楊裕生:當(dāng)前電動(dòng)汽車及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展

時(shí)間:2019-09-01 12:53來源:中國(guó)汽車新聞網(wǎng) 作者:綜合報(bào)道
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       8月31日,第十五屆中國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展(泰達(dá))國(guó)際論壇在天津舉辦,本屆論壇圍繞“全面深化改革開放,發(fā)展壯大新動(dòng)能”為主題。在院士論壇上,中國(guó)工程院院士楊裕生在演講中表示:政府的政策要改革,電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池必須安全第一,同時(shí),企業(yè)經(jīng)營(yíng)要改向:在市場(chǎng)化下,必須減少電池用量,提高安全性、節(jié)能減排、降低車價(jià)。而不是追求長(zhǎng)里程純電動(dòng)、多裝電池、浪費(fèi)能源、增加排放、加大廢電池的處置量。提高安全性、堅(jiān)持節(jié)能減排宗旨。
 
       以下為發(fā)言實(shí)錄:
 
       大家下午好,我今天想介紹一下我的一些看法,當(dāng)前電動(dòng)汽車以及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。補(bǔ)貼還有16個(gè)月就要取消,現(xiàn)在市場(chǎng)化的進(jìn)程已經(jīng)開始,上午已經(jīng)說汽車現(xiàn)在是新的起點(diǎn),實(shí)際上電動(dòng)車也是要開始新的起點(diǎn)。那么在這樣的情況之下我們要發(fā)展什么樣的電動(dòng)汽車?發(fā)展什么樣的動(dòng)力電池?我想講四個(gè)問題。第一,節(jié)能減排是電動(dòng)汽車的宗旨,第二既安全又節(jié)能的車才有前途,第三是安全節(jié)能的車需要用什么電池,第四是充分利用積分促進(jìn)節(jié)能減排。
 
       先講第一個(gè)問題,節(jié)能減排要從電動(dòng)汽車的全周期衡量,而不是指哪一段,譬如說在路上行駛這一段,純電動(dòng)車就用電,燃料電動(dòng)車是用氫,不是講這個(gè)。要講電從哪里來,氫從哪里來,它的節(jié)能減排效果怎么樣。所以要全周期來考慮。
 
       那么全周期考慮之后,就產(chǎn)生了下面的一些看法。第一個(gè)是長(zhǎng)里程純電動(dòng)車不節(jié)能減排,插電式混合動(dòng)力車假節(jié)能減排,燃料電池電動(dòng)車難節(jié)能減排,微小型純電動(dòng)車是真節(jié)能減排。增程式電動(dòng)汽車很節(jié)能減排。五種車子用到五個(gè)形容詞。下面我講講理由,為什么說長(zhǎng)里程純電動(dòng)車不節(jié)能減排?這是純電動(dòng)車,它在電網(wǎng)的電能主要來自燃煤的情況之下,雖然它節(jié)油,但耗電高,這樣的長(zhǎng)里程乘用車是不能減少排放的。但是純電動(dòng)汽車不用油,在新加坡受到罰款,新加坡從香港買了一輛特斯拉,運(yùn)到新加坡去,本來想得到一萬左右的獎(jiǎng)勵(lì),結(jié)果新加坡政府把它的耗電量做了測(cè)試,從它的耗電量來看不但不給獎(jiǎng)勵(lì),還罰了他一萬美元。所以新加坡的政策是對(duì)的,就因?yàn)樽非箝L(zhǎng)里程多裝了很多電池,裝的電池多了車子就重,車子重耗電就多,耗電多在發(fā)電的時(shí)候排放的二氧化碳以及其他的有害物就多,所以新加坡的政策是從節(jié)能減排出發(fā)的,這是真正體現(xiàn)了發(fā)展電動(dòng)車的初衷。
 
       即使將來電網(wǎng)的電能主要來自太陽能等清潔能源,高能電池也過關(guān)了,長(zhǎng)里程純電動(dòng)車也未必可取。第一,多裝電池比能量又要高,爆炸危險(xiǎn)性大,第二多裝電池,電池生產(chǎn)和廢電池處置耗電多,第三多裝電池,負(fù)重行車,浪費(fèi)能量,第四電池用量大,車子價(jià)格高,競(jìng)爭(zhēng)力就低。第五電池壽命短于整車,換新電池要用戶另出錢,現(xiàn)在的電池一般保五年,長(zhǎng)的保八年,而一輛車要開十幾二十年,所以一個(gè)車就要配兩套到三套電池,買車的時(shí)候現(xiàn)在看重的不要牌照錢,可以有補(bǔ)貼。但是買主有沒有考慮第二套、第三套電池是要自己掏腰包的。
 
       再有就是充電樁要密,既費(fèi)錢又占地,且難符合要求,所以長(zhǎng)里程電動(dòng)車第一是背離了發(fā)展電動(dòng)車節(jié)能減排的宗旨,第二是用戶多花錢,補(bǔ)貼取消之后競(jìng)爭(zhēng)力差。所以它不節(jié)能減排的道理就在這里。
 
       第二是插電式混合動(dòng)力車為什么假節(jié)能減排?可以黃的是內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng),下面是純電動(dòng)車的系統(tǒng)。它有兩套系統(tǒng),這樣的車子就重了,耗電就多。第二點(diǎn)是它50公里之外用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī),現(xiàn)在傳統(tǒng)汽車的司機(jī)都是功率有很大的冗余量,這個(gè)車子仍然是大馬拉小車,所以是不節(jié)能減排的。
 
       第三個(gè)是標(biāo)榜“油耗很低”,實(shí)際是油耗計(jì)算方法有問題,造成的假象。譬如說一個(gè)插電式混合動(dòng)力車,百公里油耗只有1.5升,實(shí)際上1.5升怎么來的?它是裝能行駛七八十公里的電池,剩下二三十公里用油,把二三十公里用的油算到一百公里里面,這么一除之后油耗當(dāng)然降下來了。所以這是一種假的計(jì)算方法。
 
       第四不少用戶不充電,把這個(gè)車子當(dāng)燃油車用,費(fèi)油排放有增無減,還有的把電池賣掉,不是個(gè)別人,是有一些人,拿到補(bǔ)貼,牌照又不花錢,尤其在上海,一個(gè)牌照八九萬,所以買這個(gè)車是非常合算的,它可以不充電,而且有車用,牌照不花錢,所以插電式混合電動(dòng)車它是個(gè)“虛胖”,不是真正的結(jié)實(shí),是肥肉?萍疾咳ツ暌呀(jīng)把插電式從三重里面去掉了,去年1月份的百人會(huì)議上,萬鋼部長(zhǎng)在會(huì)上宣布,三重科技部已經(jīng)把它定成純電動(dòng)車、增程式車、燃料電池電動(dòng)車,里面已經(jīng)沒有插電式混合動(dòng)力車。發(fā)改委今年把插電式混合電動(dòng)車從電動(dòng)汽車?yán)锩娉,發(fā)改委今年發(fā)布了一個(gè)文件,就是關(guān)于汽車發(fā)展的一個(gè)方向指導(dǎo)文件,現(xiàn)在已經(jīng)開始實(shí)施了。把插電式歸到燃油車范圍里面了。所以現(xiàn)在對(duì)于插電式混合動(dòng)力車的認(rèn)識(shí)是慢慢地清楚了,但是各個(gè)部委之間互相還不夠統(tǒng)一,有的還把它當(dāng)成了寶貝。下面我講到雙積分的時(shí)候還會(huì)提到。
 
       第三個(gè)是關(guān)于燃料電池電動(dòng)車,為什么說它難節(jié)能減排?燃料電池是用氫做能源,而氫是沒有礦藏的,當(dāng)然也可以說水是礦藏,但氫和水不是一回事,這樣解決的問題就很多。第一條就是要高能效、低排放制氫。剛才衣院士講到現(xiàn)在的很多氫是用電解水的方式,如果是直接用電解水制氫,再到燃料電池里面去發(fā)電,前面那個(gè)效率,電解大概85%,燃料電池算50%,這樣算下來之后,這兩步10度電變成4度,就送到公路上,再加上燃料電池本身還要消耗電,它的運(yùn)行要耗電。所以最后的效率也不是很高。
 
       有人說可以用副產(chǎn)氫,實(shí)際副產(chǎn)氫也是有限,大概氯堿工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)氫可以用,但是里面有少量的氯氣、氧氣,要純化。一氧化碳根據(jù)現(xiàn)在國(guó)家公布的標(biāo)準(zhǔn),氫氣里面的一氧化碳的含量是千萬分之二,就是0.2個(gè)PPM,實(shí)際上氫氣里面的純度要求很高,要把這些煤轉(zhuǎn)化出來的氫氣,要把一氧化碳去掉,難度很大。因?yàn)橐兓?.2個(gè)PPM,代價(jià)非常高,這是主要耗能的問題。
 
       第二個(gè)是氫的安全運(yùn)輸、分布、儲(chǔ)存,都有技術(shù)問題。今天這里不詳細(xì)講,最近有一篇文章投到《科技日?qǐng)?bào)》,已經(jīng)十幾天了,到現(xiàn)在還沒有登,如果登出來請(qǐng)大家看看,就是氫的安全運(yùn)輸問題非常大。
 
       第三個(gè)問題是燃料電池的壽命不夠長(zhǎng),在實(shí)驗(yàn)時(shí)可以做到一萬兩萬小時(shí),到路上不行的。因?yàn)閮r(jià)格高、制作高,造成了燃料電池耗能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)耗能高得多。再有就是鉑資源,我們國(guó)家現(xiàn)在一年生產(chǎn)的鉑金是4噸左右,主要用在化工方面做催化劑,還有做首飾,遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,還要進(jìn)口大概40噸左右。把這個(gè)鉑金只能拿很小部分做燃料電池,燃料電池的量很有限,大概就是幾十萬就到頂了,所以要研究不用鉑的,鉑金用的少的,現(xiàn)在可以做到0.2、0.3克千瓦,但是鉑金越少越容易中毒,壽命降得越快。不用鉑金的催化劑這是世界難題,現(xiàn)在正在攻克,這些問題都要經(jīng)過長(zhǎng)期的研究才能解決。
 
       政府尤其要考慮三個(gè)問題:第一個(gè)就是膜紙泵罐已經(jīng)研發(fā)20年,碳質(zhì)、氣泵、高壓氣罐生產(chǎn)不過關(guān),這個(gè)原因到底在什么地方?我是前三十多年參加核實(shí)驗(yàn),我經(jīng)歷過我國(guó)從原子彈、氫彈的研制,好像也沒有這么難。
 
       第二個(gè)問題是進(jìn)口電池和進(jìn)口部件來裝車,對(duì)于我國(guó)的技術(shù)發(fā)展有什么好處?第三個(gè)問題是多大規(guī)模演示?在什么地方演示?如何實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化?燃料電池只是增程式的一種,也就是電電混合,實(shí)際上它發(fā)電機(jī)給電池充電,因此它今后就要和其他的發(fā)電技術(shù)來競(jìng)爭(zhēng),它要競(jìng)爭(zhēng)不過,就上不了市場(chǎng),所以它很難節(jié)能減排。
 
       第四是微小型車為什么說真節(jié)能減排?它的電能雖然全部來自電網(wǎng),但是微小型純電動(dòng)車電池少,安全性高,適應(yīng)城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通的普遍需求,價(jià)格便宜,容易推廣。微小型純電動(dòng)車以200V,充電8小時(shí)就能行使100公里,耗電少,真正減排。它的排放相當(dāng)于3升油。如果一輛微小型純電動(dòng)車夜間充電相當(dāng)于100座百萬KW的抽水蓄能電站,可省1.5萬億元建站費(fèi)用。微小型純電動(dòng)車可用鉛炭電池做低速車,更安全。
 
       第五種是增程式電動(dòng)車為什么很節(jié)能減排?這是第二代的增程式車,所謂第一代就是寶馬I3,這個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)是0.7升的排量,電池用完之后增程機(jī)開始發(fā)電,這只是供電的關(guān)系,而沒有很好優(yōu)化組合。而第二代的增程式,是優(yōu)化了電力系統(tǒng),第一個(gè)是發(fā)動(dòng)機(jī)排量大概減小一半,但是它的節(jié)油率高了。第二是發(fā)動(dòng)機(jī)能效優(yōu)化,因?yàn)榭梢栽诤苷霓D(zhuǎn)速下調(diào)節(jié)發(fā)電,不像普通的發(fā)動(dòng)機(jī)要有一個(gè)很寬的動(dòng)態(tài)范圍。第三個(gè)是電池少了,成本低,第四是車子減輕了,更加節(jié)能。
 
       所以我把它歸納有7個(gè)優(yōu)點(diǎn),電池少,補(bǔ)貼取消的影響小,容易推銷,比燃油車節(jié)油50%以上,更加省錢,可以不充電,免建充電樁,而且可以遠(yuǎn)行,如果有充電條件,城市里面百公里節(jié)油率可以達(dá)到80%,現(xiàn)在的燃油車生產(chǎn)和加油設(shè)施全部可以繼承,所以傳統(tǒng)汽車企業(yè)就可以減少很多浪費(fèi),它沒有純電動(dòng)車的里程安全、充電、價(jià)格、電池等等的問題。
 
       第二是增程式是燃油車與電動(dòng)車的融合,節(jié)能減排。這是沈陽華龍做的12米增程式客車,百公里油耗12升,公路模式百公里油耗16.3升,加拿大PlanB公司百公里油耗17升。日產(chǎn)汽車NOTE用的E-POWER系統(tǒng),百公里油耗僅2.9升。山東德州做了增程式低速車,用的是摩托車的單缸發(fā)動(dòng)機(jī),用鉛酸電池,百公里油耗僅1.8升,2017年出來當(dāng)年銷售1萬多輛。
 
       第五個(gè)是最近的,港東集團(tuán)的國(guó)馬50輛增程式SUV,從廣東的佛山經(jīng)過井岡山到武漢,20號(hào)到達(dá)開封,1800公里不充電,氣溫在38-40度之間,全程開空調(diào),這個(gè)對(duì)于純電動(dòng)車是不可想象的。它的平均時(shí)速是每小時(shí)90公里,百公里平均油耗3.9升。一個(gè)SUV的車子在這種條件之下百公里耗油3.9升,節(jié)油率是非常高的,50%以上。這個(gè)例子在網(wǎng)上都已經(jīng)傳得很廣。
 
       第二個(gè)問題是既安全又節(jié)能的車才有前途。我把這個(gè)車子的要求列出七項(xiàng)指標(biāo),安全性高,節(jié)能減排,使用方便,價(jià)格低廉,能源費(fèi)少,維修方便,使用期長(zhǎng)。安全性高這樣的車子用戶才能欣賞,特斯拉純電動(dòng)車2017年共燒了十幾輛車,2018年一年燒了11輛。今年2月、3月、4月、5月、7月,差不多一個(gè)月一輛。
 
       根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)2017年燒車103輛,2018年燒51輛,這個(gè)51輛打了個(gè)問號(hào),因?yàn)橛腥擞幸鈩h除燒車的新聞,所以統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)。其中90%以上是用三元鋰電池的純電動(dòng)車,今年21號(hào)的這一個(gè)月里面就燒了11輛車以上。深圳電動(dòng)物流車2018年燒了5輛,其中4輛是電池自燃。
 
       所以三元鋰電,車?yán)锏娜藖聿患疤由,車?nèi)的人來不及救援,為什么會(huì)有這樣的情況?
 
       我試作各種電動(dòng)車輛競(jìng)爭(zhēng)力的強(qiáng)化,把剛才7個(gè)指標(biāo)畫了一個(gè)表。7個(gè)指標(biāo)5種車子給它進(jìn)行打分,打出來的總分,長(zhǎng)里程純電動(dòng)車12分,插電式14分,燃料電池車11分,微型純電動(dòng)車27分,增程式33分,這是我的看法,我希望這個(gè)表大家拿回去自己打打分,看看是不是這樣的趨勢(shì)。
 
       7個(gè)指標(biāo)是等權(quán)相加,實(shí)際安全性應(yīng)該加權(quán),節(jié)能減排是宗旨,應(yīng)該加權(quán),如果這兩項(xiàng)全增加了,那么總分差距更大。所以請(qǐng)各位可以試試,看看結(jié)果如何。
 
       第三代增程式電動(dòng)車技術(shù)介紹一下,江蘇公爵提出來發(fā)電直驅(qū)電動(dòng)車,與第二代不同,發(fā)電不經(jīng)過電池,第三代是發(fā)電機(jī)發(fā)的電直接到電動(dòng)機(jī),這樣就減少了電池充電放電的能量損失大概10%左右,所以可以提高節(jié)油率。另外這個(gè)電池的壽命也長(zhǎng)了,因?yàn)榇箅娏鞑唤?jīng)過它,所以它集安全、節(jié)能減排、方便,長(zhǎng)里程,省錢大全。
 
       增程式還是要省油,不是我們最終的目標(biāo)。我想提醒兩個(gè)問題,如果我國(guó)汽車的油耗降到一半以下,年節(jié)原油2億噸,環(huán)境改善,能源安全提高,我國(guó)由汽車大國(guó)向汽車強(qiáng)國(guó)邁進(jìn)一大步,全國(guó)人民都非常高興。
 
       第二,純電動(dòng)車的電池多,車重,耗電多,未必是最終目標(biāo)。如果大家都認(rèn)清發(fā)展電動(dòng)車是為了節(jié)能減排,政策就要改變,改變了之后,純電動(dòng)車就不應(yīng)該是最終目標(biāo)。我過去也是認(rèn)為純電動(dòng)車好,從八九年之前我開始慢慢認(rèn)識(shí)到,純電動(dòng)車的問題比較多。所以最近八九年,我一直講,不能夠搞長(zhǎng)距離的純電動(dòng)車,要衡量全過程的節(jié)能減排,把發(fā)動(dòng)機(jī)和電池配合,這是效果最佳。未來的增程式發(fā)動(dòng)機(jī)可以不燒油,不增加二氧化碳的排放,我實(shí)際是這么一個(gè)設(shè)想,全部由太陽能提供能量,太陽能風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電,給蓄電站充電,給電池重電。我們有7億多的秸稈,可以產(chǎn)生1億多的酒精,現(xiàn)在甜高粱的項(xiàng)目由清華牽頭,國(guó)家在立項(xiàng),里面有大量的糖,而且這種高粱一般的土地都能長(zhǎng),這樣才能生產(chǎn)大量的乙醇,給發(fā)動(dòng)機(jī)供應(yīng)燃料,就像現(xiàn)在巴西有一半左右的汽車用的酒精,很多車子都是酒精、汽油兩用,這樣全部由太陽能給提供增程式電動(dòng)車,是可以不燒油。所以增程式不是像純電動(dòng)汽車的過渡,而是未來汽車的主力。
 
       第三個(gè)問題是安全節(jié)能的車需要什么電池?高鎳三元等電池不應(yīng)該是重點(diǎn),只要把補(bǔ)貼取消了,或者補(bǔ)貼不和里程掛鉤,不和現(xiàn)在電池的比能量掛鉤,把這個(gè)政策改變,高鎳三元沒有冒險(xiǎn)去做。另外全固態(tài)電池又較遠(yuǎn)。
 
       另外磷酸鐵力電池應(yīng)是主力,提高壽命,降低成本,現(xiàn)在有的地方已經(jīng)從一塊達(dá)到八毛。第二是回收剎車能量,這是汽車節(jié)能減排非常重要的內(nèi)容,回收剎車能量需要用5C-35C的快充電池,所謂5C就是五分之一小時(shí)把這個(gè)電充滿。石墨電極可以快放,但是難以快充,所謂的鋰離子電池都是用石墨做負(fù)極,鈦酸鋰電池可以快充,但是它的價(jià)格高,比能量很低,所以要發(fā)展高安全性、廉價(jià)快充的電容電池,這個(gè)電池我們提出來,正極用磷酸鐵鋰加多孔碳,負(fù)極用硬碳代替石墨,硬碳不容易長(zhǎng)枝晶,調(diào)節(jié)材料的比例和電極的厚度,就可以調(diào)充放電倍率。雖然我們是申請(qǐng)了專利,但是大家都可以用。這種電池做好之后,它的比能量比碳酸鋰高一倍,價(jià)格是碳酸鋰的三分之一到四分之一。
 
       最后一個(gè)問題是講充分利用積分促進(jìn)節(jié)能減排,現(xiàn)在的正積分決定于純電動(dòng)里程,不利于節(jié)能減排,另外還有一個(gè)問題是正積分過剩。工信部正在征求對(duì)雙積分《并行管理辦法》修改稿的意見,初步意見里面有一條就是純電動(dòng)車的幾分等于基準(zhǔn)分值乘上電耗調(diào)整系數(shù),這就弱化里程因素,我很贊成。
 
       但是,還有點(diǎn)建議,第一個(gè)建議是現(xiàn)在的基準(zhǔn)積分等于0.006乘R加0.4,這個(gè)R是純電動(dòng)里程,建議改為0.004乘R,進(jìn)一步弱化里程的因素,推動(dòng)節(jié)能減排,另外分?jǐn)?shù)就降低一點(diǎn),使得政府積分的平衡更有力。
 
       第二個(gè)建議是插電式電動(dòng)車現(xiàn)在的積分是2分,在征求意見稿當(dāng)中改成1.6分,打了個(gè)八折,比稿子當(dāng)中150公里的純電動(dòng)車的1.3分還要高,這是很不合理的。現(xiàn)在發(fā)改委已經(jīng)在《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》當(dāng)中把插電式列為燃油車,所以取消它的積分也不為過,但是為了照顧現(xiàn)在的現(xiàn)狀和習(xí)慣,尤其有些企業(yè)公司跑到部里面公關(guān),我說可以照顧給他1分。
 
       第三個(gè)建議,要建議給增程式電動(dòng)車1分,和現(xiàn)在的建議150公里的純電動(dòng)車相持平,推動(dòng)節(jié)能減排。
 
       最后結(jié)束語,第一,政府的政策要改革,電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池必須安全第一,而不是里程第一、比能量第一,必須改變這個(gè)觀念,改變這個(gè)政策。再有就是不該要求極速提高比能量九、增加危險(xiǎn)性。現(xiàn)在電池的指標(biāo)是一年提高一個(gè)指標(biāo),這個(gè)電池是沒有經(jīng)過考驗(yàn)就上車,非常危險(xiǎn)。
 
       第二點(diǎn),企業(yè)經(jīng)營(yíng)要改向:在市場(chǎng)化下,必須減少電池用量,提高安全性、節(jié)能減排、降低車價(jià)。而不是追求長(zhǎng)里程純電動(dòng)、多裝電池、浪費(fèi)能源、增加排放、加大廢電池的處置量。
 
       第三,提高安全性、堅(jiān)持節(jié)能減排宗旨,具體做法有四條。一是是積分與節(jié)能減排掛鉤,進(jìn)一步與純電動(dòng)車?yán)锍堂撱^。二是純電動(dòng)車微小型化,鼓勵(lì)發(fā)展低速車,電池隨市場(chǎng)來定,三是發(fā)展增程式技術(shù),用各種電動(dòng)車,第四是發(fā)展快充電廉價(jià)的磷酸鐵鋰電池或者是電池電容,謝謝大家!
 
(責(zé)任編輯:子蕊)
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