如何破解“兩電”難題

動(dòng)力電池與智能電網(wǎng)的無(wú)縫融合，是新能源汽車上路的關(guān)鍵要素之一，在國(guó)際上被稱為“兩電”難題。為破解新能源汽車上路的“兩電”難題，美國(guó)、日本等國(guó)都以立法的形式明確新能源汽車發(fā)展的要求，并成立了由政府主導(dǎo)、相關(guān)院企協(xié)同合作的國(guó)家級(jí)動(dòng)力電池研發(fā)機(jī)構(gòu)。這種“舉國(guó)體制”的行動(dòng)，在中國(guó)競(jìng)技體育中曾實(shí)施過(guò)，使我國(guó)競(jìng)技體育改變了半個(gè)多世紀(jì)的基礎(chǔ)差、底子薄形象，躍升至世界“第一集團(tuán)”。不過(guò)，在新能源汽車的發(fā)展過(guò)程中，破解“兩電”難題上有些不盡如人意，去年年中提出的組建國(guó)家級(jí)動(dòng)力電池研究院的提案因政府出資、體制等各種問(wèn)題尚無(wú)結(jié)果。日美傾舉國(guó)之力解決“兩電”問(wèn)題的做法給我國(guó)帶來(lái)的不僅是壓力與緊迫感，更重要的是如何“攻玉”的啟示。

“兩電”難題的“舉國(guó)體制”攻克法

“這是一個(gè)由世界一流科學(xué)家和一流公司組成的合作團(tuán)隊(duì)，他們將確保世界最先進(jìn)的電池技術(shù)在這里研發(fā)出來(lái)并在美國(guó)生產(chǎn)。”2012年12月6日，美國(guó)成立國(guó)家級(jí)“能源存貯研究聯(lián)合中心。該中心集聚美國(guó)能源部下屬5個(gè)國(guó)家級(jí)實(shí)驗(yàn)室、5所大學(xué)和4家私營(yíng)公司的研發(fā)實(shí)力，由在能源研究領(lǐng)域長(zhǎng)期具有領(lǐng)先地位的阿崗國(guó)家實(shí)驗(yàn)室國(guó)際著名專家喬治·克拉布特里主持。能源部長(zhǎng)朱棣文表示，他們有足夠的理由相信動(dòng)力電池在未來(lái)美國(guó)能源以及經(jīng)濟(jì)安全中的地位舉足輕重。同時(shí)，該技術(shù)能夠升級(jí)美國(guó)電力網(wǎng)。此舉是繼日本之后的第二個(gè)由政府主導(dǎo)，產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)的院企合作而組建成的國(guó)家級(jí)動(dòng)力電池研發(fā)機(jī)構(gòu)，是A123系統(tǒng)公司等企業(yè)遭遇破產(chǎn)清算后，美國(guó)政府在推動(dòng)先進(jìn)動(dòng)力電池發(fā)展上的一個(gè)重大舉措。他認(rèn)為，這既深刻表明動(dòng)力電池對(duì)未來(lái)能源及經(jīng)濟(jì)安全的戰(zhàn)略意義，也深刻反映了先進(jìn)動(dòng)力電池技術(shù)突破和產(chǎn)業(yè)化的難度，以及未來(lái)以綠色能源為主的智能電網(wǎng)構(gòu)建和新能源汽車作為移動(dòng)儲(chǔ)能終端面臨的諸多挑戰(zhàn)。

如何理解日美的“舉國(guó)體制”

也許有人不理解，像美國(guó)、日本這樣的市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)國(guó)家，何以為了動(dòng)力電池、智能電網(wǎng)構(gòu)建也搞“舉國(guó)體制”。對(duì)這個(gè)問(wèn)題的理解與否恰恰體現(xiàn)了對(duì)動(dòng)力電池、智能電網(wǎng)在新能源汽車發(fā)展中的意義及難度認(rèn)識(shí)的差距。我是從兩個(gè)方面理解的。

第一，從電池材料到電池系統(tǒng)，從電池系統(tǒng)到新能源車輛，從新能源汽車到智能電網(wǎng)間的能量轉(zhuǎn)換，需要技術(shù)創(chuàng)新和研發(fā)、產(chǎn)業(yè)化、商業(yè)模式等交織創(chuàng)新，涉及一系列跨界與突破，不是僅靠傳統(tǒng)的電池，整車、智能電網(wǎng)的研究機(jī)構(gòu)和生產(chǎn)企業(yè)能各自獨(dú)立實(shí)現(xiàn)的，新能源汽車普及的終極挑戰(zhàn)可能是：一個(gè)相當(dāng)于汽車油箱體積/重量的電池組，續(xù)駛里程500公里左右，在計(jì)算了購(gòu)車及使用階段電價(jià)與油價(jià)后的綜合成本與傳統(tǒng)汽車相當(dāng)。而現(xiàn)有電池材料解決這對(duì)矛盾十分困難甚至基本沒(méi)有可能，所以需要開(kāi)發(fā)新的材料體系，用新技術(shù)保證能量效率、保證安全，同時(shí)實(shí)現(xiàn)低成本。當(dāng)然，從現(xiàn)狀走向終極是一個(gè)漸進(jìn)過(guò)程，是從材料、電池、系統(tǒng)到車輛以及用戶需求問(wèn)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性不斷平衡的過(guò)程。

第二，關(guān)于電驅(qū)動(dòng)車輛與電網(wǎng)間的能量流轉(zhuǎn)換方式。簡(jiǎn)言之，車輛充電、用電是間歇和不均衡的，風(fēng)能，太陽(yáng)能等綠色能源也是間歇性的，車輛與電網(wǎng)融合，要求車輛既是耗能單元也可以是儲(chǔ)能單元，因此需要開(kāi)發(fā)新的能量傳輸和儲(chǔ)能方式技術(shù)，以達(dá)到最佳綜合能量效率。從研發(fā)的角度看，涉及基礎(chǔ)理論、制備技術(shù)、電池系統(tǒng)與車輛、與電網(wǎng)問(wèn)的能量流管理；從技術(shù)角度看，涉及電化學(xué)、車輛能量管理與電驅(qū)動(dòng)力控制技術(shù)、電力工程技術(shù)、信息技術(shù)等。這就是為什么像美國(guó)這樣有好的創(chuàng)新機(jī)制和強(qiáng)大創(chuàng)新力的國(guó)家，也需要在政府推動(dòng)下組建ICESR這樣一個(gè)跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)。

攻克“兩電”難關(guān)

“兩電”難題早已令國(guó)內(nèi)汽車產(chǎn)業(yè)界憂慮。從2009年起，中汽協(xié)會(huì)會(huì)同汽車T10企業(yè)先后兩次對(duì)國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化情況進(jìn)行調(diào)研，對(duì)提升動(dòng)力電池總體研發(fā)力的緊迫性有深刻認(rèn)知，經(jīng)多次研討、論證，達(dá)成共同推進(jìn)建立國(guó)內(nèi)動(dòng)力電池研發(fā)共性技術(shù)平臺(tái)的共識(shí)，并在2012年6月提出組建國(guó)家級(jí)動(dòng)力電池研究院的提案（以下簡(jiǎn)稱研究院），意在通過(guò)政府支持、相關(guān)研究機(jī)構(gòu)、院校和產(chǎn)業(yè)界參與，產(chǎn)學(xué)研深度合作的方式，打破孤島現(xiàn)狀，建立跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)的研發(fā)平臺(tái)，形成“兩電”相關(guān)的研發(fā)鏈。此提案的必要性得到業(yè)內(nèi)及有關(guān)政府部門的廣泛認(rèn)同。問(wèn)題是，因需要巨額投入，且在短期內(nèi)沒(méi)有回報(bào)，希望政府能在起步階段作為出資主體，在運(yùn)行過(guò)程中給予一定的資助。但這樣一種模式在中國(guó)目前的創(chuàng)新體制下無(wú)例可循，政府能否出資，以什么方式出資，建院體制等成為難解之結(jié)，研究院事宜至今尚在務(wù)虛階段。此外，汽車產(chǎn)業(yè)界與電網(wǎng)問(wèn)關(guān)于充、換電模式之爭(zhēng)也難以讓完全跨界的各方達(dá)成有效共識(shí)，更難以就共性技術(shù)課題攻克展開(kāi)合作，陷入明知不可為而任其為的尷尬境地。車、電不通已成為新能源汽車進(jìn)一步推廣和提高車、電綜合能效的滯障。

攻克“兩電”難題，日美均已先行，時(shí)不我待。我們需要逢山開(kāi)路、遇河架橋的精神，凝聚跨職能、跨學(xué)科、跨產(chǎn)業(yè)的正能量。期待中汽協(xié)會(huì)繼續(xù)發(fā)揮橋梁、紐帶作用，助推盡早建立突破“兩電”難題的協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)。