
近年来,中国汽车产业政策变更频频,尤其涉及增程式混合动力的定义问题备受关注。这一技术路线的争端背后,其实关乎国家科技部设定的“三纵三横”电动车发展路线。随着高能电池技术的迅速发展,安全电池路线也逐渐占据主导地位,影响着插电式混合动力/纯电动整车路线。而近期由WTW碳排放算法引发的二氧化碳排放争议更是加剧了这一技术路线的波折。万钢的文章则着重指出未来应该如何同步发展新能源汽车产业,为产业政策变动提出预测。技术路线的走向,似乎难以预测,现在或许应该更多关注于未来走向。
这几天,业内关于发改委22号令《汽车产业投资管理规定》的讨论在持续发酵中。
发改委这个文件主要的两个变化点:
关于事前核准的政策修改,这个与发改委的第14号令《企业投资项目事中事后监管办法》法规精神匹配,那么更重要的是为了配合目前鼓励资本流入以及外资企业建立相关企业的“放管服”改革。这一点和技术本身没有什么关系。
争议和疑问比较大的是关于增程式混合动力的问题。
那么更加惊悚的自媒体题目包括所谓技术路线变更,是否意味着3900亿补贴打水漂的文章。
尽管《汽车产业投资管理规定》的关于增程式混合动力的定义问题在今年年中的发改委《汽车产业投资管理规定(征求意见稿)》文件中已经提及,并且在各大网站以及自媒体方面都有过一波讨论。但是基本上很多人还是在具体的结构形式方面打转,一方面不理解为什么将增程式混合动力列为新能源,另一方面更不理解为什么插电式不如增程式。所以很多文章只能以“百花齐放,百家争鸣”来作为结尾。
事实上如果你不理解政策背后的技术路线的争端,那么你就很难理解中间的反复,你甚至也读不懂万钢在《人民日报》上文章的意思,连新浪汽车的新闻解读也都是一头雾水。大多数人就看到了一个氢燃料电池,然而事实上,万钢讲了很多很多。
在解答前面提出的问题之前,首先我要向大家介绍一下国家科技部所谓”三纵三横“路线。
国家高技术研究发展计划(863计划),从“十五”开始对电动汽车技术进行大规模有组织的研究开发,建立了“电动汽车”重大科技专项。在这个专项中,科技部首次提出了所谓的“三纵三横”的电动车发展路线。其中的三横,就是“多能源动力总成控制系统、驱动电机和动力电池”,后来简称为“电控、电驱、电池”三电发展。这么多年来,三横的定义基本没有改变。但是“三纵”的定义发生了3次变化。(在名次上一直维持混合动力,但是具体细则上区分HEV/PHEV/REEV)
我们主要来看一下区别:
2012年十二五期间:
《中华人民共和国科学技术部关于印发电动汽车科技发展“十二五”专项规划的通知》-:
“经多年探索实践,国际汽车产业界达成了电动汽车产业化战略共识:在技术路线上,近期(2010-2015年),在依靠内燃机汽车技术改进和推进车辆小型化实现降低油耗和排放的同时,为满足更为严格的节能减排法规目标要求,应尽快推进混合动力技术的应用,并发展小型纯电动汽车和插电式混合动力车;中期(2015-2020年),在混合动力技术得到广泛应用的基础上,提高汽车动力系统电气化程度,加大小型纯电动汽车和插电式混合动力汽车推广力度;中远期(2020年以后),各种纯电驱动技术将逐步占据主导地位,通过进一步发展纯电动汽车和燃料电池汽车,实现大幅度降低石油消耗和CO2排放。”
“电动汽车按动力系统电气化水平分为两类:一类是全部或大部分工况下主要由电机提供驱动功率的电动汽车(称为“纯电驱动”电动汽车,例如纯电动汽车、插电式电动汽车、增程式电动汽车以及燃料电池电动汽车);另一类是动力电池容量较小,大部分工况下主要由内燃机提供驱动功率的电动汽车(称为常规混合动力电动汽车)。从培育战略性新兴产业角度看,发展电气化程度比较高的“纯电驱动”电动汽车是我国新能源汽车技术的发展方向和重中之重。要在坚持节能与新能源汽车“过渡与转型”并行互动、共同发展的总体原则指导下,规划电动汽车技术发展战略。”
在这个十二五的通知中,插电式混合动力是属于电动汽车类的,而且明确了其主导发展地位。
2016年十三五:
“从基础科学问题、共性核心关键、动力系统技术、集成开发与示范四个层次,重点对动力电池与电池的管理系统、电机驱动与电力电池总成、电动汽车智能化、燃料电池动力系统、插电增程式混合动力系统、纯电动系统等六个方向进行研发部署,完善我国新能源汽车研发体系,升级新能源汽车技术平台,超前研发下一代技术。”—中国科学技术部副部长阴和俊
2018年12月:
“2017年以来,插电式混合动力乘用车呈快速增长趋势,应及时推动插电式混合动力向增程式混合动力发展,充分利用内燃机领域新技术,推广应用诸如稀薄燃烧、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发展,在带动产能转换的同时,使排放降到更低,有效支撑产业转型升级。”—前科技部部长,现全国政协副主席万钢人民日报文章。
万钢人民日报撰文:新能源汽车产业发展应在五个方面同步发力
“汽车整车投资项目按照驱动动力系统分为燃油汽车和纯电动汽车投资项目,包括乘用车和商用车两个产品类别。燃油汽车投资项目是指以发动机提供驱动动力的汽车投资项目(含替代燃料2汽车),包括传统燃油汽车、普通混合动力汽车,以及插电式混合动力汽车等投资项目。纯电动汽车投资项目是指以电动机提供驱动动力的汽车投资项目,包括纯电动汽车(含增程式电动汽车)、燃料电池汽车等投资项目。智能汽车投资项目根据驱动动力系统分别按照燃油汽车或纯电动汽车投资项目管理”—发改委22号令《汽车产业投资管理规定》
关于新能源汽车的技术路线其实有两条:
第一条技术路线,我称为高能电池路线:是以不断提升能量密度的三元锂电池的插电式混合动力与纯电动的路线,认为随着电池的能量密度的提升,对于从低速电动车到大型车,都应当采用高能三元锂电池,均可以采用纯电动技术,结合插电式混合动力的补充,以高能锂离子电池为突破方向。一方面单体电池的能量密度向350wh/kg,系统260wh/kg冲击,另一方面电池系统的成本尽快下降到0.8元/wh以下。(纯电与内燃机的价格平衡点为电池45欧/kwh,也就是0.35元/kwh)
第二条技术路线,我称为安全电池路线:是认为应当采用安全成熟的电池,结合技术实际发展实际节能减排的汽车。其中,低速电动车可以采用铅酸电池(目前铅酸电池的可回收率为100%,由于回收门槛低,企业获利模式成熟,污染很少,而三元锂电池的回收目前几乎为0,基本依赖政府补贴进行元素回收),也可以用锂离子电池,由市场决定。纯电动汽车主要应用在微小型车,中大型车以发展超经济内燃机为增程器的纯电驱电动车为主。其中,在电池方面,可以采用新一代的高能磷酸铁锂电池,单体比能量大概在180wh/kg,系统能量密度可以达到150wh/kg。
增程式电动车的主要逻辑在于:
2016年之前,中国以比亚迪为代表的企业自主掌握并有能力大量生产的只有磷酸铁锂电池,三元锂电池国内从2015年开始准备出货,但是当时包括韩国LG,日本松下等企业提前布局了生产线并大规模的倾销三元锂电池,计划在高能电池路线的开始迅速抢占中国的三元锂电池市场。2016年1月,工信部以三元锂电池安全审查的名义,中止了三元锂电池进入国家补贴目录的资格,这导致了中国当时上千亿规模的三元锂电池投资项目搁置,引发了汽车行业极大的讨论。安全电池路线赢了第一局。
我本人在2015-2016年期间也参与了技术路线的讨论,尽管当时有很多学者依然坚持磷酸铁锂电池路线并提出了很多看法(主要还有比亚迪等磷酸铁锂企业的背后支持与公开发声),但是磷酸铁锂电池确实是太糟糕了当时,系统能量密度低于80wh/kg,低温特性一塌糊涂。2016年工信部对于三元锂电池的拦截终究还是抵挡不住技术趋势对于高能电池的渴求,最终三元锂电池的发展还是发展起来了。高能电池路线扳回一局。
2017年2月,韩国萨德事件,引发了国内以LG电池为代表的三元锂电池系统的重新考量,稍微延缓了三元锂电池的替代速度。安全电池路线的喘了一口气。
2017年后,随着国内以CATL等自主企业在高能三元锂电池产能与技术方面的快速崛起和大量铺货,高能电池路线堂堂正正赢了。高能电池路线左右了大量的规划与法律,例如:
2018年下半年,随着高能电池路线遇到瓶颈,高能磷酸铁锂电池技术的新发展,安全电池路线自8月份开始,受到了从政府到学界人员的频频背书,而当年高能电池路线的倡导者们,也开始为未来的变调做准备,开始鼓吹以2030年为目标的固态锂电和锂硫电池,还有氢能燃料电池为目标。
从2018年下半年开始至今,开始出现转向安全电池路线的风向。
导致高能电池路线+插电式混合动力/纯电动整车路线波折,从短期来说的原因主要是:
然而,上述这些问题是今天才意识到的吗?当然不是。此前大家也都知晓有这样的挑战,而且也制定了很多应对的措施。但是为什么今年才想起来呢?根本的回答在于WTW的碳排放算法彻底扯下了插电混和纯电动汽车的遮羞布。
在阅读下面内容前,我建议大家首先要看一看我的上一篇专栏文章《电动汽车的续航里程差异的深度解读》
这篇专栏文章指出了一个残酷的现实,那就是:
2.在实际驾驶工况条件下,插电式混合动力的实际二氧化碳排放可能达到NEDC法规条件下的3倍以上。(例如VWGolfGTEDSG从1.5L+11.4kwh/100km,提升到3.3L+7kwh/100km,二氧化碳排放从35g上升到了131g)
所以,欧洲发现,在考虑实际驾驶工况的条件下,计算WTW(油井到车轮)的二氧化碳排放,得到的结果是:
欧洲,未来将是纯电动、弱混、气体燃料与燃料改质,以实际工况考试+WTW二氧化碳排放算法为核心公平考核多种驱动系统行驶的法规与市场导向市场。
对于日本来说,以马自达和丰田为代表的企业,根据自身的实际工况能耗调查与全生命周期WTW二氧化碳排放计算,同样得到了如下的结论:
而且请大家注意的是,下面列举的日本计算,是基于煤电仅占总发电量30%的日本能源结构计算的WTW二氧化碳排放。对于71%电能来自于煤电的中国来说,这一计算的意义更加重大!或者说,日本和欧洲的经验更加值得我们去借鉴!
我们再来看一下万钢的文章:
这几句话,几乎所有的解读媒体都直接跳过了,然而这才是最重要的内容。因为对已经发生的事情,已经没有太多辩驳的余地。我们更应该关注未来是什么。
而这一点,其实下面这张图,我两周前就在百度58汽车上和大家多次阐述了:
而更早的时候,我在2个月前的专栏文章中就有为未来两年埋的伏笔:
最后做一个总结:
JackyQ:电动汽车的续航里程差异的深度解读
JackyQ:面向2020汽车行业潜在产业政策变动预测
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