中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高,針對新能源汽車2019年的一些熱點問題以及未來趨勢做了分享。
以下為演講實錄:
就2019年幾個方面的熱點問題和我個人對趨勢的判斷,講一下我個人的觀點,供大家參考。
三點:純電動、插電混合、氫能燃料電池。
純電動,過去一年也有很多焦慮,其中很多都是偽問題。我曾經在10月30日中央電視臺大講堂專門對這個問題做了一一的回覆。其中一個問題我覺得應該引起重視的是安全成為市場關注的首要問題。以前是里程焦慮,現在變成安全了。但實際技術上已經有解決方案,因為我本身就是做電池安全的,我們在清華有電池安全實驗室,我們今年也召開了國際電池安全會議,技術上這是有方案的,今天時間關係我也不在這兒講我們的研究成果。
安全方面去年一年有一個新的變化,即安全理念的升級。之前由於補貼是跟單體電池比能量掛鉤的,所以一直提升單體比能量,三元電池單體比能量越來越高的同時,它的材料熱穩定性在現有技術體系下是會變差的,所以為了安全就要想很多辦法。這一年的變化就是,其實單體電池的比能量並不是我們汽車所需要的,汽車需要的是最後放在車上的真正的系統比能量,其實這中間我們希望比能量對單體比能量之比我們大概還有一半,比方說從體積角度來講,還有一半都不是單體佔的,都是非單體佔的,所以這個地方的潛力非常大。今年我們技術領先的兩家企業不約而同的在電池包方面作出了創新,比如寧德時代的CTP和比亞迪的刀片電池技術。
下一步我們要從降低總成本、效能再升級、功能多樣化,來看純電動的發展趨勢。首先,總成本必須突破。總成本指電動汽車總擁有成本,相比燃油汽車實現成本平衡甚至更低,就要有突破。總成本包括購置成本和使用成本。大家知道,使用成本是低的,但是購置成本是高的,所以使用頻繁的電動共享車比電動家用轎車更容易實現跟燃油車總成本的平衡,這也是為什麼現在家用車大約只佔電動乘用車銷售的一半,另一半都到平臺上去了。因此,總成本突破的重點是家用電動汽車,尤其是價效比車型,很貴的車不是價效比客戶的選擇,但是我們家用轎車最重要的、量最大的還是價效比客戶,所以這是最需要突破的重點。這個重點要突破的就是購置成本,因為使用成本家用的已經是低的。
這個總成本等於每千瓦時電池成本×百公里電耗×續航里程,這是很簡單的共識。每千瓦時的成本下降85%,所以我們叫“鋰離子電池革命”。十年的成功雖然是中國政策的優勢,但是我覺得根本的還是技術革命,抓住了技術革命的機遇,如果沒有這個機遇我們政策再好也做不到今天這個樣子。政策是在技術革命的基礎上的助力,不可能改變整個基礎格局。現在我們的電池系統成本已經在0.6—1元/Wh,1元/Wh是三元電池,低的是磷酸鐵鋰電池,今後5年電池成本仍有下降空間,比如說我們三元電池2025年前到0.7元/Wh,磷酸鐵鋰還有下降的空間,但同時需要強調電池回收利用價值亟待挖掘,這方面我想磷酸鐵鋰電池成本優勢是非常明顯的,而刀片電池等技術可有效的緩解以前磷酸鐵鋰電池體積比能量的短板。對於一個A0級車型的體積可以裝到將近60 kWh,基本上可以解決續航里程問題。
第二個,百公里電耗。根據工信部檢測的電耗,可以看出,2015年、2017年到2019年續駛里程在升級,電耗普遍下降,而且變化的幅度在收窄,300—500km這個變化範圍收窄了,這是很好的現象。比現在年有兩款500km的電動轎車電耗在12 kWh/100km。
第三個,續駛里程。目前據麥肯錫的統計分析,在同樣續駛里程的電動車中,中國的電動車是最便宜的,當然反過來說是我們品牌溢價能力偏低。
下一步怎麼辦?
第一,要優化家用電動汽車不同車型經濟合理的續駛里程範圍,比方說A00級的、A0級的、A級的、B級的,這是不一樣的,不需要都強調續駛里程,但是最難的主攻目標還是家用主流轎車就是A0級和A級,大概是在350—450km這個範圍,這是最重要的需要我們突破的地方。所以價效比拐點到達的時間順序是不一樣的,越短里程的越容易先到,並不是說都要2025年才能到,有些提前就到了,如果還裝低成本電池,到得更快,沒辦法作為一個統一的標準。我們說2025年是普遍的。所以繼續降低成本最重要的途徑就是:第一,降低單位電池成本;第二,提高充電便利性,提高充電便利性之後客戶對里程的需求就會降低,會從500km降到400km,如果在家裡或者單位有充電樁,會解決該問題。
下一步,效能再升級兩個方面:第一個,新一代電力電子,會使下面電驅動一體化,然後扁平化的汽車底盤,電動車只要開啟基本上空的,如果是混合動力全都是滿的,下一步還會繼續空下去。這是通俗的講法。第二個,還會有效能再升級,當然就是電解質的技術進步。
第三,功能多樣化,三V一體,V2G、V2H、V2X,V2H現在也開始了,就是建築跟車輛,電驅系統一體化。三化一體,除了現在的電動化,還有能源的低碳化、系統的智慧化,這是藍海。所以新能源汽車具有智慧終端交通工具、能源裝置的多重屬性,如果到功能多樣化階段的時候也許客戶反而需要讓你給他裝多一點電池,這樣總成本反而降低,因為他可以利用電池作為儲能給電網放電獲取收益。
立足當前,面向長遠的一個建議。前面苗部長都說了,我們希望購置補貼、購置稅優惠、不限行等等。我提醒重點注意還有兩個方面,一個是充電基礎設施,充電基礎設施的本質是資助國家新一代能源基礎設施。還有一個是電池回收利用,本質是資助補貼環保,這是有道德制高點的。
第二方面關於插混。中國特色的可充電式混合動力跟國外的可充電混合動力不一樣,我們叫純電型插混。所謂純電型插混就是電池SOC滿的時候,一直到剩餘30%之前就是純電動,國外的插電不完全是這種概念,就是底下的混合型插電,就是有電的時候發動機也是能起來的,中國是不允許的,50km是底線,現在大家知道,BMW也在賣100km的,我相信今後100km、150km都會有,至於電量下降之後就進入混合動力,就是像常規混合動力一樣,可以是並聯、可以是串聯、可以是混聯,這就是中國的插電混合,當你是串聯的時候就叫增程式電動車。
今年有個特點,在中間20—50萬區間,插混賣得比較好,主要原因:首先是政策,政策對它有好處,這個政策使它相對於常規混合動力有市場競爭力,市場方面對客戶來講也有很好的安全性、價效比、便利性、車輛殘值等,相比純電動和常規混合動力也有優勢,所以最近很紅。但是我們叫學生預測一下、分析一下,到2030年,500km的純電動跟100km純電里程的插電混合動力比,純電動總擁有成本會跟它打平甚至比它還好,這是未來趨勢。所以我們認為,可充電混合動力會先上,然後再逐步下,所以2025年左右會到達高峰。為什麼2030年,2030年剛剛我說的功能多樣化就上來了,客戶反而要多裝電池,因為那個時候我們的保有量已經很大了,V2G也要上來。
這裡我要特別做一下技術方面的介紹,就是混合動力的邏輯。這就是混合動力有電池電機,也有油箱、內燃機。這是內燃機的效率圖,高效、低效。如果內燃機在高效區執行的話,並聯直驅是最好的,這種工況一般在什麼地方呢?在公路工況。如果在低效區,我們當然要把內燃機給它切斷,然後讓它發電,這樣高效區發電然後再供給電池和電機,這就是所謂的串聯,這個通常在什麼工況呢?在城市區域。所以,日產的NOTE ePower是針對城市區域的,不多裝電池,就是這個原因。我們總體看比較理想的混合動力構型是串並聯,豐田是同時串並聯,本田的串並聯是分時串並聯,本質上都是串並聯,基本原理就在於此。
我特別要介紹本田的電動平臺化戰略。本田以前什麼混合動力都搞過,最後集中搞串並聯。其實在城裡基本上是串聯,高速公路他是並聯,因為他的那個插電是電池比較少、發動機隨時可以起來的。中國商用車以前也搞過各種各樣的混合動力,最終成為主流的叫同軸混聯其實也是串並聯,對這個方面的發展建議是,近中期有機遇,長期看是過渡,建議平臺趨同、部件共享、成本最優。轎車串並聯,SUV當然有另外一種,就是在後軸上加電機,前軸並聯,形成四驅,這是基本共識。
最後說一下氫能燃料電池。氫能燃料電池的定位已達成國際基本共識。氫能是今年的熱點,很多人說今年是氫能的元年,為此我們必須回顧氫燃料電池的定位。這是燃料電池領先企業豐田給出的定位,燃料電池就是在這個區域,這是2018年釋出的,當然2013年的時候不是這樣的,十年前各個公司認為定位不是這樣的,認為純電動的續駛里程只有150km,跟燃料電池比平衡點就在150km。現在已經不是這樣了,現在轎車的平衡點在500km,已經從150km上升到500km了。這個平衡點怎麼算的呢?EV純電動就是電池+電機,燃料電池是氫氣瓶+燃料電池+電機,當然還要加一點輔助電池,還有一個散熱器,儲氫肯定是低於儲電的,有個成本差,這個成本差會隨續駛里程的增加產生一個總成本優勢,減掉燃料電池動力系統的成本,出來的那個里程就是跟純電動的平衡點,他的基本背後的邏輯就是這樣。所以對於商用車這個平衡點就會體現,現在看200km以內的純電動卡車是完全具有經濟性的。所以氫燃料電池動力更適合長途大型高速過載替代柴油機,鋰離子電池更適合替代汽油機。雖然柴油車跟汽油車比量是小,但是能耗並不小,排放也並不小,意義還是很大的。
所以我們對中國燃料電池的技術路線圖。下一步重點就是奧運會,冬奧會幾千輛燃料電池車,明年一年要建二三十個加氫站、幾千輛車,這是現在最重要的,如果這仗打的好後面就順了。
鑑於多種技術路線呈現你追我趕的態勢,氫燃料電池技術必須要脫穎而出,必須在2035年達到我說的目標百萬量,這是視窗期。如果到2035年我們達不到這個目標,這是有風險的。所以面向2035有哪些瓶頸呢?三大瓶頸,車載儲氫有瓶頸,成本、體積,還有加氫站的瓶頸,量不夠,我們到2035年怎麼也得要5000座加氫站,燃料電池經濟性必須降到30元/kW以內,如果基於當時可再生能源電價0.15元/kWh,風電、光伏,是可以做到的,這就期待我們可再生能源電價的下降,現在可再生能源電價最低在0.24元/kWh。總體看,氫供應總量反而不是瓶頸,但是今年能源行業炒的一塌糊塗的就是什麼來源、技術路線,實際車用量不大,2025年大概平均30萬噸,2035年300萬噸,這個並不大。所以我們認為,面向汽車應用的氫能戰略要簡化、要聚焦,那就是綠氫。只有綠氫才有合理性,灰氫不具備合理性,無論從哪個角度,嚴重質疑。昨天還有老總問我,幹嘛搞這個東西,如果有綠氫是可以講得通的。如果是綠氫,氫能製取很簡單,就是電解水。10%的棄電我們就可以滿足2025的應用需求。副產氫過渡性是可以用的,但是有個問題及我們燃料電池對氫的純度要求極高,副產氫如果為了成本,品質不好,可能會得不償失,因為它會腐蝕加氫車、加氫站甚至燃料電池,這個是要注意的。氫能儲運也要發揮綠氫給我們帶來揚長避短的機遇,我們是高壓輸電很厲害,但是氫管道是很弱的,所以長途輸電比輸氫好。
最後一點建議,現實是有挑戰的,但是也有市場突破口,不是全方位商業化,但是區域性市場是可以商業化的,所以我們總結下來,“主攻綠氫,創新引領;突破瓶頸,示範先行;安全為本,有序推進。”這是我對燃料電池的建議。
最後,新能源汽車市場前景,補貼退坡引發了行業陣痛,但是技術經濟性決定的發展前景已經非常明朗。國際競爭就在眼前,帶來更大挑戰。競爭是優勝劣汰,將推動新能源汽車時代早日到來。這是我對未來的預期,如果我們把新能源汽車放在手機發展的這條線上來看,這是S曲線,就是智慧手機的發展曲線。現在新能源汽車大概相當於20年前的智慧手機,馬上就要進入S曲線的快速上升階段。國家新能源汽車規劃目標2025年達到25%,2035年成為汽車的主流,這個目標我想不是說說而已,我相信會有配套政策,比如雙積分。
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煤發電,水電解制氫,氫再燃燒驅動汽車,這麼來回折騰能量損耗是不是很大?
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他就是一個偽院士,你去東三省看看電動汽車怎樣,我說的是冬天!
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電動轎車一次充電里程沒有500公里以上,一次充電時間在20分鐘以內,絕大多數人是不會買的。現在電動車的技術指標雖然有進步,但就使用情況看與燃油車的效能相比差距太大!新能源車是什麼?電車不能叫新能源吧!
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里程焦慮,安全焦慮和價格焦慮,一樣都沒有少
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車企照你這路子死的透透的,就一條主要在350到450續航區間,車企要這樣做了一旦別的企業出500以上的,就等死吧!
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還是潛心研究你的電池續航技術和重量體積技術以及廢電池利用技術吧,消費者最有發言權。
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智慧電網會推動電動車的發展,電動車的普及有利於“低谷電”的利用,電動車是發展趨勢,因為電力隨著氫核聚變發電站的成功必然過剩,新的儲能方式一定會出現。
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不知歐院士平時出門遠遊開什麼車?
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電動車還美其名曰新能源
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特斯拉看著你們,笑而不語。
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氫電池的氫製取、儲存等安全是關鍵!
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如果沒有補貼政策,根本就沒有能力發展電池革命。講話不能本末倒置。
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將來如何解決電池汙染問題?
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這院士,真的很水,蒙人很有範。
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你說的每一句話要經得起歷史的檢驗,不要成為笑談。
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純電動對減少城市尾氣排放汙染有非常積極的作用,建議所有單位的停車位全部安裝慢充裝置,方便上班時充電。
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說插混2025年到峰值,然後慢慢下,這個絕對激進了,至少提前了10年
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這樣的人 就是專家
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現階段,氫燃料還不具備經濟性條件。
開個會就能把技術研究出來中國產車早就稱霸世界了。想好的以市場換技術,市場讓了,技術沒有磨鍊出來。本來新能源車是個好機會,結果又是騙補。現在特斯拉殺上門了,中國產電動車能扛得住嗎?