專訪陳清泉院士:能源互聯網融合發展,必須搞懂智慧能源系統機理

時間:2019-05-16
來源:南度度
分類:熱點
南度度獨家專訪了中國工程院院士陳清泉,暢談我國電動汽車與智慧能源的發展問題,他表示,汽車革命需要做到“四網”融合,而智慧能源系統需要做到“四流”融合。

人物介紹:

陳清泉,中國工程院院士、英國皇家工程院院士、世界電動汽車協會創始人,被譽為“電動車三賢士之一” 和“亞洲電動車之父”。

人物語錄:

“電動汽車要普及,要健康發展,需要做到‘1234’?!?/p>

“我們要建的不是充電站,而是充電網?!?/p>

“我國電動汽車跟國外的主要差距是能耗大?!?/p>

“汽車革命就是要解決人類未來出行?!?/p>

“四流融合,即能源流、信息流、物質流、價值流融合,特別是把能源流變成物質流?!?/p>

“四網融合,即交通網、能源網、信息網、人文網融合?!?/p>

“做好能源與互聯網的融合發展,現在是最好的機遇?!?/p>

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南度度:在國家的大力支持下,我國電動汽車發展快速,但是推廣之路困難重重,您怎么看目前我國電動汽車的發展? 對于促進電動汽車產業發展,您有什么建議?

陳清泉:目前電動汽車在一些限號的大城市還是很熱門的。中國是缺油的國家,面臨著很大的環境壓力,對新能源汽車的需求比任何國家都迫切,所以我國必須要走發展新能源汽車的道路。

電動汽車要普及,要健康發展,我提出“1234”論點。第一是創新驅動。創新是一個產業長遠發展的不竭動力。第二是雙輪驅動,即政策驅動和市場驅動。政策驅動只能持續產能的增加,對促進技術的進步刺激不大,這時候就要靠市場來倒逼。第三是要做到“三好”,即好的產品、好的基礎設施、好的商業模式。電動汽車發展要做到大家買得起,用得方便。第四是四網融合,即交通網、能源網、信息網、人文網融合。電動汽車是顛覆性產業,它不僅僅是交通工具,也是能源、信息、人文的載體,這四網要形成一個好的生態,智慧的車要有智慧的路、智慧的城、智慧的能源,所以必須要這幾個產業融合發展,電動汽車才能夠健康持續的發展。

現在電動汽車發展最大的障礙一個是充電站不夠,另一個是電池的性能與價格還不能滿足大家的需求。

對于充電站不夠的問題,其實我們需要建的不是充電樁,而是建充電網。充電樁和充電網的區別在于前者是配網下面的設備,受配電網的控制;而把充電網納入是一群充電樁形成的網,是微網的組成部分,充電網可以和配電網交互,利用晚上電網低谷充電,絕不用電網高峰充電,利用太陽能、風能、儲能設備充電。充電網只有融合到微網才有意義。電動汽車跟傳統能源最大的區別是,電力是二次能源,不是一次能源,對電網來說,電動汽車是柔性的負荷,可以通過電動汽車削峰填谷,從而調節和改變能源的結構。

電動汽車行駛里程的顧慮,需要靠電池技術不斷進步來解決,包括動力電池和燃料電池, 也包括建設各種的充電樁和充電網,固定式、移動式、換電池、無線充電等。動力電池和燃料電池是互補的,并不是互相對立的。短途小型新能源車用動力電池更加經濟,長距離載重汽車則用燃料電池更劃算。隨著電池技術的不斷進步,能量密度、功率密度將不斷提高,成本也將不斷降低,電動汽車性價比將越來越高。

南度度:我國電動汽車技術發展與國外的差距在哪?

陳清泉:這主要跟我們的政策有關系,因為我國電動汽車的發展,補貼政策起了很大的促進作用。原來的補貼政策鼓勵行駛里程,行駛里程越長補貼越多,并沒有考慮這行駛里程長花了多少代價,沒有考慮到能耗。所以我國電動汽車跟國外的主要差距是能耗大,原因在于輕量化不夠、流線性不夠、動力總成一體化不夠?,F在我們也正在往這方面攻關。

南度度:汽車產業正迎來一輪新的革命,電動化、智能化、共享化成為電動汽車未來發展方向。您覺得我們該怎么去實現這“三個化”?

陳清泉:汽車革命這“三個化”用另一句話來說,就是汽車革命要解決人類未來出行。未來人類出行要自由,但是自由的同時,還要做到安全、便捷、低碳、能源可持續。怎么做呢?就是我剛才說的要做到四網融合,交通網、能源網,信息網,人文網融合,汽車產業、電力產業、信息產業、關鍵零部件產業一起發展,以人為本,做到車、路、城智能化,智慧汽車、智慧道路、智慧交通、智慧城市形成生態,健康發展,革命才能成功。

南度度:在沒有補貼的情況下,您覺得我們國家應該怎么去發展電動汽車?

陳清泉:要靠核心技術、領軍人才。電動汽車普及,我估計要10到15年。那個時候,電池進步了,各種基礎設施充電網也普遍了,就是剛才講的“三好”普及了,電動汽車也就普及了,人們買電動汽車就是因為它性價比好。但今后五年將是最關鍵,也是競爭最激烈的時期,就看企業有沒有核心技術,有沒有領軍人才。沒有補貼沒關系,中國對電動汽車的需求是非常大的。要在沒有補貼的情況下做到滿足市場的需求,必須要有技術實力,擁有自己的核心技術和領軍人才,才能夠在市場上取勝。

南度度:您怎么看新造車企業?你覺得他們對電動汽車的發展會起到一個什么樣的影響?

陳清泉:造車新勢力跟傳統汽車企業一定要融合,要相互合作。新勢力企業是值得歡迎的,因為他們腦袋發達,對市場特別敏感,但是他們的身體不夠強壯,因為制造電動汽車不像制造IT產品那么簡單,汽車產品里面有幾千到幾萬個零部件要經過認證,而且它的生命認證過程很嚴格,汽車制造積累了100年的經驗,傳統汽車產業明白,而很多新勢力企業是從金融、IT等產業進入的,并沒有深入了解汽車產業??偟膩碚f就是新勢力企業頭腦發達,身體不夠強壯,而傳統汽車企業身體強壯,腦袋不夠發達,所以這兩個產業應該結合,互相學習。

南度度:您之前提過智慧能源系統的基礎理論,您認為智慧能源系統應該是什么樣子的? 目前有沒有具體落地的項目?

陳清泉:智慧能源,除了安全、智能以外,最主要的是能不能夠把原來沒有用的能源變成有用的,這才叫智慧。從熱力學來說就是把熵變成?。智慧能源系統是多結構的,很復雜,在這么多復雜結構當中,怎么把沒有用的能源變成有用的就是系統的智慧。

智慧能源系統光自動化、信息化還不夠,還要進一步分析其機理,做到四流融合,即能源流、信息流、物質流、價值流融合。特別是把能源流變成物質流。把原本要棄風棄電的垃圾電利用起來,利用太陽能風能來電解水制氫,也就是將能源流變成物質流。需要的時候,將氫氣和氧氣結合發電,就是燃料電池的正向和反向運行。氫能是耦合電能和化功能很重要的二次能源。智能化的同時做到低碳化,在能源生產和消費當中會產生二氧化碳和氫氣,而二氧化碳和氫氣結合就是甲烷乙炔燃料。所以你要做的,首先是要把機理弄清楚,把大家公認的一些理論基礎弄清楚,這是最重要的。能源革命的內涵是低碳化,智能化,終端能源電氣化和氫能化。

落地的項目目前國家已經有55個智慧能源示范項目,23個多能互補項目,不過根據我的標準它們還沒做到真正的智慧,因為它們注重的是信息化,剛才也說過了光信息化、自動化還不夠,重要的是看能不能把沒有用的變成有用的,一定要有能源和物質的融合與耦合。另外,在智慧能源系統里面,一定要能夠把能源轉化為物質來儲存,這儲存不是簡單的靠電池,而是靠各種能源存儲方式把能源變成物質。

南度度:現在智慧能源發展的主要瓶頸是什么?該如何解決?

陳清泉:智慧能源發展第一要加強對機理的研究,因為新的東西能不能搶占機遇關鍵在理論基礎、在機理方面。目前的智能系統,主要是集中于通過能源流和信息流耦合,實現熵增的最小化,但是這個不夠,我提出通過能源流和物質流的耦合,實現?增最大化的機理。第二要制定好標準,項目要落地就要靠標準,并且這個標準一定要是大家認可的,因為智慧能源系統里有電力有燃氣有煤炭,而我國各能源領域又各自為政,每個產業有自己的標準,每個央企也有自己的標準,但是智慧能源一定要把這些都打通,不打通的話,智慧能源就不能充分發揮作用,把熵變成?。生態要跨界融合,不同能源互補,才能實現真正的智慧能源。

南度度:對于能源與互聯網的融合發展,您有什么建議?

陳清泉:做好能源與互聯網的融合發展,現在是最好的機遇。因為中國市場大,國家強,國家也有一系列的政策支持,我們的經驗也很豐富,我們要抓住機遇,現在主要是要提高思想、方法、機理、理論。能源網、交通網、信息網、人文網,從源到網到負荷到儲能,要把它理清楚,關鍵就是要做智慧能源。

做智慧能源一方面要把理論搞清楚,一方面要把應用解決。我提出采用納網結構為基本單元,形成建筑能源與交通能源相融合的城市,智慧生態核心的模塊是建筑光伏一體化,包括分布式儲能,制氫以及快充,需要一體化的終端,最后形成終端網、園區網、局域網。這四個層次,采用基于生態熵和生態?的概念計算價值流,包含源-網-荷-儲四個維度,融合綜合能源系統多能互補與協同,控制發展,其核心是解決能源流、物質流、信息流傳遞過程的融合和優化問題,并通過工業互聯網手段建立區域能源生態網絡的智慧操作系統。

另外,粵港澳大灣區的建設也是一個好機遇。最近中央印發的《粵港澳大灣區發展規劃綱要》是指導粵港澳大灣區當前和今后一個時期合作發展的綱領性文件,里面提出建成智慧城市群,大力發展智慧交通、智慧能源、智慧市政、智慧社區。怎么抓住機遇?就看我們如何利用智慧能源在粵港澳大灣區的建設中做一個亮點。

粵港澳大灣區總量和經濟量,現在已經超過了舊金山灣區、紐約灣區、東京灣區。舊金山灣區的特點是金融+高科技;紐約灣區的特點是金融+物業;東京灣區的特點是金融+高端制造。而粵港澳大灣區既有金融,也有高科技、服務業和高端制造業?;浉郯拇鬄硡^有兩個制度、三個關稅區、三種貨幣,我們不要把這個當成壁壘,而是要當成互補,提高我們的創新驅動,提高我們的原創性和轉化效益,掌握核心技術,培育領軍人才,創新智慧城,建設一流的粵港澳大灣區。

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