电力系统的可再生能源出力预测常采用什么方法，情尽量详细点，谢谢了

一、填空

一次能源是指直接取自 自然界没有经过加工转换 的各种能量和资源。

二次能源是指 由一次能源经过加工转换以后得到 的能源产品。

终端能源是指供给 社会生产、非生产 和 生活中直接用于消费的各种能源。

典型的光伏发电系统由光伏阵列、蓄电池组、控制器、电力电子变换器和负载等组成。

光伏发电系统按电力系统终端供电模式分为 独立 和 并网 光伏发电系统。

风力发电系统是将风能转换为电能，由机械、电气和控制3大系统组合构成。

并网运行风力发电系统有恒速恒频和变速恒频两种运行方式。

风力机又称为风轮，主要有水平轴和垂直轴风力机。

风力同步发电机组并网方法有自动准同步并网和自同步并网。

风力异步发电机组并网方法有直接并网、降压并网和 晶闸管软并网。

风力发电的经济型指标主要有单位千瓦造价、单位千瓦时投资成本、财务内部收益率和财务净现值、投资回收期及投资源利用率。

太阳的主要组成气体为氢（约80%）和氦（约19%）。

太阳的结构从中心到边缘可分为核反应区、辐射区、对流区、太阳大气。

太阳能的转换与应用包括了太能能的太阳能的采集、转换、储存、传输和应用。

光伏发电是根据光生伏特效应原理，利用太阳电池 将太阳光能直接转化为电能。

光伏发电系统主要由太阳电池组件；充放电控制器、逆变器；蓄电池、蓄能元件及辅助发电设备3大部分组成。

太阳电池主要有单晶硅太阳电池、多晶硅太阳电池、非晶硅太阳电池、碲化镉太阳电池、铜铟硒太阳电池5种类型。

生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而储存在生物质内部的能量。

天然气是指地层内自然存在的以碳氢化合物为主体的可燃性气体。

燃气轮机装置主要由燃烧室、压气机、轮机装置3部分组成。

自然界中的水体在流动过程中产生的能量，称为水能，它包括位能、压能、动能3种形式。

22.水能的大小取决于两个因素：河流中水的流量和水从多高的地方留下来。

简答题

简述能源的分类？

答：固体燃料、液体燃料、气体燃料、水力、核能、电能、太阳能、生物质能、风能、海洋能、地热能、核聚变能。还可以分为：一次能源、二次能源、终端能源，可再生能源、非可再生能源，新能源、常规能源，商品能源、非商品能源。

什么是二次能源？

答：二次能源是指由一次能源经过加工转换以后得到的能源产品。

简述新能源及主要特征。

答：新能源是指技术上可行，经济上合理，环境和社会可以接受，能确保供应和替代常规化石能源的可持续发展能源体系。新能源的关键是准对传统能源利用方式的先进性和替代性。广义化的新能源体系主要包涵两个方面:1、新能源体系包括可再生能源和地热能，氢能，核能；2、新能源利用技术，包括高效利用能源，资源综合利用，替代能源，节能。

简述分布式能源及主要特征。

答：分布式能源定义为：发电系统能够在消费地点或很近的地方发电，并具有：①高效的利用发电产生的废能生产热和电；②现场端的可再生能源系统；③包括利用现场废气、废热以及多余压差来发电的能源循环利用系统。特征：高效性；环保性；能源利用的多样性；调峰作用；安全性和可靠性；减少国家输配电投资；解决边远地区供电。

简述风产生的原理。

答风是地球上的一种自然现象，是太阳能的一种转换形式，它由太阳辐射热和地球自转、公转和地表差异等原因引起的，大气是这种能源转换的媒介。地球表面被大气层所包围，当太阳辐射能穿越地球大气层照射到地球表面时，太阳将地表的空气加温，空气受热膨胀后变轻上升，热空气上升冷空气横向切入，由于地球表面各处受热不同，使大气产生温差形成气压梯度，从而引起大气的对流运动，风是大气对流运动的表现形式。

简述风力发电机组的分类。

答：从风轮轴的安装形式上：水平轴发电机组、垂直轴发电机组；按风力发电机的功率：微型、小型、中性、大型；按运行方式：独立运行、并网运行。

简述变速恒频风力发电系统的控制策略。

答：变速恒频风力发电系统的基本控制策略一般确定为：①低于额定风速时，跟踪最大风能利用系数，以获得最大能量；②高于额定风速时，跟踪最大功率，并保持输出功率稳定。

影响风力发电场发电量的因素主要有哪些？

答：影响发电量的因素主要有：①风电场的风能资源，包括风力机轮毂点的年平均风速、风速频率分布、主风向是否明显、空气密度等；②风电场风力发电机的排列应合理，应充分利用场地，减少风力机之间的影响，使整个风电场的发电量达到最优；③发电机的选型，应根据风资源情况选择合适类型的风力发电机；④风力发电场的运行管理水平。

简述光伏发电系统的孤岛效应。

答：当分散的电源如光伏发电系统从原有的电网中断开后，虽然输电线路已经断开，但逆变器仍在运行，逆变器失去了并网赖以参考的公共电网电压，这种情况称之为孤岛效应。

简述光伏发电系统的最大功率点跟踪控制。

答：最大功率点跟踪控制（MPPT）是实时检测光伏阵列的输出功率，采用一定的控制算法预测当前工作状态下光伏阵列可能的最大功率输出，通过改变当前的阻抗来满足最大功率输出的要求，使光伏系统可以运行于最佳工作状态。

生物质能通常包括哪六个方面？

答：1、木材及森林废弃物；2、农作物及其废弃物；3、水生植物；4、油料植物；5、城市和工业有机废弃物；6、动物粪便。

利用生物质能主要有哪几种方法？

答：1、直接燃烧方式；2、物化转换方式；3、生化转换方式；4、植物油利用方式。

简述我国发展和利用生物质能源的意义。

答：1、拓宽农业服务领域、增加农民收入；2、缓解我国能源短缺、保证能源安全；3、治理有机废弃物污染、保护生态环境；4、广泛应用生物技术、发展基因工程。

简述我国生物质能应用技术主要哪几个方面发展？

答：1、高校直接燃烧技术和设备；2、薪材集约化综合开发利用；3、生物质能的液化、气化等新技术开发利用；4、城市生活垃圾的开发利用；5、能源植物的开发。

简述燃气轮机的工作原理。

答：压气机将空气压缩后送入燃烧室，再跟燃料混合后燃烧，产生大量的高温高压气体，高温高压燃气被送入封闭的轮机装置内，并膨胀，推动叶片使机轴转动。

小型燃气轮机发电的主要形式有哪几种？

答：1、简单循环发电；2、前置循环热电联产或发电；3、联合循环发电或热电联产；4、整体化循环；5、核燃联合循环；6、燃机辅助循环；7、燃起烟气联合循环；8、燃气热泵联合循环；9、燃料电池——燃气轮机联合循环。

我国水力资源有哪些特点？

答：1、水力资源总量较多，但开发利用率低；2、水力资源地区分布不均，与经济发展不匹配；3、大多数河流年内、年际径流分布不均；4、水力资源主要集中于大江大河，有利于集中开发和规模外送。

典型的水电站主要由哪几部分组成？

答：水工建筑物；水轮发电机组；厂房；变电所；输电线。

1、分析双馈异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。

答：工作原理可概括：发电机的定子直接连接在电网上，转子绕组通过集电环经AC-AC或AC-DC-AC变频器与电网相连，通过控制转子电流的频率、幅值、相位和相序实现变速恒频控制。为了实现变速，当风速变化时，通过转速反馈系统控制发电机的电磁转矩。使发电机转子转速跟踪风速的变化，以获得最大风能。为实现恒频输出，当转子的转速为n时，因定子电流的频率f1=pn/60±f2，由变频器控制转子电流的频率f2，以维持f1恒定。当发电机转子转速低于同步速时，发电机运行在亚同步状态，此时定子向电网供电，同时电网通过变频器向向转子供电，提供交流励磁电流；当发电机转子转速高于同步速时，发电机运行在超同步状态，定，转子同时向电网供电；当转子转速等于同步转速时，发电机运行在同步状态，f2=0，变频器向转子提供直流励磁，定子向电网供电，相当于一台同步发电机。

2、从广义化概念讲，新能源利用主要包括哪3个方面的内容？

答：1）综合利用能源。以提高能源利用效率和技能为目标，加快转变经济增长方式。2）替代能源。以发展煤炭洁净燃烧技术和煤制油产业为目标，降低对石油进口的依赖。3）新能源转换。大力发展以可再生能源为主的新能源利用体系，调整、优化能源结构。

分析笼型异步发电机变速恒频风力发电系统的工作原理。

答：其定子绕组通过AC—DC—AC变频器与电网相连，变速恒频策略在定子电路中实现。当风速变化时，发电机的转子转速和发电机发出的电能的频率随着风速的变化而变化，通过定子绕组和电网之间的变频器将频率变化的电能转换为与电网频率相同的电能。

分析同步发电机的变速恒频风力发电系统的工作原理。（图3-44）、

答：为了解决风力发电机中的转子转速和电网频率之间的刚性耦合问题，在同步发电机和电网之间加入AC—DC—AC变频器，可以使风力发电机工作在不同的转速下，省去调速装置。而且可通过控制变频器中的电流或转子中的励磁电流来控制电磁转矩，以实现对风力机转速的控制，减小传动系统的应力，使之达到最佳运行状态。其中Pw为风力机的输入功率；Pa为发电机的输入功率；If为励磁电流。

分析无刷双馈异步发电机的变速恒频风力发电系统的工作原理。

答：磁场调制型无刷双馈异步发电机的定子中的功率绕组直接与电网相连，控制绕组通过变频器与电网相连。图中P*和Q*分别为有功功率和无功功率的给定值；功率控制器根据功率给定与反馈值及频率检测信号按一定的控制规则输出频率和电流的控制信号。无刷双馈发电机的转子的转速随风速的变化而变化，以保证系统运行在最佳工况下，提高风能转化的效率。当发电机的转速变化时，由变频器来改变控制绕组的频率，以使发电机的输出频率与电网一致。

试分析大功率点跟踪控制（MPPT）的控制算法中扰动观察法的寻优过程，画出其控制流程。

答：根据光伏阵列工作时不间断地检测电压扰动量，即根据输出电压的脉动增量（±△U）的输出规律，测得阵列当前的输出功率Pd，而被储存的前一时刻输出功率被记忆为Pj，若Pd>Pj，则U=U+△U；若Pd<Pj，则U=U-△U。

试分析大功率点跟踪控制（MPPT）的控制算法中增量电导法的实现过程。

答：由光伏阵列的P-U曲线可知，当输出功率P为最大时，即Pmax处的斜率为零，可得，整理可得，即为光伏阵列达到最大功率点的条件，即当输出电压的变化率等于输出瞬态电导的负值时，光伏阵列即工作于最大功率点。增量电导法就是通过比较光伏阵列的电导增量和瞬间电导来改变控制信号，需要对光伏阵列的电压和电流进行采样。Un,In为检测到光伏阵列当前电压、电流值，Ub,Ib为上一控制周期的采样值。程序读进新值后先计算其与旧值之差，在判断电压差是否为零；若不为零，在判断式是否成立，若成立则表示功率曲线率为零，达到最大功率点；若电导变化量大于负电导值，则表示功率曲线斜率为正，Ur值将增加；反之Ur将减少。再来讨论电压差值为零的情况，这时可以暂不处理Ur，进行下一个周期的检测，直到检测到电压差值不为零。

下图（图5-4）所示为沼气内燃机发电系统的典型工艺流程，试分析此工艺流程。

答：构成沼气发电系统的主要设备有沼气发电机组、消化池粗气罐、供气泵、沼气锅炉、发电机和热回收装置。沼气经脱硫器由贮气罐供给燃气发电机组，从而驱动与沼气内燃机相连接的发电机而产生电力。沼气发电机组排出的冷却水和废气中的热量通过热回收装置进行回收后，作为沼气发生器的加温热源。从废水处理厂出来的污泥进入一次消化槽和二次消化槽，在消化槽中产生的沼气首先经脱硫器进入球形贮气罐，然后由此输送入沼气发电装置中。作为发电机组燃料的沼气中甲烷的含量必须高于50%，不必要进行二氧化碳的脱除，因为少量二氧化碳对发电机组有利，使其工作平稳，减少废气中有毒物的含量。从发电装置出来的废沼气进入热交换器中，将热量释放出来，用来加热进行厌氧发酵的污泥，从而提高沼气的发生率。

9、画出垃圾焚烧发电控制的系统框图，并分析其工作原理。

答：控制系统中的总协调控制器需要对垃圾焚烧全过程进行控制，包括控制方式的确定，并将逆变器控制的方式下达逆变控制器，将燃烧状态和要求下达燃烧控制器，起到整体的协调作用。逆变控制器采集公司电网的电压和相位等信号，并控制三相SPWM逆变器，实现同步并网，将发动机所发出的交变电能换成与电网同频率、同相位的交流电后，通过逆变匹配变压器输送到公共供电网络。而燃烧控制器采集相关的垃圾焚烧炉的温度、锅炉温度与压力、蒸汽轮机的转速及工作状态，并控制焚烧炉排的进给速度，保持焚烧系统的稳定。

下图（图6-4）所示为微型燃气发电机组控制与电源变换系统的总体结构，试分析介绍其系统组成和工作原理。

答：系统主要由微型燃机、燃料增压泵、中频发电机、大功率变频电源、蓄电池、双向DC--AC变换器、三相输出隔离变压器、自动控制系统和人机监控操作界面等环节构成。

原理：在开机启动阶段，先断开断路器K2、 使用户负载与逆变电源变压器一次侧隔离，闭合断路器K1，将100kw三相DC--AC变换器的输出和发动机相连，利用DC--AC变换器将蓄电池的直流电逆变成三相中频交流电启动中频发电机，此时发动机工作在电动状态，驱动微型燃机涡轮起动；100kw的三相主AC--DC变换器采用晶闸管可控整流模式，起动时控制系统将晶闸管触发延迟角a推到1800 ，使晶闸管处于截止状态，100kw三相AC--DC变换器停止变换，蓄电池通过双向DC--AC变换器向100kw三相DC--AC变换器提供直流电源，由变换器把直流电逆变为0~500Hz、400V的交流电，驱动发动机工作于电动运行模式，带动微型燃机软起动。起动结束后K1断开，发动机从电动状态变为发电状态，输出500~1200Hz、400~900V的三相中频交流电至100kw三相DC--AC变换器；经AC--DC变换器可控整流为幅值恒定的直流电源，再经电容滤波后，由100kw三相主DC--AC变换器将直流电压逆变换为50Hz、400V的工频电源；待完成起动系统稳定工作后，K2闭合，主DC--AC逆变器通过三相隔离变压器将50Hz、400V的工频电能提供给用户负载或并入公共电网；此后，双向DC--AC变换器从直流母线获取电能向蓄电池充电，蓄电池由放电转为充电蓄能状态，为下次起动储备能量。

试分析潮汐能发电原理（图8-1）。

答：潮汐发电是利用潮差来推动水轮机转动，再由水轮机带动发动机发电。潮汐发电必须选择有利的海岸地形，修建潮汐水库，涨潮时蓄水，落潮时利用其势能发电。

阐述电力系统中无功补偿的作用及常用方法。

答：作用：1) 减少电力损失　一般工厂动力配线依据不同的线路及负载情况，其电力损耗约2%～3%左右，使用无功功率补偿后提高了功率因数，总电流降低，可降低供电端与用电端的电力损失。(2) 改善供电品质　提高功率因数，减少负载总电流及电压降，提高供电设备容量的利用率。

(3) 延长设备寿命　改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷降低，因此可以降低温升增加寿命。

方法：低压个别补偿：根据个别用电设备对无功功率的需要量将单台或多台低压无功补偿设备分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器；低压集中补偿：是指将低压无功补偿设备通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负载而直接控制无功补偿设备的投切；高压集中补偿:是指无功补偿设备直接装在变电所6~10kv高压母线上的补偿方式。

析，尤其是次同步频率段的间谐波分量较大时，可能与邻近发电机轴系机械振荡相互作用，诱发次同步振荡问题，严重危及电力系统的安全稳定运行。因此，需建立光伏并网系统的间谐波分析模型，对间谐波产生机理和特性进行分析，便于抑制间谐波对系统的影响。

不同工作频率子系统互联的非同步耦合调制行为是产生间谐波的主要原因。分析间谐波的方法主要有时域信号的离散傅里叶分析和频域数学模型。典型的交直交换流器及直流输电系统中，由于具有两个不同频率的系统相互调制作用，因此会产生间谐波。负荷的波动性，也会产生间谐波问题。基于线性化的方法推导感应电动机带波动性负荷时的定子间谐波电流表达式，并分析间谐波幅值与负荷波动频率、负荷大小的关系。随着可再生能源发电的随机波动性增大和新型电力电子装置间不同频率系统间相互耦合作用加强，现代电力系统的间谐波产生和传播机理变得更为复杂，如直驱型永磁同步风力发电机和双馈式风力发电机的间谐波问题。光伏并网系统产生间谐波的主要原因有：一是光照的随机变化将导致光伏输出的直流电压随机波动，通过逆变器交直流侧相互作用，在交流侧产生复杂的间谐波分量；二是最大功率点跟踪(maximum power point tracking，MPPT)控制不断调整逆变器直流电压指令，以获取最大功率输出，从而导致逆变器直流侧电压波动，在交流侧产生间谐波分量。常见的MPPT策略有扰动法和电导增量法，两者输出均具有扰动特征，因此下文统一称为扰动式MPPT。在确定的扰动步长和扰动周期作用下，扰动式MPPT输出将呈现三点周期性振荡，该模式将会在并网系统中产生明显的间谐波分量。通过实验测量的方法研究不同类型光伏逆变器的间谐波电流发射特性，并指出MPPT是造成光伏并网系统存在间谐波的原因。采用IEC推荐的间谐波子组算法评估光伏逆变器在不同输出功率下，由MPPT导致的特征间谐波电流。进一步以扰动观察法为例，对MPPT引起的光伏间谐波进行仿真研究，给出相应的抑制措施。然而，上述研究成果均以实验测试或仿真分析的手段展开，能定性得出光伏间谐波的分布规律和影响因素，无法揭示其产生的内在机理和具体量值大小。因此，通过解析计算MPPT导致的光伏并网系统间谐波，深入分析间谐波的产生机理和发射特性具有重要的理论价值。

作者 | 欧阳明高

编辑?|?Jane

来自帮宁工作室（gbngzs）的报道

01．

点评2019年新能源汽车技术热点

第一，?补贴退坡阵痛与全球转型大势。

就国内形势看，补贴政策退坡，新能源汽车销量不及预期，商用车下降最严重，从20万辆掉到10万辆。

从国际形势看，德国、法国、美国都发布了新能源汽车继续补贴政策。令我感到意外的是美国，计划将单个汽车公司20万辆电动汽车免税门槛提高到60万辆。

从中国公司看，以比亚迪和宁德时代为代表的中国公司加快技术创新力度，尤其在电池技术方面，相继推出C2P技术和刀片电池技术，具有里程碑意义。而且，这两家公司还进一步扩大国际配套的速度和规模。

从跨国公司看，以大众汽车集团为代表的跨国公司战略清晰化，从规划转向行为。

从新兴公司看，特斯拉市值突破700亿美元，超过奔驰和宝马，仅次于大众和丰田，成为第三大市值公司。其上海超级工厂建成，即将大规模量产。全球转型已成大势。

第二，?新能源汽车动力系统技术价值越来越受到重视。

2019年锂电池获得诺贝尔化学奖；中国科协发布2019年20个重大科学技术难题，其中的两个难题，一是高比能量动力电池，一是氢燃料动力电池系统。此外，中国工程院发布全球工程前沿2019，动力电池被提到4次，燃料电池被提到2次，氢能与可再生能源被提到4次，电驱动和混合电动驱动系统被提到2次。

第三，?电动汽车核心技术市场前景非常明朗，但正在遭受阵痛。

现在PHEV和EV遇到的情况相当于20年前（1999年）的手机状态，燃料电池可能会再晚十年。每个技术都是S曲线发展过程，新能源汽车技术正在S曲线底部，即将要上坡。

第四，?新能源汽车推动新能源革命的战略意义被认识，但还没受重视。

以前我们谈新能源汽车往往是基于交通工具角度，或者化石能源角度来谈，其实应该从新能源和交通电动化双重角度来看，否则其价值会被大大低估甚至误解。

动力电气化——电池、燃料电池、氢能本身就是新能源革命的核心技术。《第三次工业革命》里提到新能源革命五大支柱，概括起来就是动力电气化；能源低碳化；系统智能化。

因为新能源汽车所具有的双重属性，补贴新能源汽车其实也是投资国家新一代能源基础设施，如果2035年我们有1亿辆电动汽车，车载电池储电容量就是50亿度电。从这个角度看，补贴很值。

02．

PHEV繁荣期10年左右

先来看插电混合动力。今年合资企业插电混动卖得非常火，比例上升很快，行业反响热烈。

从政策看，“双积分”油耗核算是加权平均值，这个值在不断下降，要满足这个法规就必须做新能源汽车。相对HEV，PHEV更有优势。为什么？PHEV成本跟HEV基本相当，但它有不限行的方便，有使用费用的降低，综合效益不错。

另外，PHEV残值比EV高。总体看，EV二手车残值偏低。从客户选车标准看，安全、性价比、便利性、车辆残值这些符合客户需求。

我个人估计，今后5年PHEV会上涨，但中间会出现一个高峰期，整个繁荣期10年左右。根据我们的计算，到2030年，100纯电里程的PHEV与500纯电里程的电动车相比，成本方面不具备优势，甚至各方面EV都会超过PHEV。

《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》（征求意见稿）提出，2025年新能源汽车占比25%，PHEV将发挥重要作用。估计到2025年，PHEV会达到峰值，现在PHEV在总量中占比20%~25%。当然，纯电动汽车仍然会占新能源汽车主体。因此技术上，尤其国内企业要通过系统平台化，部件模块化的共享，来简化开发流程、降低开发成本，避免折腾和浪费，这非常重要。

本田汽车就是一个例子。今年本田汽车发布了电动平台化战略，以前本田技术路线非常多元化，最后统一到一个平台，叫串并联平台。何谓串并联平台？混合动力城区运行最好就是串联，高速公路最好就是并联，这可以从内燃机效率角度来解释。

为什么就剩一个？因为可以平台化、模块化、共享化，降低成本，而且这种系统的机械结构极其简单，给电驱动系统技术快速提升提供了很大空间，很值得我们学习，国内有些汽车企业已经在朝这个方向走。

03．

纯电动仍是新能源汽车主力

关于纯电动。我讲讲在应对纯电动汽车焦虑方面的一些进展。

成本方面。2019年中国动力电池成本降到0.6元~1元/瓦时，各种类型电池不一样，磷酸铁锂可做到100美元/千瓦时以下。

至于比能量，磷酸铁锂在提升。以前大家着重在单体比能量上下功夫，但单体比能量到一定时候，锂离子电池材料就会有瓶颈，要把比能量做到足够高，遇到安全瓶颈就要加东西，一加东西成本就上升，所以要有一个平衡。其实300瓦时/公斤的电池去年就做出来了，今年是推向市场。

今年电池厂在比能量方面做得最漂亮的工作不是单体，而是宁德时代和比亚迪做的电池包，以前是从单体电池，到电池模块，再到电池PACK这三个层次。现在基本上减少到两个层次，中间模块去掉，直接从单体电池到电池PACK。

这两个厂家，一个做三元电池，一个做磷酸铁锂电池，但具体做法不太一样。宁德时代电池包叫CTP，重量能量密度提升10%~15%，体积能量密度提升15%~20%。车上体积能量密度最重要，零部件减少40%。

比亚迪电池包叫刀片电池，已申请专利，很多国外企业都对这个技术感兴趣。车有多宽，电池也可以做多宽。以前电池很短，现在整个长条就像一个刀片，高度不变，一片一片叠起来，刚度和强度都非常好，还可以做结构件。而且电池单体制造成本还可以进一步下降，这是2019年的重要创新。

以前认为磷酸铁锂电池跑不了500公里，因为装不了那么多电池，现在就可以做到。一辆A级车装到60度电没问题，磷酸铁锂电池主要是体积比能量，而体积比能量偏低。

寿命和质保方面。大家总担心寿命，比亚迪电动大客车提出10年100万公里质保，这在商用车领域已经非常高。轿车分两种，如果是运营车，宁德时代提出5年50万公里，家用轿车是8年15万公里。

低温方面。宁德时代新的自加热技术，可以做到加热2度/分钟，不需要其他东西，就是自加热。自加热靠什么？靠电机里的电感电容回路，进行高频振荡。

快充问题。现在的常规电压平台，可以做到30分钟~45分钟充电80%。超级快充可以做到15分钟充电80%，主要在负极上改变材料，当然会增加成本。将来可能做到充10分钟就能走多远，比如续航里程500公里的汽车，可做到充5分钟续航100公里，比快充容易多了。

安全理念问题。我们开始强调系统安全性，而不是简单的单体安全性。比如只要把热蔓延防止住，就不会有事故，现在热蔓延法规开始实施。

另外，更多强调使用安全。还有就是电池、整车、充电桩系统安全，更多是预警，而不是报警。比如电压的监测、内短路、自放电都可以监测，所以电池厂更多在电池管理上做文章，而不是改变材料。

改变材料要么增加成本，要么有副作用，非常复杂。现在是不增加成本，就改算法，或者利用大数据，可以干很多事。

提高电池比能量只是一个方面，更重要的是降低整车电耗。如何降低？要从整车系统集成技术上想办法，这其中，电驱动系统技术进步所带来的重量和体积减少贡献最大。

如果是内燃机或者油电混合动力，打开前舱门，前舱里装满了动力系统部件。而电机比功率越来越大，体积越来越小，电机控制器也一样。国内有好几家企业在做碳化硅电力电子器件，体积缩小80%，再集成到电机上。电机和电机控制器又跟车轴集成，成为一体化电驱动车轴。车载充电器移到车下，由交流慢充变成直流慢充。

这样前舱就会慢慢空出来，逐渐实现电动底盘平台化，跟现在的汽车完全不一样。现在的承载式车身是封闭壳子，平台是虚拟的。大家知道，丰田汽车、大众汽车都在做电动底盘平台。最理想的电动底盘平台轴距可以灵活改变，底盘对各种车型适应性好，车身轻量化后花样多，就能灵活地做车型开发。

这都是带发动机的PHEV做不到的。我们预测，2030年前在轿车领域，各种路线中纯电动会做到最优秀。

综合以上，未来5年PHEV会繁荣，2025年可能达到峰值（取决于购置税减免政策和限行政策），但纯电动仍是新能源汽车主力。

2025年左右，纯电动乘用车综合成本可能小于燃油车（有的企业会提前）。2030年，500公里纯电动乘用车综合成本可能小于100公里纯电里程插电混合动力。2035年，纯电动乘用车将成为新销售乘用车主流。

《新能源汽车产业发展规划（2021-2035年）》（征求意见稿）提出，2035年纯电动汽车将成为主体。大众汽车集团预计，2040年欧洲70%汽车将是纯电动车，而中国这个数字可能超过85%。未来燃油汽车仍有一定影响力，大众汽车集团到2040年才彻底结束燃油车生产和销售。燃油车比例会逐步降低，而不是一蹴而就。

04．

氢能燃料出路在于创新

关于氢能燃料电池。2019年被认为是中国氢能元年。这半年来，国外一些大能源公司如BP、壳牌、西门子、法国EDF、美国AP等都来找我们谈氢能。面向低碳转型，欧洲出台了全方位技术一揽子规划。新能源汽车包括氢能和燃料电池专项，一些中国能源企业更积极地介入氢能。

我个人认为，氢能是新能源技术体系重要组成部分。如果把氢能跟化石能源相连，这个意义不大，重要的是把可再生能源发的不稳定的电，通过电解水制氢转换成氢能。所以，氢能的合理性取决于它在可再生能源转型中的大规模能量储存。

小规模、短周期储存，电池非常优秀，但是大规模、长周期储存需要氢能，尤其是中国西北部集中式的一望无际的光伏和风电。另外，氢能有多元化利用需求，不仅车要用，将来发电、航空、供热、工业原料、农业化肥，甚至医学、炼钢等都要用。

从固定式储能角度看，氢能有几个优点。第一，储氢比电池储电便宜。车下储能大概差一个数量级，也就是10倍的关系。1公斤氢是34度电，再便宜的储能电池也需要800元，长寿命是9000次循环，因此一般要1元/瓦时以上。氢能储能装置储1千瓦时能量约需100元（视车载情况而异，由于体积限制，加之氢燃料电池发电效率比电力电池储电效率低，会下降3至5倍）。

第二，与储电互补。电池是高频双向调节，氢能是低频调节，两者互补。

第三，?商品属性更好。

第四，储运方式灵活多样。有特别不合理的，也有合理的，目前这方面争议较多。

比如长管拖车不经济，要做管道运氢，建设成本又太高，需要创新。再比如可以长途输电，当地制氢，西部2000公里先把电输到北京附近再制氢。无论哪里制氢对电网负荷调节作用都类似，国家电投已经在做示范。

储能为什么这么重要？将来可再生能源发电电价会极其便宜，储能成本反倒会占很高比例，看一种储能方式好不好，要看全链条，也就是可再生能源生产、运输、储存等全链条成本。

由于氢能热和纯电动汽车补贴退坡，几个因素叠加，氢能燃料电池汽车成为热点。但也有很多人严重质疑，其中一些观点也有道理。所以它既受吹捧，也受质疑；它既不是那么好，也不是那么差，关键是找到平衡点。

为什么要做新能源汽车？只有在向可再生能源低碳转型时，新能源汽车优势才会凸显。不仅要用新能源，反过来还会推动新能源转型，没有这个反作用，其意义就没这么大。基于可再生能源、动力蓄电池和氢能成为储能的优先选择，纯电动汽车、燃料电池汽车成为智能低碳能源系统互动终端，新能源汽车优势才会凸显。

从长期看，一是当可再生能源发电量比例足够高，比如超过50%，2035年就可能达到；二是可再生能源发电成本足够低，低到多少？比如0.1元，现在目标是0.2元；三是储能成本在可再生能源制、运、储、运全链条综合成本中占比足够高，假如占到50%~70%；四是燃料电池效率也足够高，这样技术经济性就很优异。

但这需要科学技术的新突破，战略思维的新理念和商业化的新模式，不能一蹴而就，需要时间。目前发展燃料电池汽车的现实挑战，仍然是氢能燃料电池全链条的技术经济性。

多大挑战？举个例子，日本氢能燃料电池乘用车技术路线图是，2025年轿车燃料电池+储氢瓶+电池等于5万元，而500公里纯电动的动力电池约4万元，也就是说，按照乐观估计，2025年500公里车还是没法跟纯电动相比。

此外，不仅要储氢，还有燃料电池，氢能燃料电池总体积比扁平化电池体积大，这会挤占乘员空间。再加上氢燃料电池轿车使用能耗和维保费用大大高于纯电动，除非换电池，每度两三元，一般家用纯电动车不这么做，都是在家里慢充。

如果给氢能燃料电池汽车定位，什么情境下有优势？前面讲过储电比储氢贵，所以里程越长，收益就越大。但纯电动汽车除电池就是电机，氢燃料电池汽车除储氢瓶，还有燃料电池发动机，燃料电池是固定成本，储氢成本随里程增长可以累计收益，来抵销燃料电池成本，这是平衡点。

对乘用车而言，这个平衡点中长期看是500公里左右。商用车需要能量多，其平衡点里程会短一些，比如两三百公里就能达到平衡点。所以相对而言，氢燃料电池动力系统更适合于长途、大型、高速重载，应用于柴油重型车，而锂离子电池最适合汽油乘用车。

虽然柴油车数量比汽油车小很多，但车用柴油消耗总量与汽油消耗总量差不多。一辆柴油车至少顶10辆乘用车油耗，加上排放总量也差不多，所以这个意义很大。此外，轮船、飞机、潜艇、火车和作业机械等也用柴油。

中国燃料电池商用车已经居世界首位，目前是4000辆，我们要继续朝这个方向努力。燃料电池发动机成本在快速下降，跟5年前相比已经下降一半，今后5年还要下降一半以上。很多材料和部件由于进口成本高，比如质子交换膜，进口一平方米2500元，变成国产后就在1000元以内，所以大家要有信心。

从商用车角度，当前面临的挑战是氢运输、车载储氢和加氢站。虽然储氢比储电成本低，但它体积大，而且建加氢站比较贵，对安全要求很高。尽管面临这些瓶颈，但创新非常活跃。

所以，氢能战略必要性没有问题，现实技术和经济性是全球面对的共同挑战，出路在于创新。

市场突破口在哪里？首先，在弃风弃电弃水和副产氢富余的地方。尽量在当地使用，别运，一运就贵。尽量在低成本、高安全储氢瓶能够覆盖的里程范围里。最好在温度较低的北方地区，燃料电池有40%~50%是废热，北方可以用来取暖，如果是纯电动，可用电来供暖。

还有就是地方政府愿意支持并且大型能源企业愿意建加氢站，满足这些条件就是市场突破口。但现在还不是大范围全面铺开的时候，而是要重点突破，示范带动，以点带面，行稳至远，避免大起大落。

本文来源于汽车之家车家号作者，不代表汽车之家的观点立场。

能源按来源可分为三大类：

(1) 来自太阳的能量。包括直接来自太阳的能量 (如太阳光热辐射能) 和间接来自太阳的能量 (如煤炭、石油、天然气、油页岩等可燃矿物及薪材等生物质能、水能和风能等)。

(2) 来自地球本身的能量。一种是地球内部蕴藏的地热能，如地下热水、地下蒸汽、干热岩体；另一种是地壳内铀、钍等核燃料所蕴藏的原子核能。

(3) 月球和太阳等天体对地球的引力产生的能量，如潮汐能。

副标题回答：

水能属于来自太阳能源。水能指水的重力势能，也就是水电站的拦水大坝，先将水拦住，使水面升高，积蓄其重力势能，然后在水坝较低的位置开导流通道，引导水流冲击发电机的水轮叶片，这是先将重力势能转化成水流的动能，再推动发电机转变为电能。

水是高山冰雪融水或者地表水经过聚积形成的河流，冰雪和地表水来源于大气降水，大气降水来源于江河湖海的蒸发，而水的蒸发则是由于太阳的辐射热。所以说水能是来自于太阳的能源。

扩展资料：

能源种类繁多，而且经过人类不断的开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类需求。

来源分类：

①来自地球外部天体的能源（主要是太阳能）。

除直接辐射外，并为风能、水能、生物能和矿物能源等的产生提供基础。人类所需能量的绝大部分都直接或间接地来自太阳。

正是各种植物通过光合作用把太阳能转变成化学能在植物体内贮存下来。煤炭、石油、天然气等化石燃料也是由古代埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的。它们实质上是由古代生物固定下来的太阳能。此外，水能、风能、波浪能、海流能等也都是由太阳能转换来的。

②地球本身蕴藏的能量。

通常指与地球内部的热能有关的能源和与原子核反应有关的能源，如原子核能、地热能等。温泉和火山爆发喷出的岩浆就是地热的表现。

地球可分为地壳、地幔和地核三层，它是一个大热库。地壳就是地球表面的一层，一般厚度为几公里至70公里不等。地壳下面是地幔，它大部分是熔融状的岩浆，厚度为2900公里。火山爆发一般是这部分岩浆喷出。地球内部为地核，地核中心温度为2000度。可见，地球上的地热资源贮量也很大。

③地球和其他天体相互作用而产生的能量，如潮汐能。

能源资源是能源发展的基础。新中国成立以来，不断加大能源资源勘查力度，组织开展了多次资源评价。中国能源资源有以下特点：

—能源资源总量比较丰富。中国拥有较为丰富的化石能源资源。其中，煤炭占主导地位。2006年，煤炭保有资源量10345亿吨，剩余探明可采储量约占世界的13%，列世界第三位。

已探明的石油、天然气资源储量相对不足，油页岩、煤层气等非常规化石能源储量潜力较大。中国拥有较为丰富的可再生能源资源。水力资源理论蕴藏量折合年发电量为6.19万亿千瓦时，经济可开发年发电量约1.76万亿千瓦时，相当于世界水力资源量的12%，列世界首位。

—人均能源资源拥有量较低。中国人口众多，人均能源资源拥有量在世界上处于较低水平。煤炭和水力资源人均拥有量相当于世界平均水平的50%，石油、天然气人均资源量仅为世界平均水平的1/15左右。耕地资源不足世界人均水平的30%，制约了生物质能源的开发。

—能源资源赋存分布不均衡。中国能源资源分布广泛但不均衡。煤炭资源主要赋存在华北、西北地区，水力资源主要分布在西南地区，石油、天然气资源主要赋存在东、中、西部地区和海域。

中国主要的能源消费地区集中在东南沿海经济发达地区，资源赋存与能源消费地域存在明显差别。大规模、长距离的北煤南运、北油南运、西气东输、西电东送，是中国能源流向的显著特征和能源运输的基本格局。

参考资料：百度百科——能源