歐陽明高，湖北天門人，清華大學車輛與運載學院教授、校學術委員會副主任。1982年畢業(yè)于中南大學車輛工程專業(yè)，1993年在丹麥技術大學能源工程系獲博士學位，2017年當選為中國科學院院士。長期致力于新能源動力系統(tǒng)研究，連續(xù)十多年擔任國家新能源汽車科技專項首席專家，建立了動力電池熱失控科學與技術體系。主持突破了氫燃料電池動力系統(tǒng)的核心技術，發(fā)明了多能源一體化混合動力系統(tǒng)，成果轉化經濟效益超過百億元。在中國節(jié)能與新能源汽車戰(zhàn)略規(guī)劃、技術研發(fā)、國際合作及產業(yè)發(fā)展等方面作出了重要貢獻。

2022年5月12日，中央宣傳部就經濟和生態(tài)文明領域建設與改革情況舉行新聞發(fā)布會。國家發(fā)改委副主任胡祖才在發(fā)布會上表示，要大力發(fā)展新能源，在沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)規(guī)劃建設4.5億千瓦大型風電光伏基地，8500萬千瓦項目已經開工建設。大型風光基地將為實現(xiàn)“雙碳”目標提供有力支撐。2022年第一季度，全國風電、光伏累計發(fā)電量2675億千瓦時，同比增長10.8%，我國光伏發(fā)電并網裝機容量已突破3億千瓦大關，連續(xù)7年穩(wěn)居全球首位。但是，與快速增長的裝機容量相比，風電、光伏等新能源的消納卻并不風光。這兩種新能源發(fā)電“靠天吃飯”，太陽會落山，風的“脾氣”難以捉摸，其隨機性、波動性和間歇性，使風電、光伏等新能源電力不穩(wěn)定、不連續(xù)，容易引發(fā)電網波動，造成安全風險。風電、光伏如何并入電網、順利消納，已經成為一個世界性難題。新能源能否成為安全、經濟、綠色的“三好學生”？如何突破棄風、棄光的困境，讓反復無常的風電、光伏循規(guī)蹈矩，為我所用？

新能源革命的主要瓶頸

鋰離子電池的發(fā)明使電動汽車發(fā)生了突飛猛進的變化，帶動了可再生能源的大發(fā)展。新能源革命來了，前景無限的美好，但是很遺憾，當前新能源還當不了“三好學生”，什么是“三好學生”呢？就是既要供應安全，又要價格便宜，還要綠色環(huán)保。這就是經濟學上的概念——不可能三角，就是說經濟可行、綠色低碳、安全可靠很難同時滿足。比如說煤炭，安全可靠，經濟可行，但是很難實現(xiàn)綠色低碳。而新能源恰恰相反，綠色低碳，但是其他兩個條件又不能完全滿足，這就是現(xiàn)在我們遇到的一個困境。

中國新能源的主要瓶頸不是風電、光伏。我們風電、光伏技術很成熟，光伏的效率也在不斷地提高，成本在不斷地降低。光伏的原材料就是硅，不存在資源的問題，一個核心的問題就是儲能。這里說的儲能是廣義的儲能，就是針對可再生能源的隨機性和波動性，將富余的可再生能源儲存起來，當可再生能源不足的時候，通過時空變換，再把它補回去，這就是儲能技術?，F(xiàn)在光伏的產能極大，想增加產能非常簡單，但是大規(guī)模推廣的時候必須配儲能。全世界認同的新能源革命有五大支柱：第一是可再生能源轉型，尤其是光伏、風電；第二是集中式轉向分布式，讓每棟建筑都變成發(fā)電廠；第三是用氫氣、電池來儲存間歇性能源；第四是發(fā)展能源互聯(lián)網技術；第五是電動汽車作為用能儲能回饋能源的終端。我們可以以儲能為抓手推動能源轉型和新型電力系統(tǒng)的發(fā)展，這是中國實現(xiàn)碳中和新能源革命的一個重要技術路徑。

如何破解儲能成本偏高的現(xiàn)實難題

目前有效的儲能方式，首先是以抽水蓄能、壓縮空氣儲能等為主的物理儲能，其中抽水蓄能在我國儲能中占比最大，約占90%以上份額；其次是以鋰離子電池等為主的電化學儲能，其應用范圍和場景不斷擴大，能夠與電力系統(tǒng)、通信基站、數(shù)據(jù)中心、軌道交通、電動汽車、智能電網等有機融合發(fā)展；另外，還有將過剩電力用來制氫，把氫存儲起來作為儲能的方式。截至2021年底，我國已投運電力儲能項目累計裝機規(guī)模46.1吉瓦，占全球市場總規(guī)模的22%，同比增長30%。現(xiàn)階段我國儲能存在的現(xiàn)實問題是成本偏高，電化學儲能每度電成本在0.5元以上，光伏發(fā)電成本雖然可以做到每度電0.1元到0.2元，但是加上消納成本，儲能比發(fā)電要貴得多。

2021年，中國用于儲能的鋰離子電池產量32吉瓦，增長了146%。除了用電池建電站來儲能外，還有一種新型的儲能方式，就是把電動汽車作為電力系統(tǒng)的一個儲能裝置來儲能，在用電低谷時，電力系統(tǒng)給電動汽車充電；在用電高峰時，讓電動汽車給系統(tǒng)放電，這被稱為車網互動。截至2021年底，中國新能源汽車保有量784萬輛，其中純電動汽車保有量640萬輛，占新能源汽車總量的81.63%。如果成千上萬大規(guī)模的電動汽車都參與進來，將電動汽車、充電樁與電網進行有機融合與協(xié)同，形成巨大的“電力海綿”網絡，便能實現(xiàn)大規(guī)模、跨時空、低成本和高安全性的靈活儲能。但是，車網互動是否技術可行、有利可圖、機制可靠，也面臨質疑和挑戰(zhàn)。從中長期來看，有潛力、有空間，但是規(guī)模化應用還有待時日。

氫能是一種來源豐富、綠色低碳、應用廣泛的二次能源，具有能量密度大、零污染、零碳排等優(yōu)點。氫儲能是將太陽能、風能等清潔能源發(fā)出的電能，或夜間電網的過剩電能，通過電解水制取氫氣，用儲氫罐存儲，需要的時候，利用燃料電池或氫燃氣輪機發(fā)電返回電網的一種儲能方式。它是電站調峰的有效方式，可以有效助力新能源并網，緩解區(qū)域能源分配不均問題。據(jù)統(tǒng)計，我國目前在建和籌建的風電、光伏制氫項目超過了40個，被專家認為發(fā)展前景廣闊。

氫儲能也是一種非常重要的長周期、大規(guī)模儲能方式，這里的關鍵還是成本。氫經濟性不是很好，電是直接儲，氫還要電解水制成氫，效率大打折扣。但是我們要清楚氫能講究的或者說可再生能源講究的是全鏈條經濟性，包括制備、儲存、運輸、加氣、使用，全鏈條。發(fā)電，生產的成本低，但是儲電的成本高。比如說一公斤氫可以儲多少度電呢？儲33度電，就算電池儲1度電500塊錢，儲33度電也得16500塊錢，但是儲一公斤氫，如果在地上儲，那1000塊錢都不要，所以它儲能的成本只是儲電的1/10不到。

電池不能長周期儲能，因為它有自放電，也不能大規(guī)模儲能，因為成本太高，所以在電池不適合的這些地方，氫能就有它的優(yōu)勢。因為儲能有高頻的、有低頻的；有小功率、有大功率；有短周期、有長周期；不同的應用場合需要不同的儲能方式。電池和氫能正好互補，形成一個主流的儲能方式，而其他的各種儲能方式會跟配合互補，構成一個總的儲能生態(tài)。

綠色化和智能化是最終目標

我國東北、華北北部、西北、西南地區(qū)是主要的風電、光伏、煤電、水電的能源基地，適宜通過建設電化學儲能電站，配合特高壓輸電，將電送到東部沿海經濟發(fā)達地區(qū)。東南部、中東部和南部，火電廠密集，適宜抽水蓄能，配合高壓輸電網進行輸送。東部人口密集地區(qū)，適宜分布式光伏、低壓配電網配合車網互動來儲能和發(fā)電。未來，在新型儲能關鍵核心技術方面，我們還要加強大數(shù)據(jù)、云計算等電網智慧調控技術攻關；電解水和燃料電池的核心材料，高效氫氣制備、儲運、加注等關鍵技術也需要取得實質性突破。

2022年3月21日，國家發(fā)展改革委、國家能源局印發(fā)的《“十四五”新型儲能發(fā)展實施方案》提出，到2025年，新型儲能由商業(yè)化初期步入規(guī)?；l(fā)展階段，具備大規(guī)模商業(yè)化應用條件。在這種情況下，預計會形成萬億級的車網互動的智慧能源的市場規(guī)模。

對于儲能市場未來的發(fā)展我有如下建議：第一，要明確主流儲能技術的戰(zhàn)略地位，儲能是實現(xiàn)碳中和的關鍵之一；第二，要明確儲能在新能源中的角色定位；第三，要加強儲能相關的關鍵技術研發(fā)；第四，建設車網互動V2X的基礎設施；第五，要健全多層次統(tǒng)一電力市場體系。我們最終的愿景就是迎接第三次能源革命和第四次工業(yè)革命，就是綠色化和智能化。