推进插电式混合动力(含增程式)和燃料电池动力系统开发

1月11日~13日,以“汽车革命与交通、能源、城市协同发展”为主题的中国电动汽车百人会论坛(2019)在北京钓鱼台国宾馆举行。电车资源作为特邀新媒体参与报道本次论坛。

全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢在发言时表示,要尽快着手研究制定面向制定2035年的新能源汽车发展战略和规划,给产业界和社会有一个长期、明晰的发展预期。万钢建议,应该及时推动插电式混合动力的发展,同时向增程式混合动力发展方向转变;及时推动燃料电池产业的产业化。

全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢演讲实录如下：

大家下午好!

新年刚过,我们汽车产业又传来了好消息。中国新能源汽车2018年销量达到125万辆,占中国新车销售比例的4.4%以上。实际上去年全世界的新能源汽车都在加速,发展都十分快。去年全球主要销售量达到200万辆,截至2018年底全球新能源汽车累计销售突破550万辆,中国占比超过了53%,也为世界范围内的节能减碳、应对气候变化作出了新的贡献。

中国新能源汽车产业化也走过了十年历程,我的头脑中有两个十年:一个是1999年,当时国务院就部署了清洁汽车行动,后来在2001年的时候又启动了电动汽车和新能源汽车的重大专项,前面的研发和推动为后来的发展奠定了很好的基础。另一个是从2009年“十城千辆”,经过2012年产业规划的颁布,走过了一条很有意思的道路。大家看看,从每年累计的角度来看,实际这条路并不平坦,尤其是产业化开始的前五年,到2014年,那时候我跟苗圩部长经常要讨论,这个市场到底怎么发展。

全国政协一直在陪伴着新能源汽车的发展,十分关注,今年召开了关于促进新能源汽车健康发展的“双周协商会”,组成了调研小组,到所有的生产和应用新能源汽车最多的城市进行了半年多的调研,得出了一个结论:在政府的积极作为、科技的支撑引领、巨大的市场规模、创新的商业模式下,我国新能源汽车正在处于一个市场导入期到产业成长期过渡的关键阶段,在全球的产业体系当中占了举足轻重的地位,引领和加速了汽车电动化的进程。提出来为了顺应电动化、智能化、共享化叠加融合的大趋势,引领产业的变革、支撑产业的升级,要在五个方面同步发力。要坚持市场主导和政策扶持相结合,坚持统筹规划与鼓励探索相结合,建立坚持整体推进和重点突破相结合,推动新能源汽车的高质量发展。

我就五个方面为主题谈一谈我们对新能源汽车发展的一些看法。

一、坚持战略引领,实现产业高质量发展

电动化、智能化和共享化正在引领汽车产业的转型升级和高质量发展。从能源供给侧来看,我国非化石能源发电的装机量快速增长,最近能源部的报告提出来,已经到了40%,燃煤发电的效率也在提升、排放在快速的降低,大家可以看到,特别是近五年来,能效的提高和排放的大幅度下降,为汽车的电动化打下了良好的基础。

从技术创新的角度看,智能网联和自动驾驶的技术正在推动着产业向以安全、绿色、便捷、高效为目标的高质量发展,新能源汽车成为智能化的最佳载体。智能网联和自动驾驶息息相关,网联的各个阶段和自动驾驶的各个阶段也是相连,最后要实现车、网、路的互联。

从市场需求的角度来看,分时租赁、网约车、综合出行服务都受到了市场的欢迎,共享化成为汽车企业新的商业模式。北京青年报对北京地区使用电动汽车的成本做了统计分析,同款汽车的电动版和汽油版相比,在同样的年行驶里程下,大约新能源汽车的燃料费是燃油汽车的1/5左右。这个基础上分时租赁得到了很快的发展,网约车中已经有1/3是新能源汽车。综合出行服务也成为各大企业拓展市场的一个方向。共享化可能会是未来发展的一个大的方向。长久以来我们很纠结,就是中国汽车市场的顶到底在哪儿,从产量上说起来,可能在2700-2800万辆的范围之内,但是从保有量说起来,特别是人均保有量,我国现在千人拥有量不到200辆,离日本、德国、美国的差距还很远,但是我们生存环境似乎又没有那么大的容量来达到这样的指标。千人拥有量如果在200辆左右时,还有800多人希望能够驾驶汽车,但是我们的环境和能源结构又不允许有这么多的个人拥有汽车,而个人使用模式的本身效率也在不断降低,所以共享化,一是未来青年人的需求,二是在智能化和网联化的带领下有一个很好的发展条件。

昨天政协又开了关于共享经济的“双周会”,议论最多的还是汽车的共享。政协委员建议,我们要很好的总结从2012年这十年的产业化发展过程,在总结的基础上要尽快着手研究制定面向制定2035年的新能源汽车发展战略和规划,给产业界和社会有一个长期、明晰的发展预期。大家认为,确定新时代新能源汽车的创新方向和战略目标,提出全面实现汽车电动化、智能化、共享化的时间表和路线图,明确新形势下发展路径和政策支撑。也希望能够率先落实改革开放的新举措,推动供给侧结构改革,推动新旧动能转换,实现产业转型升级,确保新能源汽车高质量发展。

我们应该持续推进新能源汽车开放创新。在科技创新方面,近20年来,我国在基础研究、技术标准、示范运营、市场推广方面,积极参与和牵头实施了一批多边和双边的重大国际合作项目,建立一些多边合作的平台,比如说电动汽车倡议、国际氢能伙伴计划。建立双边合作,比如中美清洁能源合作中心、中德电动汽车研究中心,和全球环境基金(GEF)开展联合示范项目,同时我们也主动发起了国际氢能燃料电池协会这样的组织。

产业方面,中国新能源汽车已经开始融入世界,电动汽车的产品和零部件走进了数十个国家,而在我们的市场上,也看到了各国的电动汽车企业和产品活跃在市场,得到了各级政府的支持和市场用户的欢迎。所以我们觉得,我国新能源汽车的开放和创新将发挥率先引领的作用。从另一个角度看,我们发展新能源的目标,主要还是在优化能源结构、防治大气污染、应对气候变化,这是人类面临的共同挑战,各国汽车界也责无旁贷,要合作创新,为世界汽车的转型升级做出应有的贡献。

二、坚持创新驱动,加强科技创新引领支撑

(一)循序渐进、与时俱进地充实和完善新能源汽车重点科技专项

自进入新世纪以来,汽车能源的多样化已经成为一个趋势,从传统角度上,从汽油向柴油、燃气、醇类燃料等等发展。在2011年我国启动电动汽车重大专项时,电动汽车有多种型号,当时我们就确定了三种形式:纯电动汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车。作为国家的科技专项,聚焦在三大核心技术:电池、电机、电控。针对混合动力和燃料电池汽车,我们安排了混合动力发动机和燃料电池发动机,形成了三纵三横的研发布局。而科技的研发一定要循序渐进、与时俱进,和新能源汽车产业发展的需求相匹配。所以在“十一五”到“十二五”期间,我们根据市场发展的趋势,明确了纯电驱动的发展战略,把纯电动汽车和插电式混合动力汽车(含增程式)、燃料电池汽车作为发展方向,同时顺应科学技术体制的改革,把基础研究纳入到重大专项的管理过程中。“十三五”期间我们又提出了顺应电动化、智能化、共享化发展方向,把智能网联、自动驾驶、高效率驱动电机、能量回馈以及高能量密度和高功率密度的电池作为研发的主要内容。

我们认为要把安全作为新能源汽车发展最关键的指标。应该说去年以来,动力电池、关键材料性能指标在稳步的提升,成本明显的降低;单体模块、电池包、BMS等方面的技术进步和安全性能全面推进。目前纯电动乘用车产品的续驶里程高于300公里的比例已经达到了81%,系统能量密度140Wh/kg以上的产品已经成为了主流,而单体的密度发展的更加快,基本上超过了250Wh/kg,有些已经达到了300Wh/kg的预定目标。同时还研发成功了适宜高寒、高温、高湿地区的纯电动客车。但是我们仍然要把安全,特别是动力电池系统的电-热安全作为新能源汽车最关键的指标。从动力电池的单体模块、电池包、电-热管理以及结构布置等方面综合考虑,特别重视材料的稳定性、充放电机制、热失控防护和电-热管理系统,实现最佳系统解决方案。

值得高兴的是,去年中国汽车工业协会联合充电基础设施促进联盟,多学科、多领域、多产业,集合多方力量和智慧,制订了第一本《新能源汽车安全指南》,这是一个开创性的工作,它不是规范,而是一个指南,它为大家创造了更多的可能性,把每一个企业在安全方面的知识贡献出来,从全方位来实现最佳的系统指引方案。希望大家能够共同参与,并且按照他们所说的,每一两年就进行修订,因为这个产业发展太快了。

同时,我们还要注重整车轻量化设计、材料工艺,提高空气动力学性能,研究智能化节能驾驶控制模式。电动汽车相对说起来比较重,驾驶性能对车辆能耗影响大,在性能能够保证的同时,要规范驾驶行为。

(二)持续提升电池、电机、电控等核心技术

比能量达到304Wh/kg、65Ah锂离子电池已经完成了所有的检测工程,从今年开始就要装车;驱动电机峰值比功率4千瓦/公斤,最高效率达到96.5%;更加使人高兴的就是IGBT和碳化硅芯片,这两代芯片都得到发展。所以重大科技专项还要进一步加强高能量动力电池、高效率驱动电机和能量回馈系统,以及高功率燃料电池、新型电力电子器件的技术创新和产业化。

(三)协调推进插电式混合动力(含增程式)和燃料电池动力系统开发。

内燃机领域面临着重大的压力,就是油耗法规更加严格、排放标准更加严酷,特别是检测规范更加动态,我们要迎难而上,我们自主创新的混合动力系统已经开始装车,同时单电机的插电式混合动力发动机也在发展。要继续充分利用内燃机领域的新技术,推广应用注入稀薄燃烧、均质压燃、转子发动机等创新成果,促进内燃机与电驱动技术的融合、与智能控制的融合,支撑内燃机产业的转型升级。

经过将近20年的努力,我国燃料电池的发展形成了三支明显的队伍,分别是新源动力、亿华通、弗尔赛,从冷启动功能、EMA的性能提升和电堆的效率上逐步跟上了世界的潮流,但我国最大的瓶颈还是膜电机、空压机、储氢罐的转化,我们要攻克基础材料核心技术和关键部件的难关。一些整车厂开始把燃料电池的发展作为自己的发展内涵之一,这里更多的企业开始推动燃料电池发动机的发展。

(四)要以新能源汽车为载体,着力研发智能网联和自动驾驶技术

去年《新一代人工智能发展规划》鼓励了跨界融合,这也是现代市场无论从芯片、传感器到通信服务,各行业的跨界融合成为它的新特点,建立了共享的平台。而且高性能的激光雷达、基于北斗导航的高精度定位系统和基于视觉和毫米波融合的自动驾驶关键部件,也已经开始走上市场。

(五)充实、拓展和完善技术标准体系,加强检测能力的建设

中国电动汽车的标准体系,随着产业化不断的丰富,形成包含基础设施、整车、系统及零部件、接口标准在内的相对完善体系。我国新能源汽车电动汽车的标准已经有120项,特别是中国电动汽车标准化工作路线图颁布以来进展也是十分迅速。现在一个难点是加氢站的建设,发达国家把加氢站作为能源管理,创造了科学安全的氢加注建设和车载的氢罐技术标准、检测体系,有力地推动了燃料电池汽车的商业化。我们建议,要借鉴先进经验,总结试点成果,抓紧研究氢能加氢站和储罐技术标准,来提升检测能力,尽快破除标准的检测障碍和市场准入壁垒。

三、远近结合、供需匹配,根据市场导向协同推进新能源汽车的发展

从2009年开始,我们的产业化路程,先是遵循着公交优先的原则,从城市公交、出租车入手,逐步拓展到共享汽车、物流车、专用车、私人用车领域。按照市场导向,我们合理有序的形成了新能源汽车产业、市场、基础设施和政策法规的综合优势。应该说在公交优先上面特别突出,深圳市已经率先实施城市公交和出租电动化,北京、上海、杭州等城市也正在加快城市公交、出租和共享汽车的电动化。因为公交的电动化对于节能减排、对于降低碳排放效益最大。

这十年来,我国在政策法规上形成了综合的优势,有六个方面,体现在研发体系、产业发展、市场拓展、政策创新、基础设施建设、商业模式探索上,组成了我们的综合优势。

从去年的结构看起来,新能源乘用车大概占75%左右、新能源客车占17%左右、货车占了7%左右。其中插电式混合动力总量大概在20%左右。特别是去年下半年以来,插电式混合动力发展相当快。所以我们也应该及时的推动插电式混合动力的发展,同时向增程式混合动力发展方向转变。因为我们考虑,现在插电式混合动力基本上达到了综合能耗在2L/100km以下。插电式向增程式方向发展,在带动产能转换的同时,使排放降到更低,有效的支持产业的转型升级。

我们应该及时的推动燃料电池产业的产业化。相对于远程公交、双班出租、城市物流、长途运输等一些交通方式,燃料电池汽车具有清洁、零排放、续航里程长、加速时间短的特点,是适应市场需求的最佳选择,所以我们要及时的把产业化重点向燃料电池汽车拓展。因为经过多年的研发积累,我们国家已经形成了电-电混合的技术优势,适合燃料电池技术的特点,也适应我国纯电动和插电式发展的一些特征。

回顾我国燃料电池发展,从示范运行角度看,奥运会上有20多辆燃料电池轿车和2辆客车在运行,到世博会的时候就变成将近200辆各类的燃料电池汽车,我们参加世界范围的竞赛以及在美国加州历时半年的示范运行。现在我国已经形成了一个商业化示范运行的范围,到去年年底,大概运行的车辆近千辆,加氢设施建设12座。按照中汽协今天的报告,我看到商用车2018年新增了1500多辆燃料电池汽车,其中客车占了1400多辆、货车有100多辆,燃料电池的产业化开始起步发展。

我们国家的氢气来源广泛,具有大量的工业副产氢气,又有大量的弃风弃光电、低谷电可用制氢的存量资源,由于规模化的供氢体系不完善,输运成本比较高,用氢价格偏贵,技术标准不完善,所以还没有形成持续的商业模式。我们看到,上汽、潍柴、福田、长城等骨干企业已经明确规划、加大投入、推进燃料电池汽车研发和商业化。去年2月,由国能(神华)牵头,联合能源骨干企业,牵手汽车、运输及相关制造业和院校成立了氢能和燃料电池产业联盟。应继续支持上海、广东、江苏、山东等地方结合资源禀赋,点-线-网结合,开展区域化的示范运营,加快产业化过程。为实现新能源汽车产品谱型电动化、智能化全覆盖。

四、做好总体规划布局,推动基础设施建设

根据中国电动汽车充电联盟的数据,到2018年11月底,我国总共有充电设施累计72万多台,其中公共桩29万多。充电联盟做了一个调研,跟踪了61多万车辆的信息,指出了未随车配建充电设施17.9万台,占比29%。未随车配建充电设施的主要原因有三个因素:第一,集团、公务用车自行建桩(用户在单位充电);第二,居住地物业不配合;第三,居住地没有固定停车位。针对居住地物业不配合我们进行了调研,确实已建小区安装固定车位比较难。建议各地方政府出台政策,允许小区物业收取一定合理的充电服务费,以提高协助安装和管理充电桩的积极性。

在电动化、智能化的进程中,新能源汽车将逐步发展为移动储能终端,实现与能源网的互联互通,所以新能源汽车将推动能源消费变革,而能源生产的变革又将促进新能源汽车全运营周期的零排放。所以我们还是要鼓励地方政府在能源价格、建设用地、商业模式、政策支持等方面大胆创新,加快各类充电设施市场化建设和运行。

另一个角度,基础建设方面要完善政策和标准体系。对于氢能源说起来:一要加速技术创新,提高制氢的效率、降低成本;二要建立完全的氢能加注、储运技术标准法规;三要加快氢能生产、运输和销售体系建设;四要加强监测能力建设;五要加强公众科普宣传,创造一个良好的环境。

五、保持政策的连续性,加强体制机制的创新。

财政补贴对于新能源汽车发展发挥了至关重要的作用,尤其在前期发展中。对于财政补贴我们一直认为,它只不过是一个阶段性的,随着新能源汽车产业发展以后,它会逐步退坡。所以我们觉得,政策不只是财政政策,还应有一些其他的综合政策。

一是严格执行油耗标准、双积分等产业政策,并且适时转化为碳交易机制增强汽车企业发展新能源汽车的内生动力。

二是将推广新能源汽车作为“蓝天保卫战”的重要战略支撑,赋予新能源汽车用户更多的路权和准购权,将道路交通电动化规模效益与城市大气环境绩效考核相结合。去年7月,国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,将2020年新能源汽车产销量达到200万辆列入了行动计划内,各个省市也相继提出了一系列从环保的角度上推动新能源汽车发展的政策,这样为我们在分区域、分车型实现电动化提供了很好的政策依据。

三是要加大支持分时租赁共享服务等商业模式创新,推动企业向产品、服务、充电、运营等多环节转变。我们也认为,实际上电动化、智能化和共享化也在推动着汽车产业销售服务这方面的变革,将会带动更多的新型的就业位置,更加提高汽车的社会使用效应。

四是充分研究2020年对纯电动、插电式新能源汽车财政补贴退出后的税收优惠政策,使交通运输零排放和超低排放车辆成本得到补偿和奖励。

五是以安全、节能、环保为导向,加强安全运行管理与服务,逐步取消对于续驶里程、能量密度等细节要求,把技术的决策权交给企业,而让市场选择最合适的产品。

六是要鼓励金融创新。开展新能源汽车分期付款业务并给予优惠贷款,使购买成本与使用成本互补。公平、规范地完善新能源汽车保险业务。

七是加强车用动力蓄电池退役后储能梯次利用、材料回收再利用。新能源汽车的动力电池是双周期的,在车上退役以后还能够长期的作为储能来进行梯次利用,最后材料回收。调研中我们也看到,从生产企业到整车企业,退役电池梯次利用,电池资源的回收再利用,形成了一个闭环。

八是积极支持有条件的地区率先实现汽车电动化。我们要支持有条件的地方先行先试,分地区、分车型、分用途的来实现电动化,特别是实现公交、出租、共享、物流汽车全电动化。海南省作为国家创建生态文明先行区和试验区,率先提出了清洁能源汽车发展规划,明确到2030年实现全岛新增汽车电动化、智能化、共享化。

今天来参加会议看了这个发展以后有很深的感触:

第一,经过20多年的努力,在政府、科技、产业、市场的共同努力下,我国已经进入了导入期向成长期的关键阶段,正好和我们汽车产业的转型升级两者相叠加,我叫“双期叠加”。

第二,新能源汽车的电动化、智能化和共享化的发展,既出现了产业发展的方向,又改变了市场运行的规模,这是双向发力,共同推进这方面的发展。

第三,优化能源结构、防治大气污染、应对气候变化是人类面临的共同挑战,也是中国汽车产业所必然的工作。所以我想,我国新能源汽车产业要发挥率先引领作用,扎扎实实推动、实现新能源汽车的发展,为全球新能源汽车的转型升级做出应有的贡献。