陈清泉院士一再提倡,我们的创新需要多维思维:创新的思维方式包括多维综合思维;闭环思维听取反馈信息;循环思维;环性思维取代线性思维;不仅应用数学模型、也要应用大数据和区块链;不仅分析因果关系、也要分析相关关系;人- 信息系统–物理系统三位一体的思维。

陈清泉院士:电动车续航1000公里谈不上“颠覆”

“NEDC续航1000公里(li)、8分钟充满80%电量、电动汽车进入月充时(shi)代…”

近期,多家车企(qi)相(xiang)继宣布(bu)研发(fa)出续航破千公里的(de)(de)电池,随后有(you)观点质疑尚未(wei)达到商(shang)用条件(jian),立即引发(fa)热(re)议。而相(xiang)关企(qi)业(ye)则(ze)回应称(cheng)“今年肯定会推出”,更是增加了这(zhei)一讨论的(de)(de)热(re)度。

针(zhen)对新能(neng)源汽(qi)车相关话题,网易新闻(wen)采访到了世界电动(dong)汽(qi)车协会创(chuang)始人及现任主席、中国工程(cheng)院院士(shi)陈(chen)清泉谈谈他的看法。

网易新闻:近期有车企称石墨烯基电池即将量产,可实现8分钟充满80%电并续航1000公里。您认为目前这样的汽车有可能实现量产吗?

陈清泉:我仅从科技的角度交流一些意见。石墨烯作为导电添加剂,对提升电池功率特性有一定的作用,但对电池的能量密度似乎没有什么作用。8分钟充满80%电并续航1000公里,就要看装多少电池,谈不上“颠覆” ,至于这种电池要量产做到市场可接受的性价比,恐怕挑战还较大。

我认为(wei)电动汽车不(bu)需要装(zhuang)太(tai)多的电池,这样既不(bu)利于降成(cheng)本,也不(bu)利于节省资源,一般用(yong)途装(zhuang)载50度(du)电左右(you)应(ying)该可(ke)以。我认同所提出(chu)的充电5分钟(zhong)跑200到250公(gong)里,不(bu)必充满,装(zhuang)50度(du)电左右(you),这是现实可(ke)行的。

此外(wai)补充(chong)一(yi)点,石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)名称似乎(hu)不太科学,因为(wei)(wei)目前石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)主要作为(wei)(wei)导(dao)电(dian)(dian)添加剂,提升电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)导(dao)电(dian)(dian)性(xing)(xing)能(neng)和(he)功率(lv)特性(xing)(xing),但(dan)(dan)未必能(neng)改善电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)能(neng)量特性(xing)(xing)。从专业(ye)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)度,电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)命名一(yi)般(ban)是(shi)(shi)遵循 ‘正(zheng)极-负(fu)(fu)极活性(xing)(xing)材(cai)料(liao)’的(de)(de)(de)(de)规则,锂(li)离(li)(li)子(zi)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)充(chong)放(fang)电(dian)(dian)时,成流反应是(shi)(shi)锂(li)离(li)(li)子(zi)在(zai)正(zheng)、负(fu)(fu)极材(cai)料(liao)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)嵌入(ru)和(he)脱出的(de)(de)(de)(de)贡(gong)献。电(dian)(dian)极中(zhong)添加石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)材(cai)料(liao)时,石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)主要作用(yong)是(shi)(shi)提高电(dian)(dian)极的(de)(de)(de)(de)导(dao)电(dian)(dian)性(xing)(xing),尽(jin)管可以提高电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)的(de)(de)(de)(de)功率(lv)性(xing)(xing)能(neng),但(dan)(dan)石(shi)墨(mo)(mo)(mo)烯(xi)(xi)的(de)(de)(de)(de)角(jiao)色并(bing)不是(shi)(shi)锂(li)离(li)(li)子(zi)电(dian)(dian)池(chi)(chi)(chi)正(zheng)负(fu)(fu)极的(de)(de)(de)(de)活性(xing)(xing)材(cai)料(liao)。

网易新闻:有观点认为,“1000公里”的概念人为制造了里程焦虑,新能源汽车续航问题应当系统性解决。对此您是怎么看的?

陈清泉:首先,我不反对提出“1000公里”的概念,200、300、500、700、1000公里是给消费者的选择,就像手机有32GB, 64GB, 128GB,人们各自选择。其实不少买128GB的,连64GB都用不到。但是从综合效益考虑,根据目前的电池技术水平,提出充5分钟跑200到250公里最现实可行。

消除续航焦虑应该从整个我提出的(de)(de)(de)四(si)网(能(neng)源(yuan)网、信息网、交(jiao)通网、人文网)四(si)流(liu)(能(neng)源(yuan)流(liu)、信息流(liu)、物质流(liu)、价值流(liu))融合的(de)(de)(de)理念来(lai)解决。从汽车行驶的(de)(de)(de)需求,使用者的(de)(de)(de)方(fang)便友好,电(dian)池(chi)的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)、最佳工况和安全性(xing),电(dian)力系统和充换(huan)电(dian)设施(shi)的(de)(de)(de)能(neng)力,碳排放指标(biao)等综(zong)合考虑解决。在碳达峰(feng)和碳中和的(de)(de)(de)目标(biao)和政策下,应该出台(tai)单位耗电(dian)量的(de)(de)(de)碳排放指标(biao),可以指导(dao)电(dian)池(chi)的(de)(de)(de)发展方(fang)向。

网易新闻:您提到了碳排放指标。有观点认为,电动汽车使用的电力主要也来自煤炭发电,所以推广新能源汽车究竟能够为能源转型带来多大贡献?

陈清泉:研发智慧能源是能源转型的重要措施。能源之所以能“聪明”起来,主要是尊顺我提出的人–信息系统 – 物理系统三位一体的理念,产生智能, 通过各种能源的耦合(注:“能源的耦合”描述了一种综合方法,试图在需要减少碳排放的几个关键行业之间,进行有效的可再生能源转移。)将废弃无用的能源转换为有用的能源,同时促进碳中和。

比如电(dian)(dian)网里面有(you)不同的(de)能(neng)(neng)源(yuan)发电(dian)(dian):水(shui)力(li)、太阳能(neng)(neng)、风能(neng)(neng)、化石燃料、核电(dian)(dian)等等。如果(guo)有(you)多余的(de)太阳能(neng)(neng)和风电(dian)(dian)而电(dian)(dian)网没有(you)办法接受,那就可(ke)以(yi)通(tong)过电(dian)(dian)解过程,利用(yong)太阳能(neng)(neng)发电(dian)(dian)和风电(dian)(dian),将水(shui)电(dian)(dian)解为(wei)氢气(qi)(qi) (将能(neng)(neng)源(yuan)流转化物(wu)质流)。这些氢气(qi)(qi)可(ke)以(yi)就地利用(yong)或运送(song)到距(ju)离合理的(de)加氢站,用(yong)于驱动使(shi)用(yong)氢燃料电(dian)(dian)池的(de)汽车。这里面氢气(qi)(qi)在耦合优化各种能(neng)(neng)源(yuan)起了很重要的(de)作用(yong)。氢气(qi)(qi)可(ke)以(yi)耦合优化电(dian)(dian)力(li)能(neng)(neng)源(yuan)和化工能(neng)(neng)源(yuan),因为(wei)氢气(qi)(qi)有(you)两(liang)个属性,氢气(qi)(qi)既(ji)是能(neng)(neng)源(yuan)又(you)(you)是物(wu)质,氢气(qi)(qi)既(ji)是燃料又(you)(you)是材料。

智(zhi)(zhi)慧能源和新(xin)能源汽(qi)车(che)息(xi)息(xi)相(xiang)关,因为要实现智(zhi)(zhi)慧能源有三个载体。一(yi)个是综合能源服务系统;二(er)是智(zhi)(zhi)慧建筑,比如建筑物(wu)采用太阳能光伏(fu)板,可以利(li)用太阳能发电;三就(jiu)是电动汽(qi)车(che)。电动汽(qi)车(che)是一(yi)种移动的(de)载体,是一(yi)个分(fen)布式的(de)能源。

以(yi)上(shang)所(suo)说,“各种能(neng)(neng)(neng)(neng)源可以(yi)耦合转(zhuan)换优化,将废弃无用的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源转(zhuan)换成(cheng)有(you)用的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)(neng)源,同时促(cu)进(jin)碳中和”,从(cong)(cong)热力(li)学(xue)的(de)(de)原理(li)就是(shi)将开(kai)放系(xi)统的(de)(de)熵(shang)增(zeng)转(zhuan)化为(wei)(wei)熵(shang)减。顺(shun)便一提,我(wo)(wo)国(guo)在太(tai)阳(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)和风(feng)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)装(zhuang)备容量(liang)和增(zeng)长(zhang)率在世界上(shang)是(shi)名列前(qian)茅,但(dan)对我(wo)(wo)国(guo)能(neng)(neng)(neng)(neng)源结(jie)构(gou)改进(jin)的(de)(de)贡献还是(shi)小(xiao),原因是(shi)太(tai)阳(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)、风(feng)能(neng)(neng)(neng)(neng)的(de)(de)不(bu)稳定性及设备闲置率高。还有(you),为(wei)(wei)了(le)接纳(na)这些太(tai)阳(yang)能(neng)(neng)(neng)(neng)和风(feng)能(neng)(neng)(neng)(neng),火电厂做了(le)各种让步措(cuo)施,结(jie)果火电厂不(bu)能(neng)(neng)(neng)(neng)在最佳工(gong)况工(gong)作而带来(lai)附加能(neng)(neng)(neng)(neng)耗。所(suo)以(yi)要(yao)综(zong)合思维,采(cai)用我(wo)(wo)提出的(de)(de)四网四流融合从(cong)(cong)根本上(shang)解(jie)决(jue)。

现在(zai)我们的电动汽(qi)车已经(jing)量产了,今年(nian)100多万,明年(nian)有望(wang)近(jin)200万。那么多的电动汽(qi)车就(jiu)逐渐(jian)发挥能(neng)(neng)够(gou)平衡电网的作(zuo)用,是(shi)移(yi)动的储(chu)能(neng)(neng)。这样也就(jiu)做到(dao)(dao)了我刚(gang)才(cai)讲(jiang)的,把原来要废弃的能(neng)(neng)源变成有用的能(neng)(neng)源,同时做到(dao)(dao)减少碳排放(fang)。

虽然今(jin)天(tian)我们(men)的(de)(de)电(dian)厂还(hai)是(shi)(shi)以(yi)煤为主,但(dan)是(shi)(shi)到2050年(nian)(nian),煤电(dian)就降(jiang)一半了,2060年(nian)(nian)我们(men)还(hai)要达到碳中和。 既然国家(jia)的(de)(de)能源结构已经(jing)逐渐发生变化, 自然而(er)然我们(men)的(de)(de)电(dian)动汽车的(de)(de)能源也会走向清(qing)洁(jie)化。就是(shi)(shi)今(jin)天(tian),肯定(ding)的(de)(de)说,纯电(dian)动汽车在市区运(yun)行(xing)的(de)(de)地点是(shi)(shi)没(mei)有排(pai)放。

电(dian)动(dong)汽(qi)车(che)的综合能(neng)(neng)效(xiao)跟石油(you)车(che)相比(bi)是不(bu)是更高?这个不(bu)好一概而论,但是总体来说(shuo),新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)车(che)的综合能(neng)(neng)源效(xiao)率比(bi)汽(qi)油(you)、柴油(you)车(che)要高。所(suo)以新(xin)能(neng)(neng)源汽(qi)车(che)对能(neng)(neng)源转(zhuan)型有所(suo)帮助,会(hui)为减(jian)少碳(tan)排放(fang)做出(chu)贡献(xian)。

我认为,纯电(dian)动汽(qi)车(che)、插电(dian)式混合(he)动力(li)汽(qi)车(che)、燃料(liao)电(dian)池汽(qi)车(che)是(shi)(shi)互(hu)(hu)补而不是(shi)(shi)互(hu)(hu)相(xiang)取(qu)代。从(cong)动力(li)机(ji)械来(lai)(lai)说(shuo),就是(shi)(shi)电(dian)动机(ji)和内燃机(ji),从(cong)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)来(lai)(lai)说(shuo),就是(shi)(shi)电(dian)力(li)(二(er)次能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)),氢气(二(er)次能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)),汽(qi)油(you)、柴(chai)油(you)(一(yi)(yi)次能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan))。通(tong)过我提(ti)出(chu)的(de)(de)四(si)网四(si)流融(rong)(rong)合(he)的(de)(de)理(li)论(lun),不同类型(xing)的(de)(de)车(che)辆和相(xiang)应的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan),可(ke)(ke)以优化互(hu)(hu)补。加油(you)站(zhan)(zhan)、加氢站(zhan)(zhan)、充换电(dian)站(zhan)(zhan)可(ke)(ke)以适(shi)当(dang)融(rong)(rong)合(he)。根据用户(hu)需求和能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)及基础设施情况,用户(hu)可(ke)(ke)选(xuan)用一(yi)(yi)种或两种类型(xing)的(de)(de)汽(qi)车(che)。我们的(de)(de)目标是(shi)(shi)绿色能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)、智慧出(chu)行,绿色、环保(bao)、可(ke)(ke)持续的(de)(de)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan),无(wu)(wu)排(pai)放(fang)、无(wu)(wu)交通(tong)堵塞、无(wu)(wu)交通(tong)伤亡、舒适(shi)、高效的(de)(de)出(chu)行。实现(xian)2030年碳(tan)(tan)达(da)峰,2060年碳(tan)(tan)中和。请批评(ping)指正!

陈(chen)清泉院士一(yi)再(zai)提(ti)倡,我们的(de)创新需(xu)要多维(wei)(wei)(wei)思(si)(si)维(wei)(wei)(wei):创新的(de)思(si)(si)维(wei)(wei)(wei)方式包括多维(wei)(wei)(wei)综(zong)合思(si)(si)维(wei)(wei)(wei);闭环思(si)(si)维(wei)(wei)(wei)听取(qu)(qu)反馈信息(xi);循(xun)环思(si)(si)维(wei)(wei)(wei);环性思(si)(si)维(wei)(wei)(wei)取(qu)(qu)代线性思(si)(si)维(wei)(wei)(wei);不仅应用(yong)数(shu)学模(mo)型、也要应用(yong)大数(shu)据和区块(kuai)链;不仅分析因果关(guan)系(xi)(xi)、也要分析相关(guan)关(guan)系(xi)(xi);人-信息(xi)系(xi)(xi)统–物理系(xi)(xi)统三位一(yi)体的(de)思(si)(si)维(wei)(wei)(wei)。

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