中國儲(chǔ)能網(wǎng)訊：2020年9月22日，國家主席習(xí)近平在第七十五屆聯(lián)合國大會(huì)一般性辯論上發(fā)表的重要講話中宣布：“中國將提高國家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和?！睂?duì)于汽車行業(yè)來說，這就是未來發(fā)展的行動(dòng)指南。
產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃主張技術(shù)路線多樣化
去年11月，國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》），明確提出：“以純電動(dòng)汽車、插電式混合動(dòng)力（含增程式）汽車、燃料電池汽車為“三縱”，布局整車技術(shù)創(chuàng)新鏈?！泵麨椤叭v”，實(shí)際是4條技術(shù)路線。
1.技術(shù)路線多樣化有助于技術(shù)進(jìn)步。
技術(shù)路線多樣化有利于創(chuàng)新，通過比較鑒別可以促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步。比較鑒別的基準(zhǔn)應(yīng)該是發(fā)展新能源汽車的宗旨——節(jié)能減排。值得注意的是，必須要進(jìn)行真正的、產(chǎn)品全生命周期的節(jié)能減排計(jì)算，而不是表面節(jié)油、實(shí)際重排放。通過技術(shù)路線比較，可篩選出最節(jié)能減排的電動(dòng)汽車，鼓勵(lì)其重點(diǎn)發(fā)展。
2.技術(shù)路線多樣化，需要政府引導(dǎo)。
《規(guī)劃》的基本原則之一是市場(chǎng)主導(dǎo)，要求“充分發(fā)揮市場(chǎng)在資源配置中的決定性作用，強(qiáng)化企業(yè)在技術(shù)路線選擇、生產(chǎn)服務(wù)體系建設(shè)等方面的主體作用；更好發(fā)揮政府在戰(zhàn)略規(guī)劃引導(dǎo)、標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)制定、質(zhì)量安全監(jiān)管、市場(chǎng)秩序維護(hù)、綠色消費(fèi)引導(dǎo)等方面作用，為產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)I造良好環(huán)境。”目前，我國政府是用補(bǔ)貼和積分與純電續(xù)駛里程掛鉤，來引導(dǎo)發(fā)展長續(xù)駛里程的電動(dòng)汽車。
在《規(guī)劃》執(zhí)行中，政府要制定引導(dǎo)節(jié)能減排的政策。補(bǔ)貼取消后，積分將成為政府手中最有力的“指揮棒”。因此，積分必須與純電動(dòng)汽車的續(xù)駛里程脫鉤，而應(yīng)該與節(jié)能減排水平掛鉤，才能引導(dǎo)各車企為2030年前碳排放達(dá)到峰值、2060年實(shí)現(xiàn)碳中和作貢獻(xiàn)。
前兩年，特斯拉在新加坡被判定不環(huán)保而罰款，就是因?yàn)樽非筌囕v的長續(xù)駛里程而多裝電池，導(dǎo)致車身加重、耗電增多，在發(fā)電過程中排放增多。筆者認(rèn)為，新加坡政府的節(jié)能減排意識(shí)很強(qiáng)，且政策有力、法規(guī)得當(dāng)。
各類電動(dòng)汽車節(jié)能減排情況差異較大
關(guān)于不同類型電動(dòng)汽車節(jié)能減排的計(jì)算，清華大學(xué)教授和其他學(xué)者都作過詳細(xì)研究，也可用比較簡(jiǎn)便的方法，那就是直接與燃油車比較節(jié)能（油）和二氧化碳減排量。目前筆者對(duì)各類電動(dòng)汽車的定性判斷是：長續(xù)駛里程電動(dòng)汽車并不節(jié)能減排；插電式混合動(dòng)力車是假節(jié)能減排；燃料電池電動(dòng)汽車很難節(jié)能減排；微小型純電動(dòng)車是真節(jié)能減排；增程式電動(dòng)汽車很節(jié)能減排。
1.長續(xù)駛里程純電動(dòng)汽車不節(jié)能減排
純電動(dòng)汽車如果耗電量高，在電網(wǎng)的電能主要來自燃煤的情況下，是不能減少排放的。而且，電池生產(chǎn)鏈、廢電池處置的耗能都很高。所以，純電續(xù)駛里程越長，越背離節(jié)能減排的宗旨。此外，多裝電池，比能量又高，大大增加了車輛燃爆的可能性。所以，發(fā)展長續(xù)駛里程的純電動(dòng)汽車必須消除里程、安全、充電、價(jià)格、電池這五大焦慮。
《規(guī)劃》要求，到2025年“純電動(dòng)乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時(shí)/百公里”。這就要求車身減輕、電池量少、里程縮短。即使將來全部使用可再生能源，車輛也不該過多配裝電池浪費(fèi)能源。
2.插電式混合動(dòng)力汽車假節(jié)能減排
說插電式混合動(dòng)力汽車是假節(jié)能減排，理由有以下4點(diǎn)：一是這類車有純電動(dòng)與內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力兩套完整系統(tǒng)，導(dǎo)致車身重、耗能多；二是車輛在50公里內(nèi)用電需要充電，遠(yuǎn)距離用內(nèi)燃機(jī)，仍然是大馬拉小馬，并不節(jié)能減排；三是這類車雖然標(biāo)榜“油耗很低”，實(shí)際上是現(xiàn)行油耗計(jì)算方法不合理造成的假象；四是不少用戶買這類車不充電而是當(dāng)燃油車使用，費(fèi)油且排放有增無減。
筆者認(rèn)為，發(fā)展插電式混合動(dòng)力汽車的結(jié)果是：車企賣車得利，用戶買車實(shí)惠，政府出了補(bǔ)貼等優(yōu)惠政策卻得不到節(jié)能減排的實(shí)際效果。所以，一定要實(shí)事求是真節(jié)能，不要追求數(shù)量上的假減排。
3.燃料電池電動(dòng)汽車難節(jié)能減排
之所以提出這一觀點(diǎn)，主要基于以下5個(gè)因素。一是燃料電池需用高純氫做能源，而氫不是礦藏，且問題還很多：氯堿副產(chǎn)氫雖易純化，但是其量太??；冶金副產(chǎn)氫含一氧化碳較高，純化非常費(fèi)能；電解水制氫發(fā)電能效太低：用電網(wǎng)10度電進(jìn)行電解水制氫，經(jīng)過電解損耗、氫儲(chǔ)運(yùn)及充氫耗能、燃料電池發(fā)電，最后給到電動(dòng)機(jī)的只有3度電，僅相當(dāng)于鋰離子電池能量轉(zhuǎn)換效率的1/3。二是氫的安全儲(chǔ)存、運(yùn)輸（尤其是遠(yuǎn)距離）、充氫等方面不僅投資大，而且耗材多，耗材多也就意味著實(shí)際排放多。三是燃料電池及其部件質(zhì)子交換膜、碳紙、氣泵、高壓儲(chǔ)氫罐等價(jià)格高，生產(chǎn)制作耗能多。四是鉑資源稀缺，無法支撐大規(guī)模發(fā)展燃料電池電動(dòng)汽車，研究無鉑催化劑還屬于世界性難題。五是燃料電池必須與電池并用，只是起增程器的作用，從性價(jià)比、減少排放等各方面衡量，都難以與其他增程器競(jìng)爭(zhēng)。
目前我國燃料電池和部件的國產(chǎn)化還沒做好，何必用高補(bǔ)貼助力進(jìn)口部件裝車熱？因此，有高純副產(chǎn)氫的城市要量氫而行，綜合考慮各方面因素。總而言之，要打牢基礎(chǔ)穩(wěn)步發(fā)展，將經(jīng)濟(jì)賬算清、減排賬核實(shí)。
4.微小型純電動(dòng)車真節(jié)能減排
筆者在10年前建議過電動(dòng)汽車發(fā)展路線：純電動(dòng)汽車以微小型為突破口，大中型車主要發(fā)展增程式。
微小型純電動(dòng)車配裝的電池少，安全性較高，能夠滿足城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通的普遍需求，價(jià)格低廉，容易推廣。同時(shí)，車輛耗電量少（相當(dāng)于<2升油/百公里），可以用電網(wǎng)的谷電夜間充電，是真正的節(jié)能減排。220V、5A的家用充電，不必?cái)U(kuò)容。此外，微小型純電動(dòng)車既可用較為安全的鉛碳電池做低速車，也可用鋰離子電池做高速車，這可由市場(chǎng)來決定。
筆者認(rèn)為，交管部門必須切實(shí)管理好低速車的交通問題，不能怕麻煩；政府部門要盡快出臺(tái)低速車標(biāo)準(zhǔn)。政策要順應(yīng)人民需求，避免成為節(jié)能減排和經(jīng)濟(jì)發(fā)展的絆腳石。
5.增程式電動(dòng)汽車很節(jié)能減排
第一代增程式，是在電池的電量即將用完時(shí)，由發(fā)電機(jī)啟動(dòng)給電池充電；第二代增程式，是將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電和電池兩個(gè)電源并聯(lián)，發(fā)動(dòng)機(jī)排量減半，轉(zhuǎn)速選取最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)；電池量減少2/3，車身減輕，更節(jié)能；電池組不會(huì)過充過放，壽命延長；磷酸鐵鋰電池比能量合適，安全性提高；由于電池少，補(bǔ)貼退坡甚至取消后的影響也小，容易推廣；增程行駛較燃油車節(jié)油50％以上，既省錢又減排；可以不在外面充電，免建充電樁，且能遠(yuǎn)距離行駛；在有充電條件的城市中行駛，百公里內(nèi)節(jié)油率大于80％；可以繼續(xù)使用燃油車生產(chǎn)及加油設(shè)施，便于發(fā)展。因此，在筆者看來，增程式并不是向純電動(dòng)過渡的車型，而是未來電動(dòng)汽車的主力。
增程式電動(dòng)汽車技術(shù)在不斷發(fā)展
1.增程式電動(dòng)汽車節(jié)油50％的“五大法寶”
增程式電動(dòng)汽車節(jié)油要掌握“五大法寶”，其基礎(chǔ)是“并聯(lián)雙電源”概念。一是電池與發(fā)電機(jī)并聯(lián)互補(bǔ)，內(nèi)燃機(jī)排量減少一半；二是內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速恒定在最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，熱效率高；三是遇到紅燈或堵車時(shí)內(nèi)燃機(jī)關(guān)閉，而燃油車此時(shí)效率為“0”或很低；四是可回收剎車、下坡的能量，節(jié)油率15％～20％；五是裝有優(yōu)化能效的電力電子控制系統(tǒng)。
增程式要進(jìn)一步提高節(jié)油率，應(yīng)加強(qiáng)以下技術(shù)：一是發(fā)展專用內(nèi)燃機(jī)，不斷提高熱效率；二是發(fā)展快充電池，充分回收剎車減速的回饋能；三是發(fā)展高效電機(jī)；四是發(fā)展高水平的控制系統(tǒng)；五是未來的發(fā)動(dòng)機(jī)可不燒油而燒生物乙醇，這樣就不會(huì)增加二氧化碳排放。
2.四大因素制約增程式電動(dòng)汽車發(fā)展
目前增程式電動(dòng)汽車發(fā)展不快，主要制約因素有4點(diǎn)。
一是補(bǔ)貼政策過于向純電動(dòng)汽車傾斜，誤導(dǎo)了企業(yè)的技術(shù)路線。甚至2019年補(bǔ)貼退坡后，反而提高長續(xù)駛里程電動(dòng)汽車的補(bǔ)貼，引導(dǎo)企業(yè)發(fā)展這類車。出現(xiàn)這種情況的根源，是片面地將燃油車的里程當(dāng)作電動(dòng)汽車的發(fā)展目標(biāo)，而忽略了節(jié)能減排的宗旨。
二是不恰當(dāng)?shù)刂С至思俟?jié)能減排、技術(shù)又簡(jiǎn)單的插電式混合動(dòng)力汽車。不過，目前國家發(fā)改委在《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》中已將其列為“燃油車”。
三是部分專家干擾并影響政策的制訂。有專家認(rèn)為，內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的動(dòng)力要經(jīng)過機(jī)械能-電能-機(jī)械能兩次轉(zhuǎn)換，效率大打折扣，但他們并沒有細(xì)想兩次能量轉(zhuǎn)換效率折扣僅是零頭而已。其實(shí)，任何電動(dòng)汽車用電均是兩次轉(zhuǎn)換，只是轉(zhuǎn)換場(chǎng)合有別而已。
四是技術(shù)概念理解有偏差，表現(xiàn)為增程式節(jié)油率參差不齊。其原因是企業(yè)未完全掌握節(jié)油的“五大法寶”，設(shè)計(jì)概念仍停留在第一代增程式水平。例如，有人說：“增程式是串混”，而不承認(rèn)電池和發(fā)電機(jī)并聯(lián)。實(shí)際上，兩個(gè)電源只有并聯(lián)才能互補(bǔ)，設(shè)計(jì)才能正確——發(fā)動(dòng)機(jī)排量才可減半，轉(zhuǎn)速才能定在最經(jīng)濟(jì)點(diǎn)，電池用量才能少，車重才能減輕，這才是真正的節(jié)能。
3.增程式要努力拓展節(jié)能減排收效大的五個(gè)領(lǐng)域
領(lǐng)域一是增程式乘用車，要大力提倡緊湊型車輛，可用于出租車、家用車。
領(lǐng)域二是增程式商用車，商用車污染排放大，應(yīng)用增程式后能有效節(jié)能減排。
領(lǐng)域三是軍用裝備動(dòng)力增程化，車輛增程電動(dòng)化，艦艇“全電驅(qū)動(dòng)”，既可提高戰(zhàn)斗力，又能減輕后勤供油負(fù)擔(dān)。
領(lǐng)域四是農(nóng)用機(jī)械增程化，這一領(lǐng)域目前還是空白。在我國，大中型拖拉機(jī)有600多萬臺(tái)，小型拖拉機(jī)有1700多萬臺(tái)，總動(dòng)力11億多千瓦，另有排灌柴油機(jī)近1000萬臺(tái)。農(nóng)機(jī)的柴油消耗量約占全國總用量的35％，超過6400萬噸。農(nóng)業(yè)機(jī)械增程化，將對(duì)節(jié)能減排作出巨大貢獻(xiàn)。
領(lǐng)域五是運(yùn)輸船只動(dòng)力增程化。當(dāng)前，我國內(nèi)河船只超過16萬艘、沿海船只有1萬多艘，這些船只造成嚴(yán)重的排放污染；另外還有遠(yuǎn)洋船2500艘，總動(dòng)力5400萬千瓦。船只動(dòng)力增程化后可一舉三得：減排、降低運(yùn)輸成本和解決停船時(shí)生活用電問題。
有人認(rèn)為，增程式車輛還是要燒油，但他們并沒有看到能節(jié)省多少油。更何況，將來發(fā)動(dòng)機(jī)可以做到不燒油而燒生物乙醇，這樣就不會(huì)增排二氧化碳，有助于實(shí)現(xiàn)碳中和。生物乙醇有三個(gè)來源：一是秸稈，我國每年產(chǎn)7億噸，可轉(zhuǎn)化乙醇1億多噸；二是甜高粱，可以在鹽堿地、沙旱地種植，不與糧食爭(zhēng)地。秸稈榨糖和高粱均可制乙醇；三是陳糧，可先將其淀粉發(fā)酵出乙醇，酒糟保留蛋白質(zhì)是優(yōu)良飼料，還實(shí)現(xiàn)了循環(huán)經(jīng)濟(jì)。
增程節(jié)能，綠色出行。對(duì)于企業(yè)，筆者的建議是，不必都去造整車，制造高能效的增程器更關(guān)鍵，希望能創(chuàng)建中國增程器世界名牌。對(duì)于政府，筆者的建議是制定鼓勵(lì)電動(dòng)汽車節(jié)能減排的政策；按節(jié)能減排水平確定電動(dòng)汽車積分；將大力發(fā)展增程動(dòng)力車、船、農(nóng)機(jī)列入“十四五”規(guī)劃，使節(jié)能減排上一個(gè)大臺(tái)階。
（作者系中國工程院院士，王丹丹協(xié)助將原演講PPT整理成文）
