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新能源汽车补贴与高续航里程里挂钩,副作用不可轻估

唐俊 2018-11-16 2464 306

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为区域/园区工作者洞悉行业发展

动力电池的安全性始终排在第一位,不易爆、然,第二位是价格低廉、转换效率高 ,而发展新能源汽车的主要目的就是为了节能减排。但补贴与新能源汽车里程挂钩的政策,误导市场过分追求能量密度和高续航里程,造成了“节油不减排”的尴尬局面的同时,更对电池的安全性造成了极大的隐患。补贴完全退波后,大量高续航里程的新能源汽车也极可能面临难以市场化的尴尬境地。

  面对石化资源不断减少和环境污染日益加剧,从2012年起,中国开始大力推广和应用新能源汽车。短短五年内,中国新能源汽车行业实现了质的发展。为了进一步推动新能源汽车产业的发展,2017年中国新能源补贴政策加大了对高能量密度动力电池的支持,2018年新发布的政策延续了鼓励高续航里程这一思路。但这某种意义上的“燃油车”思路,强推高续航里程的发展,对新能源汽车产业的发展产生了一系列副作用。

新能源汽车补贴与高续航里程里挂钩,副作用不可轻估

  追求高续航里程与能量密度,对汽车安全性造成了威胁

  因为政策对高续航里程汽车的鼓励,中国动力电池市场格局发生了改变。三元电池等高能量密度电池受到了市场的青睐,2017年其装机量陡增了10GWh,而磷酸铁锂等能量密度较低的电池市场需求萎缩,装机量呈现下降趋势,跌幅为2.5GWh。2018年这种趋势被延续下来,三元电池装机量在上半年占比较去年年底增加了11个百分点,达到了56.4%,而磷酸铁锂电池市场则明显萎缩。

  依照目前市场的需求,三元电池中镍钴锰的比例由安全尚可的333逐渐向523、622、811转变。镍量的增加,可以提升材料比热容,但同时电池的安全性和热失控温度也会随之下降。在特斯拉所用的一种镍钴铝三元电池中,镍的占比为80%,类似的问题也同样存在。同时,大量企业为了实现新能源汽车续航里程的提升,在使用高能量密度电池的基础上,还竭力多安装动力电池。在各种因素的叠加影响下,新能源汽车起火等安全事故概率明显增加,其安全性面临着更大的威胁。

  从根本上来说,目前,新能源汽车的安全性和高能量密度还无法兼得。参考锂离子电池在手机中的应用,电池安全问题的耗费了行业 十余载的时间去研究和解决,但安全事故仍然不时发生,如2016年的三星Galaxy Note 7发生的电池安全事故。而新能源汽车的发展时间仅为5年,实际使用检验时间和相关测试验证时间均不具说服力。另外,由于绝大多数单个汽车搭载的锂离子单体电池数量均以千为单位,这意味着由电池引发的安全事故率也会随之上升。

  目前,对于锂离子电池来说,能量密度越高,单位体积内活跃的锂离子也就越多,引发的安全事故概率也会呈几何倍数增长。因此,应将电池的安全性放在第一位,再考虑提高电池能量密度,而不是一味追求动力电池的高能量密度。另一方面,对于聚合物电解质或者液态的锂离子电池来说,要想实现动力电池高能量密度和电池安全性兼备,要么采用固态电解质的锂离子电池,要么采用铝空气电池、金属燃料电池等新兴电池,但不管是铝空气电池、金属燃料电池还是固态电池,大部分都停留在实验室阶段,规模化生产才刚刚开始起步,其距离大规模在新能源汽车中广泛的应用还有相当一段时间。

  对高续航里程的追求在很大程度上背离了节能减排的初衷

  2016年,特斯拉就曾经因为碳排放超标被新加坡政府处以罚款。新加坡全部是化石能源发电,会产生二氧化碳,而汽车耗电会排放二氧化碳。该辆特斯拉在接受新加坡政府车辆碳排放(CEVS)标准检测时,被告知该车每公里要消耗444瓦时电量(百公里44.4度电),而LTA规定,对于所有电动车辆,电能源消耗标准是每瓦时0.5克二氧化碳,换算下来,Model S二氧化碳排放量为每公里222克,而一个百公里耗油7L的普通燃油车的碳排放量是189,所以特斯拉属于超标排放。因此特斯拉Model S被新加坡陆路交通管理局认定为“非环境友好车型”,车主也被罚款15000美金。中国发电能源的70%为石化能源,非石化能源或可再生能源占比为30%,尽管碳排放因子相较于新加坡略低,但新加坡的算法对中国新能源汽车有一定的借鉴意义:看似“零排放”的电动汽车,在发电和电池装备等过程中仍然存在着大量间接的排放和污染。

  一般情况下,普通电动汽车的碳排放比燃油汽车的碳排放明显更低。参考新加坡的计算法则,从汽车的全生命周期来看(包括发电和使用汽车等等),燃油汽车每百公里油耗最低为5L油,SUV的油耗甚至可以达到15-18L,消耗每升油的排放二氧化碳约为3000g,排放的二氧化碳从15000克到54000克不等;而电动汽车每百公里的耗能尽在10度-30度,其仅仅排放5000-15000g二氧化碳。电动汽车的碳排放量比燃油汽车的碳排放量低,通常意义上的电动车是环保产品。

  然而,电动车碳排放量会随着每百公里能耗的上升而不断增加,每百公里的能耗又与电动车的尺寸紧密相关,电耗与电动汽车的车身质量、尺寸或者续驶里程成正比。根据工信部发布的信息,电动汽车续航里程越高,给予的补贴越多。在实际情况中,如果电动汽车的续航里程越长,要求的电池能量密度也就越大,安装的电池相应越多,其质量也就越大,百公里的耗能就随之增高,碳排放量也越多,并不适合补贴和奖励。换句话说,尽管从技术进步角度而言续驶里程的增长是值得肯定的,但其作为碳排放奖励的依据并不恰当。

  另外需要提到的是,区分是否符合新能源汽车的标准,涉及到能源的生产处理以及汽车的制造使用等全寿命周期,目前并不存在绝对意义上的新能源汽车,市面上的新能源汽车也只是相对的概念,节能就等同于减排。从这个角度来比较高耗能的电动汽车与燃油车发现,前者百公里的能耗超过30度,排放的二氧化碳超过15000g,而燃油汽车的低油耗款型排放的二氧化碳甚至小于等于15000g,实际上高耗能的电动汽车与低油耗的汽油车碳排放旗鼓相当甚至前者更多,高能耗电动汽车节油但不环保。

  高续驶里程电动汽车性价比不高,不利于市场化

  杨裕生院士曾经表示,高补贴推动发展起来的纯电动汽车难以实现市场化。中国现在有百万计的电动汽车,在2020年补贴停止后,过去补贴越高,续驶里程越长的车将越难卖。百人会执行副理事长欧阳明高也曾宣布,他不支持发展500公里以上续驶里程的纯电动乘用车,主要原因并不是技术无法满足,而是该系列电动汽车的性价比不高。

  事实证明,过于追求高续航里程必然妨碍市场化,而且副作用相对较大。目前市面上补贴后高续驶里程车辆的售价并不高,如比亚迪秦EV450、帝豪EV450、比亚迪e5 450续航在400公里以上的车型,补贴后售价均在15万人民币左右拍换。但是需要引起注意的是,这三款车型的续航里程都是紧贴着补贴线,也就是说,是能够得到高补贴下的最小续航里程,补贴的影响力可见一斑。尼尔森中华区副总裁张振华曾经警告,在长续驶里程和价格方面,消费者的选择具有强烈的不确定性。从长远来看,选择长续航里程的发展方向无可厚非,但企业必须面临成本问题,不能长期固执于长续航里程。2020年补贴全面退出在即,长续驶里程车辆的成本将对企业造成巨大的负担,产品要成功市场化,就要“卖得掉”,否则就会没有市场、形不成市场。目前政策鼓励的高续航里程,未来补贴退波后,可能将对高里程新能源汽车的市场化造成极大的麻烦。

  结语

  动力电池的安全性始终排在第一位,不易爆、然,第二位是价格低廉、转换效率高 ,而发展新能源汽车的主要目的就是为了节能减排。但补贴与新能源汽车里程挂钩的政策,误导市场过分追求能量密度和高续航里程,造成了“节油不减排”的尴尬局面的同时,更对电池的安全性造成了极大的隐患。补贴完全退波后,大量高续航里程的新能源汽车也极可能面临难以市场化的尴尬境地。


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