也就是電解槽技術發(fā)展。因為燃料電池的反過程就是電解，具有共性的技術平臺。

有的燃料電池既可以發(fā)電，又可以制氫。應該在可再生能源電力集中區(qū)域，比如四川的水電、新疆的光伏、內(nèi)蒙古的風電，利用低成本綠電，大規(guī)模制綠氫。

第二， 要創(chuàng)新引領、自立自強，實現(xiàn)氫能科技的新突破。

氫能與燃料電池，跟電能與動力電池不一樣，鏈條很長，難點很多，急需要制氫、儲氫、運氫、加氫、車載儲氫、燃料電池動力、氫儲能系統(tǒng)全鏈條技術取得新突破。

這涉及到三個方面。一是，突破現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化卡脖子問題。這是當務之急，比如基礎材料，像催化劑、質(zhì)子膜、碳紙，高強度碳纖維、安全閥、加氫站離子壓縮機等，大多都要進口。

二是，氫安全技術。安全很重要，動力電池剛進入汽車市場時，安全問題很敏感。所以，要建立測試評價規(guī)范、安全監(jiān)控平臺，開展安全操作培訓等。在張家口的冬奧氫能示范，安全保障技術是重中之重，為此專門組織國際氫安全專家委員會，利用全球氫安全技術與經(jīng)驗服務冬奧氫能安全。

三是，氫能中長期前沿科技。比如電化學制氨，氫的載體有一種是氨，遠洋貨輪會用氨內(nèi)燃機，還會用氨來燒鍋爐發(fā)電。再比如，既可以發(fā)電、又可以制氫的可逆型固態(tài)氧化物燃料電池/電解裝置等。

跟動力電池相比，燃料電池的產(chǎn)業(yè)基礎、人才隊伍要薄弱很多，氫能燃料電池行業(yè)缺人。動力電池方面，我國總體處于領先地位；燃料電池方面，我國與國外比有一定差距。所以，要在建立創(chuàng)新體系的同時，開展國際合作。

第三， 市場主導，政府引導，遵循新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)律。

氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展跟純電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展類似，從孕育期到導入期、成長期，再到爆發(fā)式增長期，要經(jīng)歷一個艱難的過程。氫能汽車比純電動汽車約晚十多年，目前是產(chǎn)品導入期，即將進入成本快速下降的產(chǎn)業(yè)成長期。

今后5年，政府支持和引導非常重要，尤其在產(chǎn)業(yè)鏈的聚合、應用場景規(guī)劃等方面。當然，地方政府要因地制宜、量力而行、放長線釣大魚，如果急功近利，將欲速不達，最后就是一地雞毛。

要堅持市場主導。市場突破口在哪里？長城以北、西部和西北部冬季溫度低，能源基地多，可再生能源集中度高，具有氫能生產(chǎn)和利用的場景，非常適合氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。

所以，今后5-10年，氫能市場的突破口或者宜于市場化的場景，就在可再生能源氫的富余區(qū)域，盡量在當?shù)鼐徒?。對燃料電池汽車而言，最好是低成本、高安全儲氫瓶能覆蓋的里程范圍，能在冬天利用燃料電池的余熱給車內(nèi)供暖。

同時，地方政府和大型國有能源企業(yè)愿意建加氫站。主要合適的車型是卡車、公路客車和重載貨車等。

我們正在從新能源汽車市場的需求不足，過渡到供不應求；從政府驅(qū)動開始經(jīng)過市場與政府雙驅(qū)動階段，轉(zhuǎn)型到市場驅(qū)動為主導的階段；從培育期、成長期到高速增長期；從示范到商業(yè)化，再到規(guī)模產(chǎn)業(yè)化。

當前，已經(jīng)從乘用車的電動化發(fā)展到商用車的電動化；從電池技術突破的上一個十年，即將進入燃料電池技術突破的下一個十年；從新能源汽車的量變，即將引發(fā)整個汽車產(chǎn)業(yè)的質(zhì)變；從汽車電動化即將發(fā)展到交通全面電動化，包括電動飛機、電動輪船等；從新能源汽車發(fā)展到新能源革命，電化學儲能市場在爆發(fā)，今年還是光伏制氫元年……

今年5月，國際能源署宣稱，這種大規(guī)模工業(yè)轉(zhuǎn)型，標志著從燃料密集型消耗性能源系統(tǒng)，向材料密集型、循環(huán)性能源系統(tǒng)的大轉(zhuǎn)型。所以，今后二三十年，汽車工業(yè)將引領動力電動化、能源低碳化、系統(tǒng)智能化三大革命，推動中國工業(yè)和經(jīng)濟全面升級。

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