纯电动汽车如何才能走更远?
2015-01-09
文 本刊记者 郭 隆
纯电动汽车如何才能走更远?
文 本刊记者郭 隆
在北京,先是购车免税,不限行政策随后出台,纯电动汽车的“春天”似乎已经到来。不过,2014年特斯拉在中国市场的境遇,如过山车般从云端一路下跌,从中折射出纯电动汽车的发展还有很多难题。
据汽车行业预计,经过2014年的试水,2015年全国新能源汽车销量可达20万辆。
在北京,先是购车免税,不限行政策随后出台,纯电动汽车的“春天”似乎已经到来。
不过,2014年特斯拉在中国市场的境遇,如过山车般从云端一路下跌,从中折射出纯电动汽车的发展还有很多难题。消费者始终对续航里程、充电时长和充电设施心存疑虑,这些问题得不到解决,就难以改变“政策热、需求冷”的局面,纯电动车产业的发展依然前途未卜。
“绿电”革命需防止污染源转移
“无尾气、无噪音、无油耗,节能减排,动力强劲。”今年“两会”上,市政协委员、北京麋鹿生态实验中心副主任郭耕驾驶着他的银色纯电动小汽车抵达报到现场,关上车门,他兴奋地夸赞起自己的新能源“座驾”。
身为全国知名的环境保护与教育工作者,近年来屡屡出现的严重雾霾,使郭耕深感环境污染是民生之患、民心之痛。“我多年来一直对购买私家车很是纠结,买了车就增加了一份能源消耗和碳排放,同时也加入了添堵的队伍。”郭耕说,一直以来,他都很想拥有一辆零排放的纯电动汽车,每天驾驶着它在麋鹿苑里和“老伙伴们”一起生活。
2014年8月,在政府、企业的双重补贴下,郭耕以不到9万元的价格成了“第一个吃螃蟹的人”。自此,他开始轻松上路,清净驾乘,不再有开车制造尾气、产生油耗、增加雾霾的负疚感。
“电动汽车无尾气排放,不需要排气管,也就不会对我们身边的环境造成污染,这是它最大的优点。”郭耕说,电动汽车让他实现了“开车顾及环保”“发展保持绿色”的出行理念。而在2015年4月1日召开的国家环境监测现场会上,环保部对北京等9城市大气污染来源的权威结论,更加印证了郭耕的感受。研究结果表明,北京、杭州、广州、深圳的首要污染来源是机动车,机动车尾气成为北京地区大气污染的“罪魁祸首”。而早前北京市环保局公布的北京大气污染源解析结果数据显示,北京本地产生的PM2.5的主要污染来源包括机动车、燃煤、工业生产和扬尘等,机动车尾气污染是本地污染源中占比最大的一部分,约占到本地污染排放的30%左右。
在2015年市政协全会上,多位政协委员提交提案为推广纯电动汽车建言献策。大家认为,推广以纯电动车为代表的新能源汽车,是实现节能减排,保护自然生态环境的理想选择。
针对纯电动汽车的环保性,也有人提出了不同看法:电动汽车也不节能,用电也是烧煤;电动汽车报废后的电池处理也是问题;电动汽车虽无末端污染,但仍在发电的源头制造碳排放……
面对人们的疑虑,郭耕给出了自己的分析。“首先,科技的发展方向是‘绿电’,像水电、风电、太阳能发电都能用在电动汽车上,这些均为清洁能源且可持续。可见,从能源的替代和转换讲,电动汽车就比传统燃油汽车有着更光明的前途。其次,耗电与耗油,都是能源消耗,但性质完全不同,电是可以使用清洁方式产生、可以永续利用的,油则是燃烧了地球有限的化石能源,越用越少,燃烧之后还会产生温室气体,污染大气。”在他看来,以纯电力驱动替代汽油驱动,已经发生了质的变化,是用能上的革命。
车展上展出的上海牌燃料电池轿车
郭耕坦言,相比传统汽车,电动汽车存在续航里程有限和外出充电困难等障碍,“但这可以通过技术进步和政府政策支持逐步解决。”
“纯电动车自身性能的稳定性目前还不好说。”对纯电动汽车的发展与推广之路,市政协委员、中国石化北京化工研究院教授级高级工程师朱良持谨慎态度。“电池的能量密度和使用寿命无法在现阶段有一个质的提升,相比燃油来说,这是动力电池的天然缺陷。”朱良认为,目前纯电动车的寿命和大修成本等还不明朗,如果几年后需要大规模的更换电池,而电池的成本将近于整车价格的一半,政府和消费者的投入都很难“合算”。
另外,朱良谈到,当下的购车补贴和现行优惠政策很大程度上是基于电动车的环保优势,为推广其使用而实施的。“固然是没有尾气排放,不会造成污染,但从拥堵角度说,只要多一辆车上路就必然添堵,所以电动汽车在大规模推广后,一系列优惠政策能否持续并不确定,至少不能保证永远不限行。”
对于电动汽车的环保问题,有关专家指出发电方式和电池回收是一定要考虑的环节。一位动力技术专家表示,电和电池是纯电动汽车是否环保的两个关键点。如果发电方式不环保,发展纯电动汽车,只是转移了污染地域,集中了污染源;电池制造回收不环保,只是换了一种污染的方式。“当然,也可以积极的看待这两个问题。对发电来说,通过集中的产业升级,集中发电,更方便控制污染的制造,而电池的制造也可以依靠科技的发展和产业升级。”
破解“里程焦虑”动力电池还需给力
纯电动汽车的驾驶者,或多或少被“里程焦虑”所困扰。尽管续驶里程远远大于自己将要行驶的里程,也会不由自主地产生这种情绪。对此,北京汽车新能源汽车有限公司技术总监原诚寅认为,从根本上解决纯电动汽车续驶里程短的问题,还需要从动力电池本身入手。“如果动力电池在容量上再登一个新台阶,使续驶里程突破300公里,就能极大缓解消费者的‘里程焦虑症’,电动汽车才有望实现飞速发展。”
“锂离子电池是当下和今后一段时期我国新能源汽车电池的主流配置。”原诚寅表示,由于工艺路线和生产设备已经成熟,锂离子电池已成功投入电动汽车的商业化应用。就其性能而言,一次充电行驶里程可超过150公里,在电池寿命上达到6年行驶15万公里。“相比之下新一代铝空气电池、镍氢电池等还在试验阶段,其储电能力无疑会上升一个台阶,使续驶里程达到300-500公里。”
是不是电池容量只能做到支持150公里的续驶里程呢?中国电池工业协会工程师张昱认为,电池容量还将会有较大程度的增长。她表示,纯电动汽车续驶里程的长短主要取决于电池的正负极材料。现在随着电池技术的逐渐进步,电池正负极的材料含能率越来越高,可以发生能量转移的能力更强。她举例:“同样大小的铅酸电池和锂离子电池,锂离子电池所含的能量就高于铅酸电池。如果按照一定的容量来设计电池,锂离子电池的体积就比相同容量的铅酸电池小。”
“实际上,影响电动汽车充电续驶里程的因素是多方面的,如车身重量、风阻大小、空调使用、制动能量回收和传动系统的能耗效率等,其中能耗效率又与电动汽车内变速箱、减速器的配置等密切相关,所以电动汽车的续驶里程应该是一个综合因素决定的。”原诚寅说。
同时,原诚寅提示说,持续的快充会加速电池储能能力的衰减,而锂电池较好的使用方法是“浅充浅放”,相比“满充满放”而言,电池的充电次数和使用寿命都会延长。“所以作为新能源汽车的使用者要改变一些习惯,原来往往是汽油快用完了再加油,现在最好是有机会就把电池充上,一方面保护电池,同时也减少里程焦虑。”
电动汽车使用衰减的废旧电池会不会对环境造成二次污染?针对这一大众关心的环保问题,原诚寅指出这正是一个循环利用的绿色产业。他强调,“电池是一个储能部件,除了在电动汽车上使用,衰减程度在80%甚至60%以下的电池,完全可以应用于电动自行车、电动场地车等储能供电上。”
“从整个的电动汽车产业的环保角度讲,电池的残值能否得到有效利用非常关键。”原诚寅指出,这是一个完整再制造或再生产的产业链,是变废为宝的关键环节。这些看似废旧的电池在进入现代化管理模式下的大规模制造后,所出来的产品还是安全、环保、健康、品质的产品,只是原材料的成本更低且更大限度地发挥了它的利用价值。他强调,绿色环保是一个生命周期,要实现从一级产品制造到后期报废和循环再利用整个过程的“绿色”。“目前国家已经规定整车企业有责任对电动电池进行回收再利用,未来这将是有潜在巨大市场价值的新型环保产业。”
障碍所在充电、充电、还是充电
驾驶电动“座驾”半年后,郭耕认为充电难是电动汽车推广的最大障碍。
郭耕开电动车上下班每天行驶约50公里,充一次电可以行驶150公里。在他居住的松榆西里小区只有他一人是电动汽车车主,物业以“安全责任”为由不给安装充电桩,郭耕每次充电都要把车开到单位。
“除了在单位有充电桩,在其他地方,包括所住小区都没法充电”。郭耕表示,电动汽车本身的缺陷是续航里程有限,但可以通过充电设施的排布予以弥补,“充电设施进社区、加油站、宾馆饭店、超市商场等的停车场是最实际的”。在郭耕看来,续航里程是纯技术问题,随技术的发展而改进;而充电方便与否是政策问题,关键看政府的配套政策能否跟上。“实际上只要有个220伏、16安的插座便能充电,相比加油站,城市电网无处不在更为普遍,充电难问题反映出社会的基础设施建设的不足。”
北汽纯电动汽车“新世界 深呼吸”绿色出行活动
“纯电动汽车尚存在两个天然缺陷:一是电池的能量密度远低于纯汽油车,就是说以目前的电池水平,其所储存的能量比同重量或同体积的汽油提供的能量有明显差距。另一方面,就是与加油相比,充电时间过长。”朱良指出,在这两种天然差距或劣势下,要想推广使用纯电动车,发挥其“绿色”优势,就要出台相应的政策解决充电难问题。
如果像加油站一样设立充电网点是否可行呢?朱良的看法是这只能作为临时充电的辅助手段,因为充电桩充一次电至少要将近一小时,时间成本和占地成本对车主和运营商来说都不现实。
“所以必须解决居家充电问题,可行的办法只有把充电问题跟停车相结合,也就是充分利用夜间停车时间,在小区停车位上安装充电设施。”朱良建议,政府要出台一整套政策,让物业公司允许车主在固定车位安装充电桩,同时电力部门要提供符合标准的电力条件。“物业不需要亲自去安装,但要同意业主的安装需求,提供“许可服务”,就像每家装空调物业当然要允许业主在外墙上打洞一样。政府要出台政策和标准,界定好物业、车主等各方的职责和法律责任。”朱良说。
从目前来看,屈指可数的几个充电网点显然不能满足越来越多的私人电动车充电。“充电难”将如何解决呢?对此政府层面已明确表态,北京在今年将大规模建设新能源汽车充电桩,目前已完成城区1600个公用快充网点选址,涉及1200个小区,最多的一个小区安装了7个充电桩;公用充电桩的点位全市已有188个,总共有1425个公用充电桩,其中70%都在五环以内。充电点大部分布设在高速公路休息区、商业停车场、4S店停车场、写字楼等地。据悉,未来在居民区、商业中心、写字楼群、具备条件的加油站以及景区景点等地也将展开充电桩试点。
“要看到纯电动汽车充电也具有得天独厚的有利条件。”市政协委员、北京市技术市场管理办公室高级工程师丛巍认为,纯电动汽车充电要依靠电网,而电网是至今为止普及最广和覆盖面积最大的网络,国家和地方电网可以说是无处不在,是与消费者关系最密切、距离最近且离不开的网络,因此,理论上说只要有电(电网覆盖)的地方就可以解决充电问题。“这个优势使纯电动汽车充电难问题的解决成为可能。而一旦解决了纯电动汽车充电问题,就可打开纯电动汽车规模推广的通路。”
此外,无线充电技术让电动车消费者看到了更多选择。在20余位全国政协和市政协委员、市人大代表到中兴公司调研座谈会上,中兴新能源汽车公司董事长孙枕戈介绍说,无线充电技术无需另外征地,无地面凸起。汽车停车入位后,无需充电桩和充电枪,只要用户用手机APP发送一下指令,汽车就可以进入充电状态。“这项技术是我们自主研发,下一步我们准备在北京微循环公交推行。”
“桩充与无线充各具特点可以相互补充”,对于这项新技术,丛巍指出,两者有机结合,有利于北京地区电动汽车充电设施布局,创造充电便捷的局面。丛巍建议,市政府应依据北京市的大气环境治理目标,对解决本市电动汽车充电问题结合市场需求,站在消费者角度作出切实可行的规划设计,将电动汽车桩充与无线充有机结合的充电模式列入北京市纯电动汽车推广计划。对于小区、商超、学校、医院、公园、公共停车场(位)、市政府划定路的路边停车位等露天停车位建议从安全、便利、不受环境影响、不多占地等方面考虑尽量采用无线充;而在相应的运输交通枢纽或结点及高速路服务区、有条件的各级公共服务单位等地点建设快速充电站(主要采用桩充,直流快充)或快速充电桩。
纯电动车鼓励政策
1、优惠政策
2014年1月,北京市政府出台了《北京示范应用新能源小客车管理办法》,规定在北京市购买新能源车的补贴与国家相一致,即按照国家和北京市1比1的比例确定补助标准。除了价格补贴,在北京购买符合“条件”的新能源车,还可在专用新能源小客车配置指标中摇号。另外,自2015年4月11日至2016年4月10日,纯电动小客车将不受尾号限行影响,具体执行时间由交管局公布。
2、“单独摇号”会不会添堵?
纯电动车不限行后会不会影响交通呢?去年,北京纯电动车指标供给量一共2万个,但最终这些指标并没有用完。今年,纯电动车的指标为3万个,2016年和2017年每年增加6万个指标,北京机动车保有量为550多万,从数量上讲,纯电动车占比非常低,对于交通的影响相对较小。
3、进口车能否上新能源牌?
北京市民购买纯电动车时,需要从相关部门提供的目录中选择。目前可享受北京市新能源汽车单独摇号和补贴政策的车型,从之前的7款增加至十余款。今年北京市民购买的新能源车车型将进一步增加,也给进口车上牌照。
另外,北京市鼓励拥有普通小客车指标的单位和个人购买新能源汽车,并且允许切换回燃油车,鼓励存量普通小客车更换为新能源汽车,2015年这项措施有望通过。