這是“汽車(chē)人參考”第292篇原創(chuàng)文章
“推動(dòng)智能電動(dòng)汽車(chē)向前進(jìn)”
規(guī)格最高、最具權(quán)威、分量最重,電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)2021年論壇,正如火如荼在北京舉行。
備受關(guān)注的歐陽(yáng)明高院士,從能源的角度,圍繞著“電和氫”兩個(gè)主題進(jìn)行了演講。汽車(chē)人參考結(jié)合歐陽(yáng)院士新出爐的演講,基于自己思考,整理出了九個(gè)觀點(diǎn),供讀者參考。
1. 迎接第三次能源革命,引發(fā)第四次工業(yè)革命
以蒸汽機(jī)為動(dòng)力、煤炭為載體、火車(chē)為交通工具的第一次能源革命,讓英國(guó)超過(guò)了荷蘭;以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力、汽柴油為載體、汽車(chē)為交通工具的第二次能源革命讓美國(guó)超越了英國(guó)。
正在到來(lái)的第三次能源革命,以電池(光伏、鋰離子、氫燃料)為動(dòng)力、電和氫為載體、電動(dòng)車(chē)為交通工具,也催生和加速了以綠色和智能為基礎(chǔ)的第四次工業(yè)革命。
中國(guó)似乎有機(jī)會(huì)抓住這次變革超越美國(guó)。
2. 動(dòng)力電池技術(shù)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新為主,材料改進(jìn)為輔
經(jīng)歷了從磷酸鐵鋰到三元鋰電池的升級(jí),這幾年,中國(guó)動(dòng)力電池的創(chuàng)新主要集中在結(jié)構(gòu)上,代表為寧德時(shí)代的CTP、比亞迪的刀片電池和國(guó)軒高科J2M(卷芯到模組),而更加激進(jìn)的MIV(模組到車(chē))、CTV(電芯到車(chē))等底盤(pán)電池概念還需要進(jìn)一步研究。
材料體系上出現(xiàn)了低鈷、添硅補(bǔ)鋰、半固態(tài)等技術(shù),但依然無(wú)法平衡能量密度、壽命、快充、安全、成本等性能,近年尚無(wú)大突破。
汽車(chē)人參考認(rèn)為現(xiàn)有正負(fù)極材料體系能量密度300Wh/kg基本到頂,下一步就是固態(tài)電池的突破。
3. 電池低溫續(xù)航開(kāi)始受到關(guān)注
提高動(dòng)力電池低溫續(xù)航能力,可以降低行駛阻力,減少用電附件的能耗,或者提升動(dòng)力系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換效率,增加電池的容量,汽車(chē)人參考已進(jìn)行過(guò)呼吁和解讀,不再進(jìn)行詳細(xì)闡述。
4. 解決電池?zé)崾Э兀乱徊绞谴髷?shù)據(jù)主動(dòng)安全
按照歐陽(yáng)院士說(shuō)法,現(xiàn)有國(guó)標(biāo)電池?zé)崾Э匚宸昼姴黄鸹鸩槐ǎ赡軙?huì)加嚴(yán)到半個(gè)小時(shí)。
除了進(jìn)行熱失控設(shè)計(jì)和熱管理,將來(lái)的發(fā)展會(huì)引入大數(shù)據(jù)進(jìn)行主動(dòng)安全預(yù)警技術(shù)。
5. 氫燃料電池,成本會(huì)是最大攔路虎
氫燃料電池在功率密度、冷啟動(dòng)溫度、壽命、最高效率等指標(biāo)上均有大幅改善。
但需要在今后時(shí)間左右將系統(tǒng)成本下降80%以上,很像十年前鋰離子成本下降過(guò)程。
另外,儲(chǔ)存氫氣的成本依然還是很高,下降沒(méi)有那么明顯。
基于商用車(chē)估算百萬(wàn)輛燃料電池汽車(chē)氫氣需求,沒(méi)有想象中那么多;與此同時(shí),由于加氫效率比天然氣更低,加氫站需要更多。
6. 光伏與風(fēng)電的儲(chǔ)能,鋰離子電池和氫燃料電池兩條腿走路
中國(guó)的光伏發(fā)電成本已經(jīng)與煤電相當(dāng),第三代光伏電池的效率可以突破30%,技術(shù)正在興起。
電和氫是可再生能源最主要的儲(chǔ)能方式。
鋰離子電池適合短周期、分布式、小規(guī)模的光伏儲(chǔ)能。
氫燃料電池適合于長(zhǎng)周期、集中式、大規(guī)模的風(fēng)電和光伏的儲(chǔ)能。
7. 電動(dòng)汽車(chē)能做的事,不要用燃料電池
在實(shí)現(xiàn)碳中和條件下,只能采用電解水制氫氣,價(jià)格變動(dòng)范圍大。
我國(guó)有成本優(yōu)勢(shì)的是堿性電解,現(xiàn)在商用的是質(zhì)子膜電解,未來(lái)發(fā)展是效率更高的固體氧化電解。
采用氨分解產(chǎn)氫也是一個(gè)方向。
目前在很火的“液態(tài)陽(yáng)光”,即“清潔甲醇”,利用光伏等可再生能源產(chǎn)生的電力電解水,制成氫,再補(bǔ)獲二氧化碳,生成甲醇,但捕獲二氧化碳成本很高,僅可用于飛機(jī)和遠(yuǎn)洋貨輪。
針對(duì)于氫氣的運(yùn)輸,目前測(cè)算下來(lái)特高壓和長(zhǎng)輸送管道是成本最低的。
如果所有電力都來(lái)源于可再生能源,將電動(dòng)汽車(chē)、氫燃料電池汽車(chē)、綠色甲醇的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)進(jìn)行比較,全生命周期能源效率,還是電動(dòng)汽車(chē)最高。
8. 充電功率太大是問(wèn)題,換電適合于重卡
電動(dòng)汽車(chē)充電最大的問(wèn)題在于充電功率太大,極端情況下,能夠與全國(guó)電網(wǎng)總裝機(jī)功率相當(dāng)。
換電比較適用于共享車(chē)、出租車(chē),最佳的場(chǎng)景是電動(dòng)中重卡。
家用充電既可以“充電”,又可以“賣(mài)電”,可將電動(dòng)汽車(chē)的使用成本將為零。
9. 未來(lái)十年,進(jìn)入“太瓦”時(shí)代
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