“(未来)家家都应该有电动汽车。晚上在家里充电,白天卖电,来赚取差价。”这是我国科学院院士欧阳明高畅想的电动汽车+智能电网的未来。
电动汽车将伴随能源革命同步发展。在2025年之前,锂离子电池和燃料动力电池都会全方位成熟,电动化拐点来临;同时,新能源发电价格拐点也将到来。
一月十二日,在钓鱼台国宾馆举办的电动汽车百人会第五届论坛上,欧阳明高对我国新能源汽车技术路线进行了展望。
他说,跨过拐点之后,“新能源电动汽车就是真正的新能源汽车,”因为电动汽车用的电,大部分是新能源发电出现的。
电动化和新能源融合发展
“按照能源局的规划,到2030年我国非化石能源发电比例将降低至50%,而恰巧新能源汽车的比例在那时也将达到40%-50%。”欧阳明高表示。这意味着电动汽车发展将与我国能源结构转型紧密交织、相辅相成。
欧阳明高认为,光伏发电将成为替代传统化石能源发电的重要方式。未来分布式光伏将与电动汽车储能相结合,新能源汽车消耗的电力也将从火力发电转变为光伏发电,能源系统将参与构建交通系统。电动汽车要新能源,新能源也要电动汽车,引起能源结构上的深刻变革。
欧阳明高表示,根据我国汽车工程学会的预测,2030年我国新能源汽车保有量将达到0.8-1亿辆的规模。乐观估计,到2025年全国新能源汽车保有量将达到5-8千万的规模。电动汽车庞大的保有量,将促使我国能源结构出现变革。
欧阳明高预估,电动汽车电池每天消耗电量将达到50亿度,加上储能电池用电量,预计2030年两者的日耗电量将达到100亿度以上。预计2030年国内日耗电量140亿度,其中存储在动力锂电池中的光伏电可以对电网进行反哺,整个产业将达到几万亿到十几万亿的规模。
“从能源供应的角度出发,家家都应该配备电动汽车。晚上在家里充电,白天卖电,赚取差价。车辆总量不会降低,汽车产业GDp不会降低,所以这将是我们未来的出路。”欧阳明高畅想道。
电动汽车发展不应退缩锂离子电池是电动汽车最优动力方法
欧阳明高认为,2020年实现动力锂电池300Wh/kg能量密度,我国已经做好准备。车载电池重视储能装置的体积能量密度。而相较于其他动力方法,锂离子电池目前是最优的选择。
欧阳明高表示,锂离子电池仍在安全性上存在局限。当前我们仍无法防止动力锂电池热失控的发生,只能可以从电池系统的热机电设计与控制设计来防止诱发和蔓延。想要提高电动汽车产品的安全性,就必须发展新型的固态电解质电池。电动汽车也要提高效能和充电便利性。提高电机效率、完善新一代与储能结合、安全可靠的快充技术,仍需下功夫,推广纯电动技术路线不能退缩,要坚持走下去。
重视插电混动技术攻克发动机难题
欧阳明高认为,根据国内车企的实际水平应该发展插电式混合动力(pHEV)。根据我国乘用车的出行特点,续航超高50公里的纯电pHEV(差别于纯电20公里续航的普锐斯)短途用电、长途用油的技术路线,节油率可以达到80%以上。同时在pHEV混动架构中,欧阳明高判断,我国可能重要是并联和串联两种,混联不会成为主流。
欧阳明高认为,混合动力模式下,并联纯电型相较于串联纯电型(增程式),具有成本和动力优势。国内公司探索低成本的纯电并联式插电混合动力,是具有我国优势的技术路线,可以抗衡国外深度混合动力。并联单电机代替双电机,综合油耗较常规混合动力更大,但在成本上可以跟常规混合动力竞争。
欧阳明高认为,混合动力的核心技术—发动机技术。目前国内用于混合动力发动机效率为35%-37%,国际水平38%-41%,距离内燃机的极限效率:柴油机大概55%,汽油机45-50%,还有很大空间,公司还要大力创新。
主流的增程发动机技术路线仍然是小排量四冲程的汽油机。
燃料动力电池5-10年将与锂离子电池地位相当
燃料动力电池才是终极汽车节能方法?欧阳明高给出了否定答案,但他强调燃料动力电池将得到大发展,两种路线将并驾齐驱。
欧阳明高引用奔驰公司研究数据表示,当一次能源为天然气的时候,燃料动力电池效益高于纯电动;而当一次能源为可再生能源的时候,燃料动力电池效益明显低于纯电动。同时,他还引用现代和丰田数据表达了自己的看法,氢燃料动力电池系统更适合替代柴油机,锂离子电池系统更适合替代汽油机。氢燃料动力电池适合用于长途商用车,锂离子电池适用于乘用车。
欧阳明高表示,我国燃料动力电池路线是燃料动力电池+动力锂电池的混合型动力系统。目前在质子交换膜、空压机和氢能技术上存在很多不足。我国氢燃料动力电池汽车相比于纯电动汽车,产业化进程大约晚十年左右。虽然我国燃料动力电池产业链目前还很薄弱,但产业化态势全球最佳,已经吸引了全球相关资源的深度参与,预计今后五到十年,有可能达到与目前我国锂离子电池的国际地位相当的水平。