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另还有一个是成本问题,装那么多电池成本怎么办?成本要全产业链发力重点环节突破。首先,最为薄弱的环节是原材料,百人会刚在青海做了一个电池材料的研讨会。电池材料主要在青海那边,一吨碳酸锂成本1万—2万,卖15万—17万,这是高额利润。合理的价格在多少呢?3万—5万,如果到达这个价格电池成本还有可能大幅下降。另外一个就是生产制造环节降成本,电池良品率还不够高,一致性还不够好。
第三个,材料回收和再循环利用,钴是非常稀有的材料,全球就那么七八万吨总的储量,所以必须回收。现在一辆特斯拉还要用十几公斤钴,是很大的数。到了2020年,镍的比例提高、钴的比例会下降,但是5公斤是要的,所以必须要回收。
总之,材料的成本是最关键的,而且材料的涨价也是最不容易控制的,因为材料是资源问题。
究竟降到多少才算低呢?可以按照内燃机动力系统的价格来反算纯电动力系统的价格,反算一下,比方说这边是发动机、变速器、油箱等等,这边DC/DC、逆变器、电机其加起来电池用60千瓦时,能走多远?到2020年可以走400公里一点问题没有,这样算出来价格要等价的话,电池必须每千瓦时102美元,就是100美元,六七百人民币一度电就可以跟内燃机等价。这个价格什么时候能达到呢?我个人估计2020年每千瓦时大概在1000人民币,100美元之间,但是很难做到100美元,可能有的企业做到,有的企业做不到,平均做不到。2025年大概在100欧元跟100美元之间,就是2025年是可以做到的,所以估计是在2020年—2025年做到这个价格。
一旦做到这个价格,就是拐点全方位出现,所以估计纯电动汽车推广的进程大概是这样的:第一阶段,2010—2015年,示范考核公共领域政府“第一推动。第二阶段,2014—2017年,政府补贴+政府限购老百姓被动“吃螃蟹”。第三阶段,2017—2020年,充电设施后来居上破解“鸡与蛋”的关系,现在拐点已经出现。第四阶段,2019—2025年,双积分政策,现在进入市场的电动车反馈还是不错的,没有太多人抱怨电动车,所以会形成市场和政策双轮驱动。真正纯电动车突破性价比在2025年左右会实现大发展,这就是纯电动的技术路线。
有一个问题要特别提醒注意,刚才说的都是好事,但是有一件事不太好,高比能量动力电池安全性挑战,比能量越大,安全性越差。
这就是动力电池会热失控,温度上来,连锁反应,温度到达1000度就会燃烧爆炸,尤其是一个单体燃烧之后像放鞭炮一样,电池一般都有几百只到上千只,大客车是几千只,如果让它在整个系统里面蔓延出去,那大事故就来了。大家知道,100节电池的能量就是50公斤TNT,所以这是要解决的。为此清华大学团队做什么呢?全方位做安全。建立安全实验室,包括电池碰撞,也包括电池的化学,还有电池的集成。现在不仅仅是国内的厂家关注这个问题,全球顶尖级的厂家都在跟我们合作,奔驰、宝马、日产,其实最开始引入我们进入安全领域的是宝马。现在保持要我们给它转让知识产权,说明这块中国做的并不慢,因为出的问题最早,当然做的也就最早,所以什么事情都有一个先发优势,后发优势是很难形成的,先发优势还是可以的,所以现在他们来找我们要转让知识产权。
比方说热失控的扩展,我们可以防止它,一个热失控了,第二个、第三个等等后续一个一个接着来,系统可以控制住,不能热失控。以前说大客车,200瓦时/公斤的不可能上去的,现在200瓦时/公斤的三元电池,系统是150瓦时/公斤的,这个已经比例非常高了,已经做出来了。以前大客车基本上用磷酸铁锂,三元根本就不敢上,三元150瓦时/公斤都不敢上,现在我们200瓦时/公斤都可以。
第二方面,燃料电池技术路线。
中国燃料电池的技术路线跟国外不一样,觉得也还是有一定优势的,国外的大客车是纯燃料电池驱动,轿车是全部燃料电池,燃料电池搞的很大。中国的是燃料电池跟动力电池的深度混合大客车,燃料电池做辅助动力的增程式燃料电池轿车,这是中国的技术路线。这么做的好处是成本降低,因为目前燃料电池比电池要贵,最重要的是耐久性的提高,燃料电池最大的问题是耐久性,但现在国内已经做出了燃料电池发动机。去年是一个启动年,今年有可能成为中国燃料电池汽车全方位商业化的元年。
这中间一个核心问题是怎么突破燃料电池,现在燃料电池混合动力大家都会做,因为常规混合动力都会做,都不是问题。但是燃料电池还是根本的,虽然混合动力解决了一堆问题,但是燃料电池本身还是很重要的。经历了很多年的研发,燃料电池的技术路线是从底向下,做催化剂、再做膜、再做极板、再做堆、再做发动机,一般搞电化学催化剂的的人在做,再做发动机,再做车,这种模式走了十多年,说明产业化走这条路是有问题的,所以技术路线是从上至下,先做动力系统,这个已经实现了。
第二步,研发燃料电池发动机电堆外协,这已经完成了,现在研发燃料电池膜电极外协。现在搞电驱动,IGBT是最难的,技术是长期积累的结果,膜电极相当于芯片,所以在我们的技术路线中,芯片是最后在攻克。现在已经做到第三步,现在在筹划第四步,靠什么?靠人。没有人怎么办?引进国外最高端的人才,现在人才已经搞定了,下一步朝这个方向发展。这就是燃料电池的混合动力系统,电池、燃料电池、控制,这里头的控制器是株洲所的,现在已经换成了轮边电机,DC/DC我们自己开发了。经历了2008年示范、新加坡示范、燃料电池有轨客车,最后到燃料电池发动机,去年是100台的销售。现在电池客车5个公告,其中有4个是亿华通的燃料电池发动机。
未来的走向,说燃料电池不能局限在汽车领域里头,燃料电池是能源前沿技术,不仅仅是汽车的前沿技术,如果局限在汽车里,这件事情是很难成功的,应该是是全方位的。燃料电池有点像我们的柴油发动机,不是汽油机,汽油机可以由电池完全取代,但是柴油机用途非常广,不光是汽车,坦克、飞机、船舶、发电全都有柴油机,所以燃料电池定位在一个通用型的动力机械,这是发改委能源革命创新行动计划关于燃料电池的一个路线图。
我去年稍稍比较保守,为什么比较保守呢?因为国内这个产业太热了。比较理想和正常的应该是2020年1万辆、2025年10万辆、2030年100万辆,这是未来要形成的。
最近中国燃料电池代表团刚刚访问日本回来,观感有几点,第一,日本仍然还是比较缓慢的,基础设施还是比规定进展的要迟缓。另外,他们挑战了技术难度过高的乘用车,现在每天大概生产13台。他们公交车公司又太小,没办法来更换新能源车,这是他们的弱点。美国应该说今年的预算,2018年的预算,明年的预算比今年还要有所下降,因为特朗普上台之后对所有的预算都在往下减。中国活跃,资本市场运作兴盛。我们有一个最好的,就是以公交车、物流车、出租车为突破口,我们完全有希望后来居上,我相信2020年之前燃料电池车也会在全球第一。
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