中國工程院院士楊裕生犀利論斷：插電式混合動力車"假"節(jié)能減排，燃料電池車"難"節(jié)能減排...

圖：中國工程院院士楊裕生

      我今天想介紹一下我的一些看法，當(dāng)前電動汽車以及動力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。補(bǔ)貼還有16個月就要取消，現(xiàn)在市場化的進(jìn)程已經(jīng)開始，上午已經(jīng)說汽車現(xiàn)在是新的起點(diǎn)，實(shí)際上電動車也是要開始新的起點(diǎn)。那么在這樣的情況之下我們要發(fā)展什么樣的電動汽車？發(fā)展什么樣的動力電池？我想講四個問題。第一，節(jié)能減排是電動汽車的宗旨，第二既安全又節(jié)能的車才有前途，第三是安全節(jié)能的車需要用什么電池，第四是充分利用積分促進(jìn)節(jié)能減排。

      先講第一個問題，節(jié)能減排要從電動汽車的全周期衡量，而不是指哪一段，譬如說在路上行駛這一段，純電動車就用電，燃料電動車是用氫，不是講這個。要講電從哪里來，氫從哪里來，它的節(jié)能減排效果怎么樣。所以要全周期來考慮。

      那么全周期考慮之后，就產(chǎn)生了下面的一些看法。

1.長里程純電動車不節(jié)能減排，插電式混合動力車假節(jié)能減排，燃料電池電動車難節(jié)能減排，微小型純電動車是真節(jié)能減排。

（1）為什么說長里程純電動車不節(jié)能減排？

       這是純電動車，它在電網(wǎng)的電能主要來自燃煤的情況之下，雖然它節(jié)油，但耗電高，這樣的長里程乘用車是不能減少排放的。但是純電動汽車不用油，在新加坡受到罰款，新加坡從香港買了一輛特斯拉，運(yùn)到新加坡去，本來想得到一萬左右的獎勵，結(jié)果新加坡政府把它的耗電量做了測試，從它的耗電量來看不但不給獎勵，還罰了他一萬美元。所以新加坡的政策是對的，就因?yàn)樽非箝L里程多裝了很多電池，裝的電池多了車子就重，車子重耗電就多，耗電多在發(fā)電的時候排放的二氧化碳以及其他的有害物就多，所以新加坡的政策是從節(jié)能減排出發(fā)的，這是真正體現(xiàn)了發(fā)展電動車的初衷。
 

      再有就是充電樁要密，既費(fèi)錢又占地，且難符合要求，所以長里程電動車第一是背離了發(fā)展電動車節(jié)能減排的宗旨，第二是用戶多花錢，補(bǔ)貼取消之后競爭力差。所以它不節(jié)能減排的道理就在這里。

（2）插電式混合動力車為什么假節(jié)能減排？

       首先，它有兩套系統(tǒng)，內(nèi)燃機(jī)系統(tǒng)+電動車的系統(tǒng)。這樣的車子就重了，耗電就多。其次是它50公里之外用傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，現(xiàn)在傳統(tǒng)汽車的司機(jī)都是功率有很大的冗余量，這個車子仍然是大馬拉小車，所以是不節(jié)能減排的。

       第三是標(biāo)榜“油耗很低”，實(shí)際是油耗計(jì)算方法有問題，造成的假象。譬如說一個插電式混合動力車，百公里油耗只有1.5升，實(shí)際上1.5升怎么來的？它是裝能行駛七八十公里的電池，剩下二三十公里用油，把二三十公里用的油算到一百公里里面，這么一除之后油耗當(dāng)然降下來了。所以這是一種假的計(jì)算方法。

       第四是不少用戶不充電，把這個車子當(dāng)燃油車用，費(fèi)油排放有增無減，還有的把電池賣掉，不是個別人，是有一些人，拿到補(bǔ)貼，牌照又不花錢，尤其在上海，一個牌照八九萬，所以買這個車是非常合算的，它可以不充電，而且有車用，牌照不花錢，所以插電式混合電動車它是個“虛胖”，不是真正的結(jié)實(shí)，是肥肉。科技部去年已經(jīng)把插電式從三重里面去掉了，去年1月份的百人會議上，萬鋼部長在會上宣布，三重科技部已經(jīng)把它定成純電動車、增程式車、燃料電池電動車，里面已經(jīng)沒有插電式混合動力車。發(fā)改委今年把插電式混合電動車從電動汽車?yán)锩娉?，發(fā)改委今年發(fā)布了一個文件，就是關(guān)于汽車發(fā)展的一個方向指導(dǎo)文件，現(xiàn)在已經(jīng)開始實(shí)施了。把插電式歸到燃油車范圍里面了。所以現(xiàn)在對于插電式混合動力車的認(rèn)識是慢慢地清楚了，但是各個部委之間互相還不夠統(tǒng)一，有的還把它當(dāng)成了寶貝。下面我講到雙積分的時候還會提到。

（3）燃料電池電動車為什么難節(jié)能減排？

      燃料電池是用氫做能源，而氫是沒有礦藏的，當(dāng)然也可以說水是礦藏，但氫和水不是一回事，這樣解決的問題就很多。

      第一條就是要高能效、低排放制氫。剛才衣院士講到現(xiàn)在的很多氫是用電解水的方式，如果是直接用電解水制氫，再到燃料電池里面去發(fā)電，前面那個效率，電解大概85%，燃料電池算50%，這樣算下來之后，這兩步10度電變成4度，就送到公路上，再加上燃料電池本身還要消耗電，它的運(yùn)行要耗電。所以最后的效率也不是很高。

      有人說可以用副產(chǎn)氫，實(shí)際副產(chǎn)氫也是有限，大概氯堿工藝產(chǎn)生的副產(chǎn)氫可以用，但是里面有少量的氯氣、氧氣，要純化。一氧化碳根據(jù)現(xiàn)在國家公布的標(biāo)準(zhǔn)，氫氣里面的一氧化碳的含量是千萬分之二，就是0.2個PPM，實(shí)際上氫氣里面的純度要求很高，要把這些煤轉(zhuǎn)化出來的氫氣，要把一氧化碳去掉，難度很大。因?yàn)橐兓?.2個PPM，代價非常高，這是主要耗能的問題。

      第二個是氫的安全運(yùn)輸、分布、儲存，都有技術(shù)問題。今天這里不詳細(xì)講，最近有一篇文章投到《科技日報》，已經(jīng)十幾天了，到現(xiàn)在還沒有登，如果登出來請大家看看，就是氫的安全運(yùn)輸問題非常大。

      第三個問題是燃料電池的壽命不夠長，在實(shí)驗(yàn)時可以做到一萬兩萬小時，到路上不行的。因?yàn)閮r格高、制作高，造成了燃料電池耗能遠(yuǎn)遠(yuǎn)比內(nèi)燃機(jī)耗能高得多。再有就是鉑資源，我們國家現(xiàn)在一年生產(chǎn)的鉑金是4噸左右，主要用在化工方面做催化劑，還有做首飾，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，還要進(jìn)口大概40噸左右。把這個鉑金只能拿很小部分做燃料電池，燃料電池的量很有限，大概就是幾十萬就到頂了，所以要研究不用鉑的，鉑金用的少的，現(xiàn)在可以做到0.2、0.3克千瓦，但是鉑金越少越容易中毒，壽命降得越快。不用鉑金的催化劑這是世界難題，現(xiàn)在正在攻克，這些問題都要經(jīng)過長期的研究才能解決。

      政府尤其要考慮三個問題：

      第一個就是膜紙泵罐已經(jīng)研發(fā)20年，碳質(zhì)、氣泵、高壓氣罐生產(chǎn)不過關(guān)，這個原因到底在什么地方？我是前三十多年參加核實(shí)驗(yàn)，我經(jīng)歷過我國從原子彈、氫彈的研制，好像也沒有這么難。

      第二個問題是進(jìn)口電池和進(jìn)口部件來裝車，對于我國的技術(shù)發(fā)展有什么好處？

      第三個問題是多大規(guī)模演示？在什么地方演示？如何實(shí)現(xiàn)市場化？燃料電池只是增程式的一種，也就是電電混合，實(shí)際上它發(fā)電機(jī)給電池充電，因此它今后就要和其他的發(fā)電技術(shù)來競爭，它要競爭不過，就上不了市場，所以它很難節(jié)能減排。

（4）微小型車為什么說真節(jié)能減排？

      它的電能雖然全部來自電網(wǎng)，但是微小型純電動車電池少，安全性高，適應(yīng)城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)交通的普遍需求，價格便宜，容易推廣。微小型純電動車以200V，充電8小時就能行使100公里，耗電少，真正減排。它的排放相當(dāng)于3升油。如果一輛微小型純電動車夜間充電相當(dāng)于100座百萬KW的抽水蓄能電站，可省1.5萬億元建站費(fèi)用。微小型純電動車可用鉛炭電池做低速車，更安全。

（5）增程式電動車為什么很節(jié)能減排？

       這是第二代的增程式車，所謂第一代就是寶馬I3，這個發(fā)動機(jī)是0.7升的排量，電池用完之后增程機(jī)開始發(fā)電，這只是供電的關(guān)系，而沒有很好優(yōu)化組合。而第二代的增程式，是優(yōu)化了電力系統(tǒng)，第一個是發(fā)動機(jī)排量大概減小一半，但是它的節(jié)油率高了。第二是發(fā)動機(jī)能效優(yōu)化，因?yàn)榭梢栽诤苷霓D(zhuǎn)速下調(diào)節(jié)發(fā)電，不像普通的發(fā)動機(jī)要有一個很寬的動態(tài)范圍。第三個是電池少了，成本低，第四是車子減輕了，更加節(jié)能。

      所以我把它歸納有7個優(yōu)點(diǎn)，電池少，補(bǔ)貼取消的影響小，容易推銷，比燃油車節(jié)油50%以上，更加省錢，可以不充電，免建充電樁，而且可以遠(yuǎn)行，如果有充電條件，城市里面百公里節(jié)油率可以達(dá)到80%，現(xiàn)在的燃油車生產(chǎn)和加油設(shè)施全部可以繼承，所以傳統(tǒng)汽車企業(yè)就可以減少很多浪費(fèi)，它沒有純電動車的里程安全、充電、價格、電池等等的問題。

       第二是增程式是燃油車與電動車的融合，節(jié)能減排。這是沈陽華龍做的12米增程式客車，百公里油耗12升，公路模式百公里油耗16.3升；加拿大PlanB公司百公里油耗17升；日產(chǎn)汽車NOTE用的E-POWER系統(tǒng)，百公里油耗僅2.9升；山東德州做了增程式低速車，用的是摩托車的單缸發(fā)動機(jī)，用鉛酸電池，百公里油耗僅1.8升，2017年出來當(dāng)年銷售1萬多輛；第五個例子是最近的，港東集團(tuán)的國馬50輛增程式SUV，從廣東的佛山經(jīng)過井岡山到武漢，20號到達(dá)開封，1800公里不充電，氣溫在38-40度之間，全程開空調(diào)，這個對于純電動車是不可想象的。它的平均時速是每小時90公里，百公里平均油耗3.9升。一個SUV的車子在這種條件之下百公里耗油3.9升，節(jié)油率是非常高的，50%以上。這個例子在網(wǎng)上都已經(jīng)傳得很廣。

2.既安全又節(jié)能的車才有前途

（1）七項(xiàng)指標(biāo)來判斷。

       我把這個車子的要求列出七項(xiàng)指標(biāo)，安全性高，節(jié)能減排，使用方便，價格低廉，能源費(fèi)少，維修方便，使用期長。安全性高這樣的車子用戶才能欣賞，特斯拉純電動車2017年共燒了十幾輛車，2018年一年燒了11輛。今年2月、3月、4月、5月、7月，差不多一個月一輛。

       根據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國2017年燒車103輛，2018年燒51輛，這個51輛打了個問號，因?yàn)橛腥擞幸鈩h除燒車的新聞，所以統(tǒng)計(jì)不準(zhǔn)。其中90%以上是用三元鋰電池的純電動車，今年21號的這一個月里面就燒了11輛車以上。深圳電動物流車2018年燒了5輛，其中4輛是電池自燃。

      所以三元鋰電，車?yán)锏娜藖聿患疤由噧?nèi)的人來不及救援，為什么會有這樣的情況？

      我試作各種電動車輛競爭力的強(qiáng)化，把剛才7個指標(biāo)畫了一個表。7個指標(biāo)5種車子給它進(jìn)行打分，打出來的總分，長里程純電動車12分，插電式14分，燃料電池車11分，微型純電動車27分，增程式33分，這是我的看法，我希望這個表大家拿回去自己打打分，看看是不是這樣的趨勢。

       7個指標(biāo)是等權(quán)相加，實(shí)際安全性應(yīng)該加權(quán)，節(jié)能減排是宗旨，應(yīng)該加權(quán)，如果這兩項(xiàng)全增加了，那么總分差距更大。所以請各位可以試試，看看結(jié)果如何。

      第三代增程式電動車技術(shù)介紹一下，江蘇公爵提出來發(fā)電直驅(qū)電動車，與第二代不同，發(fā)電不經(jīng)過電池，第三代是發(fā)電機(jī)發(fā)的電直接到電動機(jī)，這樣就減少了電池充電放電的能量損失大概10%左右，所以可以提高節(jié)油率。另外這個電池的壽命也長了，因?yàn)榇箅娏鞑唤?jīng)過它，所以它集安全、節(jié)能減排、方便，長里程，省錢大全。

       增程式還是要省油，不是我們最終的目標(biāo)。我想提醒兩個問題，如果我國汽車的油耗降到一半以下，年節(jié)原油2億噸，環(huán)境改善，能源安全提高，我國由汽車大國向汽車強(qiáng)國邁進(jìn)一大步，全國人民都非常高興。

（2）純電動車的電池多，車重，耗電多，未必是最終目標(biāo)。

       如果大家都認(rèn)清發(fā)展電動車是為了節(jié)能減排，政策就要改變，改變了之后，純電動車就不應(yīng)該是最終目標(biāo)。我過去也是認(rèn)為純電動車好，從八九年之前我開始慢慢認(rèn)識到，純電動車的問題比較多。所以最近八九年，我一直講，不能夠搞長距離的純電動車，要衡量全過程的節(jié)能減排，把發(fā)動機(jī)和電池配合，這是效果最佳。未來的增程式發(fā)動機(jī)可以不燒油，不增加二氧化碳的排放，我實(shí)際是這么一個設(shè)想，全部由太陽能提供能量，太陽能風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電，給蓄電站充電，給電池沖電。我們有7億多的秸稈，可以產(chǎn)生1億多的酒精，現(xiàn)在甜高粱的項(xiàng)目由清華牽頭，國家在立項(xiàng)，里面有大量的糖，而且這種高粱一般的土地都能長，這樣才能生產(chǎn)大量的乙醇，給發(fā)動機(jī)供應(yīng)燃料，就像現(xiàn)在巴西有一半左右的汽車用的酒精，很多車子都是酒精、汽油兩用，這樣全部由太陽能給提供增程式電動車，是可以不燒油。所以增程式不是像純電動汽車的過渡，而是未來汽車的主力。

（3）安全節(jié)能的車需要什么電池？

       高鎳三元等電池不應(yīng)該是重點(diǎn)，只要把補(bǔ)貼取消了，或者補(bǔ)貼不和里程掛鉤，不和現(xiàn)在電池的比能量掛鉤，把這個政策改變，高鎳三元沒有冒險去做。另外全固態(tài)電池又較遠(yuǎn)。

      另外磷酸鐵力電池應(yīng)是主力，提高壽命，降低成本，現(xiàn)在有的地方已經(jīng)從一塊達(dá)到八毛。第二是回收剎車能量，這是汽車節(jié)能減排非常重要的內(nèi)容，回收剎車能量需要用5C-35C的快充電池，所謂5C就是五分之一小時把這個電充滿。石墨電極可以快放，但是難以快充，所謂的鋰離子電池都是用石墨做負(fù)極，鈦酸鋰電池可以快充，但是它的價格高，比能量很低，所以要發(fā)展高安全性、廉價快充的電容電池，這個電池我們提出來，正極用磷酸鐵鋰加多孔碳，負(fù)極用硬碳代替石墨，硬碳不容易長枝晶，調(diào)節(jié)材料的比例和電極的厚度，就可以調(diào)充放電倍率。雖然我們是申請了專利，但是大家都可以用。這種電池做好之后，它的比能量比碳酸鋰高一倍，價格是碳酸鋰的三分之一到四分之一。

3.充分利用積分促進(jìn)節(jié)能減排

      現(xiàn)在的正積分決定于純電動里程，不利于節(jié)能減排，另外還有一個問題是正積分過剩。工信部正在征求對雙積分《并行管理辦法》修改稿的意見，初步意見里面有一條就是純電動車的幾分等于基準(zhǔn)分值乘上電耗調(diào)整系數(shù)，這就弱化里程因素，我很贊成。

       但是，還有點(diǎn)建議：

      第一個建議是現(xiàn)在的基準(zhǔn)積分等于0.006乘R加0.4，這個R是純電動里程，建議改為0.004乘R，進(jìn)一步弱化里程的因素，推動節(jié)能減排，另外分?jǐn)?shù)就降低一點(diǎn)，使得政府積分的平衡更有力。

       第二個建議是插電式電動車現(xiàn)在的積分是2分，在征求意見稿當(dāng)中改成1.6分，打了個八折，比稿子當(dāng)中150公里的純電動車的1.3分還要高，這是很不合理的?，F(xiàn)在發(fā)改委已經(jīng)在《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定》當(dāng)中把插電式列為燃油車，所以取消它的積分也不為過，但是為了照顧現(xiàn)在的現(xiàn)狀和習(xí)慣，尤其有些企業(yè)公司跑到部里面公關(guān)，我說可以照顧給他1分。

      第三個建議，要建議給增程式電動車1分，和現(xiàn)在的建議150公里的純電動車相持平，推動節(jié)能減排。

4.結(jié)束語

       第一，政府的政策要改革，電動汽車和動力電池必須安全第一，而不是里程第一、比能量第一，必須改變這個觀念，改變這個政策。再有就是不該要求極速提高比能量久、增加危險性?，F(xiàn)在電池的指標(biāo)是一年提高一個指標(biāo)，這個電池是沒有經(jīng)過考驗(yàn)就上車，非常危險。

      第二點(diǎn)，企業(yè)經(jīng)營要改向：在市場化下，必須減少電池用量，提高安全性、節(jié)能減排、降低車價。而不是追求長里程純電動、多裝電池、浪費(fèi)能源、增加排放、加大廢電池的處置量。

      第三，提高安全性、堅(jiān)持節(jié)能減排宗旨，具體做法有四條。一是是積分與節(jié)能減排掛鉤，進(jìn)一步與純電動車?yán)锍堂撱^。二是純電動車微小型化，鼓勵發(fā)展低速車，電池隨市場來定，三是發(fā)展增程式技術(shù)，用各種電動車，第四是發(fā)展快充電廉價的磷酸鐵鋰電池或者是電池電容。

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