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發展新能源車應換電為主充電為輔

2012-10-25 17:14:20 價值中國網

從去年以來,我國汽車市場進入”微增長”。2011年,汽車行業銷量僅增長2.45%,創近13年來的最低;今年1-7月份,汽車行業銷售汽車1097萬輛,同比增長3.56%。制約我國汽車市場繼續保持高速增長的因素是多方面的:一是宏觀經濟增長減速;二是能源、環境、交通的約束越來越強;三是現階段我國與發展汽車有關的特定的國情,等等。

 

汽車行業正進入一個變革的時代,我國汽車產業要實現可持續發展,必須加快轉型升級,從規模擴大轉向質量效益型發展。其中,發展新能源汽車是我國汽車產業轉型升級的重要方向,對此,各界已形成了共識。雖然新能源汽車產業化課題已提出了多年,并且,純電動、插電式混合動力的技術路線已成為主流方向,但目前產業化推進并不理想。如何在近期實現新能源汽車產業化的突破,在這里談幾點想法與大家分享:

一、短期內,實現新能源汽車在高速公路上長距離行駛不太現實

短期看,實現新能源汽車替代傳統汽車,在高速公路上長距離行駛不太現實,主要瓶頸在于:

1、電池續駛里程、成本、重量、充電時間、壽命等難點問題,短期內難有重大突破。

——續駛里程:從已投放市場的電動汽車看,根據美國環境保護署公布的數據,日產聆風續航里程為117公里,福特福克斯電動汽車(Focus EV)為122公里,本田飛度電動汽車(Fit EV)為131公里。從國內情況看,比亞迪F3DM插電式混合動力汽車純電續航里程可達80km,奇瑞M1 EV、江淮同悅EV 等純電動汽車續駛里程均在100公里左右。也就是說,與傳統汽車可比條件下,主流電動汽車的續駛里程目前沒有超過150公里的。

——電池成本、重量:按照業界比較普遍的說法,目前鋰電池的能量密度為100Wh/kg,成本3~5元/Wh。假設按最大續航里程100公里、電耗18-20kwh/100km算,電池組容量為20 kwh,每輛乘用車需配備的電池組價格約10萬元、重約0.2噸。據有關專家推算,若電動汽車要具有與傳統內燃機汽車相競爭的能力,那么電池的能量密度就要提高7倍左右,價格要下降至目前的十分之一。據國內外鋰電池專家認為,到2025年,鋰電池的能量密度可以達到250Wh/kg,這已是鋰電池能量密度的極限值,很難再提高了。電池的能量密度低,意味著汽車動力系統的功率不夠。若電動汽車要想獲得更長的續駛里程和更高的行駛速度,那么就要裝更多的電池組,而此又增加了汽車自重,限制了其更高的速度和更長的續駛里程。這就陷入了一個怪圈。

——充電時間:充電分快充和慢充兩種方式。以普通家轎為例,快充的話可以在半小時內充滿70-80%,但是充電電流極大,對電池有損害;如果是慢充的話,可能要7-8小時才能充滿。

——電池壽命:據稱,國內制造的質量比較好的動力電池壽命一般為三年左右,循環充放電次數在2000~3000次,與國外先進水平相比還有很大差距。電池壽命短帶來的直接弊端,是需要頻繁更換,由此提高使用成本。

以上情況說明,現階段阻礙新能源汽車產業化的主要因素是動力電池技術瓶頸。縱觀世界技術發展,只有當在某項科技上獲得重大突破時,才能使相應的產業革命發生,這是客觀規律。

2、在高速公路服務區建設充(換)電設施,形成全覆蓋,短期有難度。

目前,我國高速公路里程達8.5萬公里,如果按百公里設立一對加油站的審批規定,高速公路理論上需要加油站1.7萬座。以此作為參考,假設把加油站全部替換成充(換)電設施,理論上需要建設充(換)電站1.7萬座。每個充(換)電站的年投資成本,含設備折舊、電池成本折舊、運行維護成本、土地成本攤銷等,至少在千萬元以上。如此數量和巨大投資的充(換)電站,誰來建、怎樣運營?短期都是問題。目前,只能是在部分區域之間(如北京與天津之間)的高速公路上建充(換)電設施,進行局部的示范運行,這就限制了電動汽車的使用范圍。

3、此外,如果新能源汽車實現大面積應用,我國電力資源也難以承受。

進入新世紀,自2003年出現大面積的全國性電荒以來,我國就一直未真正擺脫過”缺電”之困,并且有加劇之勢。我國的能源稟賦及電力結構決定短期內難解”電荒”之困。據有關資料,當前,我國電力供應約77%來自于煤電,16%是水電,2%左右是核電,其它化石能源電力占4%,余者僅約1%來自風力、太陽能、生物質能、地熱等可再生能源。由此可見,煤電占絕大部分。現在,全國煤的年產量已高達30多億噸,幾乎到了產能的極限,再大幅度增長是不現實的,也不符合國家科學發展的政策導向。

在經常缺電、有時候是嚴重缺電的情況下,大規模普及使用電動汽車是不切合我國具體國情的。就全國范圍而言,市場投放50萬輛電動汽車,不會對電網負載造成很大影響;但若發展到500萬輛,情況就不一樣了。如此多的汽車,跑起來需要的電量就十分可觀。按每輛電動車電池組容量20kwh計算,如果這么多電動汽車在某一時段集中充電,所需的電量要占到電網峰值的2-5%。

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二、新能源汽車區域性運營大有作為,市場廣闊

近期,我國新能源汽車產業化的突破口在哪里?我認為,在公交車、出租車、上下班代步用車、市政用車、公務用車等區域性運營方面,新能源汽車還是有很大空間的,應是近期重點發展方向:

——續駛里程短,對電池要求不像長距離行駛那樣高。相比跑高速公路的長距離行駛,公交、出租等車輛在特定區域行駛,對電池的續駛里程要求相對較低,可以據此對電池的重量、成本等進行有效控制、優化。

——充(換)電站建設具有便利性。在特定區域建充(換)電站,相對集中,可由當地政府牽頭組織電力公司等市場主體來建設,并能較快形成區域性充(換)電網絡。

——總的節油效果將會很明顯。可以算筆帳:全國出租車大概有120萬輛,一輛出租車的油耗相當于10輛私家車,全部出租車的總油耗就相當于1200萬輛私家車,占目前我國汽車總保有量1.14億輛的10.5%。如果將全部出租車替換成純電動車,油耗就能降低10%。此外,我國城市公交車有50萬輛,目前市面上常見的公交車百公里油耗一般在20-30升柴油(考慮到市區行駛怠速、起步工況比較頻繁,實際指標要高一些),每天約跑210公里,一輛公交車每天的油耗在60升左右,全國城市公交車一年的總油耗就是930萬噸柴油,要占到我國車用柴油年消耗的12%。此外,據有關數據,目前黨政機關及行政事業單位公務用車總量已達200多萬輛(不包括醫院、學校、國企、軍隊配車),將現有公務用車替換成電動汽車,不僅能降低油耗,還能在很大程度上避免公車私用(因跑不了高速公路)。

——有助于解決城市環境污染問題。目前,汽車尾氣排放造成的環境污染主要集中在城市里。檢測PM2.5值對城市空氣質量提出了更高的要求。區域性推廣應用新能源汽車,雖然跑不了高速公路,但可以極大地緩解城市環境壓力,而這正是我們大力發展新能源汽車希望達到的主要目標之一。

三、新能源汽車合理的商務模式:換電為主,充電為輔

基礎設施和商務模式是新能源汽車產業化的重要條件。發展新能源汽車,需要探索合理的商務模式,妥善處理好汽車廠、電池供應商、電網、運營商、客戶等的關系,協調好相互間利益關系。

新能源汽車的基礎設施,目前主要有交流充電樁、直流充電站和電池更換站三大類,從運營模式看,主要有充電模式、換電模式。從短期看,應以換電為主、充電為輔。

換電所具有的優勢:相對于充電來說,換電所需的時間短是顯而易見的。目前,我國一些地方建設的大型充換電站,整車綜合換電時間能達到平均6至8分鐘,與傳統車輛加油時間基本相當。換電的優勢還在于:

——方便管理:換電模式主要面向出租車公司、公交公司等集團用戶,便于統一標準、統一管理。

——可以晚上充電,利用谷電。在換電模式下,換下的電池可以集中到晚上充電,利用低谷電量,這樣不僅能節省電費,還能提高整個電網經濟運行水平。未來,充電基礎設施的發展將與智能電網的推廣應用有機融合,從而既保證電力供應,又節約用電。

——實現換、充設施分離。在換電模式下,可以考慮利用現有4S店、維修站等網點來建設簡易換電設施,投入成本很低;充電設施則可考慮與換電設施分離,集中建若干個。這樣相比新建充換電一體站,投資小、見效快,也能充分利用現有的汽車銷售網絡資源,發揮多個市場主體的積極性。

當然,換電模式也有一定缺陷,如果從經濟性角度分析,換電站需要購置并保有一定比例的冗余電池。

充電為輔:在用戶集中區域,如政府、大企業辦公區域,可以建一些充電設施(充電樁)。這些地方的汽車一般就是上、下班時使用,可利用白天工作時的停泊時間來給電動汽車充電。另外,對私家車的電池進行更換目前很難被接受,消費者普遍對電池更換后的質量和性能存有疑慮,因此,對私家車更適用的商務模式是充電模式。

最后,實現新能源汽車產業化,離不開政府強有力的引導和支持。我國政府已為此做了大量的工作,取得了明顯成效。借此機會,提點建議:一是盡快著手研究可操作的新能源汽車產業化路徑。二是制訂針對出租車、公交車等大客戶群體的換電電池標準。

總之,實現新能源汽車產業化,要結合現階段技術現狀,實行合適的商務模式,這樣才具有現實性和可操作性,在短期內實現突破。以上初步想法,供參考和批評指正。




責任編輯: 中國能源網