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，以各種電池為主要動力，然后我們的能源載體將會是電和氫，新的交通工具是電動汽車。我們認為第四次工業(yè)革命將是在此基礎上引發(fā)的，那就是以可再生能源為基礎的綠色化和以數(shù)字網(wǎng)絡為基礎的智能化。

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)存儲間接式能源。第四就是發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)，最后使電動汽車成為用能、儲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、儲能、智能。現(xiàn)在在我們中國，光伏風電已經(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，因為風電光伏是靠天吃飯，是波動的，所以需要靠儲能電池、綠色氫能、電動汽車、智慧能源來解決。因此我們新能源的主攻方向就是氫能、儲能、智能。

新能源總體是兩大系統(tǒng)——動力系統(tǒng)和電力系統(tǒng)，動力系統(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，共性的瓶頸都是儲能技術(shù)。

同時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)化進入普通人的家庭，所以可以以新能源汽車來推動新能源革命。

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力系統(tǒng)，現(xiàn)在也進入新能源技術(shù)領域來推動新能源革命。這就是我們現(xiàn)在的團隊面向新能源革命的儲能、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。

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

2/ 關于純電驅(qū)動汽車與電池儲能

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

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自行車，我們有幾億輛，所以我們可以在這樣一個電氣化交通優(yōu)勢的基礎上，發(fā)展新一代的個人轎車，就是小型電動轎車。

因此在2009年，我們正式形成了純電驅(qū)動的中國新能源汽車技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略。這就是中國的純電驅(qū)動跟以豐田為代表的國際模式的區(qū)別。他們是從先進的燃油車到混合動力車，再到燃料電池車，而我們是以鋰離子電池和純電動汽車為平臺，帶動混合動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，我國確立了新能源汽車是中國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路，中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)化從此進入了快速發(fā)展階段。我們從2011年的年產(chǎn)6000輛，到今年要超過600萬輛，十多年增長了1000倍。再往后看，我們還會快速的增長。

比如我們今年大概會到600多萬輛，增長速率90%，明年可能增長速率會下來，但是基數(shù)變大了，到2025年就會達到1200萬輛的年產(chǎn)量。所以預計2035年左右，電動汽車市場將發(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，帶動了我們動力電池上水平、上規(guī)模。比如大家熟悉的，電動汽車剛開始的續(xù)航里程100多公里，電池的比能量只有100多瓦時，現(xiàn)在我們的比能量已經(jīng)不斷提升到300瓦時、350瓦時，續(xù)航里程也在不斷提升，現(xiàn)在普遍達到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/公斤普遍應用，再到2030年，400瓦時/公斤的電池就會產(chǎn)業(yè)化，到2035年，500瓦時/公斤的電池也會全方位產(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，增長了150%。全行業(yè)的收入突破了4800億，預計全年將突破萬億。我們明年的電池產(chǎn)能規(guī)劃已經(jīng)大于1000個GWh。

2025年我們國內(nèi)電池需求量和出貨量預計達到1200GWh，就是12億千瓦時。寧德時代的曾毓群董事長也預測，2030年我們?nèi)螂妱悠囇b機就會達到4800GWh，價值將近5萬億人民幣。所以這是一個巨大的產(chǎn)業(yè)。

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

展望未來，整個電池產(chǎn)業(yè)的規(guī)模包括了儲能將不斷增長。當然大型的鋰離子電池的儲能電站的安全問題是一個挑戰(zhàn)。我們在清華大學建立了電池安全實驗室，目前是全球在學術(shù)機構(gòu)中規(guī)模最大的電池安全以及團隊。

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，為國內(nèi)外企業(yè)進行電池安全技術(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，中國的燃料電池汽車也具備國際競爭力。根據(jù)2021年的全球燃料電池汽車的出貨量統(tǒng)計，其中商用車基本上是在中國推廣，所以燃料電池商用車是中國的特色和優(yōu)勢，跟10年前的純電動轎車類似，正在引領國際潮流。中國發(fā)起成立了國際氫能燃料電池協(xié)會來推動全球的氫能產(chǎn)業(yè)的國際合作。其中國外的會員單位占了我們協(xié)會的一半還多一點。

燃料電池汽車的產(chǎn)業(yè)化也帶動了氫能基礎設施的發(fā)展。隨著燃料電池汽車逐步的產(chǎn)業(yè)化成長，制氫、儲氫、加氫等等都會得到大的發(fā)展，會帶動整個氫能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。也就是氫能汽車為先導，帶動綠色氫能全產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展，而氫能產(chǎn)業(yè)就是一個更大的戰(zhàn)略性的產(chǎn)業(yè)。

全球氫能的產(chǎn)量，預計到2050年會達到6.6億噸。它不僅用在交通，還會用在電力、建筑、工業(yè)原料等等。氫能產(chǎn)業(yè)鏈是一個非常長的產(chǎn)業(yè)鏈，有一個大的產(chǎn)業(yè)集群，也是一個具備10萬億規(guī)模潛力的產(chǎn)業(yè)集群。其中電力應用就是氫儲能，它是中國綠色氫能應用的下一個戰(zhàn)略方向。

什么叫氫儲能？就是在風電光伏富余的時候，用電解水的方式把它制成氫儲起來，當風電光伏不夠的時候，我們再把它用于發(fā)電補上去，這就是氫儲能。大家知道我國有大量的火電廠、調(diào)峰電廠，我們需要氫這樣一種新的燃料來逐步取代煤。

氫儲能在未來會是季節(jié)性儲能方式的主體。我們中國有十幾億千瓦的煤電廠，它的燃料升級需要氫燃料發(fā)電。這是一個龐大的系統(tǒng)工程。

我在清華的研發(fā)團隊對綠色氫能和燃料電池進行了大量的研究，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)是一個企業(yè)集團，它具有10家公司，進行了氫能全產(chǎn)業(yè)鏈布局。

另外，我們面向中遠期的應用，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)，可以推動氫儲能在火電廠的應用。

我們在北方能源基地正在規(guī)劃氫儲能示范項目，分析發(fā)現(xiàn)集中式光伏基地與氫能有一個存儲和消耗的年周期循環(huán)，這樣就可以通過氫儲能實現(xiàn)太陽能的季節(jié)性能量轉(zhuǎn)移。

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

現(xiàn)在在張家口已經(jīng)有500輛燃料電池公交車，9個加氫站，萬噸的風電制氫廠，還有萬臺級的燃料電池發(fā)動機基地。在包頭主要是進行商業(yè)示范。

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

4/ 自動駕駛汽車與智慧能源

新能源電動汽車進一步發(fā)展就是智能化的新能源電動汽車。我們新能源的智能汽車，既是智能終端也是智慧能源的儲能方式，而且我們的電動車輛，它也需要智能制造。

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

同時就像手機是移動的信息網(wǎng)一樣，電動汽車將來是移動的能源互聯(lián)網(wǎng)。因為每輛電動汽車上的電池都能夠用于儲能，進行車網(wǎng)互動，大量的汽車儲能鏈接起來就是移動的能源互聯(lián)網(wǎng)和分布式虛擬電廠。

在這個過程中，汽車行業(yè)的自動化技術(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)，這也是一個大的風口。我要重點強調(diào)的是，隨著電動機保有量的增長，我們城市的配電網(wǎng)將會不堪重負，如果大家都是無序充電，晚上回家充電，電網(wǎng)會受不了。

所以必須要開發(fā)電動汽車車網(wǎng)互動功能。首先要有序充電，即自動調(diào)整充電時間，也就是電力負荷比較低的時候，比如后半夜充電。進一步的可以車跟車充，也可以把車作為家庭的一個儲能裝置，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，可以給寫字樓供電。

當然也可以與園區(qū)的微電網(wǎng)互動來儲能和供電，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)進行能量交換，這就是我們所謂的多功能車網(wǎng)互動V2X，使電動汽車真正成為一個智能能源終端。

當然，一輛車的能量是很有限的，車網(wǎng)互動需要聚合，聚合就有巨大的潛力。比如2040年，中國電動車保有量會到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，這個就是中國現(xiàn)在每天消費的總電量，就可以存這么多。

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

所以我們預計電動汽車的大規(guī)模普及，會帶來基于車網(wǎng)互動的智慧能源生態(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+電池儲能+電動汽車車網(wǎng)互動+物聯(lián)網(wǎng)+區(qū)塊鏈”。

隨著我國的光伏總裝機進入10億千瓦時代，電池進入百億千瓦時時代和電動汽車進入億輛時代，我們就可以形成萬億級的智慧能源產(chǎn)業(yè)。面向2060年碳中和目標，會形成另外又一個更大的黃金組合，就是用戶側(cè)分布式光伏會進入20億千瓦規(guī)模，電動汽車會達到4億輛的規(guī)模、電動汽車車網(wǎng)互動會形成百億千瓦時儲能的規(guī)模，這個電池容量就更大了，會超過250億千瓦時，所以這個黃金組合的大生態(tài)會形成一個更大的10萬億級的產(chǎn)業(yè)。

總之，電動汽車會形成一個巨大的電力系統(tǒng)用戶側(cè)的能源互聯(lián)網(wǎng)，通過汽車把我們的停車場、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。我們清華團隊基于車網(wǎng)互動的這些場景開發(fā)了一系列技術(shù)，相關的示范和產(chǎn)業(yè)化項目正在京津冀、港珠澳兩大城市圈在落地，并跟很多企業(yè)形成了合作關系。

以其中的快充快換場景為例，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換掉，形成重卡的電動化。而且這兩者結(jié)合起來，我們還構(gòu)建了光-儲-充-換一體化的互補型智慧能源系統(tǒng)。

所謂互補型，就是我們用重卡換電站的備用電池給轎車超級快充，因為大功率充電一般都要用儲能電池，不能直接從電網(wǎng)取電。在站上再建設光伏，這就是所謂的光伏充換一體化互補型智慧能源系統(tǒng)。我們把它稱作電動汽車時代的加油站。

整個互補型智慧能源系統(tǒng)還可以與電網(wǎng)互動進行調(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)。我們在冬奧會期間已經(jīng)建立了全球首個光儲充換一體化的綜合示范平臺，這是跟國際殼牌公司合作的。

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，新能源汽車正在進入大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的新階段，預計未來10~15年左右發(fā)展成為一個10萬億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)；第二，純電驅(qū)動汽車將帶動交通全面電動化和電池與儲能產(chǎn)業(yè)的大發(fā)展，預計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綠色氫能戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè)集群的大發(fā)展，預計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，智能電動汽車產(chǎn)業(yè)化將帶動下一代信息產(chǎn)業(yè)以及車網(wǎng)互動和分布式光伏這一黃金組合的大發(fā)展，預計20年左右，發(fā)展成10萬億規(guī)模的大產(chǎn)業(yè)。

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