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歐陽明高: 三元鐵鋰、充電換電應(yīng)融合發(fā)展,燃料電池明年騰飛

  • 本文要點(diǎn):

  • 歐陽明高認(rèn)為,雖然有疫情影響,但今年新能源汽車市場超預(yù)期地好。今年中國新能源汽車的產(chǎn)銷量有望和去年持平。市場出現(xiàn)新“兩頭擠”格局。

  • 三元和磷酸鐵鋰應(yīng)均衡發(fā)展:811動(dòng)力電池應(yīng)用速度會(huì)減緩。但是,需要在安全的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高比能量。

  • 磷酸鐵鋰本身比較安全的,壽命也很長,成本還低,解決比能量問題后,銷量當(dāng)然會(huì)大幅回升。

  • 中國燃料電池取得了巨大進(jìn)步,產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立起來。今年年底實(shí)現(xiàn)8000到1萬輛的推廣指標(biāo)有信心。明年會(huì)騰飛。今后幾年會(huì)有一個(gè)很大的提升。

  • 燃料電池成本將下降七成到八成,難點(diǎn)在氫能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和降成本。

  • 充換電應(yīng)均衡發(fā)展。私人電動(dòng)汽車會(huì)以充電為主,商用車適合換電。未來換電重卡會(huì)大發(fā)展。

  • 技術(shù)路線上,基于化石能源,混動(dòng)最好,基于可再生能源,新能源特別是純電效率最高。

  • 基于碳達(dá)峰、碳中和的目標(biāo),新能源汽車會(huì)大發(fā)展。中國2030年產(chǎn)銷或達(dá)1500萬輛。

歐陽明高在百人會(huì)年度論壇媒體溝通會(huì)上發(fā)言

每一年的百人會(huì)年度論壇媒體溝通會(huì),已經(jīng)成為歐陽明高集中向媒體表達(dá)當(dāng)年新能源汽車熱點(diǎn)技術(shù)的看法,以及對(duì)未來趨勢(shì)判斷的平臺(tái)。

這位中國科學(xué)院院士,從“十一五”開始連續(xù)三個(gè)五年計(jì)劃都擔(dān)任國家節(jié)能與新能源汽車科技重點(diǎn)專項(xiàng)首席專家,也是各部門涉及新能源汽車政策首先要征詢的專家。他對(duì)新能源汽車技術(shù)的總結(jié)和預(yù)測(cè),自然分量十足。

11月26日,電動(dòng)汽車百人會(huì)再次舉辦年度論壇媒體溝通會(huì),為2021年論壇預(yù)熱。作為百人會(huì)副理事長的歐陽明高出席溝通會(huì),主要論及新能源汽車三大技術(shù)的判斷,也回答了媒體的提問。

1

2020年新能源汽車全球表現(xiàn)

歐陽明高先回顧了2020年新能源汽車的發(fā)展?fàn)顩r。

他表示,今年早期疫情沖擊非常大,影響了大家對(duì)新能源汽車預(yù)期。甚至,疫情還影響了今年出臺(tái)的《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2035)》。

“由于疫情的影響,規(guī)劃草案新能源汽車產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)是2025年市場占有率達(dá)到25%,最終變成20%?!?/span>

但是,“現(xiàn)在看市場比我們想象的要好很多,國際對(duì)未來判斷的樂觀程度也超出我們想象?!睔W陽明高指出,美國和歐盟一些領(lǐng)導(dǎo)人提出的新能源汽車2025年政策規(guī)劃,比中國的目標(biāo)還高一些。

他估計(jì),今年中國新能源汽車的產(chǎn)銷量和去年不會(huì)有太大的變化?!坝绕涫墙衲甑能囍饕撬饺速I的,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大的變化。新產(chǎn)品層出不窮,而且是各種檔次的產(chǎn)品都有,從高端品牌到經(jīng)濟(jì)型,全方位(發(fā)展)。”

就消費(fèi)結(jié)構(gòu),他提出,新能源汽車開始產(chǎn)業(yè)化時(shí)是大客車和微型車“兩頭擠”?,F(xiàn)在是新的“兩頭擠”格局,從高端和經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)車擠向中間性價(jià)比車型市場。

高端方面,他舉了特斯拉的例子。

歐陽明高認(rèn)為,特斯拉進(jìn)中國市場時(shí),國家采用非常開放的態(tài)度,這個(gè)政策是正確的?!八购芏嗒q豫的消費(fèi)者打消了疑慮,對(duì)電動(dòng)汽車產(chǎn)生了一個(gè)好的認(rèn)知,特斯拉對(duì)新能源汽車做了一個(gè)很好的宣傳。現(xiàn)在我們幾個(gè)新造車勢(shì)力合起來高端品牌超過特斯拉?!?/p>

低端方面,他提及了五菱“五菱的經(jīng)濟(jì)型電動(dòng)車銷量也超過特斯拉?!?/span>

此外,中高端的、家用的比亞迪品牌已經(jīng)進(jìn)入供不應(yīng)求的狀態(tài)。全球汽車企業(yè)市值前十名已經(jīng)有幾家中國新能源汽車企業(yè)了,這是前所未有的大突破。

新能源汽車產(chǎn)品技術(shù)方面,歐陽明高第二次“點(diǎn)贊”比亞迪刀片電池。

他提及,比亞迪漢采用刀片電池,使磷酸鐵鋰?yán)m(xù)航里程達(dá)到600公里以上?!拔乙矊iT參觀了比亞迪重慶的刀片電池工廠,電池做的像藝術(shù)品一樣?!?/p>

另外,比亞迪漢在電力電子方面采用了碳化硅,“這是中國企業(yè)第一次采用碳化硅。而且是自己研發(fā)的?!睔W陽明高說,比亞迪漢的電氣系統(tǒng)總線電壓已經(jīng)達(dá)到650伏,這為快速充電提供了電氣架構(gòu)方面的平臺(tái)支撐。電壓提上去,很多技術(shù)要求都會(huì)提高?!艾F(xiàn)在看來比亞迪已經(jīng)走在前面?!?/p>

百人會(huì)論壇媒體溝通會(huì)現(xiàn)場

2

動(dòng)力電池、氫燃料電池和充換電之爭

作為技術(shù)專家,歐陽明高對(duì)于新能源汽車技術(shù)的看法更為關(guān)注。本次溝通會(huì)他重點(diǎn)談了三個(gè)熱點(diǎn)技術(shù)。

(1)動(dòng)力電池

歐陽明高首先提及動(dòng)力電池的安全問題。

他認(rèn)為,應(yīng)對(duì)動(dòng)力電池安全問題,要從本征安全、主動(dòng)安全、被動(dòng)安全三個(gè)方面來解決。

所謂本征安全,就是說電池安全是設(shè)計(jì)出來的、制造出來的,所以必須從設(shè)計(jì)、制造的角度,從根子上來提高安全水平。這就是本征安全,有的人也叫“本質(zhì)安全”。

“我們以前設(shè)計(jì)電池,對(duì)電池發(fā)生熱失控的機(jī)理并不是很熟悉,尤其是當(dāng)材料體系發(fā)生變化的時(shí)候。比如以前我們對(duì)磷酸鐵鋰電池還是清楚的,對(duì)三元電池在333、523時(shí)候也還是清楚的。”歐陽明高說,“但是到了622、811的時(shí)候,很多機(jī)理都發(fā)生變化,對(duì)新的機(jī)理需要進(jìn)行科學(xué)研究和解釋。我可以告訴大家,現(xiàn)在對(duì)高鎳三元電池?zé)崾Э貦C(jī)理,從科學(xué)層面上基本上搞清楚了?!?/span>

對(duì)于中國動(dòng)力電池故障多發(fā)的情況,歐陽明高認(rèn)為,中國新能源汽車保有量大,出問題早,對(duì)于安全的防護(hù)也應(yīng)該能最早探索出來。然后,“我們需要利用這些科學(xué)的原理把它實(shí)施到設(shè)計(jì)中,尤其是落實(shí)到制造過程中?!?/p>

歐陽明高認(rèn)為,比能量每公斤250瓦時(shí)以下的電池安全性基本沒有問題,重點(diǎn)攻關(guān)的是300瓦時(shí)/公斤的高鎳三元電池?!耙?yàn)殡姵乇饶芰吭礁?,?duì)安全設(shè)計(jì)的要求越高,技術(shù)門檻也高。當(dāng)初攻關(guān)目標(biāo)300瓦時(shí),今年大家都做出來了,都是能達(dá)標(biāo)的。但在實(shí)驗(yàn)室做出來能達(dá)標(biāo),并不等于大批量生產(chǎn)的質(zhì)量控制完全能達(dá)標(biāo),還需要一個(gè)過程,預(yù)期這兩年可以做到。”

在主動(dòng)安全方面,其控制、監(jiān)控與管理是整車廠承擔(dān)的,但是整車廠對(duì)電池的理解總體上還沒有完全到位,要有一個(gè)過程適應(yīng)。“我想有個(gè)一兩年整車廠的能力就完全上來了,現(xiàn)在走在前面的整車廠已經(jīng)做的很好了?!?/p>

被動(dòng)安全方面,主要是熱管理讓電池包不燒起來,“這是我們的目標(biāo)”。

歐陽明高還特地論及三元和磷酸鐵鋰技術(shù)路線之爭。

歐陽明高認(rèn)為,磷酸鐵鋰以前不能用于轎車,主要是體積比能量偏低?!艾F(xiàn)在刀片電池技術(shù)使體積比能量提升了約50%,續(xù)駛里程能達(dá)到600公里,這是一個(gè)很大的突破?!币?yàn)榱姿徼F鋰本身是比較安全的,壽命也很長,成本還低,就是比能量差一點(diǎn),現(xiàn)在這個(gè)問題解決了,銷量當(dāng)然會(huì)大幅回升。

但他也強(qiáng)調(diào),并不是說三元電池就不好。“我們要均衡發(fā)展,三元和磷酸鐵鋰都要,通過高技術(shù)可以讓三元安全。不管怎么說,我們還是需要在安全的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高比能量,這個(gè)方面我們還需要不斷技術(shù)進(jìn)步,科技創(chuàng)新是無止境的?!?/p>

在回答《電動(dòng)汽車觀察家》有關(guān)811電池的提問時(shí),歐陽明高表達(dá)了類似觀點(diǎn)?!?11”電池是中國率先引入市場的,現(xiàn)在電池公司仍在批量供貨,而且國外企業(yè)也在批量采用。但是增長的趨勢(shì)可能會(huì)下降,引入的速度和節(jié)奏可能會(huì)放慢,但并不等于它會(huì)消失?!耙粋€(gè)技術(shù)的創(chuàng)新總歸不會(huì)一帆風(fēng)順,如果導(dǎo)入的速度快了,其它的沒跟上,那往回退一點(diǎn)也很正常。而磷酸鐵鋰會(huì)大幅度回歸,我想這是未來幾年的趨勢(shì)?!?/p>

不過,他強(qiáng)調(diào),在解決安全、壽命、成本的基礎(chǔ)上,繼續(xù)提高比能量,肯定還是一個(gè)創(chuàng)新和研發(fā)的總趨勢(shì)。“我們不可能停留在現(xiàn)有的狀態(tài),如果停留在現(xiàn)有狀態(tài),一旦新東西出來,就會(huì)顛覆我們。在市場競爭的環(huán)境中,技術(shù)創(chuàng)新是永無止境的,是不可能停止的,隨時(shí)都有可能顛覆?!?/p>

歐陽明高對(duì)中國動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)很有信心。他提及,歐盟準(zhǔn)備2025年實(shí)現(xiàn)電池全部自給。中國電池由于性價(jià)比很好,現(xiàn)在大量出口,但是全世界不可能永遠(yuǎn)用中國電池,所以技術(shù)競爭、技術(shù)競賽永遠(yuǎn)都會(huì)持續(xù)下去。比如固態(tài)電池的競爭,科技創(chuàng)新的潛力是巨大的,“所以我們還要不斷創(chuàng)新、不斷突破?!?/p>

中國研究電池的人可能是全球最多的,中國和電池有關(guān)的技術(shù)人員可能要百萬級(jí)別的。“我們?cè)谶@個(gè)領(lǐng)域有很大的潛力和優(yōu)勢(shì),要繼續(xù)發(fā)展這個(gè)優(yōu)勢(shì)?!?/p>

在規(guī)模上中國也會(huì)繼續(xù)領(lǐng)先。他提及,國外對(duì)全球動(dòng)力電池發(fā)展有一個(gè)預(yù)測(cè),到2030年會(huì)從2018年的100億G瓦時(shí)到2030年的2900億G瓦時(shí)。大概增長近30倍。“我估計(jì)中國市場未來10年增長10倍,到2035年增長20倍是有可能的。”

(2)氫燃料電池

“今年氫能燃料電池也是大火的一年?!睔W陽明高說。

他認(rèn)為,這兩年中國燃料電池取得了巨大進(jìn)步,和五年前相比,各種性能指標(biāo)都出現(xiàn)了大幅的提高?!氨确秸f壽命和五年前相比提升了300%,‘十三五’初期是3000小時(shí),現(xiàn)在普遍到12000小時(shí)?!倍?,燃料電池技術(shù)在中國的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立起來。

“我們對(duì)今年年底實(shí)現(xiàn)八千到一萬輛的推廣指標(biāo)還是有信心的。國家的示范推廣項(xiàng)目一旦開始,我估計(jì)明年會(huì)騰飛?!倍?,今后幾年氫燃料電池汽車從規(guī)模和量上會(huì)有一個(gè)很大的提升。

歐陽明高對(duì)氫能產(chǎn)業(yè)鏈就沒那么高評(píng)價(jià)了。

他說,燃料電池示范和產(chǎn)業(yè)化前景看好,也拉動(dòng)了氫能產(chǎn)業(yè)鏈?!暗沁@個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的自主化程度和技術(shù)水平,和燃料電池比還是有差距的。比方說70兆帕IV型瓶現(xiàn)在還是一個(gè)問題,雖然35兆帕的氫瓶已經(jīng)不錯(cuò)了,價(jià)格也降下來?!绷硗饧託湔灸壳坝行╆P(guān)鍵設(shè)備還要進(jìn)口。

他再次強(qiáng)調(diào),在一些特殊領(lǐng)域,比方說在寒冷區(qū)域、大型商用車車型、氫氣便宜的地方,氫燃料電池就有優(yōu)勢(shì)?!跋乱徊绞菤淙剂想姵亻L途重卡的發(fā)展,但是還是需要經(jīng)過一個(gè)階段。核心的問題還是如何實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性。按照現(xiàn)在的估計(jì),燃料電池未來十年應(yīng)該成本降低百分之七八十,現(xiàn)在的主要問題是氫能這邊如何降成本?!?/p>

(3)充電和換電

關(guān)于今年非常熱的充電與換電之爭,歐陽明高也表達(dá)了意見。

“我認(rèn)為現(xiàn)階段充電、換電要融合發(fā)展,不是非此即彼,這是我的一個(gè)基本態(tài)度。”歐陽明高說。換電,現(xiàn)階段看對(duì)提高銷量是有好處的,因?yàn)橛脩舨痪褪菗?dān)心電池貴、電池壽命不夠長、電池不夠安全、電池用完了不知道該怎么辦等問題。

“我個(gè)人的看法,對(duì)于商用車,不管是大商用車還是共享車、出租車,原則上換電是一種不錯(cuò)的商業(yè)模式。對(duì)于私家車而言,中長期看最好的方式還是充電,平時(shí)在家或者單位慢充(將來搞車網(wǎng)互動(dòng)),高速公路長途時(shí)超快補(bǔ)電?!睔W陽明高認(rèn)為,充電樁V2G技術(shù)、大功率快充技術(shù),都將有力解決電動(dòng)汽車補(bǔ)能的效率和成本問題。

他認(rèn)為,長途重型卡車換電很合適?!拔艺J(rèn)為今年可能是卡電動(dòng)化的元年,公交車基本上電動(dòng)化了,現(xiàn)在都飽和了,沒有增量了。下面的增量從哪里來?卡車?!?/span>

他甚至認(rèn)為,“從目前看,換電卡車可以和柴油卡車進(jìn)行商業(yè)競爭。”他預(yù)測(cè),今后五年換電卡車電動(dòng)化會(huì)形成高潮。

對(duì)于其他新能源、節(jié)能技術(shù),歐陽明高沒有提及。在回答《電動(dòng)汽車觀察家》的提問時(shí),歐陽明高表示,基于可再生能源來做不同技術(shù)交通工具,效率差別是很大的:做充電的電動(dòng)車總體效率是77%,做氫燃料電池車總效率是30%,做內(nèi)燃機(jī)汽車總效率是13%,這是殼牌的一個(gè)報(bào)告。

“顯然純電動(dòng)的效率最高、成本最低,各方面也是最簡單的。純電動(dòng)電池和氫能燃料電池還有一個(gè)好處,就是用于儲(chǔ)能反過來作用于可再生能源,它是相互的關(guān)系。”他說,用于內(nèi)燃機(jī)汽車,第一效率低,第二沒有反作用的過程。

“如果基于化石能源,它們之間其實(shí)總效率差不多,所以相對(duì)而言混合動(dòng)力是最好的選擇,油電混合是最好的選擇。”歐陽明高說。

“要看到新能源汽車和新能源革命的相互關(guān)系,和人類低碳發(fā)展的遠(yuǎn)景,必須從這個(gè)高度才能理解它?!睔W陽明高說。

3

未來新能源汽車發(fā)展趨勢(shì)

“從長遠(yuǎn)看,新能源汽車2035的規(guī)劃目標(biāo)是到時(shí)新能源汽車就是市場主體產(chǎn)品,按照國家領(lǐng)導(dǎo)人提出的2030碳達(dá)峰,2060碳中和要求,這個(gè)目標(biāo)必須達(dá)到,而且盡可能提前實(shí)現(xiàn)?!睔W陽明高說。他認(rèn)為,全球各國都在向碳中和發(fā)展,也驅(qū)動(dòng)了電動(dòng)汽車的發(fā)展。

他引用一個(gè)國外的研究說,2030年全球純電動(dòng)車會(huì)在3000萬輛到3500萬輛之間。至于中國,按照2030年新能源汽車占比達(dá)到40-50%的話,到時(shí)汽車總產(chǎn)量達(dá)到3500萬輛車的話,新能源汽車將超過1500萬輛。

他強(qiáng)調(diào),新能源汽車的重點(diǎn)是新能源?!靶履茉雌囀褂眯履茉?。”

這里面,包括風(fēng)電和光伏等可再生能源發(fā)電。原來這些發(fā)電能力過于波動(dòng),無法上網(wǎng),也需要大規(guī)模儲(chǔ)能方式?!翱渴裁??靠電動(dòng)汽車?!?/p>

歐陽明高說,國網(wǎng)電動(dòng)汽車公司算過,如果2040、2050年達(dá)到3億輛電動(dòng)轎車,車上的電池儲(chǔ)存的總電量是200億度電。而現(xiàn)在每天中國消費(fèi)電量的總和就是200億度?!八宰罱K儲(chǔ)能第一要靠純電動(dòng)車電池,第二靠燃料電池車的能源—?dú)淠?。?/p>

他說,“為什么要搞燃料電池?是因?yàn)闅淠?。為什么要搞氫能?是因?yàn)榭稍偕茉葱枰脷淠艽笠?guī)模、長周期儲(chǔ)能。這是氫能燃料電池立足的基本點(diǎn)?!?/p>

歐陽明高說,“如果我們把新能源汽車規(guī)?;?,再把新能源革命帶動(dòng)起來,傳統(tǒng)的汽車、能源、化工行業(yè)都將發(fā)生天翻地覆的變化,真正實(shí)現(xiàn)汽車代替馬車以來百年未有之大變局?!?(完)

來源:第一電動(dòng)網(wǎng)

作者:電動(dòng)汽車觀察家

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