汽車界兩會(huì)|歐陽(yáng)明高:堅(jiān)持“純電驅(qū)動(dòng)”技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略不動(dòng)搖
近日,中國(guó)科學(xué)院院士、清華大學(xué)教授、全國(guó)政協(xié)常委、中國(guó)電動(dòng)汽車百人會(huì)執(zhí)行副理事長(zhǎng)歐陽(yáng)明高在2019汽車界兩會(huì)代表座談會(huì)上圍繞新能源汽車產(chǎn)業(yè)的熱點(diǎn)技術(shù)及前景進(jìn)行了發(fā)言。
今年是純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略思路提出和新能源汽車產(chǎn)業(yè)化推廣工作啟動(dòng)10周年。記得2009年3月4日兩會(huì)期間,正好胡錦濤總書(shū)記在全國(guó)政協(xié)民盟界別聯(lián)組會(huì)上,我有一個(gè)發(fā)言之后他講話回應(yīng),指出新能源汽車代表了汽車工業(yè)的發(fā)展方向。這是中央最高領(lǐng)導(dǎo)人第一次對(duì)新能源汽車做指示,所以2009年成為我們新能源汽車產(chǎn)業(yè)化啟動(dòng)一個(gè)重要年份。2009年8月我代表節(jié)能與新能源汽車科技專項(xiàng)總體專家組在北戴河向多位中央領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào),會(huì)上形成了純電驅(qū)動(dòng)技術(shù)轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略基本思路。那一年我記得我總共給四位中央政治局常委做過(guò)匯報(bào),在2009年9月新能源汽車被國(guó)務(wù)院列為7大戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。2009年10月“十城千輛”節(jié)能與新能源汽車示范工程啟動(dòng),這是我國(guó)推廣節(jié)能與新能源汽車的一個(gè)開(kāi)始標(biāo)志。當(dāng)然大家都知道2014年5月習(xí)總書(shū)記發(fā)出號(hào)召:發(fā)展新能源汽車是我國(guó)從汽車大國(guó)邁向汽車強(qiáng)國(guó)的必由之路。中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)化從此真正進(jìn)入快速增長(zhǎng)階段。去年5月習(xí)總書(shū)記在兩院院士大會(huì)中指出,新能源汽車等躋身于世界前列。10年間中國(guó)新能源汽車產(chǎn)業(yè)從無(wú)到有引領(lǐng)全球,是黨中央英明領(lǐng)導(dǎo)和創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略指引的結(jié)果。
最近中國(guó)新能源汽車領(lǐng)域有三個(gè)熱點(diǎn)問(wèn)題值得關(guān)注:第一,春節(jié)期間長(zhǎng)距離冬天行駛暴露出來(lái)一些問(wèn)題,同時(shí)特斯拉進(jìn)入中國(guó)引出的關(guān)于新能源汽車,尤其純電動(dòng)汽車前景的關(guān)注。第二,近期兩會(huì)期間,氫能燃料電池再次成為熱點(diǎn),兩會(huì)代表議論的熱點(diǎn)。第三,智能出行和智能電網(wǎng)與電動(dòng)汽車協(xié)同發(fā)展也成為新趨勢(shì)、新熱點(diǎn),現(xiàn)在能源領(lǐng)域大佬們都出來(lái)表態(tài)。所以我想針對(duì)這些問(wèn)題,就剛才辛部長(zhǎng)說(shuō)的新能源汽車2035規(guī)劃,談一下我對(duì)這些技術(shù)的評(píng)述和展望。
首先關(guān)于純電動(dòng)與插電混動(dòng)技術(shù)。大家知道中國(guó)新能源汽車發(fā)展10年恰逢鋰離子電池能量密度從100瓦時(shí)/公斤增長(zhǎng)到300瓦時(shí)/公斤,太巧合了,沒(méi)有人能知道有這么好的巧合,這是蓄電池領(lǐng)域百年來(lái)的革命性突破,沒(méi)有人能預(yù)測(cè)這個(gè)突破,很多國(guó)際大公司都低估了這個(gè)技術(shù)進(jìn)步,現(xiàn)在急劇的在轉(zhuǎn)變思維,這是目前情況。
從轎車的角度來(lái)看體積能量密度是最重要的,而目前看鋰離子電池這方面是最具優(yōu)勢(shì)的,雖然我們可以舉出很多種新的電池類型,但是體積能量密度想打敗鋰離子電池目前看還不可能。鋰離子電池體積能量密度可達(dá)800瓦時(shí)/每升,寧德時(shí)代已經(jīng)達(dá)到743瓦時(shí)/每升,體積能量密度對(duì)于轎車是最重要的。高比能量鋰離子電池具有成為動(dòng)力電池主流技術(shù)的潛力,但是它的瓶頸是安全性。
從安全性角度來(lái)看,高比能量鋰離子電池完全杜絕單體電池?zé)崾Э?,目前看是還不大現(xiàn)實(shí)。但我們有兩個(gè)解決途徑:一個(gè)就是電池系統(tǒng)的熱-機(jī)-電設(shè)計(jì)與控制技術(shù)可以防止熱失控誘發(fā)與蔓延,防止事故,這是完全可以做到的。從長(zhǎng)計(jì)議從十年周期看,從改善電池本征安全性出發(fā),可能還要發(fā)展固態(tài)電解質(zhì)電池,目前還無(wú)法預(yù)測(cè)它會(huì)不會(huì)取代現(xiàn)有電池,我判斷最大可能是在現(xiàn)有鋰離子電池基礎(chǔ)上改進(jìn),所以主流技術(shù)估計(jì)不會(huì)有顛覆性變化,只是進(jìn)一步完善。另外一個(gè)方面當(dāng)然就是續(xù)駛里程。正如安全技術(shù)是動(dòng)力電池的第一核心技術(shù),最重要的整車指標(biāo)應(yīng)當(dāng)是百公里電耗,相同電池容量如何跑的更遠(yuǎn)是整車第一核心技術(shù)。高效電驅(qū)動(dòng),高效熱管理,高效整車集成至關(guān)重要,這是汽車人必須要干好的事情,現(xiàn)在已取得很大進(jìn)步,國(guó)際也有標(biāo)桿。
另外一個(gè)目前抱怨比較多的是充電。我仍然認(rèn)為未來(lái)看,慢充是主流模式,解決80%的問(wèn)題,超級(jí)快充只是應(yīng)急用的,15分鐘補(bǔ)80%電是沒(méi)有問(wèn)題的,這個(gè)技術(shù)今后5到7年應(yīng)該可以到位,主要基于儲(chǔ)能裝置的快充,不是直接從電網(wǎng)取電快充,比如350千瓦快充,是不能從電網(wǎng)取電的,對(duì)電網(wǎng)沖擊太大,只要有儲(chǔ)能裝置,這是沒(méi)有問(wèn)題的。
從純電動(dòng)來(lái)看我們未來(lái)的推廣的趨勢(shì),電池系統(tǒng)價(jià)格到100美元/千瓦時(shí)左右估計(jì)在5年之內(nèi)。有的會(huì)快一點(diǎn),有的會(huì)慢一點(diǎn),現(xiàn)在應(yīng)該是可以預(yù)期的。只要到達(dá)100美元/千瓦時(shí)這個(gè)地步,新能源車跟傳統(tǒng)車的性價(jià)比就可以競(jìng)爭(zhēng)了,這個(gè)時(shí)間我們估計(jì)在2025年左右,有的車廠可能會(huì)提前,比如特斯拉會(huì)提前。預(yù)計(jì)在2025年之后會(huì)形成爆發(fā)式大發(fā)展。
跟純電動(dòng)密切相關(guān)的還有純電型的插電混合動(dòng)力,由于電池性價(jià)比提高了,傳統(tǒng)深度混合動(dòng)力就不一定有那么大優(yōu)勢(shì)。我們中國(guó)的具有50公里以上純電里程的插電混動(dòng)可能意義更大。電池價(jià)格降低了之后我們就可以短途用電,長(zhǎng)途用油。短途就是純電動(dòng),只有上高速公路才是混合動(dòng)力。這樣一來(lái)混合動(dòng)力結(jié)構(gòu)就可以大大簡(jiǎn)化,最簡(jiǎn)單、成本最低就是并聯(lián)混合,并聯(lián)混合在高速公路效率也最高的?,F(xiàn)在比亞迪和上汽正在開(kāi)發(fā)低成本的單電機(jī)單離合器的純電型插電式混合動(dòng)力系統(tǒng),這個(gè)成本可以跟雙電機(jī)深度混合動(dòng)力競(jìng)爭(zhēng),而且它的節(jié)能減排效果也可以跟它競(jìng)爭(zhēng),因?yàn)槌抢锘径际羌冸妱?dòng)。
第二個(gè)問(wèn)題,氫能燃料電池汽車無(wú)疑是現(xiàn)在非常熱的話題。首先燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)取得重大技術(shù)進(jìn)步,無(wú)論是國(guó)外還是國(guó)內(nèi)。國(guó)內(nèi)雖然有差距但是進(jìn)步非???,5年左右將會(huì)與國(guó)際同步。我剛?cè)ヘS田,它的下一代發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)出來(lái)了,做的非常小,應(yīng)該說(shuō)三五年之后燃料電池技術(shù)會(huì)趨于成熟。這點(diǎn)不用懷疑。此外,我們都知道氫燃料電池車有許多優(yōu)點(diǎn),比如加氫快、續(xù)駛里程長(zhǎng)等。
同時(shí)我們要看看氫氣最本質(zhì)的特點(diǎn)就是重量輕體積大。所以它肯定是輕的,但當(dāng)前主流儲(chǔ)氫技術(shù)——壓縮氫氣儲(chǔ)氫從體積能量密度來(lái)看并不高,當(dāng)前主流儲(chǔ)氫瓶70兆帕高壓氫瓶每升儲(chǔ)0.8千瓦時(shí)能量,跟上面說(shuō)的鋰離子單體電池差不多。鋰離子電池系統(tǒng)可能會(huì)到400瓦時(shí)/升,因?yàn)閺膯误w到系統(tǒng)要打折,但燃料電池車帶的能量比純電動(dòng)要多一倍,因?yàn)槿剂想姵丶s50%的效率。從這個(gè)意義上講,氫瓶?jī)?chǔ)氫與電池儲(chǔ)電的體積相當(dāng)。氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的總體積(儲(chǔ)氫瓶+燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)+輔助電池)是會(huì)大于純電動(dòng)的,對(duì)轎車來(lái)講,體積想做到比純電動(dòng)還小,目前70兆帕的儲(chǔ)氫瓶還不大可能。當(dāng)然,對(duì)于SUV等體積大的車可能不是一個(gè)問(wèn)題。對(duì)于大型超長(zhǎng)續(xù)駛里程商用車,還有一種選擇就是液氫。
另外就是儲(chǔ)氫成本,目前70兆帕高壓儲(chǔ)氫瓶的成本大概是一千美元儲(chǔ)一公斤氫,相當(dāng)于每個(gè)千瓦時(shí)200元人民幣。由于與純電動(dòng)相比要多儲(chǔ)一倍能量,因此對(duì)于有效驅(qū)動(dòng)能量而言每個(gè)千瓦時(shí)要400元人民幣,大概是我們現(xiàn)在儲(chǔ)電的1/3(相當(dāng)于純電動(dòng)產(chǎn)業(yè)化初期的1/6到1/10),有成本優(yōu)勢(shì)。我們要充分利用儲(chǔ)氫對(duì)儲(chǔ)電的成本優(yōu)勢(shì),補(bǔ)償燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)其它部件的成本,因?yàn)閷?duì)純電動(dòng)力系統(tǒng)來(lái)講除了電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),電池系統(tǒng)就是全部了,燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)還有燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)和輔助電池。為了補(bǔ)償這個(gè)必須把續(xù)駛里程加長(zhǎng)。對(duì)轎車或者SUV要500公里以上,對(duì)商用車至少200公里以上才能平衡。所以氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)更適合于長(zhǎng)途大型高速重載車輛,主要替代柴油機(jī)。鋰離子電池更適合小型轎車,主要替代汽油機(jī)。豐田給出的定位也是這樣的。
全球來(lái)看,中國(guó)燃料電池商用車發(fā)展居于世界前列,現(xiàn)在有3500輛燃料電池商用車,居全球第一。中國(guó)技術(shù)特色是燃料電池/動(dòng)力電池深度混合動(dòng)力,商用車為主,III型壓縮氫瓶。當(dāng)前的主要挑戰(zhàn)是氫能技術(shù)落后于燃料電池技術(shù)。氫能技術(shù)需要全鏈條科學(xué)技術(shù)新突破。傳統(tǒng)的氫能技術(shù),比如堿性電解水制氫、壓縮制冷氫液化等效率偏低,成本偏高,只能作為近中期過(guò)渡性方法。從氫源看,棄風(fēng)棄水發(fā)電電解水制氫和副產(chǎn)氫液化提純等是當(dāng)前的經(jīng)濟(jì)可行的方法,估計(jì)會(huì)是十年之內(nèi)的主流方法。面向未來(lái)的方法已經(jīng)有了一些突破,科學(xué)層面,比如光直接制氫,而不是發(fā)了電再制氫,但是需要十年之后才有可能工業(yè)化。燃料電池車比純電動(dòng)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程約晚10年左右。當(dāng)前采用十年前十城千輛的推廣模式是合適的。目前燃料電池標(biāo)志性車型是大客車,2025年大型SUV可能是一個(gè)標(biāo)志性車型,2030年長(zhǎng)途重卡可能是標(biāo)志性車型。我們?cè)诠?jié)能與新能源汽車路線圖研究中得到的基本預(yù)期判斷是2020年保有量達(dá)到5千到1萬(wàn),2025年5萬(wàn)到10萬(wàn),2030年100萬(wàn)左右。
最后說(shuō)說(shuō)新能源與智能化。根據(jù)節(jié)能與新能源汽車路線圖預(yù)測(cè),電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣到2030年會(huì)到8千萬(wàn)到1億輛,大規(guī)模推廣會(huì)帶動(dòng)能源革命:以電動(dòng)汽車大規(guī)模應(yīng)用為代表的能源消費(fèi)革命將推動(dòng)以可再生能源為代表的能源生產(chǎn)革命。根據(jù)中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)預(yù)測(cè)2030年新能源車占比大概接近50%,同時(shí)發(fā)電領(lǐng)域非化石能源占比也會(huì)接近50%(國(guó)家能源局規(guī)劃),這兩個(gè)是同步發(fā)展的,這將帶來(lái)極大的機(jī)遇,想象空間非常大?,F(xiàn)在正在發(fā)生的是動(dòng)力電動(dòng)化的革命,下一步并行展開(kāi)有兩個(gè)革命,一個(gè)是新能源革命,一個(gè)是人工智能革命,就是自動(dòng)駕駛革命。三大革命都有中國(guó)優(yōu)勢(shì),三大中國(guó)優(yōu)勢(shì),三位一體集成在新能源汽車這個(gè)產(chǎn)業(yè)上面將爆發(fā)出巨大能量。汽車譽(yù)為改變世界的機(jī)器,我想新能源汽車會(huì)再次改變世界。
現(xiàn)在大家都在說(shuō)未來(lái)出行,所謂新四化:電動(dòng)化,智能化,網(wǎng)聯(lián)化,共享化我們要看到的是電動(dòng)汽車具有出行工具和能源裝置雙重屬性,要從智能出行革命和新能源革命雙重角度看待網(wǎng)聯(lián)化和共享化,也就是網(wǎng)聯(lián)化的內(nèi)涵里面車聯(lián)信息網(wǎng)和移動(dòng)能源互聯(lián)網(wǎng)要并重,共享化內(nèi)涵里面出行共享和儲(chǔ)能共享要并重,將來(lái)我們車就是儲(chǔ)能裝置一直掛到智能電網(wǎng)上與電網(wǎng)互動(dòng),既可充電也可以賣電。所以汽車產(chǎn)銷售和保有量不會(huì)下降,因?yàn)樗粌H是消費(fèi)工具還是賺錢機(jī)器。
總之,面向2035,我們將迎來(lái)新能源智能化電動(dòng)汽車新時(shí)代,現(xiàn)在的新能源汽車,我把它叫新能源汽車初級(jí)階段——電動(dòng)汽車階段。經(jīng)歷新能源和智能化并行發(fā)展將會(huì)進(jìn)入新能源、智能化、電動(dòng)汽車新時(shí)代。所以2035基本判斷是將全部基本上全面實(shí)現(xiàn)汽車電氣化(包括油電混合動(dòng)力),基本上全面實(shí)現(xiàn)能源低碳化(可再生能源電力占主體),基本上全面實(shí)現(xiàn)汽車的智能化(各種級(jí)別的自動(dòng)駕駛)。
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