1月10-12日，2020中國電動(dòng)汽車百人會(huì)論壇在北京釣魚臺(tái)國賓館召開。在11日下午進(jìn)行的推動(dòng)變革引領(lǐng)創(chuàng)新論壇上，中國科學(xué)院院士、中國電動(dòng)汽車百人會(huì)副理事長歐陽明高發(fā)表了“新能源汽車技術(shù)熱點(diǎn)問題與趨勢預(yù)測”的主旨演講(文末附PPT)。
中國科學(xué)院院士 歐陽明高
以下為歐陽明高院士演講現(xiàn)場實(shí)錄：
前面萬主席已經(jīng)對全國的新能源汽車科技創(chuàng)新已經(jīng)做了高屋建瓴的概括和總結(jié)，我就不重復(fù)了。我想就2019年的幾個(gè)方面熱點(diǎn)問題和個(gè)人一些對趨勢的判斷，講一講我個(gè)人觀點(diǎn)，供大家參考。還是三點(diǎn)：純電動(dòng)、插電混合和氫能燃料電池。
純電動(dòng)，應(yīng)該說過去一年，有很多焦慮，但其中很多都是偽問題。我曾經(jīng)在10月31號(hào)央視《中國經(jīng)濟(jì)大講堂》專門對這些問題作了一一的回復(fù)。但其中一個(gè)問題，我覺得應(yīng)該引起重視的是安全成為市場關(guān)注的首要問題。已經(jīng)變了，以前是里程焦慮，現(xiàn)在變成安全。但是實(shí)際上技術(shù)已經(jīng)有解決方案，因?yàn)槲冶旧砭褪亲鲭姵匕踩摹Ｎ覀冊谇迦A有電池安全實(shí)驗(yàn)室，我們今年也召開了國際電池安全會(huì)議，技術(shù)上這是有方案的，今天時(shí)間關(guān)系，我也不在這兒做廣告了，講我們自己的研究成果了。
安全這一塊兒，去年有一個(gè)新的變化就是安全理念的升級(jí)。我們以前，由于補(bǔ)貼一直是跟單體電池比能量掛鉤的，所以一直在做單體，能量越來越高。三元電池單體能量越來越高的同時(shí)，按照現(xiàn)有技術(shù)體系，材料的熱穩(wěn)定性是會(huì)變差的。所以為了安全，就要想很多辦法。單體電池的比能量并不是汽車所需要的，汽車需要的是最后放在車上的真正的系統(tǒng)里面。其實(shí)，這中間系統(tǒng)比能量對單體比能量之比，大概還有一半。比方說從體積的角度來講，還有一半都不是單體占的，都是非單體占的。所以這個(gè)地方的潛力非常大。
今年我們技術(shù)領(lǐng)先的兩家企業(yè)不約而同的在這方面做出了創(chuàng)新。針對比能量提升方面，發(fā)布了電池包的新技術(shù)-寧德時(shí)代CTP和比亞迪的刀片電池。新概念，這是我要重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)的。其他的就不說了。下一步的趨勢，我的概括是降低總成本、性能再升級(jí)、功能多樣化。來看純電動(dòng)車發(fā)展趨勢，首先總成本必須突破?？偝杀局傅氖请妱?dòng)汽車總擁有成本相比燃油汽車實(shí)現(xiàn)成本平衡甚至更低。總成本包括購置成本和使用成本，大家都知道使用成本是低的，但購置成本是高的。
所以，使用頻繁的電動(dòng)共享車比電動(dòng)家用轎車更容易實(shí)現(xiàn)。這也是為什么現(xiàn)在家用車只占電動(dòng)乘用車銷售的大概一半，另一半都到這個(gè)平臺(tái)上去了。因此，總成本突破的重點(diǎn)是家用電動(dòng)汽車，尤其是性價(jià)比車型，它倒不一定是很貴的車。但量最大的家用轎車最重要的還是客戶性價(jià)比這一塊。所以這是我們最需要突破的重點(diǎn)。這個(gè)重點(diǎn)要突破的就是購置成本，因?yàn)榧矣玫氖褂贸杀疽呀?jīng)是低的，我們待會(huì)要說。那么這個(gè)總成本等于什么呢？實(shí)際上等于每千瓦時(shí)電池成本乘以百公里電耗再乘以續(xù)航里程，這個(gè)是很簡單的公式。下面我們首先來看每千瓦時(shí)的電池成本。前面已經(jīng)談到下降85%，這是這四年來的，我們叫鋰離子電池革命。其實(shí)我們十年的成功雖然是中國政策的優(yōu)勢，但是我覺得根本的還是技術(shù)革命，抓住了技術(shù)革命機(jī)遇。如果沒有這個(gè)機(jī)遇，我們政策再好，也做不到今天這樣。那么政策是在技術(shù)革命的基礎(chǔ)上助力，他不可能改變整個(gè)基礎(chǔ)格局。
現(xiàn)在我們的電池系統(tǒng)成本已經(jīng)在0.6~1元/kW·h。當(dāng)然，1元/kW·h就是三元電池的，低的是磷酸鐵鋰電池。今后五年電池成本下降仍有空間。比如三元電池到2025年之前到七毛錢一個(gè)瓦時(shí)，磷酸鐵鋰還有下降空間。但我們同時(shí)要強(qiáng)調(diào)，電池回收利用價(jià)值要亟待挖掘。這方面，我想磷酸鐵鋰電池成本優(yōu)勢是非常明顯的，而刀片電池等技術(shù)可以有效的緩解以前磷酸鐵鋰電池體積比能量的短板。待會(huì)王傳?？倳?huì)介紹。這就是刀片電池，對于一個(gè)200L，就是A0級(jí)車型的體積，它可以裝到接近60度電，基本可以解決續(xù)航里程的問題。
第二個(gè)是百公里電耗。前面其實(shí)萬主席已經(jīng)講過百公里電耗。這是我們統(tǒng)計(jì)工信部的數(shù)據(jù)，不是實(shí)際電耗，是工信部發(fā)布的。從國家檢測的電耗可以看出，2015年、2017年到2019年，續(xù)駛里程在升級(jí)，在這個(gè)軸上。電耗普遍下降，而且變化的幅度在收窄。不管300公里到500公里這個(gè)變化范圍，它都收窄。這是個(gè)好東西，比如說我們今年有兩款500公里的電動(dòng)轎車，工信部電耗在12度電/百公里。
第三個(gè)是續(xù)駛里程。目前據(jù)麥肯錫的統(tǒng)計(jì)分析，在同樣續(xù)駛里程的電動(dòng)車中，中國的電動(dòng)車是最便宜的。當(dāng)然反過來說，我們品牌溢價(jià)能力偏低。那也就是說這個(gè)方面我們其實(shí)做的很好了。那么，下一步怎么辦？我想，第一要優(yōu)化家用電動(dòng)汽車不同車型經(jīng)濟(jì)合理的續(xù)駛里程范圍。其實(shí)我們廠家已經(jīng)都做了，比方說A00級(jí)的，A0級(jí)的，A級(jí)的，B級(jí)的，這是不一樣的，不需要都強(qiáng)調(diào)長續(xù)航里程。但最難的還是主攻目標(biāo)，還是家用主流轎車，也就是A0級(jí)和A級(jí)的。他們大概是在350到450這個(gè)范圍，這是最重要的，我們要需要突破。
所以性價(jià)比拐點(diǎn)到達(dá)的時(shí)間順序是不一樣的。續(xù)駛里程越短，越容易先到。所以并不是都要2025年才能到，有些提前就到了。如果你還裝低電池成本，那到的更快，這沒辦法做一個(gè)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。我們說的2025年是指普遍。繼續(xù)降低成本最重要的途徑就是，第一降低單位電池成本。第二，提高充電的便利性。提高充電便利性之后，客戶對里程的需求就會(huì)降低。他會(huì)從500降到400，如果家里或者單位有一個(gè)充電樁，就會(huì)解決大問題。下一步就是性能再升級(jí)。兩個(gè)方面，一個(gè)是新一代電力電池。這會(huì)使下面的電驅(qū)動(dòng)一體化，然后呈現(xiàn)這種扁平化的汽車底盤。大家去看電動(dòng)車，只要打開，基本上是空的，如果是混合動(dòng)力全都是滿的，下一步還會(huì)繼續(xù)空下去，這是通俗的講法。第二個(gè)性能再升級(jí)，當(dāng)然就是電解質(zhì)的技術(shù)進(jìn)步。由于時(shí)間關(guān)系，我在這兒不詳細(xì)介紹，因?yàn)檫@一張圖我可以講十分鐘。第三個(gè)就是功能多樣化，我們叫三“V”一體，就是V2G、V2H、V2X。V2H現(xiàn)在也開始了，就是建筑跟車輛電氣系統(tǒng)一體化。
另外就是三“化”一體，我們現(xiàn)在除了電動(dòng)化，還有能源的低碳化和系統(tǒng)智能化。所以新能源汽車具有智能終端交通工具能源裝置的多重屬性。如果到功能多樣化階段的時(shí)候，也許客戶他反而需要讓你給他裝多一點(diǎn)電池。這樣總成本反而能降低，因?yàn)樗梢杂秒姵刈鳛閮?chǔ)能，給電網(wǎng)放電，獲取收益。所以立足當(dāng)前面向長遠(yuǎn)的一個(gè)建議。前面苗部長已經(jīng)都說了，我們希望購置補(bǔ)貼啊，稅收優(yōu)惠呀，不限行等等。我提請政府重點(diǎn)資助還有兩個(gè)方面，一個(gè)就是充電基礎(chǔ)設(shè)施。其實(shí)充電基礎(chǔ)設(shè)施的本質(zhì)是資助國家新一代能源基礎(chǔ)設(shè)施。這個(gè)我不具體介紹。還有一個(gè)電池回收利用，本質(zhì)是是資助補(bǔ)貼環(huán)保，這個(gè)是有道德制高點(diǎn)的。
第二方面關(guān)于插混。中國特色的可充電式混合動(dòng)力跟國外的可充電混合動(dòng)力不一樣，我們叫純電型插混。所謂純電型插混，是在電池SOC滿的時(shí)候，到降低了30%之前，它就是純電動(dòng)。國外的插電，不完全是這個(gè)概念，就是底下的混合型插電。也就是說，有電的時(shí)候，發(fā)動(dòng)機(jī)也是能起來的，中國是不允許的，50公里是低限。其實(shí)現(xiàn)在大家知道，寶馬也在賣100公里的，我相信今后100公里、150公里都會(huì)有。至于電量下降之后進(jìn)入混合動(dòng)力，其實(shí)就是和常規(guī)下的混合動(dòng)力一樣。你可以是并聯(lián)，可以是串聯(lián)，可以是混聯(lián)，都可以。這就是中國的插電混合動(dòng)力。當(dāng)你是串聯(lián)的時(shí)候，我們就叫增程。今年有個(gè)特點(diǎn)，就是在這個(gè)中間，二三十萬，20萬到50萬期間的這個(gè)插混賣的比價(jià)好。我們分析了一下原因，首先是政策，使它相對于常規(guī)混合動(dòng)力有市場競爭力，這里不詳細(xì)介紹。市場方面，對客戶來講，也有很好的安全性、性價(jià)比、便利性、車輛殘值等等。相比純電動(dòng)和常規(guī)混合動(dòng)力，他也有優(yōu)勢。
邏輯，我就不細(xì)講了。但是我們叫學(xué)生預(yù)測一下，分析到2030年500公里的純電動(dòng)跟100公里純電里程的插電混動(dòng)比，純電動(dòng)的總擁有成本會(huì)跟她打平，甚至比它還好，這是一個(gè)未來趨勢。所以我們認(rèn)為，可充電式混合動(dòng)力會(huì)先上，而后會(huì)逐步下，2025年左右會(huì)到高峰。到2030年，剛才我說的那個(gè)功能多樣化就上來了，客戶反而多用電池。因?yàn)槟莻€(gè)時(shí)候保有量已經(jīng)很大了，V2G也會(huì)上來。那么我在這里要特別做一下技術(shù)方面的介紹，就是混合動(dòng)力的邏輯。
混合動(dòng)力，有電池、電機(jī)，也有油箱、內(nèi)燃機(jī)。這是內(nèi)燃機(jī)的效率圖，如果內(nèi)燃機(jī)在高效區(qū)運(yùn)行的話，并聯(lián)直驅(qū)是最好，這種一般在公路工況。那么如果低效，當(dāng)然要把內(nèi)燃機(jī)切斷，然后讓他去發(fā)電。這樣呢，就會(huì)高效率的發(fā)電，然后再去供給電池和電機(jī)，這就是所謂的串聯(lián)。這個(gè)通常在什么工況呢？在城市區(qū)。所以日產(chǎn)的ePower，其實(shí)是針對城市區(qū)域，它不多裝電池，它就是串聯(lián)混合。
我們勸它裝電池，它也不裝，它不搞這個(gè)增程，就是這個(gè)原因。所以，我們總體看，比較理想的混合動(dòng)力構(gòu)型是串并聯(lián)混合動(dòng)力系統(tǒng)。其實(shí)豐田的行星排是同時(shí)串并聯(lián)，本田的串并聯(lián)是分時(shí)串并聯(lián)，本質(zhì)上都是串并聯(lián)，基本原理就在于此。我要特別介紹本田的電動(dòng)平臺(tái)化戰(zhàn)略。本田以前什么混合動(dòng)力都搞過，但是最后集中到串并聯(lián)上來。其實(shí)在城里基本上串聯(lián)，高速公路并聯(lián)，因?yàn)樗牟咫娀靹?dòng)電池比較小(少)，發(fā)動(dòng)機(jī)隨時(shí)可以起來。
中國商用車其實(shí)以前也搞過各種各樣的混合動(dòng)力。最終成為主流的叫所謂同軸混聯(lián)，其實(shí)也是串并聯(lián)。所以我認(rèn)為，對這個(gè)方面發(fā)展建議是近中期有機(jī)遇，長期看是過渡，建議平臺(tái)統(tǒng)一部件共享成本最優(yōu)。這就是一個(gè)過渡的過程，轎車串并聯(lián)。當(dāng)然還有另外一種，SUV，那就是在后軸上加電機(jī)，前軸并聯(lián)，后軸加一個(gè)電機(jī)，形成四驅(qū)，這是大家的基本共識(shí)。
最后說一下氫能燃料電池。關(guān)于氫能燃料電池的基本定位，國際基本達(dá)成共識(shí)。大家都知道氫能今年是熱點(diǎn)，很多人說今年是氫能燃料電池的元年。為此我們必須回顧氫燃料電池的定位。這是燃料電池領(lǐng)先企業(yè)豐田給出的定位。燃料電池就是在這個(gè)區(qū)域。
這是2018年的情況，當(dāng)然2013年的時(shí)候不是這樣。十年前，各個(gè)大學(xué)和公司認(rèn)為定位不是這樣，認(rèn)為純電動(dòng)的續(xù)駛里程只有150公里。跟燃料電池汽車比，平衡點(diǎn)就是150公里，現(xiàn)在已經(jīng)不是這樣，現(xiàn)在多少呢，是500公里。現(xiàn)在的轎車平衡點(diǎn)，我們已經(jīng)從150上升到500。那么這個(gè)平衡點(diǎn)怎么算的呢？純電動(dòng)就是電池加電機(jī)；燃料電池是氫氣瓶加燃料電池，加電機(jī)，當(dāng)然還要加一點(diǎn)輔助電池，還有一個(gè)散熱器。那么儲(chǔ)氫肯定是低于儲(chǔ)電的，有個(gè)成本差。這個(gè)成本差會(huì)隨著續(xù)駛里程的增加，產(chǎn)生一個(gè)總成本優(yōu)勢減掉燃料電池動(dòng)力系統(tǒng)的成本，出來的這個(gè)里程就是跟純電動(dòng)的平衡點(diǎn)?；颈澈蟮倪壿嬀褪沁@樣。
所以對于商用車，這個(gè)平衡點(diǎn)就會(huì)提前。我們現(xiàn)在看200公里以內(nèi)的純電動(dòng)卡車是完全具有經(jīng)濟(jì)性的，今天會(huì)場外面也有。我是相信的，它是會(huì)有經(jīng)濟(jì)性的。所以氫燃料電池動(dòng)力更適合長途大型高速重載替代柴油機(jī)，鋰離子電池更適合替代汽油機(jī)。當(dāng)然前面萬主席也說了，雖然柴油車跟汽油車相比量是小，但是能耗并不小，排放也并不小，所以意義還是很大的。
中國已經(jīng)在燃料電池商用車居世界前列。我們2018年是4000輛，現(xiàn)在5000輛。今后五年成本還會(huì)降低一半以上。為什么降？降的邏輯是什么？就是從進(jìn)口變成自己的。比方說膜，進(jìn)口很貴的。國產(chǎn)之后，我們現(xiàn)在山東東岳的膜已經(jīng)可以用了。所以這是很重要的一個(gè)原因。當(dāng)然還有一個(gè)規(guī)模擴(kuò)大的原因。這是中國燃料電池的技術(shù)路線圖。
那么下一步重點(diǎn)就是奧運(yùn)會(huì)。冬奧會(huì)幾千輛燃料電池車，就明年一年，我們要建二三十個(gè)加氫站和幾千輛車，這是現(xiàn)在最重要的。如果這一仗打的好，后面就順了。底下我加了一句，基于多種技術(shù)路線你追我趕的競爭態(tài)勢，氫燃料電池汽車如要想脫穎而出，必須在2035年達(dá)到我說的這個(gè)百萬輛目標(biāo)。如果到2035年，我們達(dá)不到這個(gè)目標(biāo)，這是有風(fēng)險(xiǎn)的。
面向2035年，我們有哪些瓶頸呢？三大瓶頸，一個(gè)是車載儲(chǔ)氫有瓶頸，成本和體積。還有加氫站的瓶頸，量不夠。到2035年，我們怎么也得要5000座加氫站。燃料經(jīng)濟(jì)性方面，我們必須要降到30塊錢以內(nèi)。如果基于當(dāng)時(shí)的可再生能源電價(jià)，一毛五一度電，風(fēng)電、光伏是可以做到的。這就期待我們可再生能源電價(jià)的下降，現(xiàn)在可再生能源電價(jià)最低在二毛四?？傮w看，氫供應(yīng)總量反而不是瓶頸。但是今年大家能源行業(yè)吵得一塌糊涂的，就是來源和技術(shù)路線。
實(shí)際上車用量不大，2025年大概平均30萬噸，2035年300萬噸，這個(gè)并不大。所以我們認(rèn)為不要搞那么復(fù)雜，面向汽車產(chǎn)業(yè)的氫能戰(zhàn)略要簡化，要聚焦，那就是綠氫。只有綠氫才有合理性，灰氫不具有合理性，無論從哪個(gè)角度講。大家非常嚴(yán)重質(zhì)疑，昨天還有老總質(zhì)疑，干嘛要搞這個(gè)東西，彎彎繞來回這么多。如果是綠氫是可以的，我專門有一篇上次百人會(huì)的媒體見面會(huì)，有很長的解釋，這里不解釋。如果是綠氫，氫能制取很簡單，就是電解水。那么10%的氣電，我們就可以滿足2025年的應(yīng)用需求。現(xiàn)在大家都說副產(chǎn)氫，副產(chǎn)氫過渡期是可以用，但是有個(gè)問題—我們?nèi)剂想姵貙涞募兌纫髽O高。
如果為了成本，副產(chǎn)氫品質(zhì)不好，那可能得不償失。因?yàn)樗鼤?huì)腐蝕加氫車、加氫站，甚至燃料電池，這個(gè)是要注意的。氫能輸運(yùn)，我們也要發(fā)揮。綠氫給我們帶來揚(yáng)長避短的機(jī)遇，高壓輸電線很厲害，但我們的氫管道很弱。所以長途輸電比輸氫好。
最后做下建議，現(xiàn)在現(xiàn)實(shí)是有挑戰(zhàn)的，但是也有市場突破口；不是全方位商業(yè)化，但在局部市場是可以商用化?？偨Y(jié)下來，就是主攻綠氫，創(chuàng)新引領(lǐng)，突破瓶頸，示范先行，安全為本，有序推進(jìn)。這是對燃料電池最后的建議。
新能源汽車市場前景方面，補(bǔ)貼退坡引發(fā)了行業(yè)陣痛，但是技術(shù)經(jīng)濟(jì)性決定的發(fā)展前景已經(jīng)非常明朗。國際競爭就在眼前，帶來很大挑戰(zhàn)。但是競爭是優(yōu)勝劣汰，將推動(dòng)新能源汽車時(shí)代早日到來。這是我對未來的預(yù)期，如果把新能源汽車放在這個(gè)手機(jī)發(fā)展的這條線上來看，這是個(gè)S曲線，智能手機(jī)的發(fā)展曲線。我們現(xiàn)在新能源汽車大概相當(dāng)20年前的智能手機(jī)。馬上就要進(jìn)入這個(gè)地方，到2035年基本開始快速上升。這幾條我就不念了。2035年新能源汽車規(guī)劃說的就是成為乘用車新車的主體，這個(gè)不是說的新能源汽車的主體，是整個(gè)乘用車新車的主體。謝謝各位。
