我國(guó)目前主要以純電動(dòng)為主,混合動(dòng)力車一部分可以用,燃料電池是小范圍的示范。
我今天講的是兩個(gè)問(wèn)題,一個(gè)是我國(guó)有關(guān)電動(dòng)汽車的政策,另外是新能源汽車的技術(shù)路線,還有是大中型客車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)如何做,我有自己的想法。
我們國(guó)家整個(gè)來(lái)說(shuō)汽車發(fā)展比較快,但是我們離全球目標(biāo)差的比較遠(yuǎn),我們千人保有量是140輛,全球平均水平158輛,美國(guó)是一千人有800輛,韓國(guó)有376輛,我們汽車還是有很大發(fā)展空間。
但是有些城市發(fā)展過(guò)分了,中東部城市擠的一塌糊涂。從西部去看,90%路上根本沒(méi)有車,還不到10%,就是不均衡。
另外看一下能源的問(wèn)題,有人說(shuō)不講政治,我覺(jué)得還是要講政治的。我們?nèi)ツ赀M(jìn)口石油達(dá)到64.4%,進(jìn)口量對(duì)我們政治問(wèn)題有很大的影響。
從這張圖來(lái)看這是霧霾的問(wèn)題,機(jī)動(dòng)車輛排放所占和比例哪個(gè)地方最多,深圳,為什么深圳最多,深圳沒(méi)有別的工業(yè),河北那么多污染嚴(yán)重的地方主要是工業(yè),北京、上海占30%左右,汽車排放對(duì)大氣環(huán)境還是有很大影響的。
你看奧運(yùn)會(huì)的時(shí)候,APCE開(kāi)會(huì)的時(shí)候,北京一但單雙車號(hào)行駛,限制一半,單位的車基本不讓出行,這樣大氣環(huán)境比較好。
另外看我們國(guó)家石油64.4%是進(jìn)口的,三條道,一個(gè)是俄羅斯進(jìn)來(lái)到大慶,一個(gè)是過(guò)霍爾果斯到新疆,但是大部分是中東,非洲、南美等地過(guò)來(lái)的,最重要過(guò)馬六甲海峽,這個(gè)是非常危險(xiǎn)的地方,對(duì)我們石油運(yùn)輸過(guò)程確實(shí)造成了很大的威脅,一但把馬六甲海峽卡住,我們主要的石油運(yùn)輸通道就沒(méi)有了。
我們?yōu)槭裁丛诎突固菇ㄔO(shè)港口,十年前新加坡說(shuō)它建,就是卡中國(guó),后來(lái)巴基斯坦要過(guò)來(lái)我們才建的。
我國(guó)現(xiàn)在進(jìn)口石油,石油是我們的命脈,但是進(jìn)口石油有這么多美軍基地守著,尤其新加坡那兒必須過(guò),日本、阿富汗那塊都有,因此這是政治問(wèn)題,因此我們國(guó)家制定了一個(gè)方針,多用電少用油。
▲新能源汽車的發(fā)展速度預(yù)測(cè)
汽車產(chǎn)業(yè),去年發(fā)布了一個(gè)汽車中長(zhǎng)期規(guī)劃里邊,特別講了汽車產(chǎn)業(yè)是推動(dòng)新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革的重要力量,是建設(shè)制造強(qiáng)國(guó)的重要支撐,是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱,汽車不是夕陽(yáng)產(chǎn)業(yè),是新的科技載體。
我國(guó)新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車有望搶占先機(jī),成為發(fā)展的突破口。我們現(xiàn)在大而不強(qiáng),我們?nèi)狈诵募夹g(shù),怎么大而強(qiáng)找突破口,因此國(guó)家把智能網(wǎng)聯(lián)和新能源汽車作為先機(jī)。
來(lái)看一下我們的規(guī)劃,新能源汽車和智能網(wǎng)聯(lián)汽車在關(guān)鍵技術(shù)取得突破,力爭(zhēng)經(jīng)過(guò)十年持續(xù)努力邁入世界汽車強(qiáng)國(guó)行列。
這是很重要的問(wèn)題。我國(guó)對(duì)新能源汽車確實(shí)有很大的支持,我這兒歸納一下,第一條科技支持,大概一百多億到一百五十億左右,從十五一直到十三五。購(gòu)車補(bǔ)貼四百億左右,另外公交車的運(yùn)行補(bǔ)貼,把油補(bǔ)換成電補(bǔ)等。
另外對(duì)充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的補(bǔ)貼,國(guó)家補(bǔ)貼20%建設(shè)費(fèi)用,不算地皮。從科研、購(gòu)車、運(yùn)行、充電這是比較全面的。
再看一看我國(guó)新能源汽車技術(shù)路線,這張圖大家都看過(guò),我是參與了這個(gè)。
1998年京都議定書(shū)簽訂以后,中國(guó)和日本兩國(guó)針對(duì)新能源汽車下一步如何發(fā)展做了一個(gè)長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃,當(dāng)時(shí)認(rèn)為燃料電池技術(shù)比較成熟,把燃料電池畫(huà)的很大,純電動(dòng)車畫(huà)的很小,后來(lái)鋰電池發(fā)展起來(lái)以后,現(xiàn)在純電動(dòng)車走在了前頭,這個(gè)路線是中日兩國(guó)制定的,歐洲有觀察員參與,美國(guó)沒(méi)有參加這個(gè)活動(dòng),因?yàn)槊绹?guó)沒(méi)有在京都議定書(shū)上簽字。
大家看一看這是不同技術(shù)路線的總能量效率,這是當(dāng)時(shí)同步啟動(dòng)研究的,純電動(dòng)汽車是27%-28%,柴油車是17%,汽油車是13%......
另外我們2002年左右接了國(guó)家的任務(wù),我們國(guó)家2030年汽車計(jì)劃發(fā)展到3億輛,相對(duì)2010年我們的總油耗量不要增加,采取了什么路線,一個(gè)是過(guò)渡戰(zhàn)略,就是節(jié)能汽車,另一個(gè)是轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略,就是新能源汽車。
這樣十一五國(guó)家出臺(tái)了節(jié)能與新能源汽車國(guó)家重大項(xiàng)目。發(fā)展高效內(nèi)燃機(jī)、混合動(dòng)力汽車、替代燃料,包括LNG,甲醇、乙醇都屬于節(jié)能汽車范疇。另外就是發(fā)展新能源汽車,包括插電式混合動(dòng)力,純電動(dòng)以及燃料電池等等。
另外看一看世界上的問(wèn)題,國(guó)際汽車產(chǎn)業(yè)的重大轉(zhuǎn)身。
去年在法蘭克福汽車展,德國(guó)汽車發(fā)生了重大的變化,默克爾開(kāi)幕式上講德國(guó)汽車必須盡快重新贏得信任,媒體總結(jié)法蘭克福汽車展,見(jiàn)證德國(guó)汽車“一場(chǎng)告別,一個(gè)開(kāi)始,大象轉(zhuǎn)身,勢(shì)不可當(dāng)”,和燃油車告別,電動(dòng)化開(kāi)始,大象轉(zhuǎn)身,德國(guó)汽車確實(shí)非常厚重,德國(guó)汽車工業(yè)豪華車在世界占有非常重要的地位,另外德國(guó)幾個(gè)汽車公司都在做電動(dòng)化計(jì)劃,電動(dòng)化是其今后發(fā)展的最大亮點(diǎn)。
他們發(fā)展的路線圖是,汽油機(jī)/柴油機(jī)----生物汽油----燃料電池,我在巴塞羅那開(kāi)國(guó)際電動(dòng)汽車會(huì)的時(shí)候,和歐盟制造商協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)人對(duì)話,他們就講中國(guó)和日本人想象太豐富了,你現(xiàn)在搞的鋰離子電池連手機(jī)都有問(wèn)題,驅(qū)動(dòng)汽車難度太大。
德國(guó)人是比較實(shí)在的。為什么戴姆勒—奔馳公司要與比亞迪合作開(kāi)發(fā)純電動(dòng)汽車,主要是電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的問(wèn)題。寶馬汽車選擇了寧德時(shí)代的電池芯,中國(guó)在電動(dòng)化方面做的還是比較好的,這一點(diǎn)德國(guó)是認(rèn)可的,因此在中國(guó)選電池。
另外大眾公司公布了自己的電動(dòng)化計(jì)劃,各國(guó)提出禁售燃油車的令。
挪威2025年,德國(guó)和印度2030年,法國(guó)、英國(guó)2040年禁售燃油車。有人說(shuō)這是不是炒作,又稱說(shuō)這是默克爾***的競(jìng)選手段,根本無(wú)法實(shí)施。
我們看行業(yè)老大,柯達(dá)照相倒下了,數(shù)字照相技術(shù)出來(lái)以后,它就不行了。手機(jī)原來(lái)諾基亞是行業(yè)龍頭,他們認(rèn)為手機(jī)就是手機(jī)打電話,認(rèn)為搞智能手機(jī)是沒(méi)有用的,后來(lái)喬布斯帶領(lǐng)蘋(píng)果公司搞智能手機(jī)以后,諾基亞倒下了。
去年12月31號(hào),2017年最后一天,豐田突然發(fā)力,它把所有高管進(jìn)行調(diào)整,技術(shù)路線進(jìn)行調(diào)整,原來(lái)重點(diǎn)發(fā)展混合動(dòng)力,燃料電池為長(zhǎng)遠(yuǎn)目標(biāo),突然調(diào)整目標(biāo)設(shè)了一個(gè)大聯(lián)盟,轉(zhuǎn)向研究純電動(dòng)汽車。
原來(lái)豐田公司混合動(dòng)力已經(jīng)成熟了,燃料電池還比較遠(yuǎn),要不斷研發(fā),現(xiàn)在趕快發(fā)展純電動(dòng)了,成立很大的聯(lián)盟把自己公司和子公司合并起來(lái)做這個(gè)事。
另外,看中國(guó)是否需要設(shè)定燃油車禁售時(shí)間表,有人說(shuō)有問(wèn)題,有的企業(yè)已經(jīng)反映了,長(zhǎng)安汽車宣布在2025年停止燃油汽車生產(chǎn)和銷售,北汽集團(tuán)宣布2030年停止燃油汽車生產(chǎn)和銷售,在這之前吉利和沃爾沃在2025年左右停止燃油車銷售,是不是炒作我們拭目以待,誰(shuí)也不會(huì)算卦,誰(shuí)也無(wú)法預(yù)計(jì)這個(gè)問(wèn)題到底什么時(shí)間實(shí)現(xiàn)?這是值得我們思考的。
有人說(shuō),陳老師你搞半輩子電動(dòng)汽車,你的意見(jiàn)是什么,我認(rèn)為中國(guó)需要設(shè)定燃油車禁售時(shí)間表,但是怎么做,中國(guó)地域這么大不能一刀切,我認(rèn)為中國(guó)應(yīng)該參考建設(shè)充電設(shè)施的目標(biāo)要求,把國(guó)家分三個(gè)地區(qū)推廣發(fā)展,到2030年推動(dòng)北京、上海、天津等十個(gè)東部地區(qū)城市,2040年是中部六個(gè)省,2050年是其他省,世界就跟著走。
先大城市,先是乘用車,城市客車,后是其他車,要給使用者和生產(chǎn)者有一個(gè)預(yù)計(jì),大家有一個(gè)期望值,希望大家做好這個(gè)工作。
▲動(dòng)力電池水平穩(wěn)步上升
最后我講一下大中型客車動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù),我們國(guó)家純電動(dòng)車發(fā)展還是比較快的,今年大概七八十萬(wàn)輛,公共充電樁也在發(fā)展。
第二問(wèn)題,新能源汽車發(fā)展的速度,估計(jì)2017年有55%的增長(zhǎng)率,我估計(jì)差不多,去年50萬(wàn)輛,你增加了30萬(wàn)輛,增長(zhǎng)50%以上了。
按照這個(gè)趨勢(shì),2020年將達(dá)220萬(wàn)輛年產(chǎn)量,總的量超過(guò)500萬(wàn)輛,達(dá)到整個(gè)汽車銷售量的7-8%。
另外我們動(dòng)力電池技術(shù)有了很大的進(jìn)步,安全性在提高,產(chǎn)量也在進(jìn)一步增加,成本也不斷的降低,這是純電動(dòng)汽車提出有利的條件。
另外大中型客車動(dòng)力系統(tǒng),純電動(dòng)系統(tǒng)有非常好的優(yōu)勢(shì),尤其動(dòng)力電池技術(shù)進(jìn)步比較快。
另外充電樁技術(shù)進(jìn)一步加快,在運(yùn)行過(guò)程中不排放有害氣體,北京不給插電混合動(dòng)力發(fā)牌照,這個(gè)問(wèn)題引起了很大的爭(zhēng)議,北京市是因?yàn)榭紤]霧霾和有害氣體排放的問(wèn)題,純電動(dòng)汽車排放量是最少了,因此作為優(yōu)先發(fā)展目標(biāo)。
另外充電設(shè)施進(jìn)一步完善。下面看看混合動(dòng)力系統(tǒng)有很多優(yōu)點(diǎn),有節(jié)油效果,技術(shù)相對(duì)成熟。
但是缺點(diǎn)基本使用內(nèi)燃機(jī)及化石燃料,尾氣排放對(duì)城市大氣有負(fù)面影響,不符合國(guó)家以電代油等等。
后面我講一下燃料電池,國(guó)家有很多政策,2016年全球氫燃料電池汽車銷售為2312輛,與2015年相比增幅為225%,主要有三款車型,豐田,本田和現(xiàn)代,其中大部分是租售的。
發(fā)展燃料電池做得最好的,世界公認(rèn)的是加拿大,但是加拿大現(xiàn)在有多少輛運(yùn)行,大概不到30輛在運(yùn)行。美國(guó)有多少輛,不到50輛,歐洲40幾輛,只有中國(guó)量比較大。
剛才也講了,本田是燃料電池做的最好的,可以實(shí)現(xiàn)全天零下20度無(wú)輔助低溫啟動(dòng),零下46度冷儲(chǔ)存及停機(jī)自動(dòng)保護(hù),車用燃料電池電堆壽命達(dá)到5千小時(shí)。奧運(yùn)會(huì)的時(shí)候,我們從德國(guó)進(jìn)口了三臺(tái)燃料電池大客車,到德國(guó)驗(yàn)收我去的,那時(shí)候合同寫(xiě)明燃料電池系統(tǒng)壽命2200小時(shí),由制造商-加拿大巴拉德公司的兩個(gè)專家負(fù)責(zé)全線維護(hù)和保養(yǎng),完成2200小時(shí)以后就把電池拆走了,現(xiàn)在燃料電池沒(méi)有了,就保證2200小時(shí),這不是車輛運(yùn)行時(shí)間,只要燃料電池一啟動(dòng)就開(kāi)始算時(shí)間了,與車走多少里程沒(méi)有關(guān)系。
我們國(guó)家當(dāng)時(shí)研發(fā)的燃料電池壽命大概是700小時(shí)左右,因此燃料電池壽命是很大的問(wèn)題。
▲氫燃料電池的類型和特點(diǎn)
另外,大家看一看還有一個(gè)問(wèn)題,就是燃料電池的類型,以及燃料電池的原理我就不講了。燃料電池實(shí)際不是電池,是發(fā)電機(jī)構(gòu),里面沒(méi)有電,先把氫氣和空氣通進(jìn)去以后反應(yīng)生成電,它確實(shí)是一個(gè)很好
的動(dòng)力源,效率比較高。
現(xiàn)在一般系統(tǒng)效率達(dá)到45%-50%,我們國(guó)家認(rèn)定的有兩個(gè)燃料電池測(cè)試機(jī)構(gòu),上海同濟(jì)大學(xué)和清華大學(xué),清華大學(xué)是測(cè)試客車用的,轎車用的是由上海同濟(jì)大學(xué)測(cè)試。
我們國(guó)家對(duì)燃料電池補(bǔ)助確實(shí)比較高,燃料電池系統(tǒng)的大中型客車補(bǔ)貼50萬(wàn),額定功率不低于驅(qū)動(dòng)電機(jī)額定功率的30%,且不小于30W。
燃料電池平均效率為50%,每產(chǎn)生1kWH電能氫氣消耗量為59.5%(666.45L),如果效率為45%,需要?dú)錃?6.12克/千瓦時(shí),折合740.50L,標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的氫氣。氫氣的價(jià)格3.3元/m3,每度電氫氣費(fèi)用2.44
元,因此費(fèi)用很高。
不是一般的氫氣可以用。用其它燃料,例如甲醇、天然氣、煤氣等重整出來(lái)的氫氣,能夠?yàn)槿剂想姵赜玫模鷥r(jià)是相當(dāng)高的,國(guó)外現(xiàn)在燃料電池用的氫氣基本上都是電解水用的。
燃料電池的價(jià)格,日本的數(shù)據(jù)每公斤一千日元(是折合60元人民幣,10L油)。燃料電池價(jià)格,東風(fēng)特汽今年生產(chǎn)燃料電池物流車300臺(tái),(FC30千瓦,國(guó)鴻公司提供的電堆),價(jià)格1萬(wàn)多塊錢。另外一
家機(jī)構(gòu),進(jìn)口大概是1.5萬(wàn)元/kW,賣出去將近2萬(wàn)/kW,大家看看它的成本。
建加氫站更是天文數(shù)字,因?yàn)闅錃馐强扇夹晕镔|(zhì),壓力又很大,需要周邊很大大的面積,而且要遠(yuǎn)離其它建筑。
因此我覺(jué)得燃料電池技術(shù)并不成熟。現(xiàn)在國(guó)家對(duì)燃料電池是要進(jìn)實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān),有很多問(wèn)題,例如,交換膜、極板、催化劑、水管理,熱管理等需要我們解決。
我的結(jié)論是,我們目前主要以純電動(dòng)為主,混合動(dòng)力車一部分可以用,燃料電池是小范圍的示范。我在三年前燃料電池汽車應(yīng)該重點(diǎn)進(jìn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行技術(shù)攻關(guān),沒(méi)有完成之前不要大范圍示范。
我們2008年從德國(guó)進(jìn)口的燃料電池大客車車,那是德國(guó)戴姆勒—奔馳公司和加拿大巴拉德公司共同研制的,負(fù)責(zé)在第一線運(yùn)行技術(shù)支持的是清華大學(xué)燃料電池汽車研發(fā)的團(tuán)隊(duì)。因此希望大家對(duì)這個(gè)問(wèn)題有所認(rèn)識(shí)。
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原文標(biāo)題:【蘇達(dá)匯誠(chéng)·高工透視】清華大學(xué)陳全世:新能源客車動(dòng)力系統(tǒng)技術(shù)現(xiàn)狀與發(fā)展
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