石油原油消耗總量將大幅降低，中國(guó)原油消耗有可能6.5億噸降為2.5億噸以內(nèi)

摘要：

A 增程式電動(dòng)車節(jié)油效果達(dá)到通常能達(dá)到50%。LY混動(dòng)車是短途純電，長(zhǎng)途增程。其節(jié)油效果好于增程式電動(dòng)車。

B  LY混動(dòng)車將有可能使得中國(guó)原油消耗量由6.5億噸降為2.5億噸以內(nèi)。

在開始這個(gè)話題，我們先簡(jiǎn)短閱讀一篇中國(guó)汽車報(bào)的新聞稿《楊裕生：發(fā)展增程式電動(dòng)汽車，我主張了10年，很不容易！》（見文章末尾附文）。

文中現(xiàn)年88歲的老科學(xué)家楊裕生的對(duì)新能源汽車工業(yè)發(fā)展的有他自己獨(dú)到的見解。用一句話來(lái)概括就是：采用成熟電池技術(shù)優(yōu)先發(fā)展增程式電動(dòng)車。他呼吁了十年。然后增程式電動(dòng)車仍無(wú)市場(chǎng)空間。這是為什么呢？

圖 1 并不成功的傳祺增程車

LY混動(dòng)車在長(zhǎng)途使用增程模式，也是屬于增程式電動(dòng)車的范疇。數(shù)十年來(lái)有真知灼見的人，如楊院士。市場(chǎng)有產(chǎn)品，寶馬i3,傳祺GA5增程版等等。他們一直在努力著，增程式電動(dòng)車卻日漸式微。LY混動(dòng)車會(huì)有市場(chǎng)嗎？

汽車是消費(fèi)品，消費(fèi)者才能決定新能源汽車的發(fā)展方向。LY混動(dòng)車能夠最好滿足了消費(fèi)者的需求。并且LY混動(dòng)車更安全、沒(méi)有里程焦慮、沒(méi)有充電難題和購(gòu)車用車成本更低。這樣LY混動(dòng)車必然有市場(chǎng)。

圖 2 汽車技術(shù)消費(fèi)者說(shuō)了算

我們先看一下，為什么增程式電動(dòng)車近幾十年仍未能發(fā)展起來(lái)？從消費(fèi)者角度來(lái)看，增程式汽車購(gòu)車貴，用車不省油，高速和增程模式下動(dòng)力弱。

購(gòu)車貴是因?yàn)檐嚿嫌懈呷萘侩姵亟M、還有一個(gè)小發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)。這兩個(gè)系統(tǒng)拉高了增程車成本。

用車不省油是因?yàn)樾“l(fā)動(dòng)機(jī)效率比普通燃油車效率更低，還要背著大容量電池組的重量。在充電不方便的情況下，車主更偏向使用油，油耗不降反而比燃油車高。高速和增程模式下動(dòng)力弱是因?yàn)樵龀贪l(fā)電功率低。

LY混動(dòng)車不存在這樣的問(wèn)題。

LY混動(dòng)車的購(gòu)車費(fèi)用已經(jīng)低于傳統(tǒng)燃油車，這十幾年來(lái)電池系統(tǒng)成本已經(jīng)由數(shù)千元每度電容量，降低到1000元/度。量變階段已經(jīng)完成，達(dá)成了質(zhì)變。什么樣的質(zhì)變，按實(shí)際百公里耗電13度計(jì)算。160公里的電池成本在2.1萬(wàn)左右。2萬(wàn)元的油電差價(jià)回收里程在4~8萬(wàn)公里之間。如果每天跑100公里。那么一到兩年內(nèi)就回收了電池成本。

電池的成本解決之后，通過(guò)租用增程系統(tǒng)。不需要購(gòu)買增程系統(tǒng)的成本。普通車主的日常生活中。單次出行旅途超過(guò)160公里距離的情況不多，租用增程系統(tǒng)的燃油費(fèi)用和租金會(huì)比傳統(tǒng)燃油車加油費(fèi)用高一些。在有快速充電樁的情況下，20度電池，以80KW直流快充，15分鐘能能充80%。即便不使用增程系統(tǒng)，可以滿足大部分出行需求。LY混動(dòng)車此時(shí)是純電動(dòng)車。

也就是說(shuō)LY混動(dòng)車，既可以省略了電池成本、也可以省去增程系統(tǒng)的成本。在這樣的情況下。LY混動(dòng)車對(duì)消費(fèi)者來(lái)說(shuō)不再昂貴，而且已經(jīng)比傳統(tǒng)燃油車便宜。

關(guān)于增程油耗偏高的問(wèn)題，歸根結(jié)底是效率問(wèn)題。小功率汽柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的效率比不上燃油車是因?yàn)槿加蛙嚱?jīng)過(guò)了不斷提升，此外經(jīng)過(guò)發(fā)電、充電、放電后汽柴油的有效做功效率更低了。但是這個(gè)效率仍會(huì)不斷提高。油耗問(wèn)題只有通過(guò)提高效率解決。

動(dòng)力不足的情況，LY混動(dòng)車不存在。但存在一個(gè)更嚴(yán)重的問(wèn)題。那就是電池電量耗盡，LY混動(dòng)車只能停車用增程系統(tǒng)充電。不允許高速路上增程模式運(yùn)行。這更能保證車主的安全。停車充電的情況在160KM純電續(xù)航，10KWe增程發(fā)電配置的情況下。如果百公里平均耗電13~20度。按平均速度100公里每小時(shí)，需要行駛666~200公里才停車充電。已經(jīng)滿足大部分出行需求了。市區(qū)平均時(shí)速不到30公里每小時(shí)，高速平均時(shí)速也通常是80公里每小時(shí)。平均速度越低，小時(shí)耗電越低。需要停車充電的情況較少。

也就是說(shuō)LY混動(dòng)車在滿足消費(fèi)者的需求方面是成功，在汽車廠家技術(shù)實(shí)現(xiàn)更加是容易。增程式汽車的廠家需要研發(fā)增程系統(tǒng)、電動(dòng)車電池、電控、電機(jī)這些技術(shù)。而LY混動(dòng)車的增程系統(tǒng)不在汽車廠家范圍。只需要專注研發(fā)電動(dòng)車就好了。增程系統(tǒng)則是交給專門做內(nèi)燃機(jī)的廠家完成。

聊完LY混動(dòng)車是比增程式電動(dòng)車更有市場(chǎng)的前景的。我們?cè)賮?lái)聊聊LY混動(dòng)車是如何節(jié)油的。

圖 3 各種車輛都能改成LY混動(dòng)車

盡管增程式汽車燃油效率低，但其節(jié)油效果公認(rèn)的會(huì)達(dá)到50%以上（具體節(jié)油效果看配置）。

以私家車來(lái)說(shuō)、LY混動(dòng)車節(jié)油效果非常顯著。在車主日常里程如果在160公里以內(nèi)。那么節(jié)油是100%的。車載的增程系統(tǒng)、燃油只是作為備用能源存在。當(dāng)車主行駛里程在160公里以上。那么增程系統(tǒng)需要耗油或者及時(shí)使用快充充電。也就是說(shuō)節(jié)油效果看車主日常行駛里程超出160M里程占比，還有快充充電使用情況。按這樣的估計(jì)節(jié)油效果將會(huì)是90%以上的。

LY混動(dòng)車的貨車、商用車的節(jié)油效果也是一樣的。最高可達(dá)100%。但貨車因能耗大，充電時(shí)間更長(zhǎng)。乘用車的有效載荷率通常在30%以內(nèi)。而貨車的有效載荷率通常要在50%。（此處有效載荷是指所載人,貨最大質(zhì)量除以滿載總質(zhì)量）。因此，而且大型LY混動(dòng)車的增程系統(tǒng)功率都偏大，甚至達(dá)到百千瓦級(jí)。無(wú)法通過(guò)拆卸實(shí)現(xiàn)LY混動(dòng)車變純電動(dòng)車。那么如何實(shí)現(xiàn)節(jié)油呢？

圖 4 大型LY混動(dòng)車結(jié)構(gòu)示意框圖

這不得不說(shuō)到LY混動(dòng)車的設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)，作者是學(xué)電氣自動(dòng)化專業(yè)。日常設(shè)計(jì)工作中，很多用電負(fù)荷是按需分配電能的。而LY混動(dòng)車就是依靠這個(gè)規(guī)則設(shè)計(jì)出來(lái)。具體的做法是，每個(gè)車輪作為一個(gè)單元用電，每個(gè)單元有自己的電控，電池和電機(jī)系統(tǒng)，并有獨(dú)立的充電接口。每個(gè)軸之間通過(guò)光纖通信協(xié)同工作。此外還有一個(gè)集中的增程系統(tǒng)，增程系統(tǒng)有一個(gè)電動(dòng)機(jī)，一個(gè)發(fā)電電動(dòng)機(jī)。增程系統(tǒng)可以給每個(gè)軸的系統(tǒng)充電。我們假設(shè)。每個(gè)車輪系統(tǒng)每小時(shí)耗電15度。那么能夠運(yùn)送兩噸左右的重量。按每個(gè)輪系統(tǒng)配置20度電容量電池。這樣的系統(tǒng)其實(shí)是一個(gè)小型LY混動(dòng)私家車的。每個(gè)輪系統(tǒng)可使用80KW快充充電樁充電。那么有10分鐘能夠?qū)㈦姵爻渲?0%電量。15度電能足夠滿載行駛150公里。

也就是說(shuō)，通過(guò)簡(jiǎn)化車身結(jié)構(gòu)提高了LY混動(dòng)車有效載荷率，提高LY混動(dòng)貨車的快速充電能力就能夠?qū)崿F(xiàn)高效的節(jié)油。

汽車百人會(huì)**等人認(rèn)為，鋰電池電動(dòng)車替代乘用車，氫燃料電池電動(dòng)車替代柴油車的貨車。這是一種錯(cuò)誤的認(rèn)識(shí)。增程系統(tǒng)和高功率多根快速充電才是替代大型燃油車的最佳辦法。用一句話說(shuō)明這個(gè)觀點(diǎn)，假設(shè)氫能源的電解水，電解設(shè)備不需要錢，壓縮氫氣不需要成本。氫燃料電池的電動(dòng)車制造成本和LY混動(dòng)車成本相同。我們知道當(dāng)前電解氫最高效為75%，氫燃料電池最高效率為80%（實(shí)際車載燃料電池效率不到50%）。那么電能由電網(wǎng)傳動(dòng)到電動(dòng)機(jī)入口端效率為60%~36%。而快速充電樁的效率達(dá)80%以上。由此看來(lái)、氫燃料電池電動(dòng)車根本不是LY混動(dòng)車的對(duì)手。有人說(shuō)氫燃料電池只排放水，而增程模式下燃油會(huì)排放二氧化碳、氮氧化物等問(wèn)題如何解決。這個(gè)問(wèn)題的解決辦法會(huì)在另外一篇文章給出答案（詳見：紙上造車L：氫、甲醇、二甲醚的獲得過(guò)程--光液之三十三）。

也就是說(shuō)氫燃料電池會(huì)替代柴油車等錯(cuò)誤說(shuō)法需要及時(shí)更正了。如氫氧燃料電池電動(dòng)車成本跟LY混動(dòng)車相當(dāng)，電解水產(chǎn)氫、高壓氫不需要成本等假設(shè)情況根本無(wú)法達(dá)成，達(dá)成了也無(wú)法跟LY混動(dòng)車競(jìng)爭(zhēng)。當(dāng)前的氫能源經(jīng)濟(jì)需要及時(shí)懸崖勒馬，不要重蹈覆轍。如果十年前，中國(guó)汽車發(fā)展路線聽從了楊裕生老人家的規(guī)劃。今天，電動(dòng)車估計(jì)已經(jīng)普及了。

回到本文主題，LY混動(dòng)車將會(huì)最高100%地節(jié)油，我們假設(shè)平均節(jié)油效果在80%?？紤]扣除化工、飛機(jī)、輪船的原油消耗。至少有5億噸的是用在汽車上的。5億噸減少了80%，全國(guó)原油消耗將降為2.5億噸。當(dāng)然只是缺乏可靠數(shù)據(jù)的估算。

附文：（來(lái)自中國(guó)汽車報(bào)）

楊裕生：發(fā)展增程式電動(dòng)汽車，我主張了10年，很不容易！

11月8日，以“新時(shí)代·破而立：前行中的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)折之路”為主題的“鋰想”2018第三屆動(dòng)力電池應(yīng)用國(guó)際峰會(huì)(CBIS2018)在北京興基伯爾曼飯店開幕。中國(guó)工程院院士楊裕生在峰會(huì)上發(fā)表主題演講。

楊裕生院士表示，電動(dòng)汽車的發(fā)展路線和下一代動(dòng)力電池有著密切的關(guān)聯(lián)，什么樣的電動(dòng)汽車的路線就應(yīng)該發(fā)展什么樣的動(dòng)力電池。增程式電動(dòng)汽車不是向純電動(dòng)汽車的過(guò)渡，而是未來(lái)汽車的主力。 

在正式發(fā)表演講之前，楊裕生院士提出了以下幾個(gè)觀點(diǎn)：第一，電動(dòng)汽車和動(dòng)力電池相互依存、相互促進(jìn)，也存在相互制約的關(guān)系；第二，應(yīng)該按照電池水平來(lái)發(fā)展電動(dòng)汽車。以鎳氫電池做PRIUS的混合動(dòng)力汽車為例，截至2017年8月，豐田已經(jīng)銷售1千萬(wàn)輛混動(dòng)車型，今年又有大的增長(zhǎng)。說(shuō)明他們的電池路線選擇的非常成功，雖然比能量只有50多瓦時(shí)/公斤，但是安全性和可靠性很到位。并非只有追求高比能量，才能做出好的節(jié)能減排汽車。第三，電池真正的進(jìn)步才能推動(dòng)電動(dòng)汽車水平的提高，冒進(jìn)就要吃苦；第四，電動(dòng)汽車的主要矛盾是安全和續(xù)航里程的對(duì)立；第五，安全性是矛盾的主要方面，續(xù)航里程是次要方面，不可顛倒。 

“現(xiàn)在我的主張逐漸被接受了，很不容易，十年了?！睏钤Ｉ菏勘硎?，國(guó)家科技部的“三縱”路線最初提出是“純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車、燃料電池汽車”，后來(lái)將混合動(dòng)力汽車就改成插電式電動(dòng)汽車，再變更為增程式電動(dòng)汽車，前后經(jīng)歷了近10年的時(shí)間。 

今年1月份，萬(wàn)鋼副主席電動(dòng)汽車百人會(huì)正式宣布新的“三縱”路線，以增程式電動(dòng)汽車代替插電式電動(dòng)汽車。再到今年7月，國(guó)家發(fā)改委在《汽車產(chǎn)業(yè)投資管理規(guī)定（征求意見稿）》當(dāng)中，把增程式列入到純電動(dòng)汽車內(nèi)。 

楊裕生表示，長(zhǎng)里程的純電動(dòng)汽車有五大焦慮：1、里程焦慮；2、安全焦慮；3、充電焦慮；4，價(jià)格焦慮；5、電池焦慮。在電池焦慮方面，由于電池的壽命短于整車，第一套電池有補(bǔ)貼，第二、第三套電池就要自己花錢。 

“要追求長(zhǎng)里程就要用比能量高的電池，這樣就要犧牲安全性?！睏钤Ｉ硎?，我國(guó)今年已經(jīng)發(fā)生了多起燒車事件，主要是用的三元電池。而今三元電池的鎳鈷錳比例從333、523、622到811，導(dǎo)致危險(xiǎn)性也不斷增加。另外，三元鋰離子電池針刺實(shí)驗(yàn)過(guò)不了關(guān)，針刺實(shí)驗(yàn)是我們?cè)瓉?lái)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)里面的必要實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在已經(jīng)取消這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，而且允許乘用車上敞開使用。 

為了解決電池頻發(fā)燃燒、爆炸的問(wèn)題，全固態(tài)鋰離子電池被譽(yù)為下一代動(dòng)力電池。對(duì)此楊裕生表示，這一代動(dòng)力電池中，固態(tài)電解質(zhì)除了自身的電導(dǎo)率之外，最要害的是其與活性物質(zhì)之間的界面電阻隨充放電而增加，“現(xiàn)在研究者降低了調(diào)門，不叫全固態(tài)了，改成“固態(tài)電池”，實(shí)際上是半固態(tài)或準(zhǔn)固態(tài)，還是要加點(diǎn)電解液，比功率、壽命、成本都還有問(wèn)題，效果如何，拭目以待?！?nbsp;

后期還有鋰硫電池，又稱下一代動(dòng)力電池以及鋰空氣電池，這兩類電池要成為動(dòng)力電池還需要進(jìn)一步研發(fā)。最后，楊裕生進(jìn)行了以下總結(jié)：1、電動(dòng)汽車必須安全第一，電池的安全性一定要高；2、鋰離子電池的方向和電動(dòng)汽車要同步發(fā)展。所以現(xiàn)在的純電動(dòng)車主要有三元電池，第二代增程式有磷酸鐵鋰，第三代增程式就應(yīng)該發(fā)展電容型磷酸鐵鋰電池；3、電容型磷酸鐵鋰動(dòng)力電池以碳?xì)饽z和新型硅炭復(fù)合材料為關(guān)鍵材料，是下一代動(dòng)力電池。 

楊裕生強(qiáng)調(diào)，要有安全成熟的電池發(fā)展節(jié)能減排的電動(dòng)汽車，技術(shù)路線可以分為兩條：一個(gè)是微小型純電動(dòng)車作為突破口，另一個(gè)則是大眾型車發(fā)展純電驅(qū)動(dòng)的增程式。楊裕生看來(lái)，微小型電動(dòng)車可以用鉛酸電池做低速車，也可以用鋰離子電池做高速車，這個(gè)由市場(chǎng)決定。 

“第一代增程式是純電動(dòng)汽車上面裝了一個(gè)增程器，就是車上發(fā)電機(jī)在給電池充電。第二代是把電力系統(tǒng)和電池進(jìn)行了優(yōu)化，所以電動(dòng)機(jī)的功率和電池都減半了，車子減輕了。第三代增程式又叫發(fā)電直驅(qū)增程式，就是發(fā)電機(jī)發(fā)的電是不經(jīng)過(guò)電池組，直接給電動(dòng)機(jī)，這樣更加節(jié)能，電池更少，電池壽命更長(zhǎng)?！睏钤Ｉf(shuō)。 

楊裕生表示，如果從整體來(lái)考慮，如果汽車油耗降到一半以下，每年節(jié)油 2億噸，不僅有利于環(huán)境改善，保障能源安全，也意味著我國(guó)由汽車大國(guó)向汽車強(qiáng)國(guó)邁向一大步；其次，純電動(dòng)車未必是最終目標(biāo)，國(guó)家應(yīng)該考慮全過(guò)程的節(jié)能減排，不是在電動(dòng)汽車行駛過(guò)程但一階段來(lái)考慮節(jié)能減排的問(wèn)題。 

楊裕生進(jìn)一步表示，從更長(zhǎng)遠(yuǎn)的角度來(lái)考慮，未來(lái)的增程式電動(dòng)車可以不燒油，不增加二氧化碳排放，可以從太陽(yáng)能來(lái)發(fā)電給電動(dòng)汽車提供能量，或者通過(guò)燃燒乙醇的發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)電提供能量。

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