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

時間:2020-11-29 17:52來源:電動車觀察家 作者:綜合報道
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歐陽明高在百人會年度論壇媒體溝通會上發(fā)言
 
      本文要點：
 
      歐陽明高認為，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動力電池應(yīng)用速度會減緩。但是，需要在安全的基礎(chǔ)上進一步提高比能量。
 
      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，銷量當然會大幅回升。
 
      中國燃料電池取得了巨大進步，產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立起來。今年年底實現(xiàn)8000到1萬輛的推廣指標有信心。明年會騰飛。今后幾年會有一個很大的提升。
 
      燃料電池成本將下降七成到八成，難點在氫能產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進步和降成本。
 
      充換電應(yīng)均衡發(fā)展。私人電動汽車會以充電為主，商用車適合換電。未來換電重卡會大發(fā)展。
 
      技術(shù)路線上，基于化石能源，混動最好，基于可再生能源，新能源特別是純電效率最高。
 
      基于碳達峰、碳中和的目標，新能源汽車會大發(fā)展。中國2030年產(chǎn)銷或達1500萬輛。
 
      每一年的百人會年度論壇媒體溝通會，已經(jīng)成為歐陽明高集中向媒體表達當年新能源汽車熱點技術(shù)的看法，以及對未來趨勢判斷的平臺。
 
      這位中國科學(xué)院院士，從“十一五”開始連續(xù)三個五年計劃都擔任國家節(jié)能與新能源汽車科技重點專項首席專家，也是各部門涉及新能源汽車政策首先要征詢的專家。他對新能源汽車技術(shù)的總結(jié)和預(yù)測，自然分量十足。
 
      11月26日，電動汽車百人會再次舉辦年度論壇媒體溝通會，為2021年論壇預(yù)熱。作為百人會副理事長的歐陽明高出席溝通會，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)展狀況。
 
      他表示，今年早期疫情沖擊非常大，影響了大家對新能源汽車預(yù)期。甚至，疫情還影響了今年出臺的《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)化目標是2025年市場占有率達到25%，最終變成20%。”
 
      但是，“現(xiàn)在看市場比我們想象的要好很多，國際對未來判斷的樂觀程度也超出我們想象。”歐陽明高指出，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，比中國的目標還高一些。
 
      他估計，今年中國新能源汽車的產(chǎn)銷量和去年不會有太大的變化。“尤其是今年的車主要是私人買的，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)濟型，全方位（發(fā)展）。”
 
      就消費結(jié)構(gòu)，他提出，新能源汽車開始產(chǎn)業(yè)化時是大客車和微型車“兩頭擠”�，F(xiàn)在是新的“兩頭擠”格局，從高端和經(jīng)濟型電動車擠向中間性價比車型市場。
 
      高端方面，他舉了特斯拉的例子。
 
      歐陽明高認為，特斯拉進中國市場時，國家采用非常開放的態(tài)度，這個政策是正確的。“它使很多猶豫的消費者打消了疑慮，對電動汽車產(chǎn)生了一個好的認知，特斯拉對新能源汽車做了一個很好的宣傳�，F(xiàn)在我們幾個新造車勢力合起來高端品牌超過特斯拉。”
 
      低端方面，他提及了五菱。“五菱的經(jīng)濟型電動車銷量也超過特斯拉。”
 
      此外，中高端的、家用的比亞迪品牌已經(jīng)進入供不應(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，使磷酸鐵鋰續(xù)航里程達到600公里以上。“我也專門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。”
 
      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。”歐陽明高說，比亞迪漢的電氣系統(tǒng)總線電壓已經(jīng)達到650伏，這為快速充電提供了電氣架構(gòu)方面的平臺支撐。電壓提上去，很多技術(shù)要求都會提高。“現(xiàn)在看來比亞迪已經(jīng)走在前面。”
 
2
 
動力電池、氫燃料電池和充換電之爭
 
      作為技術(shù)專家，歐陽明高對于新能源汽車技術(shù)的看法更為關(guān)注。本次溝通會他重點談了三個熱點技術(shù)。
 
    （1）動力電池
 
      歐陽明高首先提及動力電池的安全問題。
 
      他認為，應(yīng)對動力電池安全問題，要從本征安全、主動安全、被動安全三個方面來解決。
 
      所謂本征安全，就是說電池安全是設(shè)計出來的、制造出來的，所以必須從設(shè)計、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)計電池，對電池發(fā)生熱失控的機理并不是很熟悉，尤其是當材料體系發(fā)生變化的時候。比如以前我們對磷酸鐵鋰電池還是清楚的，對三元電池在333、523時候也還是清楚的。”歐陽明高說，“但是到了622、811的時候，很多機理都發(fā)生變化，對新的機理需要進行科學(xué)研究和解釋。我可以告訴大家，現(xiàn)在對高鎳三元電池熱失控機理，從科學(xué)層面上基本上搞清楚了。”
 
      對于中國動力電池故障多發(fā)的情況，歐陽明高認為，中國新能源汽車保有量大，出問題早，對于安全的防護也應(yīng)該能最早探索出來。然后，“我們需要利用這些科學(xué)的原理把它實施到設(shè)計中，尤其是落實到制造過程中。”
 
      歐陽明高認為，比能量每公斤250瓦時以下的電池安全性基本沒有問題，重點攻關(guān)的是300瓦時/公斤的高鎳三元電池。“因為電池比能量越高，對安全設(shè)計的要求越高，技術(shù)門檻也高。當初攻關(guān)目標300瓦時，今年大家都做出來了，都是能達標的。但在實驗室做出來能達標，并不等于大批量生產(chǎn)的質(zhì)量控制完全能達標，還需要一個過程，預(yù)期這兩年可以做到。”
 
      在主動安全方面，其控制、監(jiān)控與管理是整車廠承擔的，但是整車廠對電池的理解總體上還沒有完全到位，要有一個過程適應(yīng)。“我想有個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。”
 
      被動安全方面，主要是熱管理讓電池包不燒起來，“這是我們的目標”。
 
      歐陽明高還特地論及三元和磷酸鐵鋰技術(shù)路線之爭。
 
      歐陽明高認為，磷酸鐵鋰以前不能用于轎車，主要是體積比能量偏低。“現(xiàn)在刀片電池技術(shù)使體積比能量提升了約50%，續(xù)駛里程能達到600公里，這是一個很大的突破。”因為磷酸鐵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，現(xiàn)在這個問題解決了，銷量當然會大幅回升。
 
      但他也強調(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)上進一步提高比能量，這個方面我們還需要不斷技術(shù)進步，科技創(chuàng)新是無止境的。”
 
      在回答《電動汽車觀察家》有關(guān)811電池的提問時，歐陽明高表達了類似觀點。“811”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。但是增長的趨勢可能會下降，引入的速度和節(jié)奏可能會放慢，但并不等于它會消失。“一個技術(shù)的創(chuàng)新總歸不會一帆風(fēng)順，如果導(dǎo)入的速度快了，其它的沒跟上，那往回退一點也很正常。而磷酸鐵鋰會大幅度回歸，我想這是未來幾年的趨勢。”
 
      不過，他強調(diào)，在解決安全、壽命、成本的基礎(chǔ)上，繼續(xù)提高比能量，肯定還是一個創(chuàng)新和研發(fā)的總趨勢。“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，隨時都有可能顛覆。”
 
      歐陽明高對中國動力電池產(chǎn)業(yè)很有信心。他提及，歐盟準備2025年實現(xiàn)電池全部自給。中國電池由于性價比很好，現(xiàn)在大量出口，但是全世界不可能永遠用中國電池，所以技術(shù)競爭、技術(shù)競賽永遠都會持續(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。”
 
      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)人員可能要百萬級別的。“我們在這個領(lǐng)域有很大的潛力和優(yōu)勢，要繼續(xù)發(fā)展這個優(yōu)勢。”
 
      在規(guī)模上中國也會繼續(xù)領(lǐng)先。他提及，國外對全球動力電池發(fā)展有一個預(yù)測，到2030年會從2018年的100億G瓦時到2030年的2900億G瓦時。大概增長近30倍。“我估計中國市場未來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。”歐陽明高說。
 
      他認為，這兩年中國燃料電池取得了巨大進步，和五年前相比，各種性能指標都出現(xiàn)了大幅的提高。“比方說壽命和五年前相比提升了300%，‘十三五’初期是3000小時，現(xiàn)在普遍到12000小時。”而且，燃料電池技術(shù)在中國的產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)建立起來。
 
    “我們對今年年底實現(xiàn)八千到一萬輛的推廣指標還是有信心的。國家的示范推廣項目一旦開始，我估計明年會騰飛。”而且，今后幾年氫燃料電池汽車從規(guī)模和量上會有一個很大的提升。
 
      歐陽明高對氫能產(chǎn)業(yè)鏈就沒那么高評價了。
 
      他說，燃料電池示范和產(chǎn)業(yè)化前景看好，也拉動了氫能產(chǎn)業(yè)鏈。“但是這個產(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)在還是一個問題，雖然35兆帕的氫瓶已經(jīng)不錯了，價格也降下來。”另外加氫站目前有些關(guān)鍵設(shè)備還要進口。
 
      他再次強調(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。“下一步是氫燃料電池長途重卡的發(fā)展，但是還是需要經(jīng)過一個階段。核心的問題還是如何實現(xiàn)經(jīng)濟性。按照現(xiàn)在的估計，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。”
 
    （3）充電和換電
 
     關(guān)于今年非常熱的充電與換電之爭，歐陽明高也表達了意見。
 
   “我認為現(xiàn)階段充電、換電要融合發(fā)展，不是非此即彼，這是我的一個基本態(tài)度。”歐陽明高說。換電，現(xiàn)階段看對提高銷量是有好處的，因為用戶不就是擔心電池貴、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。
 
   “我個人的看法，對于商用車，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的商業(yè)模式。對于私家車而言，中長期看最好的方式還是充電，平時在家或者單位慢充（將來搞車網(wǎng)互動），高速公路長途時超快補電。”歐陽明高認為，充電樁V2G技術(shù)、大功率快充技術(shù)，都將有力解決電動汽車補能的效率和成本問題。
 
      他認為，長途重型卡車換電很合適。“我認為今年可能是卡電動化的元年，公交車基本上電動化了，現(xiàn)在都飽和了，沒有增量了。下面的增量從哪里來？卡車。”
 
      他甚至認為，“從目前看，換電卡車可以和柴油卡車進行商業(yè)競爭。”他預(yù)測，今后五年換電卡車電動化會形成高潮。
 
      對于其他新能源、節(jié)能技術(shù)，歐陽明高沒有提及。在回答《電動汽車觀察家》的提問時，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：做充電的電動車總體效率是77%，做氫燃料電池車總效率是30%，做內(nèi)燃機汽車總效率是13%，這是殼牌的一個報告。
 
    “顯然純電動的效率最高、成本最低，各方面也是最簡單的。純電動電池和氫能燃料電池還有一個好處，就是用于儲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，它們之間其實總效率差不多，所以相對而言混合動力是最好的選擇，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)展的遠景，必須從這個高度才能理解它。”歐陽明高說。
 
3
 
未來新能源汽車發(fā)展趨勢
 
    “從長遠看，新能源汽車2035的規(guī)劃目標是到時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碳達峰，2060碳中和要求，這個目標必須達到，而且盡可能提前實現(xiàn)。”歐陽明高說。他認為，全球各國都在向碳中和發(fā)展，也驅(qū)動了電動汽車的發(fā)展。
 
      他引用一個國外的研究說，2030年全球純電動車會在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到40-50%的話，到時汽車總產(chǎn)量達到3500萬輛車的話，新能源汽車將超過1500萬輛。
 
      他強調(diào)，新能源汽車的重點是新能源。“新能源汽車使用新能源。”
 
      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，無法上網(wǎng)，也需要大規(guī)模儲能方式。“靠什么？靠電動汽車。”
 
      歐陽明高說，國網(wǎng)電動汽車公司算過，如果2040、2050年達到3億輛電動轎車，車上的電池儲存的總電量是200億度電。而現(xiàn)在每天中國消費電量的總和就是200億度。“所以最終儲能第一要靠純電動車電池，第二靠燃料電池車的能源—氫能。”
 
      他說，“為什么要搞燃料電池？是因為氫能。為什么要搞氫能？是因為可再生能源需要用氫能大規(guī)模、長周期儲能。這是氫能燃料電池立足的基本點。”
 
      歐陽明高說，“如果我們把新能源汽車規(guī)�；侔研履茉锤锩鼛悠饋�，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，真正實現(xiàn)汽車代替馬車以來百年未有之大變局。” 
 
(責任編輯：子蕊)
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  • 中國科學(xué)院院士歐陽明高：氫能儲能智能協(xié)同發(fā)力 推動新能源產(chǎn)業(yè)變革

    11月23日，中國科學(xué)院院士歐陽明高在發(fā)表主旨演講時表示，要通過“氫能+儲能+智能”協(xié)同發(fā)力，持續(xù)推動從新能源汽車到整個新能源產(chǎn)業(yè)的深入變革。
    2023-11-24 08:55

  • 歐陽明高：動力電池的安全問題歸根結(jié)底是電池熱失控的過程

    清華大學(xué)教授、中國科學(xué)院院士歐陽明高作以《高比能電池安全研究與高性能新型電池開發(fā)》為主題在新能源科學(xué)與交通電動化國際論壇上做了分享。
    2023-11-06 09:57

  • 中科院院士歐陽明高：電池壽命延長助推儲能成本快速下降

    5月25日，2023中關(guān)村論壇在北京開幕，論壇將持續(xù)到5月30日。 《每日經(jīng)濟新聞》記者從論壇現(xiàn)場獲悉，本次論壇由科技部、國家發(fā)展改革委、工業(yè)和信息化部、國務(wù)院國資委、中國科學(xué)院、中國工程院、中國科協(xié)、北京市政府共同主辦，主題為開放合作共享未來。 中
    2023-05-31 08:49

  • 歐陽明高院士：堿性電解制氫技術(shù)有長期競爭力

    中國科學(xué)院院士、國際氫能與燃料電池協(xié)會理事長歐陽明高院士發(fā)表題為《綠色氫能研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化進展及技術(shù)展望》的演講，就氫能大系統(tǒng)集成、綠氫制備、儲氫和氫儲能等諸多熱點話題發(fā)表真知灼見，分享了院士團隊的產(chǎn)品和研發(fā)進展。以下觀點摘錄自歐陽院士演講全文
    2023-05-25 09:43

  • 歐陽明高：以綠氫制備和燃料電池為龍頭，帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化

    5月5日，氫能應(yīng)用現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)鏈高質(zhì)量發(fā)展推進會暨專家咨詢委員會成立大會在京召開。中國科學(xué)院院士、清華大學(xué)車輛與運載學(xué)院教授歐陽明高在會上指出，未來，要以綠氫制備和燃料電池為龍頭，帶動氫能全產(chǎn)業(yè)鏈商業(yè)化。
    2023-05-09 10:18
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