第468期【齐悦读—线上共读—透视新科技】“齐悦读”[线上共读] 《新能源汽车》
讲座题目：透视新科技——新能源汽车
主 持 人：胜 春
做客嘉宾：欧阳明高，中国科学院院士、清华大学教授。
何广利，北京低碳清洁能源研究院博士。
讲座时间：2023年6月26日～7月2日
（备注：讲座视频可循环播放）
透视新科技——新能源汽车
讲座内容：
各位好，欢迎收看我们今天的《透视新科技》，我是主持人胜春。人类从第一辆汽车诞生，到今天已经有100多年的历史了，而这些年汽车工业一直在不断地发展，我们听到最多的一个词是新能源汽车。我们这有一个数据，从2015年到2020年，中国的新能源汽车的产销量，一直排在全球的首位，我们通过短片去了解一下。十九世纪七八十年代，随着各种内燃机的诞生，汽车产业开始了百余年的飞速发展。据统计，截止2011年8月，全球处于使用状态的各种汽车已经超过十亿辆。这些车以燃油车为主，在服务人类生活、生产的同时，也给全球的环境和能源带来了沉重的压力，所以开发绿色能源汽车，成为各个国家的重要课题。2019年，中国的新能源汽车产销量分别达到124.2万辆和120.6万辆，已连续5年位居世界首位。然而，在2020年10月20日，国务院发布了2021到2035《新能源汽车产业发展规划》，提出到2025年，新能源汽车新车销售量要达到汽车新车销售总量的20%左右。这预示着在未来的15年里，新能源汽车在中国将拉开高速发展的新篇章。我国为什么要大力发展新能源汽车，与传统汽车相比，它又有哪些优势？
首先，我们给大家介绍一下我们今天请来的两位嘉宾，第一位是中国科学院院士、清华大学教授欧阳明高。接下来一位，是北京低碳清洁能源研究院的何广利博士。中国的新能源汽车销量是居世界的首位，那为什么我们再次要提出还要提高产量？这应该说是酝酿了20年，培育了20年，发展的一个必然结果，和对未来趋势的一个共识。因为新能源汽车，首先它是我们汽车的一场革命。以前大家还觉得有各种各样的争议，现在市场已经证明这个车是完全可以大规模进入家庭的。因为我们2020年，卖了136万辆，真正的销售也就是半年多，那么这么困难的情况，它还有这么大的量，也就是说这个作为一个产品，作为一个消费品，它已经被大众接受了，所以真的是它会来取代原先的车了，这是一个问题。那么第二个问题，就说“碳中和”，我们就必须实现新能源革命，就是真的要用可再生能源，大规模地取代传统能源。还有一个，我们新能源汽车它还有智能化，也就是说第一个是电动化，第二是低碳化，我们一般认为这是第三次能源革命和第四次工业革命，在我们这么一个产品上全部（体现），我是拉动整个这个革命的一个龙头。
其实刚才欧阳院士讲说，我们2020年新能源汽车的销量是136万辆，这个数字可能我们听起来觉得136万很多。什么概念？但是我们2020年一年，整体汽车行业的销售量大概在2000万辆，您算算这个比例其实很低，可能大概也就6%左右。我们讲可再生能源，比如说风电、光伏、水电，这些可再生能源发电。2020年的数据没出来，2019年我们可以参照一下，全国可再生能源发电总度数是两万亿度（千瓦时）电，占全国当年的发电量是27.9%，所以您看到其实新能源汽车这块，这个比例依然是很低的，我觉得大家第一认为这是个方向，第二这里边发展的潜力依然非常大，真正地经过了这几年的技术积累、技术的验证，这个事情到了技术成熟，价格可以接受，然后性能上也可以比较接近这个阶段了，那么再往后边，实际上恰恰是到了一个产业快速发展期，所以说我认为就是这是为什么？国家新能源汽车规划里，刚才说了占比大概5%，那个提到说我占比到20%，那这是一个几倍级的增长。我们今天研究新能源汽车，我们也不妨说一说，这个传统汽车它的缺点都体现在哪些方面？
那么一个当然就是污染，比方说柴油车冒黑烟，汽油车也有排放一氧化碳、碳氢等等，柴油车的颗粒物、氮氧化物，那个时候都占到城市的一半以上，车来的（排放污染）一半以上。另外一个就是能耗，也就是效率，那么我们以前燃油车的效率，20年前主要讲总的效率，一个轿车的总效率。我们要从油井开始到车能的话，大概在13%的能源利用率，后来改进了大概15%，但是这个（能源利用率）是很低的。如果我们把它变成混合动力，它马上就可以到30%以上。您刚才提到的13%和15%，这个利用率我们怎么理解？就是说你打油井的那个油，一升石油，你最终用在车能上的只有0.15升，就这个概念。因为中间有各种各样的（损耗），你炼油吧，对吧。炼完油了，你发动机，你发动机有效率，你发动机不可能全部都转换成有用功等等，全部加起来就百分之十几。但是如果我们混合动力，我可以提高一倍。变得更加节能了。对。所以，接下来我们要聊的这个话题，就是新能源主要是指什么？为什么是它们？
真正严格意义上讲，新能源是可再生能源。可再生能源的载体，我们现在主要是氢和电，就像我们做传统的石油是能源，汽柴油是一个能源载体。我们车上用的是载体，并不是说我们直接用风，我们直接用光，对吧。那么我们是用的是载体，那么我们现在（新能源）车上用的就是要么是电，要么是氢。那为什么没有想到其他的方向，比如说我们现在用那么普遍的太阳能等等。我们以前也搞过太阳能汽车，太阳能汽车就是把那个光伏直接铺到车上，但是它这个功率密度太小了，我们就把车铺满，它也就是一个千瓦，那没法驱动这个车。我要加速，我要功率大，我们要加速要5秒、6秒、百公里的话，你怎么的要100个千瓦，也就是一百几十匹马力，才能做到这样。就现有的科学技术条件，还没有锂和氢来得更快。这是没办法的，这其实还可以从能源形式稍微解释一下，不论是电还是氢，都是二次能源，就是二次能源什么意义？
它在自然界中是没有储存的，不像是说我采天然气一样，它地下有我给它采上来用。那么既然是自然界中没有储存的，那我为什么还需要它？那一定它有它最突出的优点，其实刚才欧阳院士讲的，它的能量密度高，它结合着锂离子电池也好，燃料电池装置也好，它的动力性强，那这些是别的替代不了的。当然是如果我直接，我不转一把二次能源，120块钱，直接在车上用（一次能源）更好，但是体积很大，重量也大，这个不现实。这是新能源汽车的初级阶段，因为这个时候大家会质疑，你这个电是什么电？你可能还是煤发的电，对吧。这个时候的确，很有可能是煤发的电，但是到第二个阶段，我们新能源车就要用新能源电，那真的就是用光伏发的电，风电发的电，这就是我们新能源革命之后，它就会用到这个了。所以电动汽车发展到一定阶段，我们有两个方向，一个方向就是追求我们要真的用新能源，那么另外一个方向它叫智能化，就是真的在将来就是智能化自动驾驶、无人驾驶等等，新能源的智能化的电动汽车。那目前我们国家主要发展的这种新能源汽车都有哪些内容？
实际上我们包含了三种不同类型的电动汽车，第一种，就是用充电电池的纯电动汽车。就是大家一般认为的电车，也是现在大规模进入家庭的这种车。那么第二种，它是可以从外接充电的混合动力车。所谓混合动力车，就是说它还有个汽油机在上头。叫油电结合。油电结合的，但是，一般的混合动力，它的电就是汽油机发的。但是还有一种它是可以，从外头取电的，跟那个纯电车一样的，但是它可能续航里程，纯电动续航里程比较短，就是短途是用电，长途是用油的，这种是叫插电式，也就是外接充电的混合动力车。那么还有一种，就是说是我们燃料电池（汽车），它用的是氢－空燃料电池，也就是说它是一个发电机，不是一个像我们充电电池，它是储电的。我们这个氢氧结合发出电，生成水，它是个发电机，发电机然后再给这个电机供电。一个是锂动力，一个是氢动力，区别到底是什么？那我们来看看相关的短片。与传统汽车相比，纯电动汽车是由电池和电机替代了原有的油箱和发动机，汽车的动力来源于电池中的电，插电式混合动力车则同时拥有油、电两套系统，在电力告竭的时候，可以使用汽油继续行驶。而燃料电池汽车，目前主要指的是氢能源汽车，它的氢气罐代替了油箱，氢与氧在“电池”里发生反应产生电流，进而驱动汽车前进。三种新能源汽车，因为驱动力来源由油变成了电，所以减少了尾气排放带来的污染，可以保护生态，是新能源汽车最大的优势。那么除此之外，它还有哪些优势呢？
说到新能源汽车它的优点和特点，其实我们普通人也略知一二，比如说我们都知道，首先排放污染要少了。中国2018年的时候，总的二氧化碳排放量大概在100亿吨，这里面大概交通可能包括车，包括船这些，就相当于运输领域大概在25亿吨。就燃油的污染。对，新能源汽车的源头电或者氢，它是来自可再生能源的话，那相当于你可以把这25亿吨减到接近于零，所以这个是非常非常，对于发展新能源汽车来讲是非常重要的一个点。然后，另外烧油咱们知道，油价这些年波动很大，那其实不是说我们的政府或是国内的油企它任意地来改变（价格）。现在中国原油的进口率是70%，所以相当大部分都是从国外进口的，那国外怎么波动，你就被动地接受。那它这个70%里边，实际上用于交通运输领域，汽油或者柴油来烧的话，大概50%左右。那么，如果是我们把这一部分变成新能源的话，其实还是说我们对国际上这种能源供给的依赖性也会大大降低。这是重要的问题，另外从我们制作生产上，新能源汽车它有哪些优势？
其实新能源汽车的制造比传统车还要简单一些，因为我们没有原先复杂的发动机，它就是电池、电机、电控，所以你现在看门槛低了嘛，谁都可以造车。从保养的角度也简单了，因为跟发动机相关的所有那些换机油什么的，没有了，所以我们现在保养很少的，包括使用费也是很低的。甚至在动力性方面也会变好，因为大家开过电动车，对吧。电动车用的是电机，那么有一个很重要的特性，就是电机起步加速的扭矩非常大。什么叫扭矩？那就是我们扭矩作用在这个轮子上的力，这个力乘以一个距离就是扭矩，我们起步加速这个很重要。是否有力，这都是扭矩决定的。制动的时候，你常规的燃油车，你制动那怎么办？你就踩刹车，对吧。那这个磨损刹车的，但我是电动汽车，那么基本上甚至可以不踩刹车。你刹车的制动力，这个制动用的比以前少多了，所以，它驱动和制动的性能都大大改善了。您听到过的哪些老司机对于传统燃油汽车跟新能源汽车的比较说法？最普通的一个说法是什么？动力性能好，对于新能源汽车来讲，举个数据来说就是我们做的非常好的烧油的这个跑车，可能那都是豪华车级。可能百公里加速说五、六秒，这已经是非常之厉害了，但其实对于新能源汽车，就是电驱动这种汽车来讲，它普通的车型百公里加速，基本上就可以做到不用豪华级。很轻松。很轻松，你踩一个油门，其实它就达到这个加速性能了，对于这个驾驶的司机来讲，它最切身的一个体会。但是，我也听到一些不同的声音，我们来看看相关的短片。
近两年，自动驾驶的新能源公交车，已经在国内很多城市上路，憨态可掬的外表，稳定的行进速度，让它受到很多市民的青睐，更环保，更节能，有更好的操纵性和制动性。与传统汽车相比，新能源汽车优势非常明显，但是在很多普通消费者看来，新能源汽车的续航问题，充电问题，安全问题等等，仍然让人对它持有观望态度。新能源汽车目前发展现状到底如何？人们所担忧的这些问题又是否能够得到解决呢？目前我们国家新能源汽车制造的现状到底是什么样的？我们现在卖的车，主要是纯电动车。纯电动车大概占了百分之七八十，插电的大概百分之二三十，燃料电池目前还很少，纯电动是占绝对主体的。因为它的经济性、成本各方面，它已经能够可以跟传统汽车竞争。续航里程一直是用户最关心的一个问题，充电的混合动力车，它轻松可以跑1000公里。但是对纯电动车，1000公里是我们一个目标，以前最开始可能就100、200公里，它每年都在改进，大概每年提升都有差不多50到100公里，所以现在实际上普遍都在500公里以上，那么正在向700公里，800公里，甚至其实1000公里是可能的，并不是不可能。
当然就是说你装了电池多，你当然成本就会高，所以现在大家其实常规的里程焦虑已经基本上解除了。现在是说冬天，你这个里程会缩水，或者说你标的600（公里），实际我开的时候，经常没用600（公里），这个标的跟实际的（里程）的确是会有差别的。为什么会出现这个差别？载人的多少？载重的多少？也看你开的方式，你要是匀速开40公里，那它可以开800公里，没问题呀。但是如果你跑车，你按跑车开，那200、300公里就没了，因为这就看你。驾驶习惯。驾驶的行为、环境、温度，也有很大影响。你要冬天，我电池本身性能会下降。冬天，你还取暖，取暖要耗电吧。但是我们要这么看，就是我们这些问题都会逐步得到解决，你比方说我原先是用PTC（正的温度系数）陶瓷，就是电阻加热，这个就很费电。那我们现在用更高级的热泵加热，那当然它的效率就会大大地提升。那对于轻燃料电池汽车来讲，它一个好处是什么呢？它启动起来之后，它的工作温度就在80（摄氏）度左右，其实它自然而然会产生一些余热，不额外耗油的。所以从这个角度来讲，它冬天或者是叫低温适应性来讲，其实它比纯电动汽车，这个还是相对来说会有些优势。
我们普通用户一种担心的问题，现在我们已经跑500、600公里了，下一个充电站在哪里？这个就是说我们目前充电，的确还有不方便的地方，其实只要家里有充电桩，这应该都问题不大了。就是怕长途旅行。长途现在大家担心的，当然就是快充的速度还不够，所以我们当然还在努力去不断地改进，这个的确充电是要继续改进的。我们现在可以做到是，比方说5分钟，给你补200公里的电。那已经非常不错了。这是基本上是完全可以做到的，完全可以做到的，这是对普通的，当然还有那种充电特快的电池是有的。但是它可能成本偏高，比能量偏低。还有一个就是国产的一种新能源汽车，它采用了新的方式，就是你到了地方换电池，就像加油站一样。这个也是我们业内，现在讨论比较热烈的一个话题。目前看就是换电（池），就是客户对比方说你说电池寿命不好等等，续航里程不够等等，成本高等等，到时候电池用完了怎么办等等，这些问题用户担心的问题，厂家说行，所有你担心的问题，不满意的事都交给我，你不用管。您指的“我”是谁？车厂啊，所以，我就给你换，你买车不用买电池。我们在汽车制造商这个行业当中，有这种普遍的认识和担当吗？有的，但是这是目前的一个现状，但是它也会遇到很多问题，现在有些厂家已经在推这个了。
还有一个问题，就是安全性的问题，自燃的现象。其实现在，纯电动车就是自燃的比例，跟燃油车是相当的，并不比它多，但是由于是新的东西，所以更吸引眼球。这个当然是我们作为专业人士重点研究的一个问题。为什么它会自燃？就是说这个电池跟（对）温度是比较敏感的，它要在正常的温度范围内，它才能够实现正常的电化学反应，但如果你温度高了，高到一定的程度，那么它的材料它热稳定就会丧失，这个问题现在应该说，机理上认识的是比较清楚了。那么我们解决方案有三个途径，一个途径就是说当然是要从材料体系本身去解决。比方说我们现在的电池也有很安全的电池，比方说有些材料它热稳性好，比方说磷酸铁锂电池，它本身它就几乎没什么问题，你拿针刺它也没事，我们本身要改进，但你说绝对一个电池都不出现（问题），这个还是做不到的。但是我们还是要对付这个概率，我们还需要想别的办法。我们按照新能源汽车这个类别往下分，涉及到一，所以到一就是纯电动，第二就是氢燃料电池汽车，对吧。一说到氢，大家都觉得那我车上放那么多氢这车安全吗？一听到氢这个词就会想到氢弹。是的，不安全。实际上刚才说燃料汽车的特点，它从动力系统的布置这个角度来讲，其实更像一个内燃机，为什么呢？
就说我发动机，其实是我的燃料电池，我的油箱就是我储存氢的地方，你说我现在停止工作，别给它供氢了，其实你燃料电池即使发生故障，它也不会有什么安全事故。那么另外一个层面，就是储氢这块到底安全不安全，尤其主流的储氢都是用高压储氢的方式，压力都非常高，大家觉得那个事情万一爆了怎么办？那实际上在出厂的时候，目前高压用的储氢气瓶，从国际上都有一套全球认可的法规，来测试这个气瓶，所以目前氢燃料电池汽车这方面，其实安全方面，目前基于它的原理，还有基于现在技术发展，其实是没有问题的。还有一个问题，在汽车市场有一个词叫保值率，那提到这个词的时候，好像电动汽车就自然矮人一截。目前的数据不算太好，但是，我觉得这个状态很快就会改变。这个保值率就是怎么说，就是一个新的东西，就像刚才说的，新车型不断出，都在降价，这当然对这个保值率是会有影响的，但是一旦这个相对稳定之后，保值率就会上来。第二个问题，就是大家觉得燃油车，那发动机嘛，这是很容易看出好坏，可以评价的，电池这个东西，你究竟还能跑多远，究竟怎么样，现在其实评估方法还没有太规范，所以大家觉得这，我也看不明白这个车，这个电池还能跑多久。但是很快我们有智能化的方法，来对电池究竟还能够跑多久，进行非常严格的判定。
我们新能源汽车已经发展了20年的时间了，我们来看看相关的短片。根据2021到2035《新能源汽车产业发展规划》的要求，到2035年，我国纯电动汽车要成为新销售车辆的主流，公共领域用车将全面电动化，燃料电池汽车也要实现商业化应用，会有更多新能源汽车走进普通人的家庭。而且根据科学家的设想，这些新能源汽车会更多地使用新能源来发电，智能化水平也会更高，未来我们驾驶的新能源汽车到底什么样？它会怎样服务于我们的生活？未来新能源汽车真正普及之后，到底会带来哪些变化？我们过去的车是基本上是合资占主导，基本上都是外国品牌，但是我们现在看了（发展）新能源汽车之后？国产的品牌，新品牌越来越多，而且各种档次的车都受到欢迎，所以对中国的汽车工业这个产业竞争力是肯定有好处的。第二个，就是对我们消费者的角度讲，这个出行的方便性和成本的降低，生活成本的降低也是有好处的。大家现在看买车，开电动车它就是费用低。那么第三个，当然对我们整个国家的能源环境会带来极大的帮助。两位能不能给我们介绍一下这个关于新能源汽车的功能拓展性方面的优势？从智能终端的这个角度，我们现在叫软件定义汽车，软件定义就是大将来有大量的是靠软件，比方说自动驾驶，自动驾驶场景太多了。刚开始车上不可能把一切场景都考虑到，但是在这个用的过程中，它会不断地迭代，不断地进化，它的大脑也变得越来越好用，它的故事变得越来越丰富，它的功能变得越来越多，越来越适合你的个性。
对普通人的生活，直接的影响会是什么？由于我们电动汽车上来之后，发动机也拿掉了，其实我们将来前舱那些基本上都没有了，就是一个底下，就是一个平的完全平的平台，所以又由于我们智能化，我们碰撞不用太担心了。以前我们经常怕撞车，因为我们现在智能化之后有主动避撞。还有人大胆地畅想说，未来你的汽车，不是仅仅是驾驶的功能了，甚至是你移动的宾馆。你办公室、宾馆，甚至是因为它是机器人嘛，它机器人也是你的伴侣，智能机器人你可以想象空间太大了，它会变成我们智能终端下一个最大的智能终端风口，所以它涉及到了我们所有的交通装备制造行业。也涉及到我们所有的能源化工，其实还有很多不经意地间接影响。比如说你开车出去，你说发现北京的天气更好了，天更蓝了，其实这个与你的出行方式和你的新能源汽车有关系的。非常感谢欧阳院士，也感谢何博士来到我们节目当中，跟我们共同聊新能源汽车这样的话题，也对我们未来汽车产业有了更深的了解，同时对未来的生活有着更美好的期待。那今天的《透视新科技》就到这了，如果您想了解我们更多的节目内容，可以下载央视频去分享其他节目。好，咱们下期节目再见。
（通讯员 邓辉）
