清华大学车辆与运载学院教授、清华-壳牌清洁交通能源中心主任帅石金：“碳中和”成为全球共识

6月7日，“同行·善见·科学——中国新能源汽车多元发展论坛”在北京正式召开。论坛上，清华大学车辆与运载学院教授、清华-壳牌清洁交通能源中心主任帅石金表示，2020年中国承诺“双碳”目标，“碳中和”成为全球共识。与此同时，随着能源开采、转化技术和节能技术的快速发展，全球能源供需矛盾缓解，使得能源战略转型（低碳化、电能化、氢能化）成为可能。

 

 

车用能源与动力呈多元化、电动化、低碳化发展趋势，可以满足未来严格的汽车能耗和排放法规。而混合动力具有节能减排和使用便捷等综合优势，是满足未来乘用车严格法规的主流技术路线之一，也是交通碳达峰和低碳化非常有效的技术路线，碳中和混动专用发动机仍有较大的节能潜力。

 

以下为现场发言原文：

 

帅石金：尊敬的各位领导嘉宾还有媒体朋友，非常高兴有机会在这里就汽车能源还有动力选择跟大家进行一个交流，前面行业的领导还有前面几个主题报告讲的非常好，我觉得他们更宏观，在行业这个层面在国家这个层面甚至全球这个层面来讲，我也在全球这个层面讲，但是我更侧重于车的本身的能源和动力的一些选择一些思考，主要是从两个方面，第一个我谈谈我个人在“双碳”背景下能源，车用能源是什么样的思考，尤其是新能源，在“双碳”背景下那他这个产业链包括我们发动机在这个里面有没有机会，我谈谈我个人的思考。第二个在这个基础上只有能源定了之后机会在什么地方，涉及到电动、发动机和燃料电池，谈谈我个人的想法。

 

刚才讲了现在这个碳中和已经是一个全球的共识，我觉得也很好，人类可以达成这么一个共识是不容易的，甚至我觉得在目前这种中美博弈也好，东方西方博弈也好，有这么一个共识也是很好的一件事，有可能大家可以坐的下来思考我们人类的未来，那刚才讲了碳中和，我们过去讲纯电，在使用端是零排放，但是你往上端走他的能源侧，这个是我们讲的至少是小的全生命周期，第一个全生命周期的碳排放我们要有充分的认识，我们搞车的人一定要把这个讲清楚，不能只讲使用端这个排放的问题，当然这个不够，刚才讲了你涉及到第二个层面，你在整个这个不管电池也好车也好发动机也好，你的制造开采过程中，包括能源你还要把碳考虑进去，这是一个大的全生命周期，我觉得碳中和肯定至少在这个层面探讨这个问题，要量化，但是还不够，最后你会发现再到上面一个层次你要考虑经济，你的成本，你还包括社会的效应人类的健康等等，我觉得如果我们有这种认识来谈这个碳中和谈能源谈动力的选择，可能是有意义的，所以我先讲讲这个观点。

 

这个图实际上是我2021年，我是学发动机的，压力非常大，禁燃，首先就是革我们的命，我一直在考虑内燃机怎么发展，他们出发点很好，好象是可怜你，这么大的产业，但是你自己不想清楚天天在这里怨声载道不解决问题，我们2021年的时候也发表一篇论文，在“双碳”背景下内燃机怎么思考，有没有未来，只能烧化石能源你就一点一点退出历史舞台，这个是不以人的意志为转移的，这个图是很有意思的。我给大家解读一下，一定是新能源是绿色的，前面几位领导专家讲的非常到位，所以我也是在这个层面上探讨，第一个环节肯定是电，因为你太阳能也好风也好水也好，你最容易得到的就是电，他是一种机械能，包括光能很容易变到电，所以说绿电是尽可能用他，这个也是我们讲电动化我认为在碳中和是加分的，是促进电动化的转型，不以人的意志为转移，但是你会发现光有电达不到我们80%的可再生能源实现碳中和，转不过来，因为他是季节性的是区域性的，有的时候有太阳有的时候有风，冬天夏天，这个你没有办法，纯属靠蓄电池也做不到，因为电池的储量跟你的能源跟你的材料是成比例的，这个成本太高了，所以只有在这个基础上我们把绿电通过电解装置，现在电解很热，不管是碱性也好，我们燃料电池的反作用这种固体燃料电池，我前年拿到了新能源，我搞发动机的，我也考虑这一块，他是能源转换装置，你用电氢，所以我觉得这个氢就是这么热起来的，他必须要有一个可以长期存储，而且他的体积增量增大他的材料不是一个成比例的关系，这个我也想明白了，这个时候绿氢就有可能把我们中国可再生能源转型实现，所以氢电现在就是一个主要的能源载体。

 

但是你会发现氢可爱也可恨，用的时候会发现他非常的轻，非常的占体积，而且在存储加注的过程中有很多安全的问题，他的成本问题，建一个加氢站你想想那个成本，不是加油站液体燃料的水平，这个就是后面又有人在琢磨，我有没有可能搞氯胺，胺是化肥，常温，负30来度就是液体的，他的挑战不大，这个化肥的燃料这个胺的存储已经解决了，最近氯胺也热起来了，但是我们发现你在使用的时候从发动机的角度你烧胺看看不如烧氢好烧，氢内燃机很热，但是胺这一块现在看来你必须是双燃料，你跟柴油跟汽油去混，你那样一弄又是一个过度，最近又提出胺氢，我燃料箱就是胺，但是我用氢，重整自信，混烧能不能解决这个问题。还有一条路是什么，最近很热的甲醇，我们秘书长刚才讲很热，但是你这个热过去是基于化石能源，不行，这条路走不通，如果你还是基于那个的价格可以讲甲醇的故事，这个故事不完美，但是他确实有他非常好的地方，就是他有了碳之后他是常温常压的液体燃料，比2号好，但是比碳的问题带回来了，你必须回避不了碳补剂的问题，你从空气中补剂没有问题，哪里来哪里去，如果是从烟囱补剂的碳排出去，你是搬碳工，到底是干好事还是坏事要打问号，这个碳必须回避不了，这个包括（英语），由于引入了碳补剂，碳氢燃料这个是液体的燃料是非常好的，甲醇我认为也值得考虑，而且碳带来的问题有碳补剂的问题，但是使用端非常好用，后面一系列的包括我觉得从内燃机的角度来讲什么也不动就是汽油，得到绿色的甲醇就是得到绿色的汽油，甲醇可以容易得到汽油，标耗跟现在的化石一样，我没有时间展开讲这个问题，这条路也在。

 

还有一个柴油也有机会，你这个里面二氧化碳补剂了，我加点水蒸气合成气一氧化碳氢，可以得到柴油和煤油，这个就是我们讲的，后面还有很多，欧洲开了可再生能源，但是他有一个问题必须要解决，碳补剂的问题，否则没有未来，我一直在讲这个事。另外我们讲零碳确实大家现在也有，就是氢胺，他没有碳排放的问题了，但是氢你的基础设施有没有，你烧的时候我们从内燃机的角度不大，但是胺在船上面动力可以应用，这个是我想跟大家交流的。碳中和所有的有氢之后你才有氢的燃料，包括零碳燃料，这个今天我花点时间讲这个，我认为我们所有的电在第一个环，燃料电池也好，内燃机也好是电之后再来谈，就是这个逻辑，在过度中是化石灰的蓝的最后落在这个地方，否则是没有未来的。电能确实是个好的东西，他是人类不可或缺的能量中转站，他太容易变成别的能源，所以他来源广泛存储方便传输快捷容易转换，而且他非常清洁控制，他是电池，他的毛病就是容易波动，存储昂贵，你的电池存储这个量上不来，否则太贵了，另外他电线电网不是随时随地都获得，这样给我们氢以及相关的燃料发动机也好，燃料电池也好带来机会。

 

氢能现在提到议事日程，过去觉得不可能，我感谢碳中和，还是使得燃料有可能包括化工里面会得到大规模的应用，所以他是化工原料也是能源载体，他的来源很广，体积是非常低的，这个是他最大的毛病，清洁无污染，燃烧变成水也没有问题，但是发动机使用的时候烧氢有氮氧化物这个又是你屁股不擦干净，燃料电池故事更好听一些，形式多种多样，所以他两个是完全可以竞争的，那我刚才已经讲了这个问题，太氢了，所以你看看那个同样你跑这个1000公里，你的氢的体积，不管是压缩也好包括液化，液化比压缩大概少一半的体积，仍然非常大，5倍，3到5倍的液体油箱的体积，这个是他最大的问题。这个提示我们刚才讲的电氢互溶或者是互联互补实现碳中和，这个是大家共识的，当然现在我们的这个电是灰电是蓝电，未来再生到绿电，有了这个率电之后他讲了绿氢容易得到，氢的应用很广泛，化工也好，包括你选择你也可以烧氢，也可以是胺、甲醇一系列的东西，他的产业链非常的广，这个是我想谈谈我自己关于能源转型我认为是有机会的，我刚才已经得出这个结论来了。

 

在这个基础上我们既谈电也谈碳综合燃料，我个人认为如果有绿电，电机的效率非常高，就是一点摩擦损失，他是电能到机械能，他效率非常高，所以他现在非常受关注应该尽可能用电，但是电到不了的地方，电不好用的地方那就回到我们燃料，燃料刚才讲首先得到绿氢，胺也算是燃料，既有燃料电池可以用也有发动机可以用，这个我讲了燃料电池跟发动机他本是同根生，但是现在是竞争关系，已经回避不了这个问题了。氢也好烧也可以，我有燃料电池，你是甲醇也好，看你燃料电池，首先他也可以高温也可以用你也可以烧，像这些非常的清楚，我刚才讲了这个电池燃料E—Fuel带来了碳补剂的问题，发动机是可以用的，实际上如果是生物的乙醇生物的柴油本身就在大规模的应用，但是他的量上不来，所以说这个非常清楚，内燃机也是有可为的地方，碳中和下面，但是都面临跟绿电竞争的关系，两个之间还要PK，这个我应该说的比较清楚了。这个也是给出了这种未来零碳内燃机，你要讲一定要呼应这个，有我们刚才讲的生物制燃料、氢内燃机、新动力电池，这两个是内燃机，那两个一个是燃料电池一个是动力，从效率的角度我刚才已经讲了，电高高在上，效率非常高，如果电的成本很低那基本上是没有竞争对手，但是燃料电池、发动机都是由化学能到机械能，他是可以PK的，燃料电池的优势在什么地方，他的效率比较高但发动机已经不是一个纯发动机了，是混合动力，他也在电工况，他的效率也上来了，完全是可比的，不管是氢内燃机还是常规的这种液体燃料汽油机柴油机，跟燃料电池在一个水平，但是燃料电池他的故事好听，尤其是氢，但是他的可靠性不如氢内燃机了，我们一直在讲这个问题，我们科学看待这些动力的竞争。

 

这个图也非常的有意思，是2015年，现在不发布了，因为电发展很快，但是我仍然认为这个图非常有意义，发动机汽油机柴油机肯定是降下来了，但是不意味着这个动力没有了，这个多元化也是，那到哪里去了，到混合动力，油电一块、插电一块，没有想到这几年中国混合动力走出了特色之路，就是插电，也是新能源带来的逼过来的，只有带电才叫做新能源逼你转到电这个轨道上来，现在国家还是非常聪明的，如果不坚持这个我认为电机会一点都没有，早就是丰田一家独享了，因为丰田我也知道在混合动力有非常好的技术，就是因为油电仍然是内燃机是一个节能的产品不属于新能源，插电带来反而把混合动力尽量用电偶尔用一下发动机助力一下，起个充电宝的作用，他驾驶感非常好，还是纯电的感觉，包括功率分流，串并联，他适应的场景非常多，我觉得这个技术确实突破了，纯电我也不讲了。燃料电池有没有，可能难度比较大，因为燃料电池在商业车的机会更多，乘用车基本上未来就是纯电跟混合动力尤其是插电为主，在中国可能是这么一个态势，这种多元化这种发展趋势没有改变，全球经不用说，我们也不能简单以中国的市场发展看全球，全球就是这么一个趋势，仍然存在，具体的数量不用去讲。

 

那这个我也讲了，我也愿意把电动化放下来，我们不用回避，内燃机说实话没有电也不行，纯内燃机就是符合工况，效率非常低，20%左右，只要混合动力助力我高符合，我的效率才40%，甚至往50%走，难道不感谢电吗，我说混合动力应该是助内燃机焕发新生，我讲过这个话，现在仍然成立，他算是给内燃机机会，如果再拥抱碳中和燃料就有可能有未来，这个非常清楚了，我也不去讲电动化的趋势非常的明显，但是他仍然受资源的限制，这个是回避不了的，你能不能回收，回收的过程中有没有能耗，这个可不可持续发展，为什么赚不到钱，就那么一点资源，原来是石油的限制现在是资源的限制，这种我们讲的矿产资源的限制，包括能量回收，这个电池回收，这个也回避不了，我想这个我不去讲我不否定电我认为非常好，我已经讲了我的观点。这个图是很现实的，也是这几年的变化，这个是2020年，我清楚的很，当时在上海，李院士代表行业发布技术路线图，我们预测2035年一半新能源一半是什么，我们讲的HEV，就是油电，但是没有想到这几年两三年的变化你看看你设想不到，未来很有可能我刚才讲的是纯电50%，插电跟油电，尤其是中国插电相当比例的会上去，而且这个时间不一定是三五年，2030年可能就到位了，这个就是现实，确实这些年动力的技术发展日新月异，你不学习就会马上被淘汰，那个也是我们讲的比亚迪有一些舆论，但是我觉得比亚迪还是非常不错的，电的技术非常好，但是他没有放弃内燃机，他在纯内燃机纯油车是进了，但是你看看他的插电混一半以上靠这个赚钱，这个就是今天我们在呼吁，市场有这个需求，他的场景都可以满足，又节能又减排又满足各种需要，为什么要打压他，如果我内燃机是碳中和就长命百岁了，就不应该禁，不要说这个话，纯的内燃机划时代，我们搞内燃机的也不认可，有更好的选择，至少油电混，那也大幅度的节能，加上插电，所以我想这个非常的清楚，我也不多解释了。

 

这个是丰田，我一直对丰田是非常敬仰的企业，这个企业是不容易的，上2个礼拜在宁波有一个论坛，我们丰田的专家也做了很好的报告，你看看整个的路线过去他很模糊，他不去量化，但是趋势没有变化，包括公司自己过去HEV，现在也认识到了这个插电，我也跟他们的专家聊，我说功率分流插电方面不如开关的，他们也在做这种论证，也在进步，也在适应中国的市场我觉得非常好，尤其是燃料电池从技术的储备也很好，大家去PK，都应该有机会，包括满足未来的碳中和，甚至我刚才讲了未来的这种混合动力专业发动机不但效率高，而且能用氢机的燃料甚至是液体，我认为也可以去考虑，跟吉利也在探讨，甲醇我说一定不要从价格这个角度，你肯定比现有的汽油要贵，5倍6倍，未来的量上来了这个电价上来了，这个转化过程降下来了，有可能成本大家可以接受，如果一个混合动力偶尔用一下，你的生活水平到这个程度你会计较5倍6倍，10倍都可以接受，只要在高速的时候我回家的时候那会儿不要让我停下来加不到油充不上电就可以了，这种场景仍然在，生物制的乙醇高标耗的，最近我们跟燃料部门也在讲，现在慢慢汽油的车辆将来我们把乙醇量提高，高标耗的汽油要压缩比的混合动力有可能40、50，这种量可是实实在在的节能了，实现低碳也好未来零碳，所以绿色的甲醇M2G，绿色的汽油，E—Fuel的汽油都是有可能未来的选择。

 

这个是上次刚才讲的，那我们丰田是真正带头在践行混合动力专业发动机，这次拿到49.3，我说明年我们世界内燃机大会一定请你做报告，用行动来证明内燃机有未来，不是抱怨，不解决问题，我觉得丰田干的非常好，所以我这里为他点赞，他而且也在呼应乙醇，双喷水就可以实现稀燃，你燃料电池从系统的角度还不如这个，我认为这个也是值得我们去探索的很好的一个思路，商业车我不去多讲，城市的这种仍然电动化，唯一是长途的动力怎么来弄，现在我了解燃料电池是国家主推的，他要把氢的体系建立起来是很好的抓手，确实不要充电，时间比较长，因为你燃料电池你跟电比就这种优势，来的快，但是你那个体积我大卡车也可以消化得了，内燃机现在跟你PK了，燃料电池用氢，我白菜价，我这个产业链很成熟，那我觉得很好，这个就是竞争，而且都面临跟电动化的竞争，我也了解现在换电也在考虑，这种都有机会，不像乘用车那么明朗了，尤其是中国市场越来越明朗，商用车还是一片混战，但是值得大家去努力，这个才是百花齐放，有利于行业的发展，不要去打压他，我们内燃机也在呼吁零碳，混合动力是必须要做的，也不是过度，现在我也找到了依据因为我零碳，氮氧化物排放不是问题，我作为排放后处理的，99.9%转化效率没有问题，基础设施也是有的有什么问题，没有问题。

 

这里也是欧洲做了预测，当然未来你看看也是多元化，可能有些场景燃料电池有些纯电混合动力加上我们刚才讲的这个燃料，E—Fuel的可能也不是这种氢的柴油的这种都有可能有，这里我也不去展开讲了，混合动力现在商用车也慢慢在应用了，这个是我自己最后画了一个图，我自己也不知道安慰自己，我说内燃机纯电混合动力我们都列在这个地方，我们从动力效率环保便利购车成本综合打个分，我个人心目中我认为我对电我不反感他，我要积极拥抱他，所以我认为电是好的东西，但是充电设施充电的长度时间你能不能忍受，这个是混合动力就弥补了这个缺点，如果成本也是可控，他的场景各种要求，所以我把这两个也不一定谁高谁低，内燃机我觉得目前是要退出历史舞台，燃料电池目前来看无论从基础设施还是从他的成本可靠性，有个过程，所以我认为挑战更大，内燃机不应该在发动机本身，他赢在油箱液体燃料，这个是内燃机唯一的优势，我刚才讲的E—Fuel是液体的，气体他也没有优势我告诉你们，所以电池是他的弱项，现在电池我们今天讲，如果是一个固态电池就麻烦了，那我们内燃机也甘愿退出历史舞台，我觉得生态文明也到了，但是我相信还有相当长的时间大家技术上去竞争，最后实现碳中和。

 

最后碳中和确实是共识，我们内燃机现在也适应了这种，那能源战略转型由于全球供需矛盾减缓，这种需求，不像过去说马上缺油，而是更多的选择，多元化、电动化、低碳化可以满足未来的汽车排放法规，内燃机我觉得你现在在相当长的时间还是一个主导动力，这个也没有问题，尤其是国防特殊场合更是没有替代，长远来讲必须解决氢、零碳燃料的燃烧控制，E—Fuel高成本，E—Fuel挺好的，就是成本的问题，那你才可以实现可持续的发展，纯电动我也不讲了肯定是有他的问题，但是在碳中和的情况下是有他的优势，燃料电池刚才我讲了，他长续航里程没有充电的时长问题和焦虑问题，尤其是中国如果要把氢的基础设施建立起来我认为应该这样，但是我内燃机我也跟你竞争，我觉得是可以的，混合动力我个人认为不是过度，是非常好的综合的一个选择，给大家更多的选择，我就说这么多，谢谢大家。