同濟大學汽車學院院長余卓平
同濟大學汽車學院院長余卓平教授發表演講,以下為實錄:
余卓平:各位來賓,上午好!非常高興今天在這里跟他們交流一下中國節能與新能源發展的一些情況。
我交流的內容分為三個方面:一個是看看國際上這個領域里面的情況;第二是我們國家現在已經走的模式是怎樣的;第三塊是對未來我們做一些思考。
從汽車工業的發展情況來看,隨著發展中國家像中國、印度這樣的發展中大國汽車經濟的迅速崛起,汽車市場現在突然有一個猛漲的情況,使得世界上對能源和環保帶來的挑戰引起大家日益重視。特別是能源的角度來看,我們現在說石油沒有了可能為時過早,但是實際上石油帶來的挑戰又讓大家時時刻刻都感覺到它的存在,最近石油的價格已經超過90美金一桶了。另外一個現象,石油還有一個大的問題是這樣的,它在全球的分布是不均勻的。大家可以看到,80%的石油都集中在OPEC組織的國家范圍里面,這就使得中東這些石油資源地區的社會一直在動蕩不安,這就是我們講的能源安全的問題。從這個角度來看,事實上我們面臨的大的挑戰就是能源問題,最近大家也看到全球特別是對于二氧化碳的排放非常熱,全球變暖的問題大家異常關注。因此,在交通這個口子上面,將來如何控制二氧化碳的排放業帶來了非常大的挑戰。
在這樣的背景下,促使汽車工業現在要引發一場革命,我們講技術上這十幾年逐漸在提出這個信號——汽車工業面臨一場革命。面臨的革命是什么內容呢?兩大塊:一大塊是車用的能源未來肯定不能依賴石油這一單一能源,它的能源來源將來要求是多元化的結構。第二,汽車動力技術的發展應該會從現在的內燃機逐步走向以電驅動為主的結構,事實上最終過渡到氫燃料電池的汽車。昨天在北京有一個有關新能源汽車的研討會,特別講到美國的情況。美國現在已經正式提出來,燃料電池汽車在2025年的時候可以沒有任何政策支柱而走向市場,這是美國能源部的官員宣布的。而美國通用公司當時宣布,它的技術路線現在已經和這樣的走勢合拍了。所以從這個現象來看,這場革命應該說會比人們想象的時間來得還要早。
從節能與新能源汽車的研發來看,這里舉了一些例子,實際上在能源、環保、全球氣候變暖的壓力下面,現在全世界特別是發達國家都制定了一系列的計劃在推動新能源汽車的研發,無論是美國、歐盟、日本,包括一些經濟上少許好一點的地區,像新加坡這樣的小地方實際上也有這樣的計劃在里面。
從具體的內涵上來看,一個是90年代末期開始出來的,到現在為止應該講已經非常熱的混合動力汽車的發展,這實際上就是意味著內燃機的動力源逐漸要向電動源過渡的技術,就是混合動力汽車,也就是說在汽車里面除了內燃機這樣的動力源以外又增加了一個電動力源。而混合動力的技術普遍為汽車行業所接受,現在正在大力推廣。當然日本在這個領域里面走得比較考前一些。
歐洲在前10年一直在大力推天然氣的替代能源技術,但是最近又逐步從天然氣轉化到生物制能源的替代上面,現在也越來越熱了。大概三五年前的時候,他們曾預測,到2020年,大概歐洲的能源結構里面有23%是用天然氣,但是現在這個計劃有一點變更,生物制能源的比例在增加,就是越來越多地提出來要用生物制能源。
還有一個大家已經達成共識的就是未來燃料電池汽車的發展。大家已經可以看到,燃料電池汽車實際上從94年第一輛燃料電池汽車出來到現在只有短短10年幾年的時間,它的技術發展速度非常快。燃料電池的原理如果大家熟悉的話,以前學物理的知道有個電解水的過程,就是水通過電解能夠把氫氣和氧氣分離出來。燃料電池是利用這樣一個過程的逆過程,燃料電池在一定條件下能夠發生化學反應的話能夠發電,本質上生成的是水。所以燃料電池本質上一個是生成的是純水,我們講排放沒問題;第二個特點,它的效率比現在內燃機的效率要高很多,能源節省,這是燃料電池的本質特性。還有一個本質特性,大家聽到剛才講的,實際上能源結構用的是氫氣,氧氣是大氣里面取之不盡的,氫氣有點像電一樣的東西,它的來源可以是多元化的,因為氫氣可以從煤里面來,可以從天然氣里面來,可以從石油里面來,可以從太陽能、風能里面來,或者是通過電解水制氫。現在沒人關心我們用的電是哪里來的,實際上現在用的電就是多元化結構來得,作為移動能源載體,氫氣將來也是這樣的結構。
在這樣的背景下面,世界各個國家對燃料電池的發展、燃料電池汽車技術的發展給予了非常高的關注,目前已經逐漸把目標鎖定在2025年左右,以前曾經講2050年,待會兒會看到我的報告里面還有一個是講到2040年左右的時間。這是戴客的時候,這是它們在歐洲推的公交車的情況,時間表指向的是2050年,現在看看速度實際上在逐步推快。當然還有很大的難題,不光是汽車方面,將來推廣這個東西還有很重要的一塊就是基礎設施的配套,有沒有這么多的加氫站,能夠使得燃料電池汽車真正在市場上推廣使用,所以真正的市場推廣還有一些難度。
因為我是搞工程技術的,所以相對來說熟面孔不多,我知道這個論壇里面來的以市場、商務等等領域的嘉賓居多,這個領域里面將來特別需要在座人士如何把這樣一個全新的技術推到市場上去,這里面無論是從樹品牌也好、把一個新產品打響市場也好,確實是需要全人類的智慧的。
從日本的情況來看,它的計劃當年是最冒的,它計劃2010年的時候進入市場擴容。前五年左右的時候,包括豐田把它的燃料電池送給小泉作為他的一個備用坐車等等,當時做了這樣一個宣傳,但是最近好象有點靜悄悄。但是實際上大家都在講,日本的做法基本上是偷偷干,一旦等他爆發的時候已經來不及了。混合動力汽車就是這樣一個現象,混合動力汽車實際上20年前就在偷偷干,干到10年前的時候突然一下把一個成熟產品打向市場以后,整個行業里面大家措手不及,現在的日本應該說也是這樣的狀況。應該說本田和豐田在這個領域里面也走得非常盛。就在東京大概已經建了十幾座加氫站,美國最近是在加州,斯瓦辛格特別推崇這個。
對于燃料電池來講大家非常擔心的是安全問題,大家一談到氫就覺得不安全,實際上從目前的技術來看,對于如何安全用氫應該講有很好的把握。比如說,如果說一輛車油罐著火,如果是汽油車用槍擊來試一試的話,這個車肯定爆炸,油箱里面原來沒壓力,打槍以后點火,點火以后氣體燃燒膨脹,膨脹以后必然導致爆炸。而現在的氫氣車一般采用的是高壓儲氫罐,如果你用槍擊的話你會發現那個氫罐裂個洞,但是不會爆炸,因為里面有高壓。就像現在大家里面用的煤氣灶一樣,因為里面有壓力,所以打一槍以后不會再外面燃燒的。氫氣罐也是這樣的,用槍打下去它將來就形成一根火柱,一直把氫燃燒光為止。所以用氫的安全性不像我們原來想的那么可怕,應該講在現在的技術下面,氫氣的使用完全是有保障的。
這是通用汽車的燃料電池汽車技術,不一一多講了。還有Ballard公司的燃料電池技術進展。
可以講燃料電池在所有的電池里面,它的功率密度、能量密度是唯一可以和現在的內燃機競爭的,這樣的載體放到汽車上面去不會比現在的內燃機重多少。燃料電池原來還面臨一個問題,就是不能在很低的溫度下工作,現在這些問題已經逐步解決了,燃料電池的工作溫度可以到達零下20度了。
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