新能源科学与交通电动化国际论坛在雄安举办
来源：中国能源新闻网 时间：2023-11-07 10:06
共论“交通+新能源”融合创新 共建跨领域合作学术生态
中国能源新闻网讯（余璇）“‘双碳’目标下我国能源电力系统发展是什么趋势？我想就是绿电替代+绿氢替代，就是能源转型的终极目标。”10月31日，以“聚焦绿色新能源，推动交通电动化”为主题，新能源科学与交通电动化国际论坛开幕式及主论坛在雄安新区举行。大会现场，中国电科院荣誉院长、中国科学院院士周孝信发表《双碳目标下我国能源电力系统发展趋势研究——绿电替代+绿氢替代》主旨报告。
实现国家“双碳”目标，建设新能源体系，打造新型电力系统是其中重要一环。基于此，周孝信表示，新型电力系统呈现六大特征和发展机遇，包括高比例可再生能源、高比例电力电子装备、多能互补综合能源、数字化与智能化智慧能源、清洁高效低碳零碳和高韧性本质安全可靠，“但我们也面临灵活性、韧性、稳定性、可靠性和经济性等新的挑战。通过大力发展各类储能技术、实现源端多能互补的综合能源电力系统等关键举措予以应对。”
氢能是未来国家能源体系的重要组成部分，是用能终端实现绿色低碳发展的重要载体，是战略性新兴产业重点发展方向，而制氢更是可持续发展的基础。长期以来，制氢过程一直依赖于淡水资源，给规模化应用带来了诸多限制和挑战。基于此问题，深圳大学教授、中国工程院院士谢和平就海水制氢领域研究成果作主题报告《打造“海上可再生能源 海水直接制氢”新赛道》。
“我们国家无论西方国家哪个国家，21世纪重要的终端能源有三点‘电、氢、热’，电60%—70%，氢20%左右。”谢和平判断，氢既可以二次能源、又可以交换能源、又可以作为燃料，但是最终也必须是绿电、氢更应该是绿氢，煤制氢、天然气制氢、灰氢、蓝氢最终都要变成绿氢，纯净水制氢肯定是绿氢，纯净水全球来说总体是短缺的，海水制氢是必然趋势。目前，谢和平院士团队通过转变研究思路，从物理力学、化学扩散视角，把海水中的复杂影响隔绝，在海水制氢技术上取得重大突破，为规模化制氢提供了新的路径。
作为能源领域龙头企业，中国石化一直在积极布局氢能产业。“要大力发展氢经济、氢产业。氢能科技，特别是规模化制备四大关键科技是基础、是重要的。”中国石化股份公司总工程师、中国科学院院士谢在库围绕氢能产业发展，作主题报告《氢能产业发展实践与前沿技术展望》。他指出，氢是能源的载体，是推进能源转型的重要着力点。建立“制储运用”稳定的绿氢系统是实现“双碳”目标的关键。
动力电池作为新能源汽车的核心部件，其高比能、高安全仍是其未来的发展方向。“整个电池技术的创新周期我们认为大约是30年，这代锂离子电池是90年开始的，真正用是2000年，我们预计2030年会有一次全方位的革新，也就是周期是30年，从2000年开始第一个10年主要是解决动力化的安全问题，因为锂离子电池用于动力，第一个问题就是安全，现在还在继续解决。”清华大学教授、中国科学院院士欧阳明高认为。
“副反应会加速电池温度上升，当达到临界点每秒钟上升1000摄氏度，热失控发生。热失控发生之后，会在整个电池系统中蔓延，蔓延就像我们点燃了鞭炮一样，导致最后的事故。”作为长期致力于该领域研究并取得丰硕成果，欧阳明高作以《高比能电池安全研究与高性能新型电池开发》为主题深度报告。他表示，电池的安全问题，从科学的角度来看，是电池热失控的过程，由各种诱因过充过放等导致电池内部温度上升，超过正常电化学反应过程，出现放热的副反应。
为此，欧阳明高院士团队建立了相应的电池安全技术体系，包括3个方面，主动安全应对各种诱因，开发产品为智能电池；本征安全主要是提高电池本身材料的热稳定性，防止热失控的发生，并打造全固态电池；被动安全与安全电池，包括蔓延过程、防控设计和系统开发。
“被动安全做到了安全电池，为我们的动力电池和储能电池提供新方法。我们从主动安全正在开发下一代智能电池，安全电池已经全部产业化。要产业化的就是智能安全电池，是将安全技术、智能技术全部结合起来产业化，应该在2025年。我们的全固态电池预计在2027年到2030年之间规模产业化。”欧阳明高表示。
能源转型是一项涉及政策、规划、市场、产业生态建设的系统工程，需要跨学科、跨专业、跨领域的合作，充分发挥各方独特优势。“能源转型过程很简单，就两头。一个是源头可再生能源比例的增加，另外是以用户端分布式能源以及分布式储能等等用户端的响应。”会上，作为长期深耕该领域的香港理工大学教授、欧洲人文与科学院院士严晋跃，作以《Energy Nexus: Research and Innovations without Borders —— Inter-disciplinary research on energy transition.》主旨报告。他以能源系统数字孪生描述系统动态特征项目为例，阐明能源系统不仅仅是能源本身，会涉及众多领域，所以能源未来的创新一定是一个交叉学科，不仅是工程领域的交叉学科，同时还有和其他学科交叉的、共同的一些创新过程。
为实现“双碳”目标，汽车作为交通出行的重要载体，其电驱动化发展和能源供给的清洁化是必然要求。“虽然我国在电机领域取得很大进展，但与国外顶级的电极系统相比，我国该产业仍存在一定差距。”哈尔滨理工大学教授、俄罗斯工程院外籍院士蔡蔚，在《电能清洁化和车辆电驱动的现状与技术趋势》主题报告中坦言。谈及技术趋势，他认为低重稀土永磁电机是主流，扁线油冷是趋势。功率电子中控制器IGBT是主流，碳化硅是趋势。传动系统中减速器是主流，高速减速器/变速器是趋势，绕组重构也是可选的，电驱动总成，三合一是主流，多合一是趋势。系统电压，400伏特是主流，800伏特或者更高的电压是未来的发展趋势。冷却系统，间接水冷是主流，直接油冷或者混合的油水冷却是未来发展的方向。
随着电动汽车的普及，人们对电动航空也充满了无尽的想象。与电动汽车技术相比，电动航空有很大不同，其技术方向需要与航空场景进行紧密适配。清华大学教授、俄罗斯工程院外籍院士张扬军认为，涡电动力系统将传统的涡轴、涡桨、涡扇动力与电动化统一起来，是中高速无人机和中重型飞行汽车等新一代装备的主导动力，也是航空新能源动力的创新发展方向。涡电动力的理论基础是涡电动力气动热力学，重点是高功率密度和高效化发展。
为应对气候变化，降低交通领域碳排放，各国都出台了一系列政策来发展绿色交通。加州大学戴维斯校区教授、美国工程院院士Dan Sperling以气候政策为切入点，详细介绍了美国加州在全面电动化与燃料降碳等方面所做出的努力和成果。他提到，加州持续加强对新能源汽车排放标准，最新法案要求到2026年35%新销售的轻型车必须是零排放，2030年该比例将达到68%，2035年将达到100%，发布的零排放法案逐步推广到美国多个州。在燃料碳排放方面，加州也设置2030年出售的燃料必须实现20%碳强度的减排，未来也将设置更高减碳目标。
责任编辑：许艳
校对：江蓬新
