歐陽明高:新能源汽車優(yōu)勢針對(duì)可再生能源時(shí)代,純電動(dòng)汽車2030迎爆發(fā)

2019年,新能源汽車市場飛速向前的腳步突然停止,甚至開始倒退。但這只是市場的一種表現(xiàn)。
針對(duì)2019年新能源車市場, 中國電動(dòng)汽車百人會(huì) 副理事長、中國科學(xué)院院士 歐陽明高 在12月23日舉行的中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇(2020)媒體溝通會(huì)上總結(jié)出了四大現(xiàn)象: 一、國內(nèi)市場遭遇 補(bǔ)貼退坡 陣痛與全球車企轉(zhuǎn)型新能源大勢并存;二、新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)價(jià)值在全球越來越受重視;三、由電動(dòng)汽車核心技術(shù)經(jīng)濟(jì)性決定的市場前景已經(jīng)非常明朗;四、新能源汽車推動(dòng)新能源革命的戰(zhàn)略意義開始被認(rèn)識(shí),但還沒有受到重視 。
此外,歐陽明高強(qiáng)調(diào), 新能源汽車的優(yōu)勢是基于可再生能源時(shí)代來談的,如果一直以火電為主,其在經(jīng)濟(jì)性方面永遠(yuǎn)都無法替代燃油車 。可再生能源的污染和成本都遠(yuǎn)低于火電。
與此同時(shí),歐陽明高還針對(duì)三大新能源汽車細(xì)分市場給出了自己的觀點(diǎn)。
對(duì)于 插電式混合動(dòng)力 汽車市場,歐陽明高預(yù)計(jì),今后五年,這一市場必然是會(huì)上漲的,但是這中間會(huì)有一個(gè)高峰,這個(gè)峰值大概是在5年左右,也就是2025年。 他估計(jì),整個(gè)繁榮期大概10年左右,也就是2030年結(jié)束繁榮 。
而在 純電動(dòng)汽車 市場,歐陽明高表示, 不論是安全性還是能量密度方面,頭部動(dòng)力電池供應(yīng)商都將研發(fā)從單體轉(zhuǎn)向系統(tǒng)方向 。此外,他還認(rèn)為,純電動(dòng)汽車在2025年將迎來性價(jià)比新突破,并在2030年之后性價(jià)比優(yōu)勢明顯超越插電式混合動(dòng)力汽車。
與此同時(shí),歐陽明高表示,電動(dòng)汽車未來將實(shí)現(xiàn)平臺(tái)化,電機(jī)會(huì)不斷縮小,最終與傳動(dòng)軸融合,而電池系統(tǒng)能量密度和安全性將不斷提升,成為一個(gè)平板式平臺(tái),甚至成為車輛的結(jié)構(gòu)件,在提升安全性的同時(shí),讓車輛尺寸可以任意調(diào)整。
針對(duì)氫燃料電池汽車市場,歐陽明高首先提到了氫能的最大優(yōu)勢儲(chǔ)能,儲(chǔ)氫的成本遠(yuǎn)低于電池儲(chǔ)電。從可再生能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、使用等全鏈條成本來看,氫能將長期具備優(yōu)勢。在車上, 燃料電池成本固定,隨著運(yùn)行里程的增加,燃料電池的優(yōu)勢也就逐漸凸顯,尤其是對(duì)于商用車來說(商用車耗電量大) 。
但歐陽明高同時(shí)表示,燃料電池汽車也存在自身的問題,首先就是車輛成本高,加氫站建設(shè)成本高、安全性要求高。此外,燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)加儲(chǔ)能設(shè)備的整體體積較大,車內(nèi)空間占用大,在乘用車上的落地還存在技術(shù)難題。
以下為歐陽明高的發(fā)言實(shí)錄(有刪改):
我從我的角度給大家介紹一下我認(rèn)為的熱點(diǎn)問題和趨勢預(yù)測,我這個(gè)題目叫《新能源汽車技術(shù)熱點(diǎn)問題和趨勢預(yù)測》。
首先,我對(duì)新能源汽車市場2019年的特征進(jìn)行幾點(diǎn)概述:
第一 ,國內(nèi)補(bǔ)貼退坡陣痛與全球車企轉(zhuǎn)型大勢并存 。
國內(nèi)市場,受補(bǔ)貼政策退坡影響,新能源汽車銷量不及預(yù)期。其中,商用車市場下降最嚴(yán)重,已經(jīng)從20萬輛掉到10萬輛。
但在國際上看,德國、法國、美國剛剛都發(fā)布了新能源汽車?yán)^續(xù)補(bǔ)貼的政策。尤其是美國,計(jì)劃將之前年產(chǎn)銷20萬輛電動(dòng)汽車補(bǔ)貼門檻提高。
從中國公司看,比亞迪和寧德時(shí)代為代表的中國公司加快技術(shù)創(chuàng)新力度。寧德時(shí)代推出了CTP技術(shù),比亞迪推出了刀片電池技術(shù),而且兩家還進(jìn)一步擴(kuò)大了配套公司的速度和規(guī)模。?
從跨國公司看, 以大眾公司為代表的汽車跨國大公司的新能源汽車戰(zhàn)略方向逐漸清晰化,并從規(guī)劃階段轉(zhuǎn)向?qū)嵤╇A段 。
從新興公司看,特斯拉市值突破700億美元,超過奔馳、寶馬成為僅次于大眾、豐田的全球市值第三大汽車公司。特斯拉在上海的超級(jí)工廠也已建成,即將大規(guī)模量產(chǎn)。
總的來看,就是中國新能源汽車市場正在經(jīng)受陣痛,但是全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型新能源已是大勢。
第二, 新能源汽車動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)價(jià)值越來越受到重視 。?
2019年鋰電池技術(shù)獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。中國科協(xié)發(fā)布的2019年20個(gè)重大科學(xué)技術(shù)難題中,有2個(gè)難題來自新能源,一個(gè)是高比能量動(dòng)力電池,還有一個(gè)氫燃料動(dòng)力電池系統(tǒng)。此外,中國工程院發(fā)布的《全球工程前沿2019》報(bào)告中,動(dòng)力電池被提到4次,燃料電池提到2次,氫能與可再生能源提到4次,電驅(qū)動(dòng)、混合電動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)提到2次。
第三, 由補(bǔ)貼推動(dòng)的快速增長時(shí)代已過去,但由電動(dòng)汽車核心技術(shù)經(jīng)濟(jì)性決定的市場前景已經(jīng)非常明朗 。
手機(jī)大概是在2000年之后開始快速上漲。跟手機(jī)產(chǎn)業(yè)類比,新能源汽車產(chǎn)業(yè)中,PHEV和EV產(chǎn)業(yè)大概相當(dāng)于手機(jī)產(chǎn)業(yè)1999年的時(shí)候,燃料電池可能比這個(gè)再晚十年。一般,一個(gè)技術(shù)都是有一個(gè)S型曲線,現(xiàn)在我們正在S曲線坡的底部,處于即將要上坡的階段。
第四, 新能源汽車推動(dòng)新能源革命的戰(zhàn)略意義開始被認(rèn)識(shí),但還沒有受到重視 。
以前我們談新能源汽車都是從交通工具角度來談,它的價(jià)值被大大低估。新能源汽車是推動(dòng)新能源革命的重要部分。
新能源汽車具有交通工具和能源裝置的雙重屬性,補(bǔ)貼新能源汽車其實(shí)也是在投資新一代能源基礎(chǔ)設(shè)施。新一代能源基礎(chǔ)設(shè)施不是幾千億的市值,是幾萬億的市值,通過發(fā)展新能源汽車可以節(jié)省很多錢, 將來新能源汽車如果既做交通工具、又做儲(chǔ)能設(shè)施的話,車上的儲(chǔ)能電池到2035年就會(huì)達(dá)到50億度電以上,新能源汽車10%的時(shí)間是做交通、90%的時(shí)間則可以被看做是連在電網(wǎng)里的儲(chǔ)能裝置,這個(gè)其實(shí)意義是非常重大的 。
下面我想就PHEV、EV、FCV三種不同動(dòng)力系統(tǒng)汽車的熱點(diǎn)問題進(jìn)行簡單解答。
插電式混合動(dòng)力市場:預(yù)計(jì)2025年達(dá)到峰值
外資企業(yè)的插電式混動(dòng)汽車(PHEV)今年賣得非常火,尤其是大眾和寶馬。我們從政策、市場、技術(shù)這三個(gè)方面看一下插電混合動(dòng)力市場。
從政策方面來看,今后幾年,為了滿足新的油耗法規(guī),就是CAFC標(biāo)準(zhǔn),車企就必須做新能源汽車。
另外,PHEV使用費(fèi)用實(shí)際上是降低的。所以PHEV相對(duì)HEV實(shí)際上是有優(yōu)勢的。一般情況下,PHEV比HEV多裝20度電,成本提升1.5萬到2萬元。如果以20萬的車為例,10%的購置稅被減免,意味著這方面的成本被完全覆蓋掉了。而在使用方面,用電比用油要便宜,還在北京之外的城市不限行。所以,PHEV的綜合效益是不錯(cuò)的,所以這個(gè)政策對(duì)它是利好的。PHEV的性價(jià)比不差,安全性一般比EV要好,殘值也會(huì)比EV高。所以,從市場客戶選車的標(biāo)準(zhǔn)來看,PHEV在安全、性價(jià)比、便利性、車輛殘值這些方面也是符合客戶需求的。
所以,我個(gè)人估計(jì), 今后五年,PHEV的市場是要上漲的,但是這中間會(huì)有一個(gè)高峰,這個(gè)高峰大概是在5年左右,我們估計(jì)繁榮期大概10年左右 。
從目前的成本和技術(shù)發(fā)展情況計(jì)算,在2030年前,500公里的EV在成本方面還難以達(dá)到100公里純電續(xù)航的PHEV水平。但到了2030年左右,EV的性價(jià)比應(yīng)該會(huì)超過PHEV。
《新能源汽車規(guī)劃征求意見稿》預(yù)計(jì)中國2025年的新能源汽車行業(yè)占比將達(dá)到25%。這中間,PHEV的占比會(huì)發(fā)生重大變化,估計(jì)到2025年會(huì)達(dá)到峰值,現(xiàn)在PHEV在總量中間大概占20%—25%,我們估計(jì)2025年會(huì)有一個(gè)相當(dāng)幅度的增長。但是到2030年,PHEV的市場比重會(huì)往下降,2035年估計(jì)就沒有太多了。因?yàn)?030年是一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
所以,PHEV的整個(gè)繁榮期大概會(huì)持續(xù)10年左右,峰值大概在2025年左右。在技術(shù)上,尤其是國內(nèi)企業(yè),我們預(yù)測,需要通過系統(tǒng)平臺(tái)化、部件模塊化的共享,來簡化開發(fā)流程、降低開發(fā)成本,避免折損和浪費(fèi),這是非常重要的。?
純電動(dòng)汽車:研發(fā)從單體轉(zhuǎn)向系統(tǒng),2025年迎來性價(jià)比新突破
在剛剛開始大規(guī)模推廣純電動(dòng)汽車的時(shí)候,公眾有很多迷惑的地方非常正常。
我在這里說一下最近我們應(yīng)對(duì)這些焦慮的一些進(jìn)展。2019年,中國動(dòng)力電池成本降低到大概范圍0.6元—1元/瓦時(shí)。磷酸鐵鋰電池最低可以做到0.6元/瓦時(shí),但每個(gè)廠家都不一樣,平均范圍大概是這樣,這個(gè)價(jià)格已經(jīng)很低了。磷酸鐵鋰已經(jīng)做到100美元/千瓦時(shí)以下。
以前我們大家都是著重在單體比能量在下功夫,但單體比能量達(dá)到一定水平的時(shí)候就會(huì)遇到瓶頸,所以需要一個(gè)平衡。 今年,電池廠在比能量方面做得最漂亮的工作不是在單體,而是在電池包上 。
以前的動(dòng)力電池想要搭載上車需要從單體電池做成電池模塊,再從電池模塊做成電池PACK,經(jīng)過三個(gè)流程;現(xiàn)在可以減少到兩個(gè)流程,就是直接從單體到PACK,中間流程去掉了。寧德時(shí)代是通過CTP技術(shù),可將系統(tǒng)的重量能量密度提升10%—15%,體積能量密度提升15—20%零部件減少了40%
磷酸鐵鋰電池方面,比亞迪研發(fā)了刀片電池,他們已經(jīng)申請(qǐng)了專利,國外很多廠家對(duì)這個(gè)技術(shù)非常感興趣。比亞迪可以將電池做成長條形,就像刀片一樣,高度還是那么高,因?yàn)殡姵匾诺降妆P底下,高度一般都是110mm、100mm,長度和寬度可以進(jìn)行變換,再在兩側(cè)接線,將冷卻風(fēng)道等輔助裝置都放到兩側(cè),中間就只放電池,將電池一片一片疊起來,剛度、強(qiáng)度非常好,還可以做結(jié)構(gòu)件。這樣, 不僅能量密度可以提升,電池單體制造成本還可以進(jìn)一步下降,這個(gè)是2019年很重要的創(chuàng)新 。
快充的問題。現(xiàn)在我們常規(guī)的電壓平臺(tái),半個(gè)小時(shí)到45分鐘充到80%是可以做到的;超級(jí)快充,15分鐘充80%是可以的。將來我們更注重的可能是充5分鐘或充10分鐘能夠補(bǔ)充多少里程。現(xiàn)在,在快充樁上,充電5分鐘續(xù)航100公里是可以做到的。
安全的理念也在升級(jí),首先我們開始強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)安全性,不是簡單的單體安全性。以前把所有的精力都放到單體上,現(xiàn)在我們更多的是放在系統(tǒng)上,比方說只要把熱蔓延防止住,就不會(huì)有事故,現(xiàn)在熱蔓延的法規(guī)開始實(shí)施了。
另外, 動(dòng)力電池安全方面更多的強(qiáng)調(diào)使用安全,就是電池系統(tǒng)、整車、充電樁整個(gè)的系統(tǒng)安全,更多關(guān)注預(yù)警,而不是報(bào)警 。比方說電壓的監(jiān)測、內(nèi)短路、自放電都可以監(jiān)測,所以現(xiàn)在電池廠更多注意力是在電池管理,不是在改變材料上,因?yàn)楦淖儾牧系牟淮_定性非常高,非常復(fù)雜。現(xiàn)在是不增加成本,就改算法,或者利用大數(shù)據(jù),不需要增加任何成本,但是可以干很多事。
有了電池這樣的技術(shù)之后,我們隨之而來的就是我們的長續(xù)航里程,今年60度電續(xù)航500公里的車已經(jīng)有好幾款了,而且都是在20萬元左右。
提高電池的比能量只是一個(gè)方面,更重要的是降低電耗,大家知道我們2035規(guī)劃也定出來2025年平均12度/100km。我們很快就會(huì)見到新一代電力電子制度,讓混合動(dòng)力電機(jī)的比功率越來越大。
此外, 我們電機(jī)控制器的體積也越來越小,現(xiàn)在國內(nèi)已有好幾個(gè)廠家在做碳化硅研究了,未來這一材料將代替IGBT,將器件體積縮小80% 。未來,電機(jī)控制器將不再是一個(gè)東單獨(dú)的零部件,而是直接成為電機(jī)的一部分,甚至電機(jī)、電機(jī)控制器又跟車軸整合在一起,成為集成式電驅(qū)動(dòng)車軸一體化。
未來,車載充電器也會(huì)慢慢移到車下,由交流慢充變成直流慢充,因?yàn)橹绷髀涓菀鬃龅礁娋W(wǎng)的互動(dòng),就是雙向充電,可以從電網(wǎng)取電、也可以放電。這樣一來,汽車的前艙將會(huì)慢慢空出來,并慢慢實(shí)現(xiàn)電動(dòng)底盤平臺(tái)化,就是真的是一個(gè)平臺(tái)。 如果硬件真成為一個(gè)的硬件平臺(tái),車身就在平臺(tái)上面,將來的碰撞就主要是由底盤承受,車身不一定非要做承載車身 。這樣一來,車輛的軸距就可以隨便伸縮,底盤針對(duì)各種車型的適應(yīng)性開發(fā)就更容易。另外,車身獨(dú)立設(shè)計(jì)之后,車身輕量化的方式也就非常多,提升車輛開發(fā)的靈活性。這些都是帶有發(fā)動(dòng)機(jī)的PHEV做不到的。
所以,我們預(yù)測, 2 030年前,乘用車領(lǐng)域,純電驅(qū)動(dòng)形式將達(dá)到非常優(yōu)秀的水準(zhǔn),在各種技術(shù)路線中脫穎而出 。
我剛剛說,PHEV會(huì)在2025年達(dá)到頂峰,同時(shí)我們純電動(dòng)的性價(jià)比,我們相信在2025年也一定會(huì)有所突破。磷酸鐵鋰的價(jià)格現(xiàn)在已經(jīng)做到0.6元/Wh了,未來還有更多的下降空間。
所以, 2035規(guī)劃征求意見稿提出,純電動(dòng)汽車將成為市場上的主體。這不是針對(duì)新能源汽車講的,而是針對(duì)整個(gè)汽車市場講的。
大眾汽車首席戰(zhàn)略官喬斯特預(yù)計(jì),到了2040年,歐洲70%汽車是電動(dòng)車,而中國市場可能會(huì)超過80%。他也表示,電驅(qū)動(dòng)是需要一定時(shí)間發(fā)展的,會(huì)延續(xù)幾十年,未來燃油汽車仍然有一定的影響力,大眾集團(tuán)將在2040年徹底結(jié)束燃油車的生產(chǎn)和銷售,燃油車的比例會(huì)逐步的降低,而不是一蹴而就。
燃料電池發(fā)展有挑戰(zhàn),需要以點(diǎn)帶面
燃料電池今年也是一個(gè)大熱點(diǎn),年初“兩會(huì)”代表熱議氫能,電池充電加氫基礎(chǔ)設(shè)施被寫入政府工作報(bào)告,2019年被認(rèn)為是中國氫能的元年。
氫能是新能源技術(shù)體系的重要組成部分。如果把氫能跟化石能源相連,這個(gè)意義是不大的。所以我們重要的是,通過氫能把可再生能源發(fā)的不穩(wěn)定的電,通過電解水制氫轉(zhuǎn)換成氫能,所以氫能的合理性在哪里呢?就取決于它可再生能源轉(zhuǎn)型中的大規(guī)模能量儲(chǔ)存,小規(guī)模、短周期儲(chǔ)存其實(shí)我們有電池,但是大規(guī)模、長周期需要?dú)淠埽绕涫侵袊鞅辈康倪@些集中式的光伏和風(fēng)電,那個(gè)需要大規(guī)模、長周期的儲(chǔ)存。另外,氫能是多元化利用需求,他不僅僅是車要用,將來工業(yè)原料、農(nóng)業(yè)的化肥,甚至醫(yī)學(xué)、煉鋼、取暖等等都要用。
如果在可再生能源的話語體系下,氫能最主要的優(yōu)點(diǎn)是:更低的儲(chǔ)能成本 。我這半年來接觸了好多國外大企業(yè)的CEO,比如BP、殼牌、西門子、法國EDF,都是大型能源公司,忽然這么半年多都來找我談氫能。因?yàn)闅W洲推出了面向低碳轉(zhuǎn)型的一攬子計(jì)劃。新能源汽車?yán)镉袣淠苋剂想姵兀€專門有一個(gè)氫能核燃料電池的專項(xiàng),所以這些企業(yè)是真的想搞氫能。中國的能源企業(yè)也比汽車要更加積極地介入氫能。
為什么要做?有幾個(gè)道理:
第一個(gè), 儲(chǔ)氫比電池儲(chǔ)電要便宜 。對(duì)于車來說,大概要差一個(gè)數(shù)量級(jí),就是10倍的關(guān)系,一公斤氫是34度電,大家知道再便宜的電池,要是儲(chǔ)能電池怎么也得800元,目前因?yàn)樗情L壽命,儲(chǔ)能電池一般要1元/瓦時(shí),就是1000元/千瓦時(shí)。而氫氣儲(chǔ)能大概只需要100元就足夠了,儲(chǔ)1千瓦時(shí)。
另外, 氫能跟儲(chǔ)電有互補(bǔ)性 。電池是高頻雙向調(diào)節(jié),氫能是低頻調(diào)節(jié),這兩個(gè)是互補(bǔ)。
第三個(gè), 氫能作為商品的屬性更好 。比方說你不能往日本賣電,但是你可以把氫能運(yùn)到日本。中國想建立全球能源互聯(lián)網(wǎng),但是非常困難,電比氫難實(shí)現(xiàn),因?yàn)闅涞纳唐穼傩愿鼜?qiáng)。儲(chǔ)運(yùn)方式上現(xiàn)在的爭議很多,比方說長管拖車,不經(jīng)濟(jì),你要是做管道運(yùn)氫,建設(shè)成本又太高,這就要?jiǎng)?chuàng)新了。比方說,我們可以長途輸電、當(dāng)?shù)刂茪洌F(xiàn)在也正在探索這個(gè)方向。西部的電能用2000公里的電纜先把電輸?shù)奖本﹣恚本┰诋?dāng)?shù)刂茪洌F(xiàn)在國家已經(jīng)在試驗(yàn)這個(gè)方案了。
儲(chǔ)能很重要,因?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)電價(jià)格將來會(huì)極其便宜,儲(chǔ)能的成本反倒會(huì)占很高的比例,所以我們看一種儲(chǔ)能方式好不好,要看可再生能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲(chǔ)存等全鏈條成本。 只要電的成本足夠低,制氫效率低一點(diǎn),這方面成本可能比電池高50%,但是儲(chǔ)存的成本可能比電池降低好幾倍。
我覺得,氫能是能站住腳的,燃料電池相對(duì)爭議會(huì)多一點(diǎn)。但是交通還是氫能的一個(gè)主要應(yīng)用領(lǐng)域,所以國內(nèi)這一年燃料電池又火了。因?yàn)闅淠芑穑冸妱?dòng)汽車的補(bǔ)貼退坡,所以幾個(gè)事情疊加起來就讓它變成了熱點(diǎn)。也有很多人提出質(zhì)疑。所以,我會(huì)跟他們說,燃料電池既不是那么好,也不是那么差,關(guān)鍵是找到平衡點(diǎn)。
外界質(zhì)疑的幾件事:比方說鉑資源,公眾擔(dān)心全球鉑資源稀缺。其實(shí),現(xiàn)在全球每年生產(chǎn)8000萬輛汽車,保有量怎么也得有一二十億輛,這些車都用鉑做催化劑,不是說燃料電池才用。為什么沒出現(xiàn)資源緊缺問題呢?因?yàn)槲覀儾幌你K,我們是循環(huán)使用,使用的量也比較小。現(xiàn)在,燃料電池用鉑的量在初期比汽車現(xiàn)在內(nèi)燃機(jī)用的量大太多了,內(nèi)燃機(jī)主要是后面的尾氣催化轉(zhuǎn)化器要用,尾氣催化轉(zhuǎn)化器隨著排放法規(guī)不斷升級(jí),其實(shí)用量也在增加,但是總體來看,跟當(dāng)初燃料電池的用鉑量差一個(gè)數(shù)量級(jí)。但是, 燃料電池系統(tǒng)使用的鉑已經(jīng)從每千瓦1克,現(xiàn)在下降到0.3克了,下一步目標(biāo)是0.1克。如果達(dá)到這一目標(biāo),就跟大型商用車的柴油機(jī)的催化轉(zhuǎn)化器已經(jīng)相當(dāng)接近了,所以這不是一個(gè)特別值得擔(dān)心的 問題 。
還有一個(gè)非常熱的質(zhì)疑是能效,比方說煤發(fā)電、電制氫、氫再發(fā)電、電驅(qū)動(dòng)車,沒必要。我們?nèi)绻诨茉矗@條途徑當(dāng)然是不好的。燃料電池技術(shù)推出時(shí),日本企業(yè)最初的設(shè)想是天然氣重整制氫,在每家每戶安裝一個(gè)洗衣機(jī)大小的制氫設(shè)備,這個(gè)制氫的效率是70%,車上的使用效率可以達(dá)到60%。如果基于化石能源,我們新能源汽車的能效并不突出。
為什么要搞新能源呢? 只有當(dāng)能源轉(zhuǎn)型為真正的可再生能源的時(shí),新能源汽車的優(yōu)勢才會(huì)凸顯 。利用化石能源的新能源汽車都是過渡,未來一定會(huì)過渡到可再生能源。不僅僅是車要使用新能源,也會(huì)反過來推動(dòng)新能源的轉(zhuǎn)型。所以,基于可再生能源,動(dòng)力蓄電池和氫能將成為儲(chǔ)能的優(yōu)先選擇,純電動(dòng)汽車、燃料電池汽車成為智能低碳能源系統(tǒng)的互動(dòng)終端,新能源汽車的優(yōu)勢才會(huì)凸顯。
從長期看,當(dāng)可再生能源的比例足夠高,比如可再生能源發(fā)電比例超過50%,大概2035年就達(dá)到了。另外,可再生能源發(fā)電的成本足夠低,比如說1毛錢一度,現(xiàn)在大家的目標(biāo)是2毛錢。另外,儲(chǔ)能成本在可再生能源制、運(yùn)、儲(chǔ)、用全鏈條的綜合成本中占比足夠高,比如占到50%—70%。還有一條,燃料電池的效率也足夠高,日本人搞了很瘋狂的目標(biāo),大家都知道,現(xiàn)在燃料電池在轎車大概發(fā)電效率是50%,他想提高到60%到80%,而且可以高溫運(yùn)行。但這對(duì)技術(shù)要求就非常高了,目前做不到,還需要時(shí)間。所以, 發(fā)展燃料電池汽車先要挑戰(zhàn)的是氫能燃料電池全鏈條的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性 。
多大的挑戰(zhàn)呢?我可以給大家舉一個(gè)例子,日本氫能燃料電池乘用車技術(shù)路線圖,路線圖一般是比較樂觀的。他們預(yù)計(jì),2025年,燃料電池+氫瓶+電池的總成本達(dá)到5萬元,但是,使用動(dòng)力電池,達(dá)到續(xù)航500公里的車輛所需的電池成本是4萬元。就是說,500公里續(xù)航的車,按照樂觀的估計(jì),氫燃料電池汽車在2025年還是沒法跟純電動(dòng)進(jìn)行比較。
另外,燃料電池汽車動(dòng)力系統(tǒng)的總體積會(huì)比純電動(dòng)汽車大,因?yàn)樗粌H要儲(chǔ)氫、它還有燃料電池,加起來的體積會(huì)比我們扁平化的電池體積要大,這樣會(huì)擠占乘員的空間。大家如果坐過豐田Mira的話就知道,它的空間是比較緊張的。
另外,燃料電池的使用能耗和維保的費(fèi)用會(huì)大大高于電池儲(chǔ)電。
所以,不是說純電動(dòng)就是過度,氫能燃料電池很快能取代其地位。但儲(chǔ)電再怎么說也比儲(chǔ)氫是要貴,所以里程越長,燃料電池汽車的收益就越大,但是儲(chǔ)電只有電池到電機(jī)了,你儲(chǔ)氫還有一個(gè)燃料電池。但 燃料電池的成本是固定的,儲(chǔ)氫的成本隨著里程的增長可以累計(jì)出比純電動(dòng)多出來的收入,來抵銷掉燃料電池成本,這是個(gè)平衡點(diǎn) 。
對(duì)乘用車來講,如果動(dòng)力電池不再發(fā)生革命性變化的話,這個(gè)平衡點(diǎn)至少也是500公里左右。但是商用車需要的電池相對(duì)較多,所以它的平衡點(diǎn)里程就比較短一點(diǎn),可能200~300公里就到平衡點(diǎn)了。所以,相對(duì)而言, 氫燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)更適合于長途、大型、高速重載,應(yīng)用于重型車、柴油車,鋰離子電池適合汽油車。除了商用車外,輪船、飛機(jī)、潛艇、火車、作業(yè)機(jī)械,等大型運(yùn)載都使用柴油,所以氫燃料電池系統(tǒng)還是有存在合理性的 。
中國燃油電池商用車數(shù)量已經(jīng)居世界首位,達(dá)到4000輛,并在繼續(xù)朝這個(gè)方向努力。燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)的成本也在快速下降,現(xiàn)在跟5年前比已經(jīng)降了一半。今后5年,成本預(yù)計(jì)會(huì)再降一半以上,因?yàn)楹芏嗖考梢詮倪M(jìn)口轉(zhuǎn)為國產(chǎn)。比如,質(zhì)子交換膜,當(dāng)下的價(jià)格是2500元/㎡,一旦變?yōu)閲a(chǎn),這一價(jià)格就可能降至1000元以內(nèi)了。
當(dāng)然,燃料電池汽車現(xiàn)在也面臨非常大的挑戰(zhàn)。從商用車角度來看,面臨的挑戰(zhàn)還是 氫運(yùn)輸、車載儲(chǔ)氫和加氫站 這三個(gè)挑戰(zhàn)。 雖然儲(chǔ)氫比儲(chǔ)電的成本要低,但是儲(chǔ)氫需要的體積大 。經(jīng)常有人說氫能是能量密度最高的能源,但是那是重量能量密度,如果是體積能量密度就不是了,所以我們有這個(gè)挑戰(zhàn)。另外, 我們現(xiàn)在建加氫站的成本還非常高,而且對(duì)安全要求很高 。我最近正在協(xié)調(diào)冬奧會(huì)的氫能示范,目前還是非常困難的,有很多挑戰(zhàn),因?yàn)槊髂暌荒暌◣资畟€(gè)加氫站。
正是因?yàn)榇嬖谶@些瓶頸,所以創(chuàng)新非常活躍,當(dāng)然也有一些偽創(chuàng)新也很多,比如河南南陽的水氫車就屬于這個(gè)。總體來看,燃料電池汽車路線圖的下一個(gè)目標(biāo)重點(diǎn)是冬奧會(huì)的氫能示范,這是全球最大規(guī)模的氫能燃料電池示范。只要把這件事做好,氫能汽車后面的發(fā)展就會(huì)更加順利,所以我們現(xiàn)在全力以赴做這件事情。
最后,我對(duì)燃料電池汽車做一個(gè)小結(jié): 氫能戰(zhàn)略的必要性沒有問題,但現(xiàn)實(shí)的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)性是全球面對(duì)的共同挑戰(zhàn),出路在于創(chuàng)新 。
當(dāng)前氫能的市場突破口在哪里呢?首先,在棄風(fēng)、棄電、棄水和副產(chǎn)氫富余的地方,盡量在當(dāng)?shù)厥褂谩_\(yùn)輸盡量是在低成本、高安全儲(chǔ)氫瓶能夠覆蓋的里程范圍,比如35兆帕的氫瓶可覆蓋的地區(qū)。最好在溫度較低的北方地區(qū),燃料電池效率是50%,另外一半做工都是廢熱,北方利于取暖,在南方就不好用了。
現(xiàn)在, 燃料電池汽車還不是大范圍鋪開的時(shí)候,而是重點(diǎn)突破的時(shí)候,通過示范區(qū)以點(diǎn)帶面,我們才能走穩(wěn),否則會(huì)大起大落 。
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