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歐陽明高:新能源汽車優(yōu)勢針對可再生能源時代,純電動汽車2030迎爆發(fā)
歐陽明高:新能源汽車優(yōu)勢針對可再生能源時代,純電動汽車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2019年新能源車市
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2019年新能源車市場,中國電動汽車百人會副理事長、中國科學(xué)院院士歐陽明高在12月23日舉行的中國電動汽車百人會論壇(2020)媒體溝通會上總結(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、新能源汽車動力系統(tǒng)的技術(shù)價值在全球越來越受重視;三、由電動汽車核心技術(shù)經(jīng)濟(jì)性決定的市場前景已經(jīng)非常明朗;四、新能源汽車推動新能源革命的戰(zhàn)略意義開始被認(rèn)識,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??稍偕茉吹奈廴竞统杀径歼h(yuǎn)低于火電。
與此同時,歐陽明高還針對三大新能源汽車細(xì)分市場給出了自己的觀點(diǎn)。
對于插電式混合動力汽車市場,歐陽明高預(yù)計(jì),今后五年,這一市場必然是會上漲的,但是這中間會有一個高峰,這個峰值大概是在5年左右,也就是2025年。他估計(jì),整個繁榮期大概10年左右,也就是2030年結(jié)束繁榮。
而在純電動汽車市場,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,純電動汽車在2025年將迎來性價比新突破,并在2030年之后性價比優(yōu)勢明顯超越插電式混合動力汽車。
與此同時,歐陽明高表示,電動汽車未來將實(shí)現(xiàn)平臺化,電機(jī)會不斷縮小,最終與傳動軸融合,而電池系統(tǒng)能量密度和安全性將不斷提升,成為一個平板式平臺,甚至成為車輛的結(jié)構(gòu)件,在提升安全性的同時,讓車輛尺寸可以任意調(diào)整。
針對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)勢儲能,儲氫的成本遠(yuǎn)低于電池儲電。從可再生能源的生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存、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,尤其是對于商用車來說(商用車耗電量大)。
但歐陽明高同時表示,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,燃料電池動力系統(tǒng)加儲能設(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20萬輛電動汽車補(bǔ)貼門檻提高。
從中國公司看,比亞迪和寧德時代為代表的中國公司加快技術(shù)創(chuàng)新力度。寧德時代推出了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,新能源汽車動力系統(tǒng)的技術(shù)價值越來越受到重視。
2019年鋰電池技術(shù)獲得諾貝爾化學(xué)獎。中國科協(xié)發(fā)布的2019年20個重大科學(xué)技術(shù)難題中,有2個難題來自新能源,一個是高比能量動力電池,還有一個氫燃料動力電池系統(tǒng)。此外,中國工程院發(fā)布的《全球工程前沿2019》報告中,動力電池被提到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、混合電動驅(qū)動系統(tǒng)提到2次。
第三,由補(bǔ)貼推動的快速增長時代已過去,但由電動汽車核心技術(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年的時候,燃料電池可能比這個再晚十年。一般,一個技術(shù)都是有一個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,新能源汽車推動新能源革命的戰(zhàn)略意義開始被認(rèn)識,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,它的價值被大大低估。新能源汽車是推動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、又做儲能設(shè)施的話,車上的儲能電池到2035年就會達(dá)到50億度電以上,新能源汽車10%的時間是做交通、90%的時間則可以被看做是連在電網(wǎng)里的儲能裝置,這個其實(shí)意義是非常重大的。
下面我想就PHEV、EV、FCV三種不同動力系統(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)這三個方面看一下插電混合動力市場。
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的綜合效益是不錯的,所以這個政策對它是利好的。PHEV的性價比不差,安全性一般比EV要好,殘值也會比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,我個人估計(jì),今后五年,PHEV的市場是要上漲的,但是這中間會有一個高峰,這個高峰大概是在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的性價比應(yīng)該會超過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的占比會發(fā)生重大變化,估計(jì)到2025年會達(dá)到峰值,現(xiàn)在PHEV在總量中間大概占20%—25%,我們估計(jì)2025年會有一個相當(dāng)幅度的增長。但是到2030年,PHEV的市場比重會往下降,2035年估計(jì)就沒有太多了。因?yàn)?030年是一個轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
所以,PHEV的整個繁榮期大概會持續(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。
純電動汽車:研發(fā)從單體轉(zhuǎn)向系統(tǒng),2025年迎來性價比新突破
在剛剛開始大規(guī)模推廣純電動汽車的時候,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)對這些焦慮的一些進(jìn)展。2019年,中國動力電池成本降低到大概范圍0.6元—1元/瓦時。磷酸鐵鋰電池最低可以做到0.6元/瓦時,但每個廠家都不一樣,平均范圍大概是這樣,這個價格已經(jīng)很低了。磷酸鐵鋰已經(jīng)做到100美元/千瓦時以下。
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)到一定水平的時候就會遇到瓶頸,所以需要一個平衡。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)過三個流程;現(xiàn)在可以減少到兩個流程,就是直接從單體到PACK,中間流程去掉了。寧德時代是通過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)申請了專利,國外很多廠家對這個技術(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,半個小時到45分鐘充到80%是可以做到的;超級快充,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?,F(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,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,就不會有事故,現(xiàn)在熱蔓延的法規(guī)開始實(shí)施了。
另外,動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、充電樁整個的系統(tǒng)安全,更多關(guān)注預(yù)警,而不是報警。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?,F(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。我們很快就會見到新一代電力電子制度,讓混合動力電機(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)動車軸一體化。
未來,車載充電器也會慢慢移到車下,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,就是雙向充電,可以從電網(wǎng)取電、也可以放電。這樣一來,汽車的前艙將會慢慢空出來,并慢慢實(shí)現(xiàn)電動底盤平臺化,就是真的是一個平臺。如果硬件真成為一個的硬件平臺,車身就在平臺上面,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)動機(jī)的PHEV做不到的。
所以,我們預(yù)測,2030年前,乘用車領(lǐng)域,純電驅(qū)動形式將達(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會在2025年達(dá)到頂峰,同時我們純電動的性價比,我們相信在2025年也一定會有所突破。磷酸鐵鋰的價格現(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,純電動汽車將成為市場上的主體。這不是針對新能源汽車講的,而是針對整個汽車市場講的。
大眾汽車首席戰(zhàn)略官喬斯特預(yù)計(jì),到了2040年,歐洲70%汽車是電動車,而中國市場可能會超過80%。他也表示,電驅(qū)動是需要一定時間發(fā)展的,會延續(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大熱點(diǎn),年初“兩會”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)模能量儲存,小規(guī)模、短周期儲存其實(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,那個需要大規(guī)模、長周期的儲存。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?,還專門有一個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?有幾個道理:
第一個,儲氫比電池儲電要便宜。對于車來說,大概要差一個數(shù)量級,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,要是儲能電池怎么也得800元,目前因?yàn)樗情L壽命,儲能電池一般要1元/瓦時,就是1000元/千瓦時。而氫氣儲能大概只需要100元就足夠了,儲1千瓦時。
另外,氫能跟儲電有互補(bǔ)性。電池是高頻雙向調(diào)節(jié),氫能是低頻調(diào)節(jié),這兩個是互補(bǔ)。
第三個,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,這就要創(chuàng)新了。比方說,我們可以長途輸電、當(dāng)?shù)刂茪?,現(xiàn)在也正在探索這個方向。西部的電能用2000公里的電纜先把電輸?shù)奖本﹣?,北京在?dāng)?shù)刂茪洌F(xiàn)在國家已經(jīng)在試驗(yàn)這個方案了。
儲能很重要,因?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)電價格將來會極其便宜,儲能的成本反倒會占很高的比例,所以我們看一種儲能方式好不好,要看可再生能源生產(chǎn)、運(yùn)輸、儲存等全鏈條成本。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,燃料電池相對爭議會多一點(diǎn)。但是交通還是氫能的一個主要應(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?,純電動汽車的補(bǔ)貼退坡,所以幾個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?,F(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,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數(shù)量級。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,所以這不是一個特別值得擔(dān)心的問題。
還有一個非常熱的質(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,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洗衣機(jī)大小的制氫設(shè)備,這個制氫的效率是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,新能源汽車的優(yōu)勢才會凸顯。利用化石能源的新能源汽車都是過渡,未來一定會過渡到可再生能源。不僅僅是車要使用新能源,也會反過來推動新能源的轉(zhuǎn)型。所以,基于可再生能源,動力蓄電池和氫能將成為儲能的優(yōu)先選擇,純電動汽車、燃料電池汽車成為智能低碳能源系統(tǒng)的互動終端,新能源汽車的優(yōu)勢才會凸顯。
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,儲能成本在可再生能源制、運(yùn)、儲、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。但這對技術(shù)要求就非常高了,目前做不到,還需要時間。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進(jìn)行比較。
另外,燃料電池汽車動力系統(tǒng)的總體積會比純電動汽車大,因?yàn)樗粌H要儲氫、它還有燃料電池,加起來的體積會比我們扁平化的電池體積要大,這樣會擠占乘員的空間。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)用會大大高于電池儲電。
所以,不是說純電動就是過度,氫能燃料電池很快能取代其地位。但儲電再怎么說也比儲氫是要貴,所以里程越長,燃料電池汽車的收益就越大,但是儲電只有電池到電機(jī)了,你儲氫還有一個燃料電池。但燃料電池的成本是固定的,儲氫的成本隨著里程的增長可以累計(jì)出比純電動多出來的收入,來抵銷掉燃料電池成本,這是個平衡點(diǎn)。
對乘用車來講,如果動力電池不再發(fā)生革命性變化的話,這個平衡點(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,相對而言,氫燃料電池動力系統(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)朝這個方向努力。燃料電池發(fā)動機(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)下的價格是2500元/㎡,一旦變?yōu)閲a(chǎn),這一價格就可能降至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、車載儲氫和加氫站這三個挑戰(zhàn)。雖然儲氫比儲電的成本要低,但是儲氫需要的體積大。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,所以我們有這個挑戰(zhàn)。另外,我們現(xiàn)在建加氫站的成本還非常高,而且對安全要求很高。我最近正在協(xié)調(diào)冬奧會的氫能示范,目前還是非常困難的,有很多挑戰(zhàn),因?yàn)槊髂暌荒暌◣资畟€加氫站。
正是因?yàn)榇嬖谶@些瓶頸,所以創(chuàng)新非?;钴S,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??傮w來看,燃料電池汽車路線圖的下一個目標(biāo)重點(diǎn)是冬奧會的氫能示范,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)展就會更加順利,所以我們現(xiàn)在全力以赴做這件事情。
最后,我對燃料電池汽車做一個小結(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?。運(yùn)輸盡量是在低成本、高安全儲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候,而是重點(diǎn)突破的時候,通過示范區(qū)以點(diǎn)帶面,我們才能走穩(wěn),否則會大起大落。
作者:張宇喆
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