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時間:2020-11-18 來源:中國科學報 作者:田瑞穎

中國科學報頭條:新能源汽車未來十五年如何“跑”

未來15年是新能源汽車發展壯大的關鍵階段。田瑞穎攝

日前,國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,為該產業未來15年的發展謀劃更為清晰的路徑。在戰略大方向的指引下,新能源汽車該如何選擇技術路線,並應對大量退役的動力電池?針對這些關鍵問題,本版展開深入探討。

“金九銀十”期間,新能源車零售翻倍,回暖態勢明顯。在這場國際“洗牌”競爭中,如何讓中國新能源汽車在智能新賽道上更好地“馳騁”,國家已明確定調。

近日,國務院辦公廳印發《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》(以下簡稱《規劃》)。《規劃》提出,要堅持電動化、網聯化、智能化發展方向,以融合創新為重點,突破關鍵核心技術,優化產業發展環境,推動我國新能源汽車產業高質量可持續發展。力爭經過15年的持續努力,我國新能源汽車核心技術達到國際先進水平,質量品牌具備較強國際競爭力。

不過,在近日召開的國務院政策例行吹風會上,工業和信息化部副部長辛國斌坦言,雖然我國新能源汽車產業取得了積極成效,但仍然存在關鍵核心技術創新能力不強、基礎設施建設滯後、服務模式有待創新完善、產業生態不健全等突出問題。

未來15年,中國新能源車該如何“跑”?《中國科學報》就此採訪了多位專家。

核心技術“劈波斬浪”

“過去15年,是新能源汽車經歷從無到有的階段;未來15年,則是新能源汽車發展壯大的關鍵階段。”中國科學院物理研究所研究員黃學傑在接受《中國科學報》採訪時説。

就純電動汽車而言,電池系統是其性能的關鍵。作為《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》主要參與修訂者之一,黃學傑強調,“電池是電動汽車的動力源泉,也是制約電動汽車發展的關鍵因素。提升能量密度和安全可靠性,以及進一步降低成本,是動力電池技術的主要發展方向。”

黃學傑表示,近年來,我國動力電池產業快速發展,形成了全球最完整的產業鏈,在生產製造技術及裝備方面也有了長足的進步,但在模擬分析優化、數字化模型設計、大規模自動化生產製造裝備、製造過程中的在線檢測技術,以及生產製造全過程管理等方面還有差距,材料技術的創新還需要進一步加強。

“材料是基礎,自動化生產技術、工藝裝備和質量控制水平是生產高品質、高水平動力電池產品的重要保證。”黃學傑強調説。

《規劃》還指出,要有序推進氫燃料供給體系建設,提高氫燃料制儲運經濟性,推進加氫基礎設施建設。到2035年,實現燃料電池汽車商業化應用、氫燃料供給體系建設穩步推進的發展目標。

中國工程院院士、中國科學院大連化學物理研究所研究員衣寶廉告訴《中國科學報》,“為達到我國2060年前實現碳中和的目標,必須逐步過渡到以可再生能源為主的能源結構。要大力發展儲能特別是氫儲能,以減輕電網壓力,提高電網穩定性。氫能的發展同時會促進燃料電池,特別是燃料電池車的快速增長。”

“發展燃料電池首先要建立關鍵材料與部件自主產業鏈。”衣寶廉指出,雖然國內優秀科研成果很多,但很少對成果進行放大工藝研究,研製的樣品也很少在電堆中應用和裝車運行。因此,要建立產品開發聯盟,由批量生產單位、電堆等單位共同開發、考核。只有通過裝車運行的材料才是可信的,才能替代進口提高市場佔有率。

在衣寶廉看來,電堆的組裝工藝是決定電堆一致性的關鍵,要創新性地改進電堆組裝工藝,大幅度提高電堆內單節電池的一致性。此外,還要制定關鍵材料與部件的國家標準,成立第三方檢測機構,對關鍵材料與部件、電堆、電池系統和整車進行檢測和驗證,確保結果可信、可靠。

“動力電池核心技術的突破,一要做好關鍵材料和電池技術的迭代研發,系統謀劃,穩紮穩打;二要支持電池技術的多元化發展,讓市場做出選擇。”黃學傑表示。

智能網聯“交融與共”

《規劃》強調,要堅持電動化、網聯化、智能化發展方向。順應這一發展潮流和趨勢,新能源汽車融匯新能源、新材料和人工智能、互聯網等變革性技術,逐漸從交通工具向移動智能終端、儲能單元和數字空間轉變。

國家智能交通產業技術創新戰略聯盟理事長關積珍對《中國科學報》表示,“網聯化、協同化、智能化、電動化是交通系統未來的發展趨勢,基礎設施和載運工具都在圍繞這個趨勢發展,其中載運工具電動化更要順應這一趨勢。”

對此,關積珍認為,可以從五個方面來推動。一是圍繞交通系統總體發展目標和未來智能出行服務、高效運營與智能化管控、智能車路協同系統建設等具體目標有序推進。

二是強化交通系統的頂層設計。除傳統的綜合交通規劃等頂層設計外,還要根據技術發展趨勢和要求,統籌規劃載運工具、基礎設施、能源供給。

三是進一步完善標準體系和相關政策。電動化、網聯化和智能化互融協同發展,會形成許多新的交叉技術領域、應用服務類型和商業模式,現有的標準體系和政策不能覆蓋、適應,甚至具有很大的侷限性。

四是跨界融合,協同創新,促進發展。要多部門協作推動技術開發、創新應用和產業化,鼓勵和推動跨界融合的協同創新模式。

五是推進智能交通系統建設。推動載運工具智能化、基礎設施智能化、智能車路協同系統、智能出行服務、智能物流、智能化運營與智能化管控等環節的發展。

對於電動化、網聯化、智能化的互融協同發展,北京交通大學軌道交通控制與安全國家重點實驗室教授徐猛認為,“首先要在各自行業的發展規劃中相互借鑑、補充和影響。新能源汽車產業的頂層發展規劃中已將三者很好地考慮在內,但是從網聯化、智能化產業頂層發展規劃的角度來看,三者的融合是不足的,例如智能網聯汽車的發展規劃中對於電動化的‘交叉互引’是有限的。”

其次,徐猛強調加強關鍵核心技術的突破。鼓勵車用操作系統、動力電池、換電模式等方面的開發創新,支持新能源汽車與能源、信息通信、交通出行等產業的深度融合。此外,在實際應用中要繼續加大對公共服務領域使用新能源汽車的政策支持,並逐步提高公共服務領域的信息化水平。

“電動化與智能網聯化是相互促進的,電動平台是智能網聯繫統的最佳載體,未來汽車不僅是交通工具,更具有智能空間的功能,智能駕駛水平也將越來越高。”黃學傑認為。

配套基建“相得益彰”

《規劃》指出要完善基礎設施體系,大力推動充換電網絡建設,協調推動智能路網設施建設,有序推進氫燃料供給體系建設。

對此,關積珍表示,一方面要加強與新能源汽車使用直接相關的配套基礎設施建設,核心是加強充換電基礎設施的建設。這不僅是涉及電力、停車、城市公共服務等方面複雜的系統工程,還涉及國家、地方政策的一致性和配套體系。“歷經多年,雖然形成了一定的基礎和經驗,但還面臨艱鉅的挑戰。”

另一方面,要從交通基礎設施的建設方面體現新能源汽車發展的要求,“供給側”要有前瞻性。在發展智慧道路的同時,也要發展信息、能源、安全一體化的新型基礎設施。

除此之外,關積珍表示,新能源汽車的發展路線圖要更加清晰和明確。基礎設施和能源供應網絡的建設投入大、週期長,面向新能源汽車發展的基礎設施建設,要與新能源汽車發展的技術路線相吻合。

而對於氫燃料供給體系的建設,衣寶廉建議,可以利用西南水電、西北和東北的風電與太陽能發電,電解水制氫,將氫送入附近天然氣管網,為燃料電池車提供廉價的氫源。此外,還可以發展沿海地區海上風電,電解水制氫,用輸氫管線將純氫送至加氫站供給燃料電池車。同時,制氫的液化工廠也可以用列管車將氫氣送至加氫站。

跨行業、跨領域融合創新和更加開放包容的國際合作是新能源汽車產業發展的時代特徵。對此,徐猛指出,政府機構要鼓勵引導汽車市場開放、合作,促進汽車流通全鏈條協同發展,在與國際市場深度融合中共贏;新能源企業應注重掌握核心技術,在國內外行業標杆的引領下,堅持自主創新、加強品牌意識;高校、科研機構應通過國際合作共推新興的前沿跨領域研究,增強我國新能源科技創新能力。

為推動新能源汽車高質量發展,徐猛還強調,“政府要鼓勵企業承擔一定的節能減排社會責任和行業發展責任,自主調整企業戰略佈局,完善並評估新能源汽車及其相關產業的補貼政策,促進汽車消費觀念的改變。”

 

 

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