歐陽明高: 三元鐵鋰、充電換電應融合發展，燃料電池明年騰飛
時間:2020-11-29 17:52來源:電動車觀察家 作者:綜合報道
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歐陽明高在百人會年度論壇媒體溝通會上發言
本文要點：
歐陽明高認為，雖然有疫情影響，但今年新能源汽車市場超預期地好。今年中國新能源汽車的產銷量有望和去年持平。市場出現新“兩頭擠”格局。
三元和磷酸鐵鋰應均衡發展：811動力電池應用速度會減緩。但是，需要在安全的基礎上進一步提高比能量。
磷酸鐵鋰本身比較安全的，壽命也很長，成本還低，解決比能量問題后，銷量當然會大幅回升。
中國燃料電池取得了巨大進步，產業鏈已經建立起來。今年年底實現8000到1萬輛的推廣指標有信心。明年會騰飛。今后幾年會有一個很大的提升。
燃料電池成本將下降七成到八成，難點在氫能產業的技術進步和降成本。
充換電應均衡發展。私人電動汽車會以充電為主，商用車適合換電。未來換電重卡會大發展。
技術路線上，基于化石能源，混動最好，基于可再生能源，新能源特別是純電效率最高。
基于碳達峰、碳中和的目標，新能源汽車會大發展。中國2030年產銷或達1500萬輛。
每一年的百人會年度論壇媒體溝通會，已經成為歐陽明高集中向媒體表達當年新能源汽車熱點技術的看法，以及對未來趨勢判斷的平臺。
這位中國科學院院士，從“十一五”開始連續三個五年計劃都擔任國家節能與新能源汽車科技重點專項首席專家，也是各部門涉及新能源汽車政策首先要征詢的專家。他對新能源汽車技術的總結和預測，自然分量十足。
11月26日，電動汽車百人會再次舉辦年度論壇媒體溝通會，為2021年論壇預熱。作為百人會副理事長的歐陽明高出席溝通會，主要論及新能源汽車三大技術的判斷，也回答了媒體的提問。
1
2020年新能源汽車全球表現
歐陽明高先回顧了2020年新能源汽車的發展狀況。
他表示，今年早期疫情沖擊非常大，影響了大家對新能源汽車預期。甚至，疫情還影響了今年出臺的《新能源汽車產業發展規劃（2035）》。
“由于疫情的影響，規劃草案新能源汽車產業化目標是2025年市場占有率達到25%，最終變成20%。”
但是，“現在看市場比我們想象的要好很多，國際對未來判斷的樂觀程度也超出我們想象。”歐陽明高指出，美國和歐盟一些領導人提出的新能源汽車2025年政策規劃，比中國的目標還高一些。
他估計，今年中國新能源汽車的產銷量和去年不會有太大的變化。“尤其是今年的車主要是私人買的，產品結構發生了很大的變化。新產品層出不窮，而且是各種檔次的產品都有，從高端品牌到經濟型，全方位（發展）。”
就消費結構，他提出，新能源汽車開始產業化時是大客車和微型車“兩頭擠”�，F在是新的“兩頭擠”格局，從高端和經濟型電動車擠向中間性價比車型市場。
高端方面，他舉了特斯拉的例子。
歐陽明高認為，特斯拉進中國市場時，國家采用非常開放的態度，這個政策是正確的。“它使很多猶豫的消費者打消了疑慮，對電動汽車產生了一個好的認知，特斯拉對新能源汽車做了一個很好的宣傳�，F在我們幾個新造車勢力合起來高端品牌超過特斯拉。”
低端方面，他提及了五菱。“五菱的經濟型電動車銷量也超過特斯拉。”
此外，中高端的、家用的比亞迪品牌已經進入供不應求的狀態。全球汽車企業市值前十名已經有幾家中國新能源汽車企業了，這是前所未有的大突破。
新能源汽車產品技術方面，歐陽明高第二次“點贊”比亞迪刀片電池。
他提及，比亞迪漢采用刀片電池，使磷酸鐵鋰續航里程達到600公里以上。“我也專門參觀了比亞迪重慶的刀片電池工廠，電池做的像藝術品一樣。”
另外，比亞迪漢在電力電子方面采用了碳化硅，“這是中國企業第一次采用碳化硅。而且是自己研發的。”歐陽明高說，比亞迪漢的電氣系統總線電壓已經達到650伏，這為快速充電提供了電氣架構方面的平臺支撐。電壓提上去，很多技術要求都會提高。“現在看來比亞迪已經走在前面。”
2
動力電池、氫燃料電池和充換電之爭
作為技術專家，歐陽明高對于新能源汽車技術的看法更為關注。本次溝通會他重點談了三個熱點技術。
（1）動力電池
歐陽明高首先提及動力電池的安全問題。
他認為，應對動力電池安全問題，要從本征安全、主動安全、被動安全三個方面來解決。
所謂本征安全，就是說電池安全是設計出來的、制造出來的，所以必須從設計、制造的角度，從根子上來提高安全水平。這就是本征安全，有的人也叫“本質安全”。
“我們以前設計電池，對電池發生熱失控的機理并不是很熟悉，尤其是當材料體系發生變化的時候。比如以前我們對磷酸鐵鋰電池還是清楚的，對三元電池在333、523時候也還是清楚的。”歐陽明高說，“但是到了622、811的時候，很多機理都發生變化，對新的機理需要進行科學研究和解釋。我可以告訴大家，現在對高鎳三元電池熱失控機理，從科學層面上基本上搞清楚了。”
對于中國動力電池故障多發的情況，歐陽明高認為，中國新能源汽車保有量大，出問題早，對于安全的防護也應該能最早探索出來。然后，“我們需要利用這些科學的原理把它實施到設計中，尤其是落實到制造過程中。”
歐陽明高認為，比能量每公斤250瓦時以下的電池安全性基本沒有問題，重點攻關的是300瓦時/公斤的高鎳三元電池。“因為電池比能量越高，對安全設計的要求越高，技術門檻也高。當初攻關目標300瓦時，今年大家都做出來了，都是能達標的。但在實驗室做出來能達標，并不等于大批量生產的質量控制完全能達標，還需要一個過程，預期這兩年可以做到。”
在主動安全方面，其控制、監控與管理是整車廠承擔的，但是整車廠對電池的理解總體上還沒有完全到位，要有一個過程適應。“我想有個一兩年整車廠的能力就完全上來了，現在走在前面的整車廠已經做的很好了。”
被動安全方面，主要是熱管理讓電池包不燒起來，“這是我們的目標”。
歐陽明高還特地論及三元和磷酸鐵鋰技術路線之爭。
歐陽明高認為，磷酸鐵鋰以前不能用于轎車，主要是體積比能量偏低。“現在刀片電池技術使體積比能量提升了約50%，續駛里程能達到600公里，這是一個很大的突破。”因為磷酸鐵鋰本身是比較安全的，壽命也很長，成本還低，就是比能量差一點，現在這個問題解決了，銷量當然會大幅回升。
但他也強調，并不是說三元電池就不好。“我們要均衡發展，三元和磷酸鐵鋰都要，通過高技術可以讓三元安全。不管怎么說，我們還是需要在安全的基礎上進一步提高比能量，這個方面我們還需要不斷技術進步，科技創新是無止境的。”
在回答《電動汽車觀察家》有關811電池的提問時，歐陽明高表達了類似觀點。“811”電池是中國率先引入市場的，現在電池公司仍在批量供貨，而且國外企業也在批量采用。但是增長的趨勢可能會下降，引入的速度和節奏可能會放慢，但并不等于它會消失。“一個技術的創新總歸不會一帆風順，如果導入的速度快了，其它的沒跟上，那往回退一點也很正常。而磷酸鐵鋰會大幅度回歸，我想這是未來幾年的趨勢。”
不過，他強調，在解決安全、壽命、成本的基礎上，繼續提高比能量，肯定還是一個創新和研發的總趨勢。“我們不可能停留在現有的狀態，如果停留在現有狀態，一旦新東西出來，就會顛覆我們。在市場競爭的環境中，技術創新是永無止境的，是不可能停止的，隨時都有可能顛覆。”
歐陽明高對中國動力電池產業很有信心。他提及，歐盟準備2025年實現電池全部自給。中國電池由于性價比很好，現在大量出口，但是全世界不可能永遠用中國電池，所以技術競爭、技術競賽永遠都會持續下去。比如固態電池的競爭，科技創新的潛力是巨大的，“所以我們還要不斷創新、不斷突破。”
中國研究電池的人可能是全球最多的，中國和電池有關的技術人員可能要百萬級別的。“我們在這個領域有很大的潛力和優勢，要繼續發展這個優勢。”
在規模上中國也會繼續領先。他提及，國外對全球動力電池發展有一個預測，到2030年會從2018年的100億G瓦時到2030年的2900億G瓦時。大概增長近30倍。“我估計中國市場未來10年增長10倍，到2035年增長20倍是有可能的。”
（2）氫燃料電池
“今年氫能燃料電池也是大火的一年。”歐陽明高說。
他認為，這兩年中國燃料電池取得了巨大進步，和五年前相比，各種性能指標都出現了大幅的提高。“比方說壽命和五年前相比提升了300%，‘十三五’初期是3000小時，現在普遍到12000小時。”而且，燃料電池技術在中國的產業鏈已經建立起來。
“我們對今年年底實現八千到一萬輛的推廣指標還是有信心的。國家的示范推廣項目一旦開始，我估計明年會騰飛。”而且，今后幾年氫燃料電池汽車從規模和量上會有一個很大的提升。
歐陽明高對氫能產業鏈就沒那么高評價了。
他說，燃料電池示范和產業化前景看好，也拉動了氫能產業鏈。“但是這個產業鏈的自主化程度和技術水平，和燃料電池比還是有差距的。比方說70兆帕IV型瓶現在還是一個問題，雖然35兆帕的氫瓶已經不錯了，價格也降下來。”另外加氫站目前有些關鍵設備還要進口。
他再次強調，在一些特殊領域，比方說在寒冷區域、大型商用車車型、氫氣便宜的地方，氫燃料電池就有優勢。“下一步是氫燃料電池長途重卡的發展，但是還是需要經過一個階段。核心的問題還是如何實現經濟性。按照現在的估計，燃料電池未來十年應該成本降低百分之七八十，現在的主要問題是氫能這邊如何降成本。”
（3）充電和換電
關于今年非常熱的充電與換電之爭，歐陽明高也表達了意見。
“我認為現階段充電、換電要融合發展，不是非此即彼，這是我的一個基本態度。”歐陽明高說。換電，現階段看對提高銷量是有好處的，因為用戶不就是擔心電池貴、電池壽命不夠長、電池不夠安全、電池用完了不知道該怎么辦等問題。
“我個人的看法，對于商用車，不管是大商用車還是共享車、出租車，原則上換電是一種不錯的商業模式。對于私家車而言，中長期看最好的方式還是充電，平時在家或者單位慢充（將來搞車網互動），高速公路長途時超快補電。”歐陽明高認為，充電樁V2G技術、大功率快充技術，都將有力解決電動汽車補能的效率和成本問題。
他認為，長途重型卡車換電很合適。“我認為今年可能是卡電動化的元年，公交車基本上電動化了，現在都飽和了，沒有增量了。下面的增量從哪里來？卡車。”
他甚至認為，“從目前看，換電卡車可以和柴油卡車進行商業競爭。”他預測，今后五年換電卡車電動化會形成高潮。
對于其他新能源、節能技術，歐陽明高沒有提及。在回答《電動汽車觀察家》的提問時，歐陽明高表示，基于可再生能源來做不同技術交通工具，效率差別是很大的：做充電的電動車總體效率是77%，做氫燃料電池車總效率是30%，做內燃機汽車總效率是13%，這是殼牌的一個報告。
“顯然純電動的效率最高、成本最低，各方面也是最簡單的。純電動電池和氫能燃料電池還有一個好處，就是用于儲能反過來作用于可再生能源，它是相互的關系。”他說，用于內燃機汽車，第一效率低，第二沒有反作用的過程。
“如果基于化石能源，它們之間其實總效率差不多，所以相對而言混合動力是最好的選擇，油電混合是最好的選擇。”歐陽明高說。
“要看到新能源汽車和新能源革命的相互關系，和人類低碳發展的遠景，必須從這個高度才能理解它。”歐陽明高說。
3
未來新能源汽車發展趨勢
“從長遠看，新能源汽車2035的規劃目標是到時新能源汽車就是市場主體產品，按照國家領導人提出的2030碳達峰，2060碳中和要求，這個目標必須達到，而且盡可能提前實現。”歐陽明高說。他認為，全球各國都在向碳中和發展，也驅動了電動汽車的發展。
他引用一個國外的研究說，2030年全球純電動車會在3000萬輛到3500萬輛之間。至于中國，按照2030年新能源汽車占比達到40-50%的話，到時汽車總產量達到3500萬輛車的話，新能源汽車將超過1500萬輛。
他強調，新能源汽車的重點是新能源。“新能源汽車使用新能源。”
這里面，包括風電和光伏等可再生能源發電。原來這些發電能力過于波動，無法上網，也需要大規模儲能方式。“靠什么？靠電動汽車。”
歐陽明高說，國網電動汽車公司算過，如果2040、2050年達到3億輛電動轎車，車上的電池儲存的總電量是200億度電。而現在每天中國消費電量的總和就是200億度。“所以最終儲能第一要靠純電動車電池，第二靠燃料電池車的能源—氫能。”
他說，“為什么要搞燃料電池？是因為氫能。為什么要搞氫能？是因為可再生能源需要用氫能大規模、長周期儲能。這是氫能燃料電池立足的基本點。”
歐陽明高說，“如果我們把新能源汽車規�；�，再把新能源革命帶動起來，傳統的汽車、能源、化工行業都將發生天翻地覆的變化，真正實現汽車代替馬車以來百年未有之大變局。”
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