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王子冬:我们到底该不该做续航1000公里的电动汽车

盖世直播 2021-06-24 17:15:26

2021年6月22日-23日,由盖世汽车主办的“2021中国下一代汽车高质量发展论坛•新能源汽车三电先进技术•”在南京召开。本次会议持续两天,将围绕新能源三电中长期技术发展趋势、政策、标准、上下游供应链、成本、材料体系、电池结构技术、热管理、安全技术、电机电控关键技术、智能制造等行业焦点话题展开。会议期间,中国汽车动力电池产业创新联盟副秘书长王子冬发表了“我们到底该不该做续航1000公里的电动汽车”的主题演讲。

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以下为演讲实录:

非常高兴今天能在这里跟大家交流我的体会。我是这个行业的老兵,所以对这个行业的情况比较了解,前面南京经济技术开发区领导介绍了南京的情况,师秘书长也介绍了一下中国汽车行业目前的一些情况。

我其实一直是在研究新能源汽车如何落地。国家有新能源汽车产业政策,新能源汽车行业有行业政策和行业发展的目标,关键这个目标最终是如何落地的?落地过程中会出什么问题?我多年在研究怎么去规避这些问题,或是怎么解决这些问题的方法。

今天的题目是“车辆电动化的市场出路问题”,我看网上说题目是:我们到底该不该做1000公里的电动汽车?其实是围绕着电动汽车续航里程这个事情,引出车辆电动化的市场出路问题。很多人在网上讨论,也在问我这个问题,实际上现在新能源产业已经到了不得不做的时候,但是怎么做才能好呢?我关心的是这个问题。我们要考虑站在什么样的维度上去看新能源汽车的发展?

刚才师秘书长说了我们国家新能源政策、产业政策、行业问题等等,这些问题实际上对南京经济技术开发区的发展也是如此,包括我们在做产业时,建议大家更多地去关注发展质量,而不是企业数量。

我们国家已经是世界上产业链最全的一个国家,全世界没有第二个国家可以和中国在产业链的布局上抗衡。但是,在这么全面的产业链支撑下,我们仍然有非常大的危机感,这就是一个矛盾。有些国家就两个产业,但两个产业做到世界前三名,其他产业什么都不强了,但人家没有像我们这么焦虑,为什么我们总这么焦虑呢?因为我们大而不强,所以产业发展的质量很重要。

关于充电桩,我们今年又有那么多充电桩在建,总数已经不少了,但是,我们从来不去说我们现有的充电桩有多少在用(利用率)?有多少充电桩是好的(完好率)?然后又去建充电桩,这就成了盲目建设的事情。我们建充电桩是为了用,而不是为了建。建议各个地方城市去认真统计一下这些已经建好的充电桩的使用情况。

我前两天跟常州、扬州、安徽滁州一些领导见面时也说到发展质量这个问题。南京想做一个新能源汽车产业重要的集聚区,产业发展的质量很重要。

1-5月份我国动力电池产量是59.4GWh,可是只卖出去了41.5GWh,产销差将近18GWh。另一组数据是我国现在动力电池的产能是400GWh,但5个月只生产了59.4GWh,产能严重过剩。2020年新能源汽车装车量就是66GWh,对外号称83GWh,多出部分是卖到国外去了,我们实际上的需求量并不高。但是国内动力电池企业都在扩充产能,造成了很多无效产能。

经开区企业、领导应该深入到企业中看一看企业发展的质量、生产负荷,建设的产能规模是多少,而现在达到的生产负荷的是多少?

现在谈到碳达峰和碳中和时,我们不得不面临这一问题,就是我们现在面临的碳达峰和碳中和挑战是非常大的,现在实现双碳难点在什么地方?

    一、产业背景

习主席最近强调我国要实现碳达峰和碳中和,这里讲的碳达峰和碳中和是指二氧化碳的碳达峰和碳中和,我们要特别重视这个事情。如果站在我国目前的碳排放变化趋势看,2030年实现碳达峰是挺难的。因为,我们已经是全世界最大的二氧化碳制造国(占全世界的27%,第二是美国占全世界的14%),我国产业链这么全,没办法回避碳排放高这个问题,所以这个碳达峰和碳中和任务非常艰巨,这里有很多问题要解决。

从2020~2030年这段时间我国的碳排放量还要爬坡,我们碳排放到2030年就不能再增加了,从2030~2060年要往下降,实现碳中和,这个过程是非常痛苦的。

为什么现在提到换电这件事情呢?

现在很多车,包括出租车、网约车、物流车,实际上运营端的车辆要比私家车使用的频率高数十倍。还有运营端车辆都是跑里程赚钱的,所以每天运行里程都比较多,这些车实际上才是现在的车辆污染大户,也是我们应该重点要解决的问题。

数据显示,我们国家2.8亿辆汽车当中,商用车3000多万辆,占的比例并不高,才百分之十几,但贡献的污染排放物超过40%,这个数字很可怕。所以我们治理污染要抓重点,应该重点解决运营端车辆的污染问题,使这些运营车辆尽快实现节能减排。

·问题:新能源汽车势在必行,为什么政府热、市场冷?

电动汽车的问题出在哪里?我们一提就是成本问题。是成本问题吗?如果是成本问题,手机替代固定电话怎么发展?电动自行车替代自行车怎么发展?电动叉车又是怎么发展的?这些领域都是投入大、成本高、附加值高的东西替代了价格便宜的产品。电动自行车替代自行车,造成了20~40倍的提价,手机替代固定电话,60~100倍的提价。如果按原来逻辑,贵了就不行,那大家眼前看到的就不是现在这种情况了。其实不是新能源汽车贵了,关键是市场存在困惑。

希望电动汽车完全替代传统燃油车,我个人觉得这是不现实的,因为电动汽车目前还不够强大,应该寻找细分市场,该解决什么痛点问题?

新能源汽车存在的问题:

成本高,一定是比传统车成本高。

存在安全隐患,充电时间长,用户存在里程忧虑。

能耗高,节能减排效果不明显。有些小型车如果能耗是百公里12度电,这会产生更多的二氧化碳。

去年冬季北京许多电动汽车趴窝,冬天天气冷电动汽车没法充电,在摄氏5度以下,锂电池充电就有问题了。我不知道南京冬天最冷是多少,有没有5摄氏度以下的天气状况?在5摄氏度以下对电池充电,造成的伤害非常大。

现在充电场地紧张,一些大城市哪有那么多场地用于充电呀?深圳电动出租车一早一晚两个充电时间,许多电动出租车全开进去了,但是抛开这两个时间段(大概1小时),那两个场地一辆车都没有,场地利用效率极低,有人考虑过怎么解决吗?

同样,已有的许多充电桩利用率很低。

另外,二手电动汽车的残值很低,车辆贬值速度太快。

以上这些问题不解决,电动汽车替代燃油车可能吗?

为了降低电动汽车的二氧化碳的排放量,有三个途径:

1.电动汽车轻量化,其实并不只是针对电池。

2.节能驱动系统的推广。

3.大胆探索智能快速换电的服务模式。

其实这里没有提电池的事情,目前电池技术水平的能量密度和燃油比差了10-20倍,电池组的能量密度从现在的100多Wh/kg提到200多Wh/kg已经很不容易了,但是与燃油的能量密度比还差了10倍。目前对于动力电池来讲,再提高10%、20%、50%都很难的,但即使提高到那样,跟燃油比能量密度差的不在一个数量级上。现在流行说降维打击,没有听说低级别打击高级别的,现在动力电池不具备这个“降维打击”能力,所以应该去找细分市场。

采用节能电机技术,需要大幅度降低能耗,探索智能快换问题也是为了降低能耗,为了解决降低二氧化碳的难题。能耗跟二氧化碳排放量是有关系的。

我们需要建立新能源汽车的科学发展观。科学发展观是什么?就是应该围绕着落实我国节能减排目标为主线。二十年前我们讨论电动汽车重大专项时就是为了节能减排。2000年,我国石油进口占比40%多,结果我们重大专项搞了二十年,现在我国石油进口占比是72%了,不仅没降,越来越高了。

节能减排这个事情主线不要本末倒置。第一是降低二氧化碳的排放量;第二是使我国减少对石油能源的依赖。在前几年车辆电动化过程中,能源安全问题现在逐渐变成第一位的了,要不是习主席去年几次重复强调我国向世界承诺2030年实现碳达峰,2060年实现碳中和这件事情,很多人做电动汽车从原来的节能减排为主转向了国家能源安全第一,所以电动汽车的行驶里程越做越长。现在又回到了要重点关注节能减排了,但扭转过来有点难了。

我国制定的《新能源汽车发展技术路线图》中提到:主要以提高动力电池能量密度,提高电驱动系统效率,发展轻量化、电动专用底盘以及加强动力系统一体化设计水平的提高。这是对的。

回到该不该做行驶1000公里的电动汽车这个话题上,做和不做都没有错。人类进步到今天,正是因为有了特别浪漫的梦想,才有了今天的飞机,才有了今天的船舶,才有了宇宙飞船进入太空,放开想象没有错。所以电动汽车行驶500公里、1000公里、2000公里的事情是逐渐发展过程的产物。但如果我们摆到今天的节能减排,碳达峰、碳中和话题下谈这件事情,恐怕暂时就不能做这行驶1000公里的电动汽车了。

我国原来法律中,大气污染物中没有二氧化碳,因为人也呼出二氧化碳,牲畜也会呼出二氧化碳,所以二氧化碳以前不作为大气污染物的,但是后来发现它是地球温室效应一个主要的影响因素,所以习主席特别提出了碳达峰的问题。工业制造、生产、建筑业、发电业产生过程中产生过量的二氧化碳是一个严重的问题。现在讲的要降低二氧化碳排放,是要解决地球气体温室效应问题。

发展行驶1000公里的电动汽车,就目前的技术来讲,必须把带电量加大。如果靠现在简单把带电量加大来提高行驶里程,就会增加车辆的重量、提高车辆能耗、降低了安全性、提高了成本、增加二氧化碳排放量,那就没有意义了。如果有人说可以带很少一点电池也能走1000公里,这个可以干。

前面师秘书长谈到国家有一个电动汽车百公里能耗小于12度电的指标,这个指标是有问题的,因为它没有提到车的重量,只提电动乘用车百公里能耗小于12度电,700公斤重量的电动乘用车和2吨半的电动乘用车相比,百公里能耗小于12度电怎么衡量?所以这是不对的,应该加上重量当量t,t是吨,变成吨百公里能耗是多少,这样就比较科学了。下面的具体统计表就能说明这个问题,刚才计算的依据都是采用网上公开的数据,每个车的能耗、重量、尺寸、走多远、带多少度电等等。

前面的红色指标是绝对能耗,最后一排红色指标是当量能耗。这是依据2019年的车辆指标计算出来的。

·电动汽车减少碳排放效果评价

我最近一直在研究这件事情,科学地讲,一辆电动汽车二氧化碳排放量进行判定需要考虑两方面:一是生产制造环节的能耗,消耗能量产生的二氧化碳排放量;二是电动汽车使用环节消耗的能量和产生二氧化碳排放量,包括生产电能源过程中的二氧化碳排放,不能只看使用时是否有二氧化碳排放量。

一吨三元锂电池材料制造过程中要消耗8800度电,会产生多少二氧化碳大家可以计算一下;负极材料生产过程能耗更高。

电动汽车生产过程中二氧化碳排放量由于电池生产能耗太高,远远高于传统燃油车的二氧化碳排放量。所以引出了要不要做行驶1000公里的电动汽车,如果做行驶1000公里的电动汽车,二氧化碳排放量还会增加,那么我们在干什么呢?

这是日本丰田公司给出的一个对比参数,传统汽车制造过程中有生产燃料过程中的二氧化碳排放量,有汽车生产和报废过程中的二氧化碳排放量,以及使用过程中的二氧化碳排放量。

从对比中可以看出,传统燃油车明显是在使用过程中二氧化碳排放很高,电动汽车使用时没有,但是在燃料制造过程中,包括动力电池生产过程中、以及发电过程中二氧化碳排放量都非常高。所以我们不能电动汽车在使用中没有排放,我们就说不存在二氧化碳排放。

我国公布的指标,希望大家把很多数字凑在一起去分析,而不是单看某一组数字。我国火力发电从原来90%多降到现在68.8%,这是个非常了不起的改变。但是发电过程中仍然会有这么大的二氧化碳排放量,在这个排放量基础之下,如果多用电就会增加二氧化碳排放量。

·使用

电动汽车在使用环节中没有二氧化碳排放吗?不是的。

电动汽车在使用过程中的二氧化碳量比传统百公里7升燃油的车是降低了42.9%。但国外还有能耗百公里3L油的车呢,怎么比呢?。连宝马现在都出了一款百公里2.2L油的插电式电动汽车,这么低,我们就更没法比了。

以上数据说明,目前我们推广的新能源汽车采用的技术,节能减排效果并不理想,电动汽车生产企业需要考虑在降低二氧化碳排放量上体现出竞争优势。

如果按照现在这个技术去做行驶1000公里、1500公里甚至更长里程的电动汽车,恐怕会与我国鼓励推广新能源汽车的初心背道而驰,我们要的是节能减排,企业应该做什么样的电动汽车?

梦想没有错,但是放在节能减排这杆称上恐怕就不合适了。

在南京,南京是江苏省省会,你们要作出表率,应该鼓励低碳的发展模式,不是用电动汽车就是低碳,如果用能耗高的、行驶里程很长的、带电量很多的电动汽车,那是在增加二氧化碳排放量,应该怎么办?

二、电动汽车发展出路在哪儿?

电动汽车如何才能真正做到节能减排?希望少用电池,不希望带很多电池走很远,我们希望少带电池走很远,总的里程走很远,这可以通过换电方式解决里程优的问题。

具体可以考虑以下方法:

一是加大可再生能源发电的比例,降低国家发电端产业结构的二氧化碳排放量。

现在很多专家说用可再生能源为主,火电做补充,以新能源作为主力电力,我觉得太难了,中国这么大的国家,消耗这么大能量,我们又是全世界的全产业链,怎么可能轻易都用可再生能源呢?

二是采用节能电机、降低车身重量,降低电动汽车的能耗,减少带电量。真正电动汽车要想跟燃油车在使用环节中拼能耗,低于4.5kWh/100km.t这是个目标,不是12kWh/100km,这样电动汽车才有可能跟燃油车平衡。这叫落地。如果要实现电动乘用车能耗小于4.5kWh/100km.t时,你的车该做成什么样?我们要鼓励用低能耗的电动汽车才能实现节能减排的目标。

三是动力电池的生产过程中尽可能减少物流运输。

四是开发小型电动汽车。同样解决从A点到B点移动问题,这个过程中尽可能采用小型电动汽车。蔚来他们的大型电动乘用车的销量虽然挺好,但是实际上这种车很难降低能耗,就没法大幅度降低二氧化碳排放量,因为他的能耗就比小车高很多。

五是回收过程中需要特别考虑采用低能耗。很多人说回收要再补贴。做电池国家补贴了,回收还要补贴吗?。

如图,人类在地球上生存的法则,对任何行业都是如此,都要考虑然后降低消耗?新能源汽车怎么考虑?怎么减少使用量,特别是动力电车的使用量,还有材料怎么回收?

电动汽车换电就出来了,特别是如何解决商业化运营车辆的二氧化碳排放量,我们围绕国家“十四五”发展战略,以及全世界的碳中和目标,围绕解决新能源汽车推广中存在的很多问题,通过换电服务模式拉动新能源汽车提升,特别是运营端,包括出租车、网约车、物流车、重卡等等,关键是降低能耗。

加快我国电动物流车和动力电池制造行业的结构调整和升级改造,不要单纯追求动力电池的能量密度。特别是三元材料的动力电池,追不了多久了,现在讲的钴涨价,后来无钴,镍又涨价了,那为什么要用三元材料呢?所以大家还是要认真考虑一下怎么解决这一问题。

在国家的支持下,采用节能电机驱动系统和车身轻量化技术,布局新能源汽车循环经济产业链生态圈项目。提高产品竞争力,采用车电分离的商业模式,降低电动汽车的购买成本,解决运营里程忧虑,专业的电池维护,有效减少新能源汽车安全事故。

现在建那么多充电桩能解决安全问题吗?能解决充电桩完好问题吗?显然不行!

提高节能减排效果,换电情况下不用带太多电池,能耗就会降低,同时换电站也可以作为城市储能调峰、调频电力储能系统的一部分,解决充电场站占地面积大、利用效率低的资源问题。换电站设备使用效率非常高,面积是充电场站1/40,特别是大中城市没有那么大的地方。关键解决了电动汽车二手车残值问题,刺激一手车交易的活跃度。同时为解决动力电池标准化问题打下基础,为实现动力电池材料的绿色回收提供了可能。

可换电电动汽车推广可以实现我国鼓励电动汽车发展的初衷,解决整车为谁造车的问题,图是在重卡商业领域当中的一些案例,昨天还有人问我,深圳用泥头电动车推广量增速放缓,情况不好。我说他们就是简单拿了一个电动化的自卸车以为就可以了,其实不是这么回事。电动汽车应该怎么用?这跟传统车用法不一样,服务体系也不一样,商业模式也不一样,都要同步考虑才行。

谁控制换电服务模式的电动车辆的应用,谁就控制了新能源汽车发展的制高点,谁就掌握了新能源汽车推广应用过程中最重要的应用平台,所以换电运营车辆是解决当下电动汽车发展关键所在,这也是我们应该重点关注的领域。

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文章标签: 电动汽车 电池 换电
 
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