王子冬:我們到底該不該做續航1000公里的電動汽車



2021年6月22日-23日,由蓋世汽車主辦的“2021中國下一代汽車高質量發展論壇?新能源汽車三電先進技術?”在南京召開。本次會議持續兩天,將圍繞新能源三電中長期技術發展趨勢、政策、標準、上下游供應鏈、成本、材料體系、電池結構技術、熱管理、安全技術、電機電控關鍵技術、智能制造等行業焦點話題展開。會議期間,中國汽車動力電池產業創新聯盟副秘書長王子冬發表了“我們到底該不該做續航1000公里的電動汽車”的主題演講。


王子冬:我們到底該不該做續航1000公里的電動汽車的圖1


以下為演講實錄:


非常高興今天能在這里跟大家交流我的體會。我是這個行業的老兵,所以對這個行業的情況比較了解,前面南京經濟技術開發區領導介紹了南京的情況,師秘書長也介紹了一下中國汽車行業目前的一些情況。


我其實一直是在研究新能源汽車如何落地。國家有新能源汽車產業政策,新能源汽車行業有行業政策和行業發展的目標,關鍵這個目標最終是如何落地的?落地過程中會出什么問題?我多年在研究怎么去規避這些問題,或是怎么解決這些問題的方法。


今天的題目是“車輛電動化的市場出路問題”,我看網上說題目是:我們到底該不該做1000公里的電動汽車?其實是圍繞著電動汽車續航里程這個事情,引出車輛電動化的市場出路問題。很多人在網上討論,也在問我這個問題,實際上現在新能源產業已經到了不得不做的時候,但是怎么做才能好呢?我關心的是這個問題。我們要考慮站在什么樣的維度上去看新能源汽車的發展?


剛才師秘書長說了我們國家新能源政策、產業政策、行業問題等等,這些問題實際上對南京經濟技術開發區的發展也是如此,包括我們在做產業時,建議大家更多地去關注發展質量,而不是企業數量。


我們國家已經是世界上產業鏈最全的一個國家,全世界沒有第二個國家可以和中國在產業鏈的布局上抗衡。但是,在這么全面的產業鏈支撐下,我們仍然有非常大的危機感,這就是一個矛盾。有些國家就兩個產業,但兩個產業做到世界前三名,其他產業什么都不強了,但人家沒有像我們這么焦慮,為什么我們總這么焦慮呢?因為我們大而不強,所以產業發展的質量很重要。


關于充電樁,我們今年又有那么多充電樁在建,總數已經不少了,但是,我們從來不去說我們現有的充電樁有多少在用(利用率)?有多少充電樁是好的(完好率)?然后又去建充電樁,這就成了盲目建設的事情。我們建充電樁是為了用,而不是為了建。建議各個地方城市去認真統計一下這些已經建好的充電樁的使用情況。


我前兩天跟常州、揚州、安徽滁州一些領導見面時也說到發展質量這個問題。南京想做一個新能源汽車產業重要的集聚區,產業發展的質量很重要。


1-5月份我國動力電池產量是59.4GWh,可是只賣出去了41.5GWh,產銷差將近18GWh。另一組數據是我國現在動力電池的產能是400GWh,但5個月只生產了59.4GWh,產能嚴重過剩。2020年新能源汽車裝車量就是66GWh,對外號稱83GWh,多出部分是賣到國外去了,我們實際上的需求量并不高。但是國內動力電池企業都在擴充產能,造成了很多無效產能。


經開區企業、領導應該深入到企業中看一看企業發展的質量、生產負荷,建設的產能規模是多少,而現在達到的生產負荷的是多少?


現在談到碳達峰和碳中和時,我們不得不面臨這一問題,就是我們現在面臨的碳達峰和碳中和挑戰是非常大的,現在實現雙碳難點在什么地方?


    一、產業背景


習主席最近強調我國要實現碳達峰和碳中和,這里講的碳達峰和碳中和是指二氧化碳的碳達峰和碳中和,我們要特別重視這個事情。如果站在我國目前的碳排放變化趨勢看,2030年實現碳達峰是挺難的。因為,我們已經是全世界最大的二氧化碳制造國(占全世界的27%,第二是美國占全世界的14%),我國產業鏈這么全,沒辦法回避碳排放高這個問題,所以這個碳達峰和碳中和任務非常艱巨,這里有很多問題要解決。


從2020~2030年這段時間我國的碳排放量還要爬坡,我們碳排放到2030年就不能再增加了,從2030~2060年要往下降,實現碳中和,這個過程是非常痛苦的。


為什么現在提到換電這件事情呢?


現在很多車,包括出租車、網約車、物流車,實際上運營端的車輛要比私家車使用的頻率高數十倍。還有運營端車輛都是跑里程賺錢的,所以每天運行里程都比較多,這些車實際上才是現在的車輛污染大戶,也是我們應該重點要解決的問題。


數據顯示,我們國家2.8億輛汽車當中,商用車3000多萬輛,占的比例并不高,才百分之十幾,但貢獻的污染排放物超過40%,這個數字很可怕。所以我們治理污染要抓重點,應該重點解決運營端車輛的污染問題,使這些運營車輛盡快實現節能減排。


·問題:新能源汽車勢在必行,為什么政府熱、市場冷?


電動汽車的問題出在哪里?我們一提就是成本問題。是成本問題嗎?如果是成本問題,手機替代固定電話怎么發展?電動自行車替代自行車怎么發展?電動叉車又是怎么發展的?這些領域都是投入大、成本高、附加值高的東西替代了價格便宜的產品。電動自行車替代自行車,造成了20~40倍的提價,手機替代固定電話,60~100倍的提價。如果按原來邏輯,貴了就不行,那大家眼前看到的就不是現在這種情況了。其實不是新能源汽車貴了,關鍵是市場存在困惑


希望電動汽車完全替代傳統燃油車,我個人覺得這是不現實的,因為電動汽車目前還不夠強大,應該尋找細分市場,該解決什么痛點問題?


新能源汽車存在的問題:


成本高,一定是比傳統車成本高。


存在安全隱患,充電時間長,用戶存在里程憂慮。


能耗高,節能減排效果不明顯。有些小型車如果能耗是百公里12度電,這會產生更多的二氧化碳。


去年冬季北京許多電動汽車趴窩,冬天天氣冷電動汽車沒法充電,在攝氏5度以下,鋰電池充電就有問題了。我不知道南京冬天最冷是多少,有沒有5攝氏度以下的天氣狀況?在5攝氏度以下對電池充電,造成的傷害非常大。


現在充電場地緊張,一些大城市哪有那么多場地用于充電呀?深圳電動出租車一早一晚兩個充電時間,許多電動出租車全開進去了,但是拋開這兩個時間段(大概1小時),那兩個場地一輛車都沒有,場地利用效率極低,有人考慮過怎么解決嗎?


同樣,已有的許多充電樁利用率很低。


另外,二手電動汽車的殘值很低,車輛貶值速度太快


以上這些問題不解決,電動汽車替代燃油車可能嗎?


為了降低電動汽車的二氧化碳的排放量,有三個途徑:


1.電動汽車輕量化,其實并不只是針對電池。


2.節能驅動系統的推廣。


3.大膽探索智能快速換電的服務模式


其實這里沒有提電池的事情,目前電池技術水平的能量密度和燃油比差了10-20倍,電池組的能量密度從現在的100多Wh/kg提到200多Wh/kg已經很不容易了,但是與燃油的能量密度比還差了10倍。目前對于動力電池來講,再提高10%、20%、50%都很難的,但即使提高到那樣,跟燃油比能量密度差的不在一個數量級上。現在流行說降維打擊,沒有聽說低級別打擊高級別的,現在動力電池不具備這個“降維打擊”能力,所以應該去找細分市場。


采用節能電機技術,需要大幅度降低能耗,探索智能快換問題也是為了降低能耗,為了解決降低二氧化碳的難題。能耗跟二氧化碳排放量是有關系的。


我們需要建立新能源汽車的科學發展觀。科學發展觀是什么?就是應該圍繞著落實我國節能減排目標為主線。二十年前我們討論電動汽車重大專項時就是為了節能減排。2000年,我國石油進口占比40%多,結果我們重大專項搞了二十年,現在我國石油進口占比是72%了,不僅沒降,越來越高了。


節能減排這個事情主線不要本末倒置。第一是降低二氧化碳的排放量;第二是使我國減少對石油能源的依賴。在前幾年車輛電動化過程中,能源安全問題現在逐漸變成第一位的了,要不是習主席去年幾次重復強調我國向世界承諾2030年實現碳達峰,2060年實現碳中和這件事情,很多人做電動汽車從原來的節能減排為主轉向了國家能源安全第一,所以電動汽車的行駛里程越做越長。現在又回到了要重點關注節能減排了,但扭轉過來有點難了。


我國制定的《新能源汽車發展技術路線圖》中提到:主要以提高動力電池能量密度,提高電驅動系統效率,發展輕量化、電動專用底盤以及加強動力系統一體化設計水平的提高。這是對的。


回到該不該做行駛1000公里的電動汽車這個話題上,做和不做都沒有錯。人類進步到今天,正是因為有了特別浪漫的夢想,才有了今天的飛機,才有了今天的船舶,才有了宇宙飛船進入太空,放開想象沒有錯。所以電動汽車行駛500公里、1000公里、2000公里的事情是逐漸發展過程的產物。但如果我們擺到今天的節能減排,碳達峰、碳中和話題下談這件事情,恐怕暫時就不能做這行駛1000公里的電動汽車了。


我國原來法律中,大氣污染物中沒有二氧化碳,因為人也呼出二氧化碳,牲畜也會呼出二氧化碳,所以二氧化碳以前不作為大氣污染物的,但是后來發現它是地球溫室效應一個主要的影響因素,所以習主席特別提出了碳達峰的問題。工業制造、生產、建筑業、發電業產生過程中產生過量的二氧化碳是一個嚴重的問題。現在講的要降低二氧化碳排放,是要解決地球氣體溫室效應問題。


發展行駛1000公里的電動汽車,就目前的技術來講,必須把帶電量加大。如果靠現在簡單把帶電量加大來提高行駛里程,就會增加車輛的重量、提高車輛能耗、降低了安全性、提高了成本、增加二氧化碳排放量,那就沒有意義了。如果有人說可以帶很少一點電池也能走1000公里,這個可以干。


前面師秘書長談到國家有一個電動汽車百公里能耗小于12度電的指標,這個指標是有問題的,因為它沒有提到車的重量,只提電動乘用車百公里能耗小于12度電,700公斤重量的電動乘用車和2噸半的電動乘用車相比,百公里能耗小于12度電怎么衡量?所以這是不對的,應該加上重量當量t,t是噸,變成噸百公里能耗是多少,這樣就比較科學了。下面的具體統計表就能說明這個問題,剛才計算的依據都是采用網上公開的數據,每個車的能耗、重量、尺寸、走多遠、帶多少度電等等。


前面的紅色指標是絕對能耗,最后一排紅色指標是當量能耗。這是依據2019年的車輛指標計算出來的。


·電動汽車減少碳排放效果評價


我最近一直在研究這件事情,科學地講,一輛電動汽車二氧化碳排放量進行判定需要考慮兩方面:一是生產制造環節的能耗,消耗能量產生的二氧化碳排放量;二是電動汽車使用環節消耗的能量和產生二氧化碳排放量,包括生產電能源過程中的二氧化碳排放,不能只看使用時是否有二氧化碳排放量。


一噸三元鋰電池材料制造過程中要消耗8800度電,會產生多少二氧化碳大家可以計算一下;負極材料生產過程能耗更高。


電動汽車生產過程中二氧化碳排放量由于電池生產能耗太高,遠遠高于傳統燃油車的二氧化碳排放量。所以引出了要不要做行駛1000公里的電動汽車,如果做行駛1000公里的電動汽車,二氧化碳排放量還會增加,那么我們在干什么呢?


這是日本豐田公司給出的一個對比參數,傳統汽車制造過程中有生產燃料過程中的二氧化碳排放量,有汽車生產和報廢過程中的二氧化碳排放量,以及使用過程中的二氧化碳排放量。


從對比中可以看出,傳統燃油車明顯是在使用過程中二氧化碳排放很高,電動汽車使用時沒有,但是在燃料制造過程中,包括動力電池生產過程中、以及發電過程中二氧化碳排放量都非常高。所以我們不能電動汽車在使用中沒有排放,我們就說不存在二氧化碳排放。


我國公布的指標,希望大家把很多數字湊在一起去分析,而不是單看某一組數字。我國火力發電從原來90%多降到現在68.8%,這是個非常了不起的改變。但是發電過程中仍然會有這么大的二氧化碳排放量,在這個排放量基礎之下,如果多用電就會增加二氧化碳排放量。


·使用


電動汽車在使用環節中沒有二氧化碳排放嗎?不是的。


電動汽車在使用過程中的二氧化碳量比傳統百公里7升燃油的車是降低了42.9%。但國外還有能耗百公里3L油的車呢,怎么比呢?。連寶馬現在都出了一款百公里2.2L油的插電式電動汽車,這么低,我們就更沒法比了。


以上數據說明,目前我們推廣的新能源汽車采用的技術,節能減排效果并不理想,電動汽車生產企業需要考慮在降低二氧化碳排放量上體現出競爭優勢


如果按照現在這個技術去做行駛1000公里、1500公里甚至更長里程的電動汽車,恐怕會與我國鼓勵推廣新能源汽車的初心背道而馳,我們要的是節能減排,企業應該做什么樣的電動汽車?


夢想沒有錯,但是放在節能減排這桿稱上恐怕就不合適了。


在南京,南京是江蘇省省會,你們要作出表率,應該鼓勵低碳的發展模式,不是用電動汽車就是低碳,如果用能耗高的、行駛里程很長的、帶電量很多的電動汽車,那是在增加二氧化碳排放量,應該怎么辦?


二、電動汽車發展出路在哪兒?


電動汽車如何才能真正做到節能減排?希望少用電池,不希望帶很多電池走很遠,我們希望少帶電池走很遠,總的里程走很遠,這可以通過換電方式解決里程優的問題。


具體可以考慮以下方法:


一是加大可再生能源發電的比例,降低國家發電端產業結構的二氧化碳排放量


現在很多專家說用可再生能源為主,火電做補充,以新能源作為主力電力,我覺得太難了,中國這么大的國家,消耗這么大能量,我們又是全世界的全產業鏈,怎么可能輕易都用可再生能源呢?


二是采用節能電機、降低車身重量,降低電動汽車的能耗,減少帶電量。真正電動汽車要想跟燃油車在使用環節中拼能耗,低于4.5kWh/100km.t這是個目標,不是12kWh/100km,這樣電動汽車才有可能跟燃油車平衡。這叫落地。如果要實現電動乘用車能耗小于4.5kWh/100km.t時,你的車該做成什么樣?我們要鼓勵用低能耗的電動汽車才能實現節能減排的目標。


三是動力電池的生產過程中盡可能減少物流運輸


四是開發小型電動汽車。同樣解決從A點到B點移動問題,這個過程中盡可能采用小型電動汽車。蔚來他們的大型電動乘用車的銷量雖然挺好,但是實際上這種車很難降低能耗,就沒法大幅度降低二氧化碳排放量,因為他的能耗就比小車高很多。


五是回收過程中需要特別考慮采用低能耗。很多人說回收要再補貼。做電池國家補貼了,回收還要補貼嗎?。


如圖,人類在地球上生存的法則,對任何行業都是如此,都要考慮然后降低消耗?新能源汽車怎么考慮?怎么減少使用量,特別是動力電車的使用量,還有材料怎么回收?


電動汽車換電就出來了,特別是如何解決商業化運營車輛的二氧化碳排放量,我們圍繞國家“十四五”發展戰略,以及全世界的碳中和目標,圍繞解決新能源汽車推廣中存在的很多問題,通過換電服務模式拉動新能源汽車提升,特別是運營端,包括出租車、網約車、物流車、重卡等等,關鍵是降低能耗。


加快我國電動物流車和動力電池制造行業的結構調整和升級改造,不要單純追求動力電池的能量密度。特別是三元材料的動力電池,追不了多久了,現在講的鈷漲價,后來無鈷,鎳又漲價了,那為什么要用三元材料呢?所以大家還是要認真考慮一下怎么解決這一問題。


在國家的支持下,采用節能電機驅動系統和車身輕量化技術,布局新能源汽車循環經濟產業鏈生態圈項目。提高產品競爭力,采用車電分離的商業模式,降低電動汽車的購買成本,解決運營里程憂慮,專業的電池維護,有效減少新能源汽車安全事故。


現在建那么多充電樁能解決安全問題嗎?能解決充電樁完好問題嗎?顯然不行!


提高節能減排效果,換電情況下不用帶太多電池,能耗就會降低,同時換電站也可以作為城市儲能調峰、調頻電力儲能系統的一部分,解決充電場站占地面積大、利用效率低的資源問題。換電站設備使用效率非常高,面積是充電場站1/40,特別是大中城市沒有那么大的地方。關鍵解決了電動汽車二手車殘值問題,刺激一手車交易的活躍度。同時為解決動力電池標準化問題打下基礎,為實現動力電池材料的綠色回收提供了可能。


可換電電動汽車推廣可以實現我國鼓勵電動汽車發展的初衷,解決整車為誰造車的問題,圖是在重卡商業領域當中的一些案例,昨天還有人問我,深圳用泥頭電動車推廣量增速放緩,情況不好。我說他們就是簡單拿了一個電動化的自卸車以為就可以了,其實不是這么回事。電動汽車應該怎么用?這跟傳統車用法不一樣,服務體系也不一樣,商業模式也不一樣,都要同步考慮才行。


誰控制換電服務模式的電動車輛的應用,誰就控制了新能源汽車發展的制高點,誰就掌握了新能源汽車推廣應用過程中最重要的應用平臺,所以換電運營車輛是解決當下電動汽車發展關鍵所在,這也是我們應該重點關注的領域


時間原因,就分享到這里,謝謝大家!


(注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱,僅作為參考資料,轉載請標明來源!)



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