隨著新一輪科技革命和產(chǎn)業(yè)變革孕育興起,新能源汽車產(chǎn)業(yè)正進(jìn)入加速發(fā)展的新階段。7月2日,在中國科協(xié)與海南省人民政府共同主辦的世界新能源汽車大會上,與會各方達(dá)成共識:加快新技術(shù)的市場導(dǎo)入與推廣普及,力爭到2035年全球新能源汽車的市場份額達(dá)到50%,全球汽車產(chǎn)業(yè)基本實(shí)現(xiàn)電動化轉(zhuǎn)型。
不過,大家在共識中也直言不諱地指出:“新能源汽車發(fā)展仍面臨著技術(shù)不成熟、成本相對較高、使用環(huán)境不完善等諸多問題。”新能源汽車如何進(jìn)一步升級發(fā)展是與會專家關(guān)注的重點(diǎn)。
推動電池革命
就在此次大會召開前夕,北京宣布取消新能源汽車地方補(bǔ)貼,引發(fā)熱議。根據(jù)財政部等四部委發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步完善新能源汽車推廣應(yīng)用財政補(bǔ)貼政策的通知》,地方將不再對新能源汽車(新能源公交車和燃料電池汽車除外)給予購置補(bǔ)貼。在新能源汽車起步階段,多數(shù)國家都以財政補(bǔ)貼等形式給予政策引導(dǎo)。在“補(bǔ)貼退坡”后,新能源汽車靠什么吸引人?對于大多數(shù)人來說,最終還是要看性價比。從政策驅(qū)動到市場驅(qū)動,要讓老百姓選擇新能源汽車,必須提高性能、降低成本。其中,電池是重中之重。
如果電池的能量密度和充電速度等問題得不到顯著提升,新能源汽車很難得到消費(fèi)者的青睞。“新能源汽車最終還是要技術(shù)推動,這里面關(guān)鍵技術(shù)就是電池,也包括電基、電控系統(tǒng)等技術(shù)。”中國汽車工程學(xué)會副秘書長張旭明說。
張旭明強(qiáng)調(diào),動力電池有幾個指標(biāo)——能量密度、充電速度、安全性、成本,這些都應(yīng)該平衡發(fā)展,而不能極力追求某一個指標(biāo)。如果單純要求成本極低,但是以犧牲安全性、犧牲能量密度為代價,這對電池行業(yè)來說是不可持續(xù)的。
據(jù)科技部副部長王曦介紹,我國“十三五”新能源汽車重點(diǎn)專項對動力電池與電池管理系統(tǒng)、燃料電池動力系統(tǒng)等已有部署,且取得一些標(biāo)志性成果。比如動力電池系統(tǒng)指標(biāo)顯著提升,寧德時代研發(fā)的高鎳三元正極和硅碳負(fù)極電池的比能量達(dá)到304瓦時/千克;燃料電池技術(shù)不斷進(jìn)步,新源動力開發(fā)的金屬燃料電子堆達(dá)到3.4千瓦每升。
中國科協(xié)主席萬鋼指出,相對于純電動汽車,燃料電池汽車具有清潔零排放、續(xù)航里程長、加注時間短的特點(diǎn),是適應(yīng)市場要求的最佳選擇。王曦透露,科技部正在組織編制國家中長期科技規(guī)劃(2021—2035),“十四五”期間將更加關(guān)注能源發(fā)展大趨勢,在“十三五”基礎(chǔ)上聚焦氫燃料電池、儲氫、加氫、制氫技術(shù)的研發(fā)。
在會上,專家呼吁推動“電池革命”。加快突破下一代鋰電池、新體系電池和燃料電池等核心技術(shù),大幅提高安全性、可靠性、穩(wěn)定性。強(qiáng)化科學(xué)規(guī)劃引導(dǎo),進(jìn)一步提升充電、加氫等設(shè)施發(fā)展水平。
探索智慧充電
“要讓用戶接受新能源汽車,一定要有便利的充電設(shè)施。”張旭明說,近年來,我國充電基礎(chǔ)設(shè)施得到快速發(fā)展,為新能源汽車推廣打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。
但是,充電樁不能解決所有問題。2018年,全球電動汽車保有量510萬輛,2050年可能達(dá)上億輛。“這么大用電量不是多加幾個充電樁,改善配網(wǎng)就可以了,需要整個能源系統(tǒng)的升級和改造。”全球能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展合作組織經(jīng)濟(jì)技術(shù)研究院技術(shù)處副處長侯金鳴說,風(fēng)、光、水等可再生能源并不分布在經(jīng)常用車的經(jīng)濟(jì)中心,比如風(fēng)能資源最集中的是北海、北大西洋或者北極沿線,需要遠(yuǎn)距離和大容量的傳送。如何將清潔能源從資源富集的地區(qū)輸送到用能中心,以目前的技術(shù)手段來看,比較現(xiàn)實(shí)可行的就是依靠以電網(wǎng)為平臺全球能源互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行輸送。
另外一個問題是無序充電給電網(wǎng)帶來的壓力。國家電網(wǎng)公司北京電力科學(xué)研究院技術(shù)室主管潘鳴宇介紹,根據(jù)調(diào)研,電動汽車充電時間集中在晚上8~10點(diǎn)左右,電網(wǎng)負(fù)荷率非常之高。隨著電動汽車的規(guī)模化發(fā)展,現(xiàn)有配網(wǎng)很難承載居民區(qū)的無序充電需求。他分享了一種有序充電和智慧充電的探索實(shí)踐:搜集用戶的充電需求和居民區(qū)變壓器的負(fù)荷情況,通過大數(shù)據(jù)生成每個小區(qū)的有序充電的控制策略,對充電樁進(jìn)行相應(yīng)的降功率或升功率的控制。
在侯金鳴看來,理想的充電場景是,電動汽車和電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)功率雙向交換。新能源汽車本身就是一個移動的儲能設(shè)備,在用電負(fù)荷高峰期可以放電;在用電負(fù)荷低谷期充電,補(bǔ)充高峰時段放出去的電量。“電動汽車就不再是簡單電網(wǎng)負(fù)荷,實(shí)際上已經(jīng)成為電網(wǎng)的儲能設(shè)備,這對電網(wǎng)功率平衡有非常大的幫助。”他說,隨著能源轉(zhuǎn)型的加快,像風(fēng)能、太陽能可再生能源的滲透率不斷提高,這個時候就要依靠儲能代替?zhèn)鹘y(tǒng)電源,為電網(wǎng)提供靈活性,使得電力的調(diào)配和利用更高效。
守住安全底線
近幾個月,國內(nèi)發(fā)生多起新能源汽車起火事故。“有些是靜止?fàn)顟B(tài)下的自燃,有些是碰撞之后的自燃,安全問題對新能源汽車的安全監(jiān)控體系、安全標(biāo)準(zhǔn)體系、應(yīng)急體系提出了更高要求。”張旭明說,新能源汽車發(fā)展得再好,如果安全有問題,消費(fèi)者會“一票否決”。
中國第一汽車集團(tuán)有限公司董事長徐留平也注意到,近年來,關(guān)于電動汽車安全事故的報道在增加。“如果處理不好,這些個例的電動車自燃問題,可能形成恐慌性的態(tài)勢,給正在蓬勃發(fā)展的行業(yè)蒙上陰影。”
徐留平指出,熱安全、機(jī)械安全、電安全、功能安全是電動汽車安全的核心。其中,熱安全和電安全是基礎(chǔ)性安全。比如,電池自身問題,或者電池電連接短路、受到碰撞等外界因素影響、充電接口磨損等,都會影響電池的安全性。建議完善從電池、電機(jī)、充電到整車的一系列安全標(biāo)準(zhǔn),并強(qiáng)化電動汽車基礎(chǔ)技術(shù)研究,深度關(guān)注用戶使用過程,提升服務(wù)水平。
工業(yè)和信息化部副部長辛國斌表示,針對近期新能源汽車起火事故多發(fā)的情況,工信部將從研發(fā)生產(chǎn)、消防使用環(huán)節(jié)發(fā)力,加快健全全面有效的安全保障體系,還將組織編寫電動汽車安全指南,發(fā)起新能源汽車安全倡議,開展如何安全使用電動汽車科普宣傳等系列行動,降低新能源汽車安全風(fēng)險。
“要練好電池、電機(jī)、電控等電動化的‘基本功’,保障產(chǎn)品質(zhì)量,守住安全底線,不要輸在起跑線上。”中國電動汽車百人會理事長陳清泰強(qiáng)調(diào)。