“每次能源革命都是先发明了新动力装置和交通工具，然后再带动对能源资源的开发利用。”欧阳明高认为，要实现碳中和目标，离不开新能源汽车和氢能的规模应用。只有实现新能源汽车大规模发展才能顺利实现新能源革命（第三次能源革命），只有实现新能源革命才能顺利实现中国碳中和目标。

新能源车与新能源革命的共性载体是电和氢

“新能源车与新能源革命的共性载体是电和氢，电池和氢能两者互补性强，共同构成主流的动力类型和储能方式，中国实现零碳经济需要电气化和氢能的规模应用。”欧阳明高说，面向碳中和，中国氢气用量需从目前每年2500万吨增加到8100万吨以上。他认为，正在进行的第四次工业革命是以可再生能源为基础的绿色化和以数字网络为基础的智能化。新能源车既是出行的载体，又是智能终端，同时是新能源革命实现的重要途径。基于此，今后二三十年交通装备与能源化工相关产业将发生百年未有的大变局。

“第三次能源革命有五大支柱。一是向可再生能源转型，尤其是向光伏与风电转型；二是集中式转向分布式转型，如建筑将成为微型发电厂；三是氢、电池等技术存储间歇式能源；四是发展能源（电能）互联网技术；五是电动汽车成为融用能、储能为一体并回馈能源终端。”欧阳明高认为，中国风电光伏将大幅增长，2030年风电、光伏发电成为发电装机主体，成本将不断下降，2035年光伏发电成本将降至0.1元/千瓦时。中国光伏发电和风电技术与成本完全具备大规模推广条件，但储能是瓶颈，需要靠电池、氢能、电动汽车等来解决。

电动汽车需在安全、便利、智能三方面下功夫

“十年来，动力电池比能量从100瓦时/公斤提升到300瓦时/公斤，成本从4元/瓦降到1元/瓦以内，成本大幅下降。”欧阳明高说，未来以锂离子为代表的动力电池是短周期分布式可再生能源储存的最佳选择，预计到2025年，电池储能将从现在的1亿千瓦增加到10亿千瓦，从而进入TW时代，磷酸锂铁电池成本将降到0.3～0.4元/千瓦时。下一步，电动汽车应在安全、便利、智能三方面下功夫。

安全方面。电动汽车安全性备受业界、消费者关注。电动汽车安全问题是指高比能量锂离子动力电池因热失控而造成的燃烧事故。避免事故发生，就要对热失控进行预警、管理。欧阳明高表示，清华大学自主研制大容量动力电池热失控测试系统，可以对电池热失控全过程测试分析，发现高比能量动力电池热失控反应时序和反应机理。在此基础上，研发了高比能量动力电池热失控系统抑制方法，保障在单体电池设计方面彻底解决问题；同时，在使用过程中进行安全监控，为此开发了云控预警平台，实现基于运行数据的故障电池检出、低误报和基于事故数据的溯源分析。一旦事故发生可以对整个电池包进行热管理，采取“隔热+降温”措施，达到最多是冒烟，但绝对不着火的管控结果。

便捷方面。便对于私家乘用车而言，平时在家或单位慢充、高速公路长途超快补电实现便捷最为重要。快充的前提是电量下降达50%以下，而超级补电不是充满而是应急补电。据悉，2020年中电联公布了大功率快充标准“超级快充”，2025年可全面提供超充服务。但快充容易出现安全问题，“为了解决快充安全问题我们开发了负极电位传感器，直接将这种传感器置入电池内，对电池负极定位检测（安全问题多由负极热失控引发）。”欧阳明高说，这种传感器具备全生命周期无析锂充电开发能力，支持30万公里车用的实际要求。

智能方面。“电动汽车充电的技术路线图为无序充电-有序充电-车家互动（V2H）-车网互动（V2G微网）-车网互动（V2G大网）。”欧阳明高介绍，回家插上电，不一定能立马充上电，而是通过后台APP达成协议，在电网负荷低时充电；车里的电池可以和家里的电器互动，家里的电器可以用电动汽车电池里的电；实现车网互动。目前，我国有15个省市建设了42个V2G项目、609个V2G终端，近4000台电动车参与过车网互动。车网互动可以实现削峰填谷、电网调频、虚拟惯量等功能。

欧阳明高认为，新能源汽车将是规模最大、成本最低、安全性最好的分布式长周期储能系统。之所以有这样的结论是因为“新能源汽车市场潜力巨大”。根据他的研究预测，“2025年新能源汽车占汽车总销量20%，2030年占比40%，保有量8000万辆；2035年占比50%，保有量16000万辆；2040年保有量将达3亿辆。以3亿辆计算，每辆车平均储能65千瓦时，则车载储能容量约200亿千瓦时，与中国现在每天消费总电量基本相当。他还认为，未来电动汽车可以成为赚钱的工具，新能源汽车可以低价充电，高价售电，尤其在风光电成为主力后，波峰、波谷之间的差距越来越大，这样电动汽车完全可以成为赚钱工具。

氢能是集中式可再生能源大规模长周期储存的最佳途径

欧阳明高表示，氢能在新能源革命中的战略意义在于可再生能源转型中的大规模能量储存与多元化利用需求。氢能是众多传统产业包括化石、煤炭、核能、电力、钢铁等转型升级的理性选择，其技术延续性好，又不完全颠覆。除此之外，氢能产业链长、产值高、吸收就业人口多，应用覆盖面广，有“氢能社会”之称。

“氢能是集中式可再生能源大规模长周期储存的最佳途径。”欧阳明高说，之所以有这样的结论，一是氢能的利用充分性，大容量、长时间储能模式对可再生电力利用更充分；二是氢能规模储能的经济性，固定模式化储氢比电池储电的成本低一个数量级；三是氢能与电池放电互补性强，大容量长周期灵活能源用于燃料电池、燃气轮机；四是氢能制运储方式灵活。

氢能交通是氢能利用的先导领域

当前氢能主要用于交通。“氢能交通是氢能利用的先导领域，其使命是带动氢能的全面发展。河北张家口正在做的氢能利用示范表明，可再生能源发电成本低于0.15元/千瓦时时，其能源利用全链条技术经济性将凸显。”欧阳明高介绍，张家口有350辆氢燃料大客车，最近在做北京冬奥会氢燃料车示范。张家口和北京将运行2000辆氢燃料电池汽车，二十多座加氢站正在加紧施工，北京冬奥会主场区都将是氢燃料电池车。

“未来十年，氢能成本将下降80%以上，与过去十年锂离子电池成本下降过程相似。”欧阳明高说，自2015～2020年氢燃料电池技术实现大幅跨越，氢燃料汽车已经产业化，大部分技术难题已经克服，目前FCEV累计保有量接近1万辆，已有一百多座加氢站投入运营，近一百个在建。虽然氢能汽车与纯电动乘用汽车相比不占优势，但在大客车、冷藏车等方面有有明显优势。

“同风光电一样，氢储能技术、成本目前还不理想，但随着技术进步氢能运用领域会越来越广。”欧阳明高说。他预测了绿氢（用风光电所制的氢）的成本前景，到2025年前，部分低成本风光电制氢达到化石能源制氢+CCS的成本；2035年前，低成本风光电制氢达到化石能源制氢+CCS的成本；2050年前，一般风光电制氢达到化石能源制氢+CCS的成本。初步结论，当可再生能源发电成本为0.12元/千瓦时、过网费为0.08元时，通过特高压千公里输电通道，在用户侧制氢加氢，可实现加氢枪口30～40元/千克，比柴油具有竞争力。

“面向‘双碳目标’和能源革命重大战略，新能源汽车与新能源革命将突飞猛进，产业格局将发生百年未有的大变局。”欧阳明高表示，新能源汽车与新能源革命的共性核心是储能，氢能与智能、新能源汽车的规模推广将有力破解新能源革命的瓶颈；锂离子电池实现蓄电池领域百年来的重大突破，其科技创新、产品性能、应用领域和产业规模正处于爆发性增长期；氢能是实现全球碳中和的战略性能源载体，但绿色氢能的技术经济性还不能完全满足市场需求，氢能燃料电池交通将是氢能应用的先导，催生氢能产业的起飞。