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新能源汽車的未來是純電動汽車與燃料動力電池車共存?

鉅大LARGE  |  點擊量:935次  |  2020年08月03日  

我國的純電動汽車在世界范圍內(nèi),不論是市場還是技術(shù)都處于領(lǐng)先位置,且從能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和交通合理性等方面來看,堅持以純電動為發(fā)展重點是符合國情的正確選擇——純電動汽車與燃料動力電池車的關(guān)系,最有可能的是兩者共存。


最近,據(jù)新華社消息,李克強(qiáng)總理在訪日期間前往北海道,參觀了豐田的氫燃料動力電池車“Mirai”。李克強(qiáng)詢問了Mirai的續(xù)航里程等方面問題。從這個新聞我們可以發(fā)現(xiàn),總理對新能源汽車的發(fā)展十分關(guān)注。


這也在產(chǎn)業(yè)內(nèi)外掀起了一波有關(guān)氫燃料動力電池汽車發(fā)展的熱議,更加有通過微博表達(dá)出對我國電動汽車著力純電動技術(shù)路線的懷疑。對此,我國科學(xué)院院士、國家“新能源汽車”重點科技專項總體專家組組長、清華大學(xué)教授歐陽明高在接受《我國科學(xué)報》記者采訪時表示,“我國新能源汽車技術(shù)路線與日本豐田有所不同。就氫燃料動力電池這條線來看,我國的氫燃料動力電池商用車同樣處于世界領(lǐng)先水平,乘用車確實有差距,但這也與我國電動汽車的戰(zhàn)略側(cè)重點有關(guān)。”


“我國的純電動汽車在世界范圍,不論是市場還是技術(shù)都處于領(lǐng)先位置,且從能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和交通合理性等方面來看,堅持以純電驅(qū)動為發(fā)展重點是符合國情的正確選擇。”歐陽明高表示,我們不必扔掉產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢、改換路線,更不能僅憑別人秀出的某項領(lǐng)先技術(shù)就否定自己。


燃料動力電池產(chǎn)業(yè)化整體滯后純電動5年以上?


我國新能源汽車的技術(shù)路線,經(jīng)過多年的總結(jié),2012年確立了純電驅(qū)動戰(zhàn)略。而作為新能源汽車重要技術(shù)路徑之一,氫燃料動力電池汽車在《國家創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《我國制造2025》《汽車產(chǎn)業(yè)中長期發(fā)展規(guī)劃》等重要戰(zhàn)略綱要中,均被確認(rèn)要大力發(fā)展。


“從新能源汽車的技術(shù)路線圖來看,氫燃料動力電池車的應(yīng)用時間表和路線圖,比純電動汽車至少晚5年以上?!薄峨妱悠囉^察家》總編輯邱鍇俊對記者表示,不同于目前純電動汽車銷售的火熱,我國的氫燃料動力電池車有望在2020年左右開始大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用。


日本豐田的氫燃料動力電池車之所以能夠獲得在總理面前展示的機(jī)會,歐陽明高認(rèn)為,是因為作為一個汽車強(qiáng)國,日本花了20年時間投入其中,取得成績也順理成章。


“最先進(jìn)的氫燃料動力電池堆能量密度已經(jīng)達(dá)到3千瓦/升;一般燃料動力電池客車電池堆壽命已經(jīng)能達(dá)到1萬~2萬小時,乘用車達(dá)到4000~5000小時;催化劑用到的鉑金,也從原來的1千瓦用1克下降到僅需0.2克以下,大大降低了燃料動力電池成本?!鼻皴|俊總結(jié)氫燃料動力電池技術(shù)進(jìn)展時表示。


提到氫燃料動力電池車的應(yīng)用,歐陽明高向記者解釋稱,我國燃料動力電池商用車的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化水平與豐田并沒有差距。相反,無論是續(xù)航里程、百公里氫耗還是價格,我國的燃料電動汽車都比豐田車更加有優(yōu)勢。


事實上,去年四月,5臺福田歐輝燃料動力電池大巴,就在北京海淀上莊區(qū)域進(jìn)行商業(yè)化運(yùn)營。此后300余臺兩個型號的燃料動力電池大巴也在2017年陸續(xù)交付運(yùn)營。有媒體稱,相關(guān)于其他品牌的燃料動力電池大巴“接二連三”十幾臺、幾十臺規(guī)模的所謂“商業(yè)運(yùn)營”,此次北汽福田300余臺兩個型號的燃料動力電池大巴的交付合同,才稱得上全球首家商業(yè)化運(yùn)營的燃料動力電池大巴項目。


根據(jù)相關(guān)規(guī)劃,2020年,我國燃料動力電池汽車示范規(guī)模累計達(dá)到5000~1萬輛,商用車占主體,加氫站超過100座。2030年,燃料動力電池汽車?yán)塾嬐茝V100萬輛,加氫站超過1000座。


續(xù)駛里程500公里以內(nèi)的乘用車


氫燃料動力電池相比鋰離子電池沒有優(yōu)勢


“乘用車領(lǐng)域,燃料動力電池技術(shù)的確出現(xiàn)了較大突破,但是與之相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鏈上游——氫燃料技術(shù)還不太理想?!睔W陽明高坦言,先進(jìn)的乘用車燃料動力電池技術(shù)仍要面對氫能技術(shù)的瓶頸制約。例如,車載儲氫的氫瓶成本還很高,儲存一公斤氫的乘用車氫瓶要約1000美元。氫要很大的壓力來壓縮,氫瓶壓力一般可以達(dá)到700個大氣壓,因此,瓶子既要輕便又要保證強(qiáng)度。鋁合金與高強(qiáng)度碳纖維材料的組合,導(dǎo)致氫瓶成本居高不下。


氫瓶之外,氫的制取、運(yùn)輸、儲藏以及加氫站的成本與效率等,也是氫燃料動力電池不能迅速推廣應(yīng)用的原因。


氫氣的密度小,要儲存足夠的氫燃料要更先進(jìn)的容器和介質(zhì)。氫瓶壓強(qiáng)35兆帕、臨界溫度40K的中壓深冷壓縮氫氣技術(shù)被認(rèn)為是儲氫比較理想的方式,能保證高的儲氫密度,又沒有太大的能量損失?!邦A(yù)計2025年可以實現(xiàn)氫氣儲存的理想狀態(tài),屆時氫氣成本有望降到40元/公斤。”歐陽明高說。


“即使目標(biāo)實現(xiàn),燃料動力電池乘用車跟純電動乘用車比較,在續(xù)駛里程500公里以內(nèi)仍然不具備優(yōu)勢?!睔W陽明高給記者算了一筆賬,純電動汽車行駛100公里,消耗20度電,利用可再生能源發(fā)電的波谷電價,公路充電站2元每度電,百公里消費40元,與氫燃料價格持平。但是關(guān)于純電動汽車,百公里40元燃料費是比較高的消費,而氫燃料的40元還未考慮長距離運(yùn)輸,是比較低的測算,因此,“電費一定比氫燃料的費用低,且車越小、行駛次數(shù)越少、單程越短,氫燃料動力電池乘用車越?jīng)]有優(yōu)勢”。氫燃料動力電池要具備優(yōu)勢必須應(yīng)用于長距離行駛的大型商用車以及其它大型移動和固定發(fā)電裝置,也即燃料動力電池更適合取代柴油機(jī)而不是汽油機(jī)。


針對加氫站跟不上車輛發(fā)展的現(xiàn)狀,宇通客車公交新能源部負(fù)責(zé)人李進(jìn)建議,可以建立“加油加氫加氣和充電四合一站”,“合建在技術(shù)上沒有問題,只是要大一些的場地,滿足加氫站法規(guī)安全間距要求。2020年之前應(yīng)該會出現(xiàn)示范項目”。


微電網(wǎng)更離不開純電動汽車


純電動是我國新能源乘用車的主流方法,燃料動力電池車不太可能取代純電動汽車的地位。歐陽明高表示,從城市間短途行駛的乘用車,到長距離運(yùn)送乘客的高鐵,再到農(nóng)村的兩輪車、三輪車,我們有大量純電動技術(shù)積累和優(yōu)勢,從交通出行合理性來看,也應(yīng)將純電動作為主流方法。


提到兩者的關(guān)系,歐陽明高表示,最有可能的是兩者共存,“至少到2030年,乘用車領(lǐng)域可能純電動更占主導(dǎo),商用車領(lǐng)域燃料動力電池車會更多”。


“這幾年我們的光伏年發(fā)電量上升非???,無論是技術(shù)、產(chǎn)業(yè)還是應(yīng)用,都在世界上占有優(yōu)勢地位,這也是我國優(yōu)勢的一個非常具體的體現(xiàn)。尤其是光伏產(chǎn)業(yè)可以和新能源汽車產(chǎn)業(yè)結(jié)合,構(gòu)成一個更大的產(chǎn)業(yè)?!睔W陽明高表示,


“現(xiàn)在我們新能源汽車所用的電可能還有煤電,從能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型角度,未來光伏發(fā)電就會占有更多比重,甚至全部使用光伏發(fā)電。”歐陽明高告訴記者,光伏要新能源汽車來儲能,而新能源汽車也要清潔的可再生能源。


分布式光伏、儲能電池、氫燃料、純電動汽車、氫燃料動力電池汽車等環(huán)節(jié)將會組成一個個獨立的用能源互聯(lián)網(wǎng)相連的微電網(wǎng)氫—電能源系統(tǒng)。連接大電網(wǎng)的話只要電池儲能就可以,不連接大電網(wǎng)則要燃料動力電池作為備用電源。


“無論如何,未來的交通體系、智能化體系、可再生能源都離不開純電動汽車。通過能源互聯(lián)網(wǎng),電動汽車既是用能終端,也向能源系統(tǒng)回饋能源,而這一設(shè)想將在2030~2035年間基本成型?!睔W陽明高說。


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