新能源科學與交通電動化國際論壇在雄安舉辦
來源：中國能源新聞網 時間：2023-11-07 10:06
共論“交通+新能源”融合創新 共建跨領域合作學術生態
中國能源新聞網訊（余璇）“‘雙碳’目標下我國能源電力系統發展是什么趨勢？我想就是綠電替代+綠氫替代，就是能源轉型的終極目標。”10月31日，以“聚焦綠色新能源，推動交通電動化”為主題，新能源科學與交通電動化國際論壇開幕式及主論壇在雄安新區舉行。大會現場，中國電科院榮譽院長、中國科學院院士周孝信發表《雙碳目標下我國能源電力系統發展趨勢研究——綠電替代+綠氫替代》主旨報告。
實現國家“雙碳”目標，建設新能源體系，打造新型電力系統是其中重要一環。基于此，周孝信表示，新型電力系統呈現六大特征和發展機遇，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、數字化與智能化智慧能源、清潔高效低碳零碳和高韌性本質安全可靠，“但我們也面臨靈活性、韌性、穩定性、可靠性和經濟性等新的挑戰。通過大力發展各類儲能技術、實現源端多能互補的綜合能源電力系統等關鍵舉措予以應對。”
氫能是未來國家能源體系的重要組成部分，是用能終端實現綠色低碳發展的重要載體，是戰略性新興產業重點發展方向，而制氫更是可持續發展的基礎。長期以來，制氫過程一直依賴于淡水資源，給規模化應用帶來了諸多限制和挑戰。基于此問題，深圳大學教授、中國工程院院士謝和平就海水制氫領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變研究思路，從物理力學、化學擴散視角，把海水中的復雜影響隔絕，在海水制氫技術上取得重大突破，為規模化制氫提供了新的路徑。
作為能源領域龍頭企業，中國石化一直在積極布局氫能產業。“要大力發展氫經濟、氫產業。氫能科技，特別是規模化制備四大關鍵科技是基礎、是重要的。”中國石化股份公司總工程師、中國科學院院士謝在庫圍繞氫能產業發展，作主題報告《氫能產業發展實踐與前沿技術展望》。他指出，氫是能源的載體，是推進能源轉型的重要著力點。建立“制儲運用”穩定的綠氫系統是實現“雙碳”目標的關鍵。
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展方向。“整個電池技術的創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，現在還在繼續解決。”清華大學教授、中國科學院院士歐陽明高認為。
“副反應會加速電池溫度上升，當達到臨界點每秒鐘上升1000攝氏度，熱失控發生。熱失控發生之后，會在整個電池系統中蔓延，蔓延就像我們點燃了鞭炮一樣，導致最后的事故。”作為長期致力于該領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》為主題深度報告。他表示，電池的安全問題，從科學的角度來看，是電池熱失控的過程，由各種誘因過充過放等導致電池內部溫度上升，超過正常電化學反應過程，出現放熱的副反應。
為此，歐陽明高院士團隊建立了相應的電池安全技術體系，包括3個方面，主動安全應對各種誘因，開發產品為智能電池；本征安全主要是提高電池本身材料的熱穩定性，防止熱失控的發生，并打造全固態電池；被動安全與安全電池，包括蔓延過程、防控設計和系統開發。
“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下一代智能電池，安全電池已經全部產業化。要產業化的就是智能安全電池，是將安全技術、智能技術全部結合起來產業化，應該在2025年。我們的全固態電池預計在2027年到2030年之間規模產業化。”歐陽明高表示。
能源轉型是一項涉及政策、規劃、市場、產業生態建設的系統工程，需要跨學科、跨專業、跨領域的合作，充分發揮各方獨特優勢。“能源轉型過程很簡單，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。”會上，作為長期深耕該領域的香港理工大學教授、歐洲人文與科學院院士嚴晉躍，作以《Energy Nexus: Research and Innovations without Borders —— Inter-disciplinary research on energy transition.》主旨報告。他以能源系統數字孿生描述系統動態特征項目為例，闡明能源系統不僅僅是能源本身，會涉及眾多領域，所以能源未來的創新一定是一個交叉學科，不僅是工程領域的交叉學科，同時還有和其他學科交叉的、共同的一些創新過程。
為實現“雙碳”目標，汽車作為交通出行的重要載體，其電驅動化發展和能源供給的清潔化是必然要求。“雖然我國在電機領域取得很大進展，但與國外頂級的電極系統相比，我國該產業仍存在一定差距。”哈爾濱理工大學教授、俄羅斯工程院外籍院士蔡蔚，在《電能清潔化和車輛電驅動的現狀與技術趨勢》主題報告中坦言。談及技術趨勢，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。傳動系統中減速器是主流，高速減速器/變速器是趨勢，繞組重構也是可選的，電驅動總成，三合一是主流，多合一是趨勢。系統電壓，400伏特是主流，800伏特或者更高的電壓是未來的發展趨勢。冷卻系統，間接水冷是主流，直接油冷或者混合的油水冷卻是未來發展的方向。
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。與電動汽車技術相比，電動航空有很大不同，其技術方向需要與航空場景進行緊密適配。清華大學教授、俄羅斯工程院外籍院士張揚軍認為，渦電動力系統將傳統的渦軸、渦槳、渦扇動力與電動化統一起來，是中高速無人機和中重型飛行汽車等新一代裝備的主導動力，也是航空新能源動力的創新發展方向。渦電動力的理論基礎是渦電動力氣動熱力學，重點是高功率密度和高效化發展。
為應對氣候變化，降低交通領域碳排放，各國都出臺了一系列政策來發展綠色交通。加州大學戴維斯校區教授、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，加州也設置2030年出售的燃料必須實現20%碳強度的減排，未來也將設置更高減碳目標。
責任編輯：許艷
校對：江蓬新
