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        來源:World Electric Vehicle Journal 發布時間:2021/5/28 18:09:03
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        對話中國工程院院士、“四網四流融合”新理念提出者陳清泉 | MDPI 人物專訪

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        期刊鏈接:

        https://www.mdpi.com/journal/wevj

        學者簡介

        陳清泉 院士

        中國工程院院士、英國皇家工程院院士、烏克蘭工程科學院院士、匈牙利工程院榮譽院士、香港工程科學院院士暨高級顧問、世界電動汽車協會 (WEVA) 創始人及現任主席、美國電機電子工程師學會終生會士 (IEEE Life Fellow)、英國工程技術學會資深會員 (IET Fellow)、香港工程師學榮譽資深會員 (HKIE Honorary Fellow)、香港大學榮譽講座教授、第十屆全國政協委員、中國僑聯顧問及中華海外聯誼會名譽理事、澳門特區政府科技顧問。獲英國電機工程師學會國際杰出學術演講勛章;中國科學技術進步二等獎;香港工程師學會最高榮譽金勛章;聯合國教科文組織屬下世界工程師組織聯盟的卓越工程成就勛章;中國工程院光華工程科技獎;英國皇家工程院菲利普親王勛章。提出了電動汽車研究核心和總體指導思想,被譽為“電動汽車三賢士”之一,亞洲最佳創新者之一,“電動汽車之父”,在印度被譽為“電動汽車技術之祖 Pitamaha of Electric Vehicle Technology”。積累50多年的教學、科研和工業經驗,任國內外著名大學名譽或客座教授,國內外政府顧問及國內外著名企業科技戰略顧問或獨立董事。主要研究領域包括先進電機驅動、電動汽車、智慧能源、四網四流 (能源、信息、交通、人文) 融合的工程哲學和關鍵技術,著有四百五十余篇學術論文和十七本專著,獲十項專利。

        訪談內容

        Q:可以介紹一下目前您的重點研究方向嗎?

        我的研究基本集中在電動車相關的科學研究領域,一方面是將汽車技術、電機技術、電力驅動技術、電力電子技術和現代控制理論、先進信息通信技術等進行結合,不斷完善補充現代電動汽車學這一新興交叉學科的體系與結構;另一方面,我也在不斷探索從能源角度進行全方位的科學研究,包括能源、信息和人的行為的聯系、智慧能源系統、能源計算機、能源銀行等。歸根到底,這些研究還是為了推動電動汽車科學研究領域的深入可持續發展。我認為汽車革命需要和能源革命、信息革命聯動,建立人文世界-信息世界-物理世界融合的體系?,F代電動汽車學是電氣工程學科、汽車工程學科、電子工程學科、信息工程學科的跨界學科。電動汽車產業是汽車產業、電氣產業、電子產業、信息產業的跨界產業。

        Q:在您看來,先進電動汽車的創新源泉和核心技術分別是什么?

        先進電動汽車的創新,來自工程哲學,關鍵在于動力系統與能源系統技術、車體結構和材料技術、系統優化與基礎設施基本原理和原型的開發,以及對大規模生產過程的改進。新能源汽車核心技術是輕量化車體、動力總成一體化、高性能安全電池包、智能充電、智能制造、智能網聯汽車。智能網聯汽車不僅是交通工具,而且是物聯網的節點、大數據的源泉、寬帶移動的智能終端、5G通訊的推動者,以及計算機和移動分布能源。

        在我看來,新能源汽車的快速健康持續發展需要遵循這四條基本規律:(1) 創新驅動;(2) 兩輪驅動,即政策驅動和市場驅動;(3) 三好,即好的產品、好的基礎施設及好的商業模式;(4) 四網融合,即交通網、能源網、信息網、人文網融合。人文世界、信息世界、物理世界三位一體,從數據變信息,再變成知識,然后進一步變成智能,最終達到指導智慧能源、智能工業、智能交通、智慧城市等的效果。

        Q:新能源智能汽車作為移動的分布式能源、儲能和信息載體,其發展是如何助推“碳中和”的?

        電動汽車的能源來自電力,而電力可來自不同的一次能源。氫燃料電池的能源來自氫能,而氫能有兩重屬性,它既是能源又是物資,既是燃料又是材料。電動汽車是分布式的能源和儲能,所以通過“四網” (能源網、信息網、交通網、人文網) “四流” (能源流、信息流、物質流、價值流) 融合,電動汽車可助推能源結構的轉型和碳中和。目前,中國新能源汽車每年可減少碳排放約5000萬噸。新能源智能汽車承載聯動汽車革命、能源革命和信息革命,對“碳中和”會起到重要的助推作用。通過“四網四流”融合,可以降低能源強度和CO2強度,助推“碳中和”。

        Q:能源創新和信息革命對電動汽車的創新起著十分重要的推動作用,但是目前能源結構和體制的深層次問題依舊存在,您怎么看待這個矛盾?

        科技創新在能源發展中的作用至關重要,堅決消除舊思想觀念和舊制度,以數字化為基礎,加快顛覆性技術應用,將數字生產力和人工智能融入能源系統,實現高品質發展能源產業。

        “四網四流”融合能很好的解決以上問題,用環形思維取代線性思維,將無用廢棄的能源轉換成有用的能源,同時促進碳中和,取得最好的經濟效益和環保效益,助推數字經濟的發展和第四次工業革命向第五次工業革命演化;從哲學、科學、工程融會貫通,提倡科學、工程和人文的互動融合,人文-人工智能-環境的融合。

        Q:您提出的“四網四流”融合的新理念對于世界能源產業的發展及第四次工業革命有重要影響,能否向我們簡單介紹一下這個理念?“四網四流”融合的關鍵是什么?

        “四網”即能源網、信息網、交通網、人文網;“四流”即能源流、信息流、物質流、價值流。在第四次工業革命的浪潮下,數字技術已經成為一種強大的生產力,而數字生產力需要得到經濟基礎與上層建筑的共同支撐。能源網、信息網、交通網是經濟基礎的三個支柱,而人文網是上層建筑的重要組成部分,通過“四網四流”融合,可以將人的主觀能動性和能源革命、信息革命、交通 (出行) 革命聯動起來,發掘第四次工業革命的數據紅利所帶來的巨大生產力。

        “四網四流”融合的關鍵是:建立產業革命中新型生產關系與生產力的互動融合;建立能源流與物質流的融合,這也是數字經濟下建立可持續產業生態的必然需求和基礎;突破能源與交通智能化過程中遇到的可持續發展問題。

        Q:目前第四次工業革命向第五次工業革命演化,您認為“四網四流”融合能起到什么作用?

        第四次工業革命是以人工智能為核心,充分發揮數字生產力。但是在實踐中我們發現只靠人工智能不夠,人工智能要和人文、環境結合,要能夠破解安全、經濟、環境的三角矛盾。因此在2019年的世界經濟論壇 (World Economy Forum) 上又提出第五次工業革命,其核心是人-機器-環境的融合。與此相應,歐盟提出歐盟工業5.0,是在德國工業4.0的基礎上發展,其核心是以人為本,可持續發展和高韌性的結合。日本也相應提出社會5.0,其核心也是以人為本,精準區分個體需求的差異性,形成以人為核心的超級智能社會。我提出的“四網四流”融合理念正是從第四次工業革命走向第五次工業革命的演化路徑。2012年,我在德國波茨坦的高等可持續發展研究院 (Institute for Advanced Sustainability Studies, IASS) 任高級研究員時,就發現了人的行為、能源和信息的互動關系,發表了論文,后來國家能源集團北京低碳清潔能源研究院周友博士的團隊在我提出的理論基礎上,開發了能源操作系統,采用了華為的智能芯片技術。所以我們從那個時候就認識到以人為本的重要性,不能完全依靠技術。因此“四網四流”融合可以助推第四次工業革命演化到第五次工業革命。

        Q:落實到具體應用層面,您認為“四網四流”融合能發揮什么樣的作用?

        如果能夠通過“四網四流”融合的主動應用,基于能源政策、行業規范、市場規則與領域知識的密切相關性,建立能源產業生態圖譜,可以將各個環節融合創新的主要矛盾暴露出來,并通過知識智能推動數據智能不斷優化的路徑,解決能源發展的四大矛盾——新能源和化石能源的矛盾、一次能源和二次能源的矛盾、集中式能源和分布式能源的矛盾、電力能源和化工能源的矛盾。不同能源結構間的耦合優化,可以將廢棄的能源變得有用,提升能源效率,同時可以促進零碳發展。“四網四流”融合最核心的是能源網,具有互動的特征,其特點包括跨行業、數據化、服務化等,通過解決上述矛盾,能夠產生更大的經濟效益和生態效益。

        Q:“四網四流”融合概念的提出與發展對電動車產業研究領域有什么樣的影響?您認為,應當如何創新推動產業的可持續健康發展?

        具體到電動車研究領域來說,“四網四流”融合的概念對于發現與解決我國新能源汽車產業的一些問題有很多啟發。例如,就充電問題來說,應該清楚認識到,我們需要建設的不僅是充電樁,更應該是充電網。充電樁和充電網的區別在于,前者是配電網下面的設備,受配電網的控制;而充電網是一群充電樁形成的網絡,是微網的組成部分,充電網可以和配電網交互,利用晚上電網低谷充電,也可以利用太陽能、風能、儲能設備充電。

        我們應充分發揮互聯網思維,創新商業模式,挖掘增值服務潛力,將充電站打造成智能運營中心,讓用戶在充電的同時,可以享受各種增值服務 (理發、美容、購物、閱讀等),以提高充電站的利用率和效益,打造可持續發展的生態鏈。

        Q:作為世界電動汽車協會創始人,能和我們分享下您創立世界電動汽車協會的初衷和體會嗎?

        許多人都不知道,電動汽車的歷史比最常見的內燃機驅動的汽車要早。匈牙利的發明家、工程師阿紐什·耶德利克最早于1828年在實驗室試驗了電磁轉動的行動裝置。美國人托馬斯·達文波特于1834年制造出第一輛直流電機驅動的電動車。隨著蓄電池技術的發展,電動汽車的運用在19世紀的下半葉在歐美得到了較為廣泛的運用。但是隨著美國德州石油的開發和內燃機技術的提高,電動汽車在1920年之后漸漸地失去了優勢。汽車市場逐步被內燃機驅動的汽車取代。只有少數城市保留著很少的有軌電車和無軌電車以及很有限的電瓶車。電動汽車的發展從此停滯了大半個世紀。隨著石油資源不斷流向市場,人們幾乎忘記還有電動汽車的存在。直至能源危機爆發,石油資源的日益減少、大氣環境的污染嚴重導致全球變暖,人們才重新關注起電動汽車。

        在世界電動汽車協會成立之前,歐洲和美洲都有各自的電動汽車協會,而亞洲的汽車廠商還在各自為戰,此前美國曾提議創建世界電動汽車協會,當時的日本是僅次于美國的汽車王國,日本最初出于對技術的保密考慮,并不愿意加入世界電動車協會,但最終我成功說服了日方代表同意加入了世界電動車協會。1988年,我們成功的在第九屆電動車大會 (EVS-9) 上共同簽署了“世界電動車協會”協議,并推舉我為督導委員會主席,起草世界電動汽車協會的章程,并于1990年在第十屆電動車大會 (EVS10) 的時候,正式成立了世界電動汽車協會 (WEVA)。我們希望可以通過成立世界電動汽車協會來推動電動車、混合電動車和燃料電池電動車的發展,鼓勵和推進全球在電動車方面的技術和信息交流。更希望通過電動車行業,對應對氣候變化做出貢獻。發展新能源汽車和應對氣候變化是要依靠各國的共同努力,所以世界電動汽車全協會可以起重要的作用。

        今年6月,由世界電動車協會、亞太電動車協會和中國電工技術學會共同主辦第34屆世界電動車大會 (EVS34) 將在南京舉辦,這也是中國在時隔10年后第三次舉辦世界電動車大會。此次大會以融合創新為重點,著力突破新能源汽車電動化、網聯化、智能化核心關鍵技術,將為推動新能源汽車產業高質量發展發揮作用。屆時歡迎大家參加!

        期刊簡介

        World Electric Vehicle Journal (ISSN 2032-6653) 是世界電動汽車協會及其子協會歐洲電動車協會、電動汽車運輸協會和亞太電動汽車協會的官方期刊。自2018年開始, WEVJ由MDPI組織出版。作為國際型開放獲取期刊,WEVJ出版與純電動汽車、混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車相關的科技論文,研究范圍涵蓋一切與電動汽車相關的研究,目前已被Ei Compendex、Scopus數據庫收錄。WEVJ采取單盲同行評審,一審審稿周期約為17.9天,文章從接收到發表上線僅需2.6天。

         
         
         
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