鉅大LARGE | 點擊量:794次 | 2019年11月19日
補貼“斷崖式”退坡 新能源汽車的未來在哪?
2019年,有人用“一片寒冬”,也有人用“一個拐點”,來形容新能源汽車行業(yè)行進的走向。3月26日,中央四部委發(fā)布的《關(guān)于進一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補貼政策的通知》,猶如給迅猛發(fā)展的新能源汽車產(chǎn)業(yè)注入了一副“清醒劑”。
純電動乘用車補貼額度比2018年減少一半,近乎“斷崖式”的補貼退坡,超出了市場的普遍預(yù)期,新能源汽車的銷量應(yīng)聲而落。中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示,2019年9月,新能源汽車銷售完成8萬輛,比上年同期下降34.2%。
目前,新能源汽車制造成本依然偏高,續(xù)駛里程并不盡如人意,充電還不方便,電池故障時有發(fā)生,價格焦慮、里程焦慮、安全焦慮仍然是困擾消費者的現(xiàn)實問題。這些短板不解決,即使有環(huán)保、節(jié)能、高科技等概念,新能源汽車也很難真正普及。
實際上,新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,已經(jīng)從政策驅(qū)動轉(zhuǎn)向市場驅(qū)動,此次補貼政策的調(diào)整,除了降低直接補貼,還提高了獲得補貼的技術(shù)門檻,其中有何深意?面對激烈而又殘酷的技術(shù)與市場競爭,車企該如何抉擇?當(dāng)前面臨的最為關(guān)鍵的技術(shù)瓶頸又該如何突破?
站在產(chǎn)業(yè)發(fā)展的十字路口,《中國經(jīng)濟大講堂》特邀重量級嘉賓歐陽明高,為您深度解讀《補貼退坡,新能源汽車的未來在哪里?》
嘉賓簡介
歐陽明高,中國科學(xué)院院士,新能源動力系統(tǒng)與電動汽車專家。他曾經(jīng)“十年磨一劍”,帶領(lǐng)團隊成功研制出首個具有自主核心關(guān)鍵技術(shù)和自主知識產(chǎn)權(quán)的國產(chǎn)電控柴油機。2000年開始,他投身新能源汽車研究,牽頭承擔(dān)了北京奧運《燃料電池客車》研發(fā)與示范項目,成功實現(xiàn)氫燃料電池動力系統(tǒng)商業(yè)化;2010年以來他創(chuàng)立清華電池安全實驗室,研發(fā)了鋰離子電池安全控制成套技術(shù),他連續(xù)在三個五年計劃中,擔(dān)任國家新能源汽車科技研發(fā)首席專家,參與領(lǐng)導(dǎo)了我國新能源汽車的戰(zhàn)略規(guī)劃、科技研發(fā)、國際合作、示范考核和產(chǎn)業(yè)化推進的全過程,為我國新能源汽車躋身世界先進行列拼搏奮斗并做出了突出貢獻。以下為嘉賓演講主要內(nèi)容:
選擇電動汽車作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)化突破口,帶動各類新能源汽車的全方位發(fā)展,這個選擇其實是中國政府十年前作出的。從2009年到2018年,新能源汽車的主體是純電動汽車,它的推廣量從0到126萬輛,我們的保有量也從幾千輛上升到2018年的260萬輛。中國鋰離子電池的比能量,從100瓦時每公斤提高到300瓦時每公斤,成本從5元人民幣每瓦時下降到0.8元人民幣每瓦時。中國在全球建立了最大的鋰離子電池產(chǎn)業(yè)鏈,全球十大電池供應(yīng)商七家在中國,其中包括第一名和第三名。這些事實證明了我們的發(fā)展是有成效的,這是中國首次在全球率先成功大規(guī)模地推廣高科技的民用消費品,數(shù)量占全球的53%以上。大約在2016年,全球基本都轉(zhuǎn)向了這個方向,包括德國的三大汽車企業(yè),包括美國的通用電器公司,現(xiàn)在也包括日本的幾家企業(yè)也都開始朝這個方向轉(zhuǎn)型,這就是說它已經(jīng)形成從中國選擇到全球選擇的趨勢。
中國為什么要選擇新能源汽車呢?我們先要認識一下,什么是新能源汽車?
發(fā)展新能源汽車勢在必行
1、什么是新能源汽車?
什么是新能源汽車?或者說什么是電動汽車?這兩個概念其實還不完全一樣,電動汽車有三種類型。
第一種,就是我們經(jīng)常說的油電混合電動汽車。這種電動汽車在1900年就有了,但是現(xiàn)代混合動力汽車實際上是1997年豐田普銳斯推向市場的時候才到來的。燃油車是以內(nèi)燃機為動力的,但是燃油車里頭的內(nèi)燃機動力的效率不能經(jīng)常在一個最優(yōu)效率的工況運行,因為我們的車速度時高時低,負載時大時小,而我們的內(nèi)燃機又是跟車連在一起,所以就會受影響,比如說怠速、低速等等,或者非常高的速度都是不好的。混合動力就是用電機、電池的方式優(yōu)化內(nèi)燃機的工作點,如果內(nèi)燃機在高效區(qū),我們就讓它直接驅(qū)動汽車;如果在低效區(qū),我們就讓它斷開機械的驅(qū)動,帶動發(fā)電機發(fā)電,然后由電驅(qū)動電動機,由電動機帶動車,這樣又把效率提高了,這就是混合動力。
第二種,我們現(xiàn)在開的新能源汽車大多數(shù)都是純電動汽車,其實純電動汽車出現(xiàn)就更早,在1834年就有。剛開始純電動汽車它是鉛酸電池的,鉛酸電池續(xù)駛里程不高,重量也很重。到了后來,我們就發(fā)展了鎳氫電池的純電動汽車,但仍然不能滿足要求。直到1992年發(fā)明了鋰離子電池,到了2007年、2008年,市場上最先出現(xiàn)了裝用鋰離子電池的純電動汽車,這才真正進入了市場。
第三種電動汽車就是燃料電池電動汽車。上世紀九十年代巴拉德最先做出了一個90千瓦的燃料電池發(fā)動機。又過了很多年,到2015年,豐田推出的燃料電池轎車才真正成為了一個商品。
這就是我們現(xiàn)在的三種電動汽車和三種動力系統(tǒng)。它們有一個共性的特征,那就是電池、電機、電控。不管哪一種車都是需要這三樣?xùn)|西的。混合動力也是電池、電機、電控。一般的時候,混合動力的電是由汽油發(fā)的電,或者是自動回饋的時候,車帶著電動機變成發(fā)電機發(fā)的電儲到電池里頭的。但是如果這個電池比較大,我們也可以從電網(wǎng)取電,我們把這叫可以充電的混合動力。
中國政府規(guī)定的電氣化程度比較高的電動汽車叫新能源汽車,新能源汽車就包括可以外接充電的混合動力、純電動汽車和燃料電池汽車。
2、為什么要發(fā)展新能源汽車?
中國為什么要選擇新能源汽車呢?有三個理由:
第一個理由就是我們的石油安全問題。我舉一個數(shù)據(jù),2017年中國石油消費6億噸,其中一半是我們汽車用的汽柴油消費。2017年我們有多少車呢?兩億一千五百萬輛車。2019年上半年,我們已經(jīng)到兩億五千萬輛車,估計今年年底我們一定會超過美國的兩億六千萬輛車。車越來越多,油耗也越來越大,可這些油從哪里來的呢?這其中70%都是進口的,這就是我們的能源安全問題。
第二個問題就是我們城市的污染,尤其是城市中心區(qū)域低空的污染。比如說細微的顆粒物,我們百分之二十幾都是汽車帶來的。再比如說氮氧化物,我們大概50%以上,還有揮發(fā)性有機物的40%以上,都是汽車帶來的,這是北京的數(shù)據(jù)。
第三個原因就是中國的汽車產(chǎn)業(yè)的升級。我們中國的汽車產(chǎn)業(yè)經(jīng)過多年的發(fā)展,現(xiàn)在已經(jīng)是國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè),連續(xù)十年產(chǎn)量居全球第一,而且是遙遙領(lǐng)先,現(xiàn)在占全球汽車產(chǎn)量大約30%的車都是中國做的。但是我們是一個汽車大國,還不是汽車的強國。所以總書記在2014年視察上汽的時候強調(diào)指出,發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路。
3、純電動——新能源汽車產(chǎn)業(yè)的突破口
北京把新能源汽車定義為純電動汽車,這是為什么呢?我們?yōu)槭裁丛谶@中間把純電動汽車挑出來,作為發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的突破口呢?這個理由又是什么呢?
我們當(dāng)時在作出這個選擇的時候,就是為了抓住新一代鋰離子電池應(yīng)用于汽車的巨大的機遇。鋰離子電池在車上使用正好是2008年、2009年,這十年來鋰離子電池的確實現(xiàn)了蓄電池領(lǐng)域百年來的一場革命,我們認為我們需要強化中國在電氣化交通領(lǐng)域的特色和優(yōu)勢。什么叫中國交通體系的電氣化特色與優(yōu)勢呢?大家知道中國的交通體系跟別人是不一樣的,我們的地理結(jié)構(gòu)跟歐洲、美國、日本都不一樣。我把我們的交通體系總結(jié)叫“點線面模型”。
所謂“點”就是大城市或者大城市群。例如北京、天津就是“點”;但如果是像北京到上海這樣的大城市之間,這就是“線”;而我們廣大的中小城市和農(nóng)村區(qū)域,我把它叫“面”。
“點線面模型”的交通的特色是什么呢?我們在“點”上,電氣化的城市公共交通,我們現(xiàn)在城市的電動客車已經(jīng)是比比皆是。交通部已經(jīng)發(fā)布政策,2020年,全國交通系統(tǒng)的新車都要是新能源電動汽車;在“線”上,中國的電氣化高鐵世界領(lǐng)先;在“面”上,就是我們的電動自行車、電動摩托車,大約有兩億五千萬輛,這也是中國奇跡。
我們在這樣一個交通體系下看問題,中國的轎車主要是在城市里面走,三五百公里的距離,我們的高鐵已經(jīng)非常方便,我們“面”上,再短途的,電動自行車、個人化交通領(lǐng)域也很方便。所以我們發(fā)展電動轎車具有全世界獨一無二的優(yōu)勢,這是我們把純電動汽車作為新能源汽車產(chǎn)業(yè)化突破口的主要原因。當(dāng)然我們并不是說只搞純電動汽車,而是要以純電動汽車為突破口,帶動各類新能源汽車的全方位發(fā)展。
4、突破可再生能源發(fā)展的瓶頸
總書記提出要實現(xiàn)能源生產(chǎn)與消費的革命,這個革命中的核心任務(wù)就是要轉(zhuǎn)型可再生能源。
據(jù)國家發(fā)改委能源研究所新能源研究方面的結(jié)果,如果我們要實現(xiàn)能源革命,到2050年實現(xiàn)碳平衡,我們必須大力發(fā)展風(fēng)電和光伏。其中,到2035年,我們的光伏要從1.8億千瓦發(fā)展到20億千瓦,煤電的比例要從現(xiàn)在的69%降低到31%,而風(fēng)電、光伏可再生能源要提升到63%,所以這是一個很大的任務(wù)。如果從成本的角度來看,光伏、風(fēng)電都已經(jīng)可以大規(guī)模發(fā)展,尤其是光伏上網(wǎng)的電價已經(jīng)降低到0.2元人民幣,已經(jīng)低于煤電的價格,所以大規(guī)模上光伏,在經(jīng)濟可行性和技術(shù)可行性上都是沒有問題的。但是可再生能源發(fā)電有一個最大的瓶頸,就是它波動的負荷很難平衡,必須要儲能。儲能技術(shù)成為新能源、可再生能源發(fā)展的一個瓶頸。
氫氣和儲能電池結(jié)合,就能來解決我們可再生能源的儲存問題。
兩大儲能技術(shù)。一個是鋰離子電池,它是分布式、小規(guī)模、短周期儲能的最佳方式,它的效率最高,成本最低,現(xiàn)在的裝機規(guī)模也最大,發(fā)展?jié)摿薮?。將來是要到萬億瓦時的規(guī)模,也就是年產(chǎn)十億千瓦時這樣的規(guī)模,包括儲能,包括電動汽車都要用到。另外一個就是我們中國的可再生能源有一個特點,我們的西北地區(qū)有廣闊的地方來供我們生產(chǎn)光伏可再生能源。但是這些光伏就是集中式的、大規(guī)模的,長周期儲存,遠距離輸送,這個時候我們需要把它變成氫氣來長周期儲存。有了這個技術(shù),我們就可以推動可再生能源的革命。
5、構(gòu)建移動能源互聯(lián)網(wǎng)
還有交通智能化,其中很重要的就是智慧能源,我們就叫移動能源互聯(lián)網(wǎng)。這是以電動汽車為核心,結(jié)合光伏發(fā)電、智能電網(wǎng)構(gòu)成一個體系。
現(xiàn)在我們在充電方面好像是無序的,有了這個能源互聯(lián)網(wǎng)之后,當(dāng)我們的規(guī)模不斷地擴大,我們就必須要搞有序充電,也就是智能充電。不能大家回家之后都充電,最好是移到半夜去充,因為那個時候沒有什么人用電了,我們的電動車的電池把電存起來。還有一個就是我們的車網(wǎng)互動,我們不僅存起來,等到白天高峰用電的時候,我們還可以用儲能電池里面的電回饋電網(wǎng),去滿足負荷的需求。這就是我們的智慧能源,或者說叫交通智慧能源,再或者叫交通能源的一體化。我們的電動汽車不僅僅是出行工具,也是能源裝置。
我們要網(wǎng)聯(lián)化,不僅僅是信息的互聯(lián)網(wǎng),還有我們能源的互聯(lián)網(wǎng)和車的物聯(lián)網(wǎng),這些結(jié)合起來就會發(fā)揮巨大的作用。最終我們能達到什么結(jié)果呢?在2035年,我們的新能源汽車保有量如果是達到一億輛,車上的電池至少是50億度電,這50億度電能放出多大的功率呢?我們就算再估得低一點,至少它能提供25億千瓦到50億千瓦。不僅有車上的電池儲能,我們還有車下的儲能,還有集中式的氫的儲能,整個加起來就能完全滿足可再生能源規(guī)模發(fā)展的需求。
新能源汽車,不僅僅是一個很好汽車減排工具,而且是可再生能源革命的推動力,是實現(xiàn)人類可持續(xù)發(fā)展的一個優(yōu)秀的交通工具。
作為電動汽車最核心部件,動力電池一直是我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈中最為重要的一環(huán),而電池比能量的高低,更是提高新能源汽車續(xù)駛里程的關(guān)鍵技術(shù)。
電池比能量的提升,無疑需要一個過程,它涉及到材料、成本、安全等諸多問題,如果控制不好,還有可能引發(fā)自燃、爆炸等安全事故,目前,這也是各大車企技術(shù)競爭的一個焦點,也是未來能否在激烈而殘酷的市場競爭中脫穎而出的一大關(guān)鍵。目前,新能源汽車技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到什么程度?還存在哪些技術(shù)瓶頸?如何有效解決消費者的“里程焦慮”“安全焦慮”和“成本焦慮”?
如何破解電動汽車里程焦慮?
剛開始推廣電動汽車的時候,甚至有些科學(xué)家覺得電動汽車取代燃油車,永遠都不可能實現(xiàn)。因為按照汽油的比能量跟電池的比能量來比,在十年前大概要差一百多倍,但現(xiàn)在只差50倍了。50倍還是很高,但是我們不能只看這一點,我們還要看100公里的電動車耗多少能量,燃油車耗多少能量。我們的電動汽車百公里耗15度電,同樣的里程數(shù),燃油車在城里開需要消耗8升油,8升油就是72度電。這樣一來,電動汽車使用的能量只是燃油車的五分之一。雖然之前汽油的比能量跟電池的比能量來比是50倍,但是電動汽車使用的能量只是燃油車的5倍,所以現(xiàn)在只差10倍。10倍是什么意思呢?比方說一個油箱,燃油車裝60升油最多也就是六、七十公斤,同樣的續(xù)駛里程,根據(jù)電池性能高低的不同,電動汽車走500公里所需要的電池重量就要300公斤到500公斤。就算300公斤,還是比燃油車多兩百幾十公斤。但是電動汽車的電機很輕,燃油車的內(nèi)燃機、變速器、排氣管后處理,再加上前面的水箱、風(fēng)扇,比電動汽車的要重200公斤左右。所以最后總的看起來,兩種車其實重量差別并不是很大。隨著電池比能量的進一步提高,對于續(xù)駛里程四、五百公里而言,兩種車可以做到重量基本相當(dāng)。
現(xiàn)在很多人經(jīng)常說,新發(fā)明出了一種電池,可以讓轎車跑1000公里。大多數(shù)人可能是懷疑的,聽起來跑1000公里好像不可能。但是我要告訴大家,如果僅僅想讓它能跑1000公里是可能的。要跑1000公里就要把電池加一倍,但是空間占用了很大,也許后備箱全都被占了。另外重量增加了很多,成本也加了很多,這種車可能沒人要。所以并不是不能跑1000公里,而是從一個車的綜合指標來看,這樣的產(chǎn)品并不是一個好車,這才是問題的關(guān)鍵。
那么,我們?nèi)绾卧谔嵘m(xù)駛里程的同時又讓它成為一個好產(chǎn)品呢?正確的提升里程的方法不是簡單地堆電池,應(yīng)該做到以下幾點:
第一,進一步提高電池的比能量。同樣的體積下我的儲電量更大。
第二,通過降低整車的電耗來提升續(xù)駛里程?,F(xiàn)在100公里耗電15度,那是否能降到13度、12度?國際上有一款電動汽車,也算是家用轎車,它百公里10度電,這樣一來,同樣的電池你可以跑得更遠,續(xù)駛里程不就增加了嗎?現(xiàn)在其實大家覺得續(xù)駛里程不夠,我們叫“里程焦慮”。
“里程焦慮”是什么原因呢?大多是充電不方便,所以我們還需要把充電變得更方便,通過增加充電設(shè)備來解決“里程焦慮”?,F(xiàn)在中國大概有一百萬多個充電樁或者充電站,私人的大概60萬個,公共的大概40多萬個。什么方式是最好呢?就是只要你買一個電動汽車,你就應(yīng)該有一個自己的充電方式,平時最好的充電方式就是在家里或者單位慢充,用自己單獨的充電樁。如果你要跑長途應(yīng)急的時候,你可以快充,充十分鐘,不一定要充滿。我們不按照電池的電量來看,而是說充十分鐘能跑100公里還是200公里。所以這樣一來,如果能夠構(gòu)成一個體系,那大家的“里程焦慮”就不復(fù)存在了。
續(xù)駛里程基本上每年都要提升50公里以上,比如前年我買的車續(xù)駛里程是300多公里,去年續(xù)駛里程達到400多公里,已經(jīng)很多了,今年續(xù)駛里程已經(jīng)提高到500公里了。但是我不認為續(xù)駛里程都要達到500公里或者更長的距離,電動汽車需要有合理的續(xù)駛里程。比方說那種特別小的車,續(xù)駛里程150公里、200公里也很好,因為它車很小。再比如說,我們家用轎車的續(xù)駛里程是400公里,這也挺合理的。當(dāng)然,如果是B級車,中高端車500公里的續(xù)駛里程還是要的。所以在這方面,它是要有一個合理的里程范圍,并不是越長越好。