中國儲能網訊：2020年9月22日，國家主席習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上發(fā)表的重要講話中宣布：“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，爭取2060年前實現(xiàn)碳中和。”對于汽車行業(yè)來說，這就是未來發(fā)展的行動指南。
產業(yè)發(fā)展規(guī)劃主張技術路線多樣化
去年11月，國務院辦公廳印發(fā)了《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035）》（以下簡稱《規(guī)劃》），明確提出：“以純電動汽車、插電式混合動力（含增程式）汽車、燃料電池汽車為“三縱”，布局整車技術創(chuàng)新鏈?！泵麨椤叭v”，實際是4條技術路線。
1.技術路線多樣化有助于技術進步。
技術路線多樣化有利于創(chuàng)新，通過比較鑒別可以促進技術進步。比較鑒別的基準應該是發(fā)展新能源汽車的宗旨——節(jié)能減排。值得注意的是，必須要進行真正的、產品全生命周期的節(jié)能減排計算，而不是表面節(jié)油、實際重排放。通過技術路線比較，可篩選出最節(jié)能減排的電動汽車，鼓勵其重點發(fā)展。
2.技術路線多樣化，需要政府引導。
《規(guī)劃》的基本原則之一是市場主導，要求“充分發(fā)揮市場在資源配置中的決定性作用，強化企業(yè)在技術路線選擇、生產服務體系建設等方面的主體作用；更好發(fā)揮政府在戰(zhàn)略規(guī)劃引導、標準法規(guī)制定、質量安全監(jiān)管、市場秩序維護、綠色消費引導等方面作用，為產業(yè)發(fā)展營造良好環(huán)境?！蹦壳?，我國政府是用補貼和積分與純電續(xù)駛里程掛鉤，來引導發(fā)展長續(xù)駛里程的電動汽車。
在《規(guī)劃》執(zhí)行中，政府要制定引導節(jié)能減排的政策。補貼取消后，積分將成為政府手中最有力的“指揮棒”。因此，積分必須與純電動汽車的續(xù)駛里程脫鉤，而應該與節(jié)能減排水平掛鉤，才能引導各車企為2030年前碳排放達到峰值、2060年實現(xiàn)碳中和作貢獻。
前兩年，特斯拉在新加坡被判定不環(huán)保而罰款，就是因為追求車輛的長續(xù)駛里程而多裝電池，導致車身加重、耗電增多，在發(fā)電過程中排放增多。筆者認為，新加坡政府的節(jié)能減排意識很強，且政策有力、法規(guī)得當。
各類電動汽車節(jié)能減排情況差異較大
關于不同類型電動汽車節(jié)能減排的計算，清華大學教授和其他學者都作過詳細研究，也可用比較簡便的方法，那就是直接與燃油車比較節(jié)能（油）和二氧化碳減排量。目前筆者對各類電動汽車的定性判斷是：長續(xù)駛里程電動汽車并不節(jié)能減排；插電式混合動力車是假節(jié)能減排；燃料電池電動汽車很難節(jié)能減排；微小型純電動車是真節(jié)能減排；增程式電動汽車很節(jié)能減排。
1.長續(xù)駛里程純電動汽車不節(jié)能減排
純電動汽車如果耗電量高，在電網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)駛里程的純電動汽車必須消除里程、安全、充電、價格、電池這五大焦慮。
《規(guī)劃》要求，到2025年“純電動乘用車新車平均電耗降至12.0千瓦時/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能源。
2.插電式混合動力汽車假節(jié)能減排
說插電式混合動力汽車是假節(jié)能減排，理由有以下4點：一是這類車有純電動與內燃機動力兩套完整系統(tǒng)，導致車身重、耗能多；二是車輛在50公里內用電需要充電，遠距離用內燃機，仍然是大馬拉小馬，并不節(jié)能減排；三是這類車雖然標榜“油耗很低”，實際上是現(xiàn)行油耗計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燃油車使用，費油且排放有增無減。
筆者認為，發(fā)展插電式混合動力汽車的結果是：車企賣車得利，用戶買車實惠，政府出了補貼等優(yōu)惠政策卻得不到節(jié)能減排的實際效果。所以，一定要實事求是真節(jié)能，不要追求數(shù)量上的假減排。
3.燃料電池電動汽車難節(jié)能減排
之所以提出這一觀點，主要基于以下5個因素。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：氯堿副產氫雖易純化，但是其量太?。灰苯鸶碑a氫含一氧化碳較高，純化非常費能；電解水制氫發(fā)電能效太低：用電網10度電進行電解水制氫，經過電解損耗、氫儲運及充氫耗能、燃料電池發(fā)電，最后給到電動機的只有3度電，僅相當于鋰離子電池能量轉換效率的1/3。二是氫的安全儲存、運輸（尤其是遠距離）、充氫等方面不僅投資大，而且耗材多，耗材多也就意味著實際排放多。三是燃料電池及其部件質子交換膜、碳紙、氣泵、高壓儲氫罐等價格高，生產制作耗能多。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，從性價比、減少排放等各方面衡量，都難以與其他增程器競爭。
目前我國燃料電池和部件的國產化還沒做好，何必用高補貼助力進口部件裝車熱？因此，有高純副產氫的城市要量氫而行，綜合考慮各方面因素?？偠灾蚶位A穩(wěn)步發(fā)展，將經濟賬算清、減排賬核實。
4.微小型純電動車真節(jié)能減排
筆者在10年前建議過電動汽車發(fā)展路線：純電動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，價格低廉，容易推廣。同時，車輛耗電量少（相當于<2升油/百公里），可以用電網的谷電夜間充電，是真正的節(jié)能減排。220V、5A的家用充電，不必擴容。此外，微小型純電動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，這可由市場來決定。
筆者認為，交管部門必須切實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低速車標準。政策要順應人民需求，避免成為節(jié)能減排和經濟發(fā)展的絆腳石。
5.增程式電動汽車很節(jié)能減排
第一代增程式，是在電池的電量即將用完時，由發(fā)電機啟動給電池充電；第二代增程式，是將發(fā)動機發(fā)電和電池兩個電源并聯(lián)，發(fā)動機排量減半，轉速選取最經濟點；電池量減少2/3，車身減輕，更節(jié)能；電池組不會過充過放，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，且能遠距離行駛；在有充電條件的城市中行駛，百公里內節(jié)油率大于80％；可以繼續(xù)使用燃油車生產及加油設施，便于發(fā)展。因此，在筆者看來，增程式并不是向純電動過渡的車型，而是未來電動汽車的主力。
增程式電動汽車技術在不斷發(fā)展
1.增程式電動汽車節(jié)油50％的“五大法寶”
增程式電動汽車節(jié)油要掌握“五大法寶”，其基礎是“并聯(lián)雙電源”概念。一是電池與發(fā)電機并聯(lián)互補，內燃機排量減少一半；二是內燃機轉速恒定在最經濟點，熱效率高；三是遇到紅燈或堵車時內燃機關閉，而燃油車此時效率為“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)。
增程式要進一步提高節(jié)油率，應加強以下技術：一是發(fā)展專用內燃機，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；四是發(fā)展高水平的控制系統(tǒng)；五是未來的發(fā)動機可不燒油而燒生物乙醇，這樣就不會增加二氧化碳排放。
2.四大因素制約增程式電動汽車發(fā)展
目前增程式電動汽車發(fā)展不快，主要制約因素有4點。
一是補貼政策過于向純電動汽車傾斜，誤導了企業(yè)的技術路線。甚至2019年補貼退坡后，反而提高長續(xù)駛里程電動汽車的補貼，引導企業(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作電動汽車的發(fā)展目標，而忽略了節(jié)能減排的宗旨。
二是不恰當?shù)刂С至思俟?jié)能減排、技術又簡單的插電式混合動力汽車。不過，目前國家發(fā)改委在《汽車產業(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。有專家認為，內燃機發(fā)出的動力要經過機械能-電能-機械能兩次轉換，效率大打折扣，但他們并沒有細想兩次能量轉換效率折扣僅是零頭而已。其實，任何電動汽車用電均是兩次轉換，只是轉換場合有別而已。
四是技術概念理解有偏差，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”，設計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”，而不承認電池和發(fā)電機并聯(lián)。實際上，兩個電源只有并聯(lián)才能互補，設計才能正確——發(fā)動機排量才可減半，轉速才能定在最經濟點，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領域
領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。
領域二是增程式商用車，商用車污染排放大，應用增程式后能有效節(jié)能減排。
領域三是軍用裝備動力增程化，車輛增程電動化，艦艇“全電驅動”，既可提高戰(zhàn)斗力，又能減輕后勤供油負擔。
領域四是農用機械增程化，這一領域目前還是空白。在我國，大中型拖拉機有600多萬臺，小型拖拉機有1700多萬臺，總動力11億多千瓦，另有排灌柴油機近1000萬臺。農機的柴油消耗量約占全國總用量的35％，超過6400萬噸。農業(yè)機械增程化，將對節(jié)能減排作出巨大貢獻。
領域五是運輸船只動力增程化。當前，我國內河船只超過16萬艘、沿海船只有1萬多艘，這些船只造成嚴重的排放污染；另外還有遠洋船2500艘，總動力5400萬千瓦。船只動力增程化后可一舉三得：減排、降低運輸成本和解決停船時生活用電問題。
有人認為，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)動機可以做到不燒油而燒生物乙醇，這樣就不會增排二氧化碳，有助于實現(xiàn)碳中和。生物乙醇有三個來源：一是秸稈，我國每年產7億噸，可轉化乙醇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，酒糟保留蛋白質是優(yōu)良飼料，還實現(xiàn)了循環(huán)經濟。
增程節(jié)能，綠色出行。對于企業(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鍵，希望能創(chuàng)建中國增程器世界名牌。對于政府，筆者的建議是制定鼓勵電動汽車節(jié)能減排的政策；按節(jié)能減排水平確定電動汽車積分；將大力發(fā)展增程動力車、船、農機列入“十四五”規(guī)劃，使節(jié)能減排上一個大臺階。
（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）
