杨裕生
  • 杨裕生院士:很多电动汽车并不能实现节能减排


    2019-07-06 观察者网
           

    中国工程院院士杨裕生在“2019全球新能源汽车领袖峰会——新能源汽车动力变革论坛”上发言

    动力电池既引领电动汽车,又跟随电动汽车的发展。未来电动汽车使用需保障安全,并真正实现节能减排,也与未来动力电池的发展相关联。

    很多电动汽车并不能实现节能减排

    发展电动汽车的目的是实现节能减排,但事实上,长里程纯电动汽车并不节能减排,插电式混合动力车也是假节能减排,而燃料电池电动车难实现节能减排。

    在电力主要来自燃煤的情况下,节油而耗电的高长里程纯电动车并不能减少排放。以TESLA纯电动汽车为例,它新加坡受罚,就是因为追求长里程而多装电池,车重、耗电多,而且发电环节不环保。即使未来电力主要来自太阳能等清洁能源,由于多装电池燃爆危险大、电池生产和废电池处置耗电多、多装电池浪费能源、价格高降低竞争力、电池寿命短于整车等原因,长里程纯电动车也未必可取。

    插电式混合动力车,车重且耗能高。50公里内用电需充电,远距离用内燃机,仍是大马拉小车,并不能节能减排。这类车标榜油耗很低,实际油耗计算方法常常有造假现象;不少用户仍当燃油车用,油耗高、排放有增无减。

    燃料电池汽车,也难以实现节能减排。燃料电池用氢做能源,但氢能研发投资大,电池价格高、制作过程耗能高,还有膜、纸、泵、罐等材料或设备的国产化还有待推进,此外,因为铂资源稀,还需解决无铂催化剂难题……。

    针对这些问题,有关部门需反思,基础材料研发20年,但生产仍未过关的原因到底什么,进口电池和部件装车,对我国技术发展又哪些好处,如何走向市场化等问题。

    微小型、增程式电动车是节能减排主力

    我认为,安全、节能减排是我国电动汽车发展的原则。纯电动车应以微、小型为突破口,大、中型汽车应主要发展增程式。

    微小型电动车的电能全部来自电网,电池少、安全性高,适应城市、乡镇交通普遍需求,价格便宜,容易推广。以220W、5A车型为例,充电8小时行驶约100公里,相当于3升油耗。如果发展1亿辆这样的小型纯电动车,夜间充电相当于100座百万千瓦的抽水储能电站,可省1.5万亿元建站费用。

    增程式车电动汽车发展经历了三代:第一代是纯电动车加装增程器,单纯为增加行驶里程,电用完后增程器发电,但电池重,增程器功率大,油耗高。第二代是燃油车与电动车的融合,突破第一代单纯延长续驶里程的限制,对第一代电力系统进行了优化,同时,电池寿命延长,安全性高,增程行驶比燃油车部分节油50%以上。在有充电条件的城市,百公里内的节油率大于80%。第三代车的发动机发电不必经过电池而直接驱动电动机,免除充放电过程中的能量损耗,电池组用量可再减少,预计节油率可大于60%。

    尽管增程式电动汽车还需燃油,但如果我国汽车油耗降到一半以下,每年可节省原油2亿吨。未来增程式发动机也可以不烧油,不增加二氧化碳排放。增程式并不是“向纯电动汽车的过渡”,而是未来的主力。

    必须保证安全第一

    长里程纯电动车及其电池安全性差,事故频发,电动汽车发展需用新型电池。

    目前来看,高镍三元等高能电池不应是发展重点,全固态电池能否成功能不确定性。我认为磷酸铁锂电池是主力,但要不断提高性价比。磷酸铁锂电池安全性高,寿命长,既不用镍也不用钴等金属,而且掌握了微纳结构—碳包覆技术,弥补电导率不高。

    传统的燃油车改轻混,要求电池快充电,第三代增程式电动车,电池用量少。随着充电桩市场规模逐渐增加,电动车的电池组数量相应减少,这样可以用快充的办法增加里程,电池可以进一步成倍减少。目前石墨负极可以快放电但不能快充,钛酸锂电池可以快充也可以快放,但价格很高。因此,新型电池,需发展高安全性、廉价的快充电池。

    值得注意的是,电动汽车与动力电池必须强调安全第一。我认为,电动汽车要发展,必须要实现市场化,减少电池用量,降低车价,而非追求长里程纯电动而多装电池,造成能源浪费、增加排放、加大废电池的处置量,更不该极速提高比能量,增加危险性。

    总之,提高安全性的同时,要不忘节能减排初心。一方面积分制应节能减排挂钩,而不是与纯里程挂钩;另一方面,纯电动乘用车要微小型化,不追求超长里程,同时发展增程式技术,用于各种电动汽车;此外,还要发展新磷酸铁锂电池,提高充电倍率和寿命。

    (文 | 中国能源报记者武晓娟)


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