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

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，當前電動(dòng)汽車(chē)以及動(dòng)力電池產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。補貼還有16個(gè)月就要取消，現在市場(chǎng)化的進(jìn)程已經(jīng)開(kāi)始，上午已經(jīng)說(shuō)汽車(chē)現在是新的起點(diǎn)，實(shí)際上電動(dòng)車(chē)也是要開(kāi)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(dòng)汽車(chē)？發(fā)展什么樣的動(dòng)力電池？我想講四個(gè)問(wèn)題。第一，節能減排是電動(dòng)汽車(chē)的宗旨，第二既安全又節能的車(chē)才有前途，第三是安全節能的車(chē)需要用什么電池，第四是充分利用積分促進(jìn)節能減排。

      先講第一個(gè)問(wèn)題，節能減排要從電動(dòng)汽車(chē)的全周期衡量，而不是指哪一段，譬如說(shuō)在路上行駛這一段，純電動(dòng)車(chē)就用電，燃料電動(dòng)車(chē)是用氫，不是講這個(gè)。要講電從哪里來(lái)，氫從哪里來(lái)，它的節能減排效果怎么樣。所以要全周期來(lái)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(cháng)里程純電動(dòng)車(chē)不節能減排，插電式混合動(dòng)力車(chē)假節能減排，燃料電池電動(dòng)車(chē)難節能減排，微小型純電動(dòng)車(chē)是真節能減排。

（1）為什么說(shuō)長(cháng)里程純電動(dòng)車(chē)不節能減排？

       這是純電動(dòng)車(chē)，它在電網(wǎng)的電能主要來(lái)自燃煤的情況之下，雖然它節油，但耗電高，這樣的長(cháng)里程乘用車(chē)是不能減少排放的。但是純電動(dòng)汽車(chē)不用油，在新加坡受到罰款，新加坡從香港買(mǎi)了一輛特斯拉，運到新加坡去，本來(lái)想得到一萬(wàn)左右的獎勵，結果新加坡政府把它的耗電量做了測試，從它的耗電量來(lái)看不但不給獎勵，還罰了他一萬(wàn)美元。所以新加坡的政策是對的，就因為追求長(cháng)里程多裝了很多電池，裝的電池多了車(chē)子就重，車(chē)子重耗電就多，耗電多在發(fā)電的時(shí)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能減排出發(fā)的，這是真正體現了發(fā)展電動(dòng)車(chē)的初衷。
 

      再有就是充電樁要密，既費錢(qián)又占地，且難符合要求，所以長(cháng)里程電動(dòng)車(chē)第一是背離了發(fā)展電動(dòng)車(chē)節能減排的宗旨，第二是用戶(hù)多花錢(qián)，補貼取消之后競爭力差。所以它不節能減排的道理就在這里。

（2）插電式混合動(dòng)力車(chē)為什么假節能減排？

       首先，它有兩套系統，內燃機系統+電動(dòng)車(chē)的系統。這樣的車(chē)子就重了，耗電就多。其次是它50公里之外用傳統的內燃機，現在傳統汽車(chē)的司機都是功率有很大的冗余量，這個(gè)車(chē)子仍然是大馬拉小車(chē)，所以是不節能減排的。

       第三是標榜“油耗很低”，實(shí)際是油耗計算方法有問(wèn)題，造成的假象。譬如說(shuō)一個(gè)插電式混合動(dòng)力車(chē)，百公里油耗只有1.5升，實(shí)際上1.5升怎么來(lái)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然降下來(lái)了。所以這是一種假的計算方法。

       第四是不少用戶(hù)不充電，把這個(gè)車(chē)子當燃油車(chē)用，費油排放有增無(wú)減，還有的把電池賣(mài)掉，不是個(gè)別人，是有一些人，拿到補貼，牌照又不花錢(qián)，尤其在上海，一個(gè)牌照八九萬(wàn)，所以買(mǎi)這個(gè)車(chē)是非常合算的，它可以不充電，而且有車(chē)用，牌照不花錢(qián)，所以插電式混合電動(dòng)車(chē)它是個(gè)“虛胖”，不是真正的結實(shí)，是肥肉?？萍疾咳ツ暌呀?jīng)把插電式從三重里面去掉了，去年1月份的百人會(huì )議上，萬(wàn)鋼部長(cháng)在會(huì )上宣布，三重科技部已經(jīng)把它定成純電動(dòng)車(chē)、增程式車(chē)、燃料電池電動(dòng)車(chē)，里面已經(jīng)沒(méi)有插電式混合動(dòng)力車(chē)。發(fā)改委今年把插電式混合電動(dòng)車(chē)從電動(dòng)汽車(chē)里面除名了，發(fā)改委今年發(fā)布了一個(gè)文件，就是關(guān)于汽車(chē)發(fā)展的一個(gè)方向指導文件，現在已經(jīng)開(kāi)始實(shí)施了。把插電式歸到燃油車(chē)范圍里面了。所以現在對于插電式混合動(dòng)力車(chē)的認識是慢慢地清楚了，但是各個(gè)部委之間互相還不夠統一，有的還把它當成了寶貝。下面我講到雙積分的時(shí)候還會(huì )提到。

（3）燃料電池電動(dòng)車(chē)為什么難節能減排？

      燃料電池是用氫做能源，而氫是沒(méi)有礦藏的，當然也可以說(shuō)水是礦藏，但氫和水不是一回事，這樣解決的問(wèn)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(gè)效率，電解大概85%，燃料電池算50%，這樣算下來(lái)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，它的運行要耗電。所以最后的效率也不是很高。

      有人說(shuō)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。一氧化碳根據現在國家公布的標準，氫氣里面的一氧化碳的含量是千萬(wàn)分之二，就是0.2個(gè)PPM，實(shí)際上氫氣里面的純度要求很高，要把這些煤轉化出來(lái)的氫氣，要把一氧化碳去掉，難度很大。因為要純化到0.2個(gè)PPM，代價(jià)非常高，這是主要耗能的問(wèn)題。

      第二個(gè)是氫的安全運輸、分布、儲存，都有技術(shù)問(wèn)題。今天這里不詳細講，最近有一篇文章投到《科技日報》，已經(jīng)十幾天了，到現在還沒(méi)有登，如果登出來(lái)請大家看看，就是氫的安全運輸問(wèn)題非常大。

      第三個(gè)問(wèn)題是燃料電池的壽命不夠長(cháng)，在實(shí)驗時(shí)可以做到一萬(wàn)兩萬(wàn)小時(shí)，到路上不行的。因為價(jià)格高、制作高，造成了燃料電池耗能遠遠比內燃機耗能高得多。再有就是鉑資源，我們國家現在一年生產(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，遠遠不夠，還要進(jìn)口大概40噸左右。把這個(gè)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(wàn)就到頂了，所以要研究不用鉑的，鉑金用的少的，現在可以做到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，現在正在攻克，這些問(wèn)題都要經(jīng)過(guò)長(cháng)期的研究才能解決。

      政府尤其要考慮三個(gè)問(wèn)題：

      第一個(gè)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(guò)關(guān)，這個(gè)原因到底在什么地方？我是前三十多年參加核實(shí)驗，我經(jīng)歷過(guò)我國從原子彈、氫彈的研制，好像也沒(méi)有這么難。

      第二個(gè)問(wèn)題是進(jìn)口電池和進(jìn)口部件來(lái)裝車(chē)，對于我國的技術(shù)發(fā)展有什么好處？

      第三個(gè)問(wèn)題是多大規模演示？在什么地方演示？如何實(shí)現市場(chǎng)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)電機給電池充電，因此它今后就要和其他的發(fā)電技術(shù)來(lái)競爭，它要競爭不過(guò)，就上不了市場(chǎng)，所以它很難節能減排。

（4）微小型車(chē)為什么說(shuō)真節能減排？

      它的電能雖然全部來(lái)自電網(wǎng)，但是微小型純電動(dòng)車(chē)電池少，安全性高，適應城市、鄉鎮交通的普遍需求，價(jià)格便宜，容易推廣。微小型純電動(dòng)車(chē)以200V，充電8小時(shí)就能行使100公里，耗電少，真正減排。它的排放相當于3升油。如果一輛微小型純電動(dòng)車(chē)夜間充電相當于100座百萬(wàn)KW的抽水蓄能電站，可省1.5萬(wàn)億元建站費用。微小型純電動(dòng)車(chē)可用鉛炭電池做低速車(chē)，更安全。

（5）增程式電動(dòng)車(chē)為什么很節能減排？

       這是第二代的增程式車(chē)，所謂第一代就是寶馬I3，這個(gè)發(fā)動(dòng)機是0.7升的排量，電池用完之后增程機開(kāi)始發(fā)電，這只是供電的關(guān)系，而沒(méi)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，第一個(gè)是發(fā)動(dòng)機排量大概減小一半，但是它的節油率高了。第二是發(fā)動(dòng)機能效優(yōu)化，因為可以在很窄的轉速下調節發(fā)電，不像普通的發(fā)動(dòng)機要有一個(gè)很寬的動(dòng)態(tài)范圍。第三個(gè)是電池少了，成本低，第四是車(chē)子減輕了，更加節能。

      所以我把它歸納有7個(gè)優(yōu)點(diǎn)，電池少，補貼取消的影響小，容易推銷(xiāo)，比燃油車(chē)節油50%以上，更加省錢(qián)，可以不充電，免建充電樁，而且可以遠行，如果有充電條件，城市里面百公里節油率可以達到80%，現在的燃油車(chē)生產(chǎn)和加油設施全部可以繼承，所以傳統汽車(chē)企業(yè)就可以減少很多浪費，它沒(méi)有純電動(dòng)車(chē)的里程安全、充電、價(jià)格、電池等等的問(wèn)題。

       第二是增程式是燃油車(chē)與電動(dòng)車(chē)的融合，節能減排。這是沈陽(yáng)華龍做的12米增程式客車(chē)，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(chē)NOTE用的E-POWER系統，百公里油耗僅2.9升；山東德州做了增程式低速車(chē)，用的是摩托車(chē)的單缸發(fā)動(dòng)機，用鉛酸電池，百公里油耗僅1.8升，2017年出來(lái)當年銷(xiāo)售1萬(wàn)多輛；第五個(gè)例子是最近的，港東集團的國馬50輛增程式SUV，從廣東的佛山經(jīng)過(guò)井岡山到武漢，20號到達開(kāi)封，1800公里不充電，氣溫在38-40度之間，全程開(kāi)空調，這個(gè)對于純電動(dòng)車(chē)是不可想象的。它的平均時(shí)速是每小時(shí)90公里，百公里平均油耗3.9升。一個(gè)SUV的車(chē)子在這種條件之下百公里耗油3.9升，節油率是非常高的，50%以上。這個(gè)例子在網(wǎng)上都已經(jīng)傳得很廣。

2.既安全又節能的車(chē)才有前途

（1）七項指標來(lái)判斷。

       我把這個(gè)車(chē)子的要求列出七項指標，安全性高，節能減排，使用方便，價(jià)格低廉，能源費少，維修方便，使用期長(cháng)。安全性高這樣的車(chē)子用戶(hù)才能欣賞，特斯拉純電動(dòng)車(chē)2017年共燒了十幾輛車(chē)，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(gè)月一輛。

       根據不完全統計，我國2017年燒車(chē)103輛，2018年燒51輛，這個(gè)51輛打了個(gè)問(wèn)號，因為有人有意刪除燒車(chē)的新聞，所以統計不準。其中90%以上是用三元鋰電池的純電動(dòng)車(chē)，今年21號的這一個(gè)月里面就燒了11輛車(chē)以上。深圳電動(dòng)物流車(chē)2018年燒了5輛，其中4輛是電池自燃。

      所以三元鋰電，車(chē)里的人來(lái)不及逃生，車(chē)內的人來(lái)不及救援，為什么會(huì )有這樣的情況？

      我試作各種電動(dòng)車(chē)輛競爭力的強化，把剛才7個(gè)指標畫(huà)了一個(gè)表。7個(gè)指標5種車(chē)子給它進(jìn)行打分，打出來(lái)的總分，長(cháng)里程純電動(dòng)車(chē)12分，插電式14分，燃料電池車(chē)11分，微型純電動(dòng)車(chē)27分，增程式33分，這是我的看法，我希望這個(gè)表大家拿回去自己打打分，看看是不是這樣的趨勢。

       7個(gè)指標是等權相加，實(shí)際安全性應該加權，節能減排是宗旨，應該加權，如果這兩項全增加了，那么總分差距更大。所以請各位可以試試，看看結果如何。

      第三代增程式電動(dòng)車(chē)技術(shù)介紹一下，江蘇公爵提出來(lái)發(fā)電直驅電動(dòng)車(chē)，與第二代不同，發(fā)電不經(jīng)過(guò)電池，第三代是發(fā)電機發(fā)的電直接到電動(dòng)機，這樣就減少了電池充電放電的能量損失大概10%左右，所以可以提高節油率。另外這個(gè)電池的壽命也長(cháng)了，因為大電流不經(jīng)過(guò)它，所以它集安全、節能減排、方便，長(cháng)里程，省錢(qián)大全。

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

（2）純電動(dòng)車(chē)的電池多，車(chē)重，耗電多，未必是最終目標。

       如果大家都認清發(fā)展電動(dòng)車(chē)是為了節能減排，政策就要改變，改變了之后，純電動(dòng)車(chē)就不應該是最終目標。我過(guò)去也是認為純電動(dòng)車(chē)好，從八九年之前我開(kāi)始慢慢認識到，純電動(dòng)車(chē)的問(wèn)題比較多。所以最近八九年，我一直講，不能夠搞長(cháng)距離的純電動(dòng)車(chē)，要衡量全過(guò)程的節能減排，把發(fā)動(dòng)機和電池配合，這是效果最佳。未來(lái)的增程式發(fā)動(dòng)機可以不燒油，不增加二氧化碳的排放，我實(shí)際是這么一個(gè)設想，全部由太陽(yáng)能提供能量，太陽(yáng)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，現在甜高粱的項目由清華牽頭，國家在立項，里面有大量的糖，而且這種高粱一般的土地都能長(cháng)，這樣才能生產(chǎn)大量的乙醇，給發(fā)動(dòng)機供應燃料，就像現在巴西有一半左右的汽車(chē)用的酒精，很多車(chē)子都是酒精、汽油兩用，這樣全部由太陽(yáng)能給提供增程式電動(dòng)車(chē)，是可以不燒油。所以增程式不是像純電動(dòng)汽車(chē)的過(guò)渡，而是未來(lái)汽車(chē)的主力。

（3）安全節能的車(chē)需要什么電池？

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

      另外磷酸鐵力電池應是主力，提高壽命，降低成本，現在有的地方已經(jīng)從一塊達到八毛。第二是回收剎車(chē)能量，這是汽車(chē)節能減排非常重要的內容，回收剎車(chē)能量需要用5C-35C的快充電池，所謂5C就是五分之一小時(shí)把這個(gè)電充滿(mǎn)。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極，鈦酸鋰電池可以快充，但是它的價(jià)格高，比能量很低，所以要發(fā)展高安全性、廉價(jià)快充的電容電池，這個(gè)電池我們提出來(lái)，正極用磷酸鐵鋰加多孔碳，負極用硬碳代替石墨，硬碳不容易長(cháng)枝晶，調節材料的比例和電極的厚度，就可以調充放電倍率。雖然我們是申請了專(zhuān)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(jià)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)節能減排

      現在的正積分決定于純電動(dòng)里程，不利于節能減排，另外還有一個(gè)問(wèn)題是正積分過(guò)剩。工信部正在征求對雙積分《并行管理辦法》修改稿的意見(jiàn)，初步意見(jiàn)里面有一條就是純電動(dòng)車(chē)的幾分等于基準分值乘上電耗調整系數，這就弱化里程因素，我很贊成。

       但是，還有點(diǎn)建議：

      第一個(gè)建議是現在的基準積分等于0.006乘R加0.4，這個(gè)R是純電動(dòng)里程，建議改為0.004乘R，進(jìn)一步弱化里程的因素，推動(dòng)節能減排，另外分數就降低一點(diǎn)，使得政府積分的平衡更有力。

       第二個(gè)建議是插電式電動(dòng)車(chē)現在的積分是2分，在征求意見(jiàn)稿當中改成1.6分，打了個(gè)八折，比稿子當中150公里的純電動(dòng)車(chē)的1.3分還要高，這是很不合理的?，F在發(fā)改委已經(jīng)在《汽車(chē)產(chǎn)業(yè)投資管理規定》當中把插電式列為燃油車(chē)，所以取消它的積分也不為過(guò)，但是為了照顧現在的現狀和習慣，尤其有些企業(yè)公司跑到部里面公關(guān)，我說(shuō)可以照顧給他1分。

      第三個(gè)建議，要建議給增程式電動(dòng)車(chē)1分，和現在的建議150公里的純電動(dòng)車(chē)相持平，推動(dòng)節能減排。

4.結束語(yǔ)

       第一，政府的政策要改革，電動(dòng)汽車(chē)和動(dòng)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(gè)觀(guān)念，改變這個(gè)政策。再有就是不該要求極速提高比能量久、增加危險性?，F在電池的指標是一年提高一個(gè)指標，這個(gè)電池是沒(méi)有經(jīng)過(guò)考驗就上車(chē)，非常危險。

      第二點(diǎn)，企業(yè)經(jīng)營(yíng)要改向：在市場(chǎng)化下，必須減少電池用量，提高安全性、節能減排、降低車(chē)價(jià)。而不是追求長(cháng)里程純電動(dòng)、多裝電池、浪費能源、增加排放、加大廢電池的處置量。

      第三，提高安全性、堅持節能減排宗旨，具體做法有四條。一是是積分與節能減排掛鉤，進(jìn)一步與純電動(dòng)車(chē)里程脫鉤。二是純電動(dòng)車(chē)微小型化，鼓勵發(fā)展低速車(chē)，電池隨市場(chǎng)來(lái)定，三是發(fā)展增程式技術(shù)，用各種電動(dòng)車(chē)，第四是發(fā)展快充電廉價(jià)的磷酸鐵鋰電池或者是電池電容。

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