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歐陽明高:公交客車電動化的“最”字評價與燃料電池客車的技術并存

2020-01-07 作者:吳永強 來源:中國客車網

  “中國的純電動客車,公交電動化在全球走的是最成功,或者說到目前為止也是最先進、覆蓋率最高、競爭力最強的。”這是中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高,對過去十年新能源公交客車電動化發展的一個總結。

中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高

  回顧2019年發展,中國客車網用戶滿意度調查小組在全國各地采訪中發現,純電動客車的推廣對中國新能源汽車的發展起到了至關重要的作用。“我們所謂的兩頭體的戰略,一頭就是客車,另一頭是微型車?,F在我們的大客車已經批量出口,有些城市公交已實現全電動化了。”歐陽明高談到。

  “氫燃料電池動力系統更適合于長途、大型、高速重載車。在客車領域,氫能源在儲能方面優于電池儲能,未來有發展的潛力。”在展望氫燃料電池客車未來應用時,歐陽明高向中國客車網記者表示,氫燃料電池的推廣如果借鑒新能源汽車“十城千輛”的示范模式,選擇氫能資源豐富的區域,通過規?;a,降低成本,形成產業鏈條可能是更加合理的推廣方式。

  公交客車電動化之路前景光明

  一直以來,具有“零排放”的優勢使純電動客車備受青睞。正基于此,中國客車企業積極響應國家號召,大力發展新能源客車。綠色公交深入人心,零排放客車被大眾普遍期待,新能源客車尤其是純電動客車一直是中國新能源汽車探索與實踐的先行者。

  歐陽明高表示:“純電動客車剛開始起步階段也歷過一個比較艱難的過程,深圳公交剛開始電動化時,包括充電樁的建設、電池的壽命、容量受到很大質疑。公交公司普遍不愿接受,但是三年之后得到了極大地改善。”截止目前,在新能源客車推廣應用方面,深圳毫無疑問走到了全國乃至世界的前列,“創造出一個100%電動公交客車之城”。值得關注的是,這座“創客之城”超過90%電動公交來自比亞迪。

比亞迪用新能源車和云軌打造綠色大交通解決方案

  在“公交全面電動化”推進過程中,深圳巴士面臨著購車成本高、充電設施不足、場站資源短缺、駕駛習慣難磨合、經營模式難度大等問題。深圳巴士與比亞迪等廠商的合作模式值得借鑒。他們探索出“車電分離、融資租賃、充維結合”的商業模式,有效克服了購車成本、能源補給和動力電池難保等系列難題。

  深圳巴士之所以選擇比亞迪,與比亞迪領先的動力電池研發技術和全生命周期的服務保障密不可分。

  過去一年,以比亞迪為代表的中國公司加快技術創新力度,尤其在電池技術方面,推出了“刀片電池”技術在動力電池能量密度方面具有里程碑意義。刀片電池,指車有多寬,電池可以做到多寬。一片一片疊起來,剛度、強度非常好,還可做成結構件。"這是很重要的創新。同時電池單體制造成本還實現了進一步下降。"歐陽明高表示。以前大家認為磷酸鐵鋰電池跑不了500公里,因為裝不了那么多電池,現在則成為了可能,一個A級車可以裝到60度電沒有問題。

  據悉,2019年8月,比亞迪宣布將于明年5-6月推出全新一代磷酸鐵鋰電池,體積比能量增加50%,壽命長達8年120萬公里,成本下降30%。搭載新電池,新車續航可達500-600km。

  電動汽車動力電池的壽命問題,一直被很多人詬病的。"在電池壽命方面,比亞迪電動大客車現在已經提出10年100萬公里的質保,在商用車領域這已經非常好了。在抗低溫方面,寧德時代也做了新的一種自加熱技術,實現了自加熱2度/分鐘。"歐陽明高表示。

  值得一提的是,純電動客車的安全性同樣值得信賴。歐陽明高介紹:“當時,深圳有一個公交車出了一個安全事故后,之后便暫緩三元鋰電池的應用,所以中國公交車的電動化的安全也一直是非常不錯的,目前一直是由磷酸鐵鋰主導,所以到今天也沒有什么安全事故。目前到了開始普及的時候,所以現在它的性價比、經濟性已經非常好了,純電動客車的使用費用只是柴油車的大30%。”

  據了解,新能源汽車補貼政策到2020年會大幅退坡甚至取消,新能源汽車能不能頂住市場的壓力,形成相當的競爭力,現在仍是未知數。

  面對補貼政策壓力,歐陽明高認為未來“電動化”在公交客車領域依然前景光明。“國家在積極地推進藍天保衛戰,這對于新能源汽車產業的培養也是一個重大利好。另外,公交客車在我國是分車型、分區域實現全面電動化一個率先領頭的車型和領域,所以我相信后面還會越來越好。”歐陽明高說。

  可再生能源制氫 氫燃料具備經濟性

  今年的另一個熱點是氫燃料電池。“推動充電、加氫等設施建設”,氫能源首次被寫入《政府工作報告》。2019年也因此被認為是中國氫能的元年。中國的燃料電池商用車超過4000輛,其中客車占據了大概40%,60%是物流卡車。歐陽明高認為,隨著國家政策的持續扶持與社會資本的大量涌入,新能源客車領域蘊藏的發展機會正在被進一步挖掘,氫燃料電池客車發展前景可期。

  “客車對于應用燃料電池來講是非常好的一種車型。我們發明了一種新的燃料電池模式應用在客車上,就是小燃料電池,然后深度混合。也就是燃料電池只提供城市公交的平均功率,最大功率還是由電池供給,這樣就可以大幅度的降低成本,同時大幅的提高壽命,運行相當穩定”歐陽明高透露,“從最早研發到現在,目前已經取得了一定的技術難點突破,這種模式已經推廣到全國各大科技公司,得到廣泛認可。”

  氫能的優勢之一,是儲能成本低。歐陽明高表示,氫燃料電池客車從技術經濟性來講,已經可以跟柴油車抗衡。歐陽明高給記者算了一筆賬:“目前最新的12米燃料電池大客車,氫耗量剛剛在天津做的認證,該車在不開空調的情況下,耗氫5.5公斤到6公斤,那么5.5公斤到6公斤基本上比純柴油車節省30~40%,所以從經濟性上來講,氫燃料會比柴油要好很多。”氫能的優勢之二,是與儲電有互補性。電池是高頻雙向調節,氫能是低頻調節,二者可以完全互補。氫能的優勢之三,氫作為商品的屬性更好,可以通過儲運的方式,將能源進行轉移。當然,最經濟的方式是長途輸電、當地制氫。

福田歐輝BJ6123氫燃料電池城市客車

  談及氫燃料電池客車的未來應用,歐陽明高認為,氫能燃料電池客車下一個目標重點是冬奧會的氫能示范,這是全球最大規模的氫能燃料電池示范,只要把這件事做好,氫能汽車后面的發展就會比較順利。歐陽明高表示:“張家口已經有超過170燃料電池客車,當地的公交公司普遍反饋良好,尤其是冬天,由于當地實際情況,燃料費價格普遍較低,又可以跟柴油車進行競爭。”

  據悉,張家口利用自身豐富的風電、光伏可再生能源優勢,借助2022年冬季奧運會舉辦東風,正大力發展氫能產業。根據規劃,到2020年張家口市投入使用的燃料電池公交車、物流車、出租車將達到1800輛,建成加氫站21座,實現制氫年產2萬噸、燃料電池發動機產能1萬臺、燃料電池客車年產4500輛,初步形成從氫氣制備、儲運、加注到燃料電池發動機和整車研發、生產、檢測的全產業鏈。

  在歐陽明高看來,如果基于化石能源,氫燃料電池客車存在的意義不大。因此,氫能一定建立在可再生能源的基礎上。

  歐陽明高表示,未來可再生能源發電電價將來會極其便宜,儲能的成本反倒會占很高的比例,看一種儲能方式好不好,要看全鏈條,也就是可再生能源生產、運輸、儲存的成本。目前看電池的儲電成本非常高;如果大規模儲能的話,儲氫相對有優勢。要讓氫能燃料電池汽車具備合理性,還要做到哪些?為說明這一點,歐陽明高舉了一組數據,可再生能源發電比例超過50%(大概2035年可以達到);可再生能源發電的成本低到0.1元/千瓦時(目前水電是0.2元/千瓦時);儲能成本在可再生能源制、運、儲、運全鏈條綜合成本中占比達到50%—70%;另外,燃料電池的效率也足夠高的時候(目前燃料電池發電效率在50%,日本想提升至60%-80%),燃料電池客車就具備經濟性了。

  可見,發展燃料電池客車的現實挑戰是氫能燃料電池全鏈條的技術經濟性。這個挑戰有多大呢?歐陽明高將燃料電池和動力電池進行對比:根據日本氫能燃料電池乘用車技術路線圖,到2025年,燃料電池+氫瓶+電池的成本樂觀的話,可以達到5萬元;但此時我國動力電池在500公里最多是4萬元。雖然燃料電池全產業鏈的經濟性不佳,但是儲電還是要比儲氫貴,所以里程越長,儲氫的收益就越大。就是說儲氫的成本隨著里程的增長可以累計出比純電動客車更高的收益,來抵銷掉燃料電池成本,達到平衡點。

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