深陷五大困惑
南京的首批純電動公交車把“停運”當成了家常便飯,南昌的10輛電動公交車有4輛因當地充電設施不足而“賦閑”,鄭州的12個充電樁有11個已生銹,武漢的電動公交車在運行一年內干脆全部“回老家”了。天津在早年運行慢充純電動公交車失敗后,按照“競技選購”原則再選出的換電公交車仍不理想;北京更是在奧運期間投放50輛純電動客車后的近5年里不曾更新過純電動公交車……
“十城千輛”示范工程收官之年,方得網一份《純電動客車全國市場調查報告》將各城市純電動客車的真實運營情況和各種問題集中暴露出來。有數據表明,近3年來此類客車推廣總量不到1500輛。一度讓國家、廠家積極出錢出力、各方人士及普通市民欣喜期待的純電動客車仿佛山窮水盡,前路茫茫。
“5年過去了,我們陷入了深深的困惑。”恒通電動客車(簡稱“恒通”)總經理鄧平語調低沉,“國家投入那么大力量,電動車的產銷沒有我們想象那樣出現井噴。”他在2012年底某大型論壇上的發言道出了眾多業內人士的困惑。
困惑一:純電動客車的核心問題——電池
“5年過去了,電池壽命有明顯提高嗎?電池價格有大幅度下降嗎?為什么鋰電池制造大國,比如日本、韓國,不用或者很少用磷酸鐵鋰電池?”鄧平發出一連串疑問,在他和業內很多人士看來,“電池問題有很多值得思考的地方”。
調查顯示,目前在國內運行的電動公交車中,一年甚至幾個月內就出現非常嚴重的電池衰減現象,反復補電已司空見慣,有的達到“隨時可能停在路邊”的程度,充電時間也越來越長。由于技術沒有顯著突破,加上電池材料等原因,電池的成本依然居高不下,各城市選購的純電動公交車的價格通常在200萬元左右,有的近300萬元。
目前,國內的純電動客車多采用磷酸鐵鋰電池,廠家看重它的循環壽命長、結構穩定、安全性能好、成本低廉、無污染等諸多優點。但是它的導電性能相對較差,且制造成本偏高,在電池生產加工上難度更大。由此帶來的問題是裝載磷酸鐵鋰電池的客車通常采用慢充模式,耗時一般4~6小時,很容易影響公交車的出勤率。讓人質疑磷酸鐵鋰究竟是不是最適合電動客車電池使用的材料。
困惑二:續駛里程問題
作為純電動客車的制造商,鄧平毫不諱言真相:“客戶在購買電動車后,行駛里程并不是像廠家講的一樣,現實是一年比一年更短,甚至是一個月比一個月更短!”據報道,國內不少城市的純電動公交車已經到了跑一兩圈(一圈通常為20~40公里)就必須回充電站“加餐”的程度,如果開空調則跑得更短。所謂一次充電4~6小時能跑200~300公里多為宣傳數據。為了增加續駛里程,不少廠家的做法是把電池越裝越多,車內可搭載的乘客少于普通公交車,有的車輛甚至不安裝或者不開空調,惹來乘客罵聲一片。對此,鄧平又發出了一連串反問:“還能裝多少乘客?100多萬元的客車沒有空調公交公司能接受嗎?乘客樂意嗎?很多使用了一兩年,沒到三年就不能再用了的車輛誰來買單?”
困惑三:配套設施建設問題
鄧平介紹:“作為制造廠家,我們與客戶討論電動車運行時,有一個很大的困惑,就是充電站建在哪里?”由于純電動車一般在大城市的繁華市區使用,可在這樣的地區,批出20畝地建一個充電站非常困難,“即使有也買不起”。如果在郊區建,另一個問題是“電動車來回充電,已經耗了很多電。這些電動車是節能還是耗能,公交公司很困惑,制造廠家也非常困惑”。這一問題在全國主要城市都不同程度地存在。北京公交集團有限公司副總經理馮幸福曾對媒體表示,北京市新能源汽車發展“憂的就是其配套問題,特別基礎設施建設滯后”。因為北京土地資源奇缺,純電動需要相應的充換電站,“這方面建設慢一些”。
困惑四:政府部門的支持問題
在純電動客車這一新生事物發展初期,政府部門能給予多大的支持是生產廠商最關心、也備感困惑的問題。比如針對充電站建設,如何兼顧線路與土地位置?純電動客車的綜合成本(包括土地、人力價格,設備投入費用、電價、電池等)是不是比油品更便宜?這種價格公交公司能否持續承擔?地方政府能夠給予多大支持,如何進行規劃協調?用鄧平的話說,“這正是我們非常關注和關心的問題”。因為盡管在“十一五”期間,國家給了新能源客車很多補助支持,但充電等問題仍需要有統一的規劃,包括國土以什么價格劃拔,充電站是否設在街邊,消防如何安排等。
困惑五:用電價格等問題
鄧平等許多純電動客車制造商對此的疑問是:“每個城市的價格不一樣,國家會不會有統一的價格?政策方面怎么配套、怎么支持還有很多問題。”例如:在全國較早運行純電動客車的北京市,充電站由國家電網進行具體建設工作,當地也出臺了關于結算方式、電價等一系列政策,但據馮幸福介紹,在實地運行中還是出現了一些問題,包括國家電網購買電池與客車廠配套銜接等仍需改進。
峰回路轉
種種困惑下,再大談特談“推廣新能源汽車是響應國家應對未來能源危機的政策”、“是未來汽車發展的必然趨勢”等顯得有些蒼白無力。很多廠家出于迎合當地政府和不甘落后同行的心理在現實面前糾結地“走一步是一步”。“這么多問題,說實話彎道超車確實是難。”鄧平再次道出了實情。
那么,有沒有一條路可以讓純電動客車真正走出當前的困境,讓其推廣變成真正響應國家號召、又實現經濟效益的好事?
鄧平說:“我們認為發展電動客車的關鍵條件有三個方面,一是基礎設施,二是電動車價格,三是電池的壽命。”由此他和他所在的恒通提出一個方案,在公交車起點站設置充電樁,車輛運行一個來回后用10~15分鐘快速充電,這樣可以減少專程來回充電,通過公交客車快速充電的方法實現城市公交電動化的可行性。2010年10月,恒通自主研發的快速充電純電動客車CKZ6127威龍問世,并先后投入湖州、重慶公交運營。有報道稱,這早于通用汽車投入600萬美元開發的3輛EcorideBE-35快速充電電動大巴,是全球第一輛快速充電純電動客車。
這是不是一個可以一舉攻克純電動公交“充電時間長、電池壽命短、電池裝載量大”3大難題的良方?
過長的充電時間一直是困擾整個電動汽車推廣的重大障礙。4~8個小時的充電,不僅讓普通消費者不耐煩,對公交運營公司來說,更不可接受的是其帶來的客源流失與效益遞減。據介紹,恒通的這種快速充電公交車第一大優點便是充電快,它配裝的是能量為50kWh長壽命新型快充鋰電池組,采用600V 250A雙槍充電,每分鐘可充5kWh,10~15分鐘就可充電50~75kWh,充電如加油、加氣一樣,續駛里程達40~60公里,可滿足我國目前大多公交定線單程或來回行駛一趟的電能需求。司機在起點或終點站利用車輛周轉時間即可完成充電,即充即用。充電效率的提升使采用快速充電的公交場站充電機數量遠少于普通場站,卻鮮有普通場站的排隊等充電,甚至“司機等得睡著了”的情況不僅節省場地運營成本也相應降低。
值得一提的是,使用這種雙槍充電樁為車輛充電只要一插一拔,刷卡結算,對普通司機而言很容易學會。
在電池壽命方面,恒通則采用壽命長達6~8年的鈦酸鋰電池,可循環充電使用2萬次,整車電池重量比普通鋰電池減輕50%。恒通電動客車動力系統有限公司副總經理田野進一步解釋:“假如電池用了一年,容量就衰減5%甚至10%,那2萬次的循環壽命不可能實現。使用3年后如果只衰減2%~5%,那電池就不會有問題,因為該電池是線性衰減,可推斷出其壽命能達到8年。”相比之下,一般慢充純電動客車電池經過1000次充放電循環后,容量衰減到80%以下,續駛里程隨之下降,電池使用壽命僅為2~3年。據報道,不少投入運營的慢充電動客車2年時間電池容量衰減50%,這就出現了很多乘客和司機抱怨的“連空調都不敢開,怕到半路就沒電了”的問題。
從恒通純電動公交車當前的運營情況看,數據顯示,運行一年行駛里程超過4萬公里,充電2500多次,電池衰減控制在1%以內。
使用壽命的延長對純電動公交而言意味著更大的經濟效益。因為傳統的磷酸鐵鋰電池不僅價格高、重量大,而且電池壽命短,一旦損壞需付出高昂的代價購買新電池。
在電池裝載量方面,恒通快速充電純電動客車的電池數量比傳統純電動客車減少50%以上,而且電池重量輕,車輛減重可達1.5噸以上,這有利于提升載客量和動力性,既降低了購買價格(電池還可采用租賃方式),又有效解決了純電動客車購置成本過高、后期更換電池成本過高而無法盈利的難題。一組電池最低50萬元,即便國家對純電動客車補貼50萬元,沒有經濟效益只靠政府補貼,形成規模化目標依然遙遠。
恒通推廣自己的快充純電動客車,在對充電設施的需求上有自己的特色。據鄧平介紹:“與加油站相比,快速充電站優雅、潔凈,操作簡單安全,經營管理輕松。這么大一座充電站,僅需要2名員工。”一般充換電站的充電時間長,占地面積大,特別是換電站,規模大,投資更大,一般一個需投入5000萬元以上。2012年4月在重慶建成的快速充電站投資不足1500萬元,占地不到3畝,共設6個雙槍充電樁,可供40~50輛車充電。在這個充電站里,甚至“可以隨便抽煙,隨意接打電話”。
就此看來,推廣純電動客車的幾個主要問題似乎已不成問題。采下“天邊的玫瑰”
“純電動客車是遠在天邊的玫瑰,短時期內實現產業化并不樂觀。”力主我國應大力推廣LNG(液態天然氣)汽車的遼寧曙光汽車集團董事長李進巔曾這樣形容國內的純電動客車。而恒通正在憑借自己的快充產品要摘下這朵“天邊的玫瑰”。
“天然氣客車已經被我們做得太熟太透。”鄧平表示,但在新能源客車特別是電動客車方面,恒通入手時間不算早,在技術路線方面和其他新能源客車企業一樣迷茫。如果參加過2010年的論壇,大概都會記得當時的鄧平公開發言抨擊純電動,“堅決反動純電動”,并指責當時的鉛酸電池是環境污染的“重犯”。那么,恒通在當前應如何實現對這一領域的突破?
技術及電池材料的發展不僅改變了鄧平的想法,最終也讓恒通別出心裁地選擇了“鈦酸鋰電池+快速充電”方式。2011年11月,恒通客車與以新型鈦酸鋰電池為楊心產品的湖州微宏動力系統有限公司成為合作伙伴,共同出資組建了重慶恒通電動客車動力系統有限公司。
2011年4月,6輛恒通快充式電動公交車在重慶609線路上投入示范運營,迄今單車最大行駛里程已有6萬余公里。
一年后的4月27日,重慶市又投放25輛同類公交車,在市公交線路上實際運營車輛達到31輛。據鄧平介紹,目前已有465輛快充式公交在重慶市的29條公交上線路上運行。今年將再投入150輛純電動公交車和500輛混合動力公交車,屆時新能源客車在重慶的實際運行數量將達到1000輛。
恒通快充公交車的推廣不僅得到當地政府的大力支持,也得到運營方和乘客的肯定。據報道,不少乘客覺得這種車坐起來比較舒服,有空調且噪聲小,在車上聊天、聽歌、休息等均不受影響,甚至優于傳統公交車,惟一的不足就是票價2元,比普通公交車的1元票價還是偏貴些。
對每天開車的司機而言,車輛減振良好,操作相對簡單,而且在重慶這樣“坡多、坡大、彎多、彎急”的山城路況運行,動力也很充沛,起步比傳統車還平穩。盡管每跑一圈充一次電讓不少司機覺得麻煩,但好在充電操作容易,且等待時間一般能控制在10分鐘之內,讓他們覺得可以接受,有些司機甚至明確表示“更愿意開這種公交車”。
國內外的各種關注及獎項榮譽也不斷飛來。2011年3月,在以“清潔動力客車、新能源技術和綠色環保”為主題的世界客車聯盟亞洲博覽會BAAV2011頒獎盛典上,恒通快速充電純電動客車一舉奪得“年度巴士獎”、“年度最佳創新巴士獎”、“年度最佳環保巴士獎”三項大獎,成為BAAV評選史上獲獎最多的客車。讓鄧平頗為驕傲的是,當時他們只申請了一個獎項,卻連奪三獎。世界客車聯盟亞洲客車周主席馬克先生盛贊其“代表了世界電動客車制造的先進水平”。在2012年底的(第三屆)中國電動汽車全產業盛典上,恒通快速充電電動客車又榮獲年度優秀純電動汽車大獎,其威龍CKZ6127HBEV在第七屆“影響中國客車業·2012~2013年度中國客車網讀者調查評選結果公布暨頒獎盛典”上獲得新能源客車推薦車型大獎。恒通的純電驅動電動客車系列化產品研發及產業化項目已經列入國家科技部“863”計劃。鄧平欣喜地展望:“我們認為快速充電應該是電動客車的一個趨勢。快速充電已經逐漸成為國際電動汽車產業的共識和努力的方向,讓充電像加油一樣方便、快捷,電動汽車才能夠發展和普及。”他還表示,未來不排除向同行銷售新能源動力系統及其監控系統的可能。據悉,恒通電動客車公司新基地計劃今年4月左右投入使用,具備2000~4000輛新能源客車電池系統年生產能力。
眼前的一切,讓這一新事物看起來前景無限美好。
新的挑戰
通往美好明天的道路是否也如此美好?
恒通的快充產品從問世到上路運行,在充電模式上一直飽受業內外人士的誤解和質疑。國內曾有過充換電之爭,充電內部又有快、慢充之分。近年來,無論是業內專家的意見還是部分城市的規劃都強調“慢充為主,中、快充為輔”,“在新能源汽車產業化的初期,考慮到電池的技術性能和新能源汽車的市場性質,建議充電方式以慢充電和分散式充電為主,不宜大規模建設集中式快速充電設備”。而且,即便在業內很多專家的眼里,快速充電也是“以嚴重消耗電池壽命為代價的,這一成本如果轉嫁給消費者,新能源汽車的產業化將受到極大制約”。
鄧平因此多了項任務:在各種場合忙著澄清“這實際上是一種錯誤和偏見”。鄧平分析,這種指責的根源是對鈦酸鋰電池的陌生,對快充的理解都沒有跳出當前主推的磷酸鐵鋰電池的范疇。
誤會可以解釋,產品自身的問題只能靠技術。恒通選擇的鈦酸鋰電池也并非完美無瑕,它有受熱易膨脹漏氣,功率密度和能量密度不夠等缺點,恒通還有一系列關于電池的問題已經或正在攻克。比如:據恒通的工作人員介紹,在首批車輛運行之初就出現過因為地形起伏導致電阻增大發熱等問題,好在現已基本解決。
“目前,快充電池的技術短板是比能量低”,這容易導致電池體積偏大,“比磷酸鐵鋰電池大35%左右。”田野如是介紹。這也是鈦酸鋰電池目前尚不能滿足乘用車長距離行駛的需求,主要應用在對電池能量密度不太敏感的電動公交車上的原因之一。為改善這種狀況,與恒通合作的微宏動力正在開發更高電位的正極材料。微宏動力市場部經理宋寒表示,當前公司通過對正負極材料的改進、隔膜的研制、電解液的匹配等方面全方位提高電池快速充電的能力,不將單個材料作為唯一的突破點,“我們是把電池當成體系來看的,達到某一個特性需要進行全面開發”。
除了電池的能量密度,其可靠性正在由時間驗證,這關系著恒通的新產品能否在經濟效益上取得突破。田野曾算過一筆賬,一輛普通公交車運行所需費用為2.7元/公里,按現在電價1元/kWh計算,純電動公交車只需1.6元/公里,公交車一年至少跑6萬公里,這樣一年一輛公交車可省6萬元,3年省18萬元,對成本高達50萬元的電池仍無經濟效益可言。
為了認證電池性能,恒通計劃用3~5年通過技術攻關將電池成本降低一半,與磷酸鐵鋰電池持平,在此期間能驗證電池壽命是否達到8年。從目前來看,一年充電次數達2000多次,電池容量并無衰減。恒通計劃在2013年投放200輛車,將充電次數提高到4000次,2014年上升到6000次,進一步加大對電池性能的驗證。如果仍無衰減,從理論上就可推斷電池循環壽命達到2萬次。
還有一種本質上并不新鮮的挑戰。由于采用大功率的快充模式,充電設備以及電網建設的跟進和改進同樣重要。快充的充電負荷大,一個充電樁需要450kW。而目前電力公司的做法是建設集中快充站,鄧平對此并不認同。他擔心,這樣對電網會有影響。但老問題又擺在眼前,“目前沒有人來做統籌工作,充電站的布點牽涉到場地、消防等諸多方面,誰來協調?”鄧平表示,不能單靠電力公司或者整車廠。重慶公交集團則認為,充電站都建在公交站場里,沒有站場但需要充電的地方就無法建設。電動汽車充電站肯定需要由政府統一協調。但首先要協調的是重慶市政府內部,因為當地的新能源汽車推廣應用主要由科委負責,規劃、充電站等方面由其他部門各負其責。現實中整車廠商不得不擔起很多協調工作。除此之外,據田野介紹,一千多萬元的建站資金不是最大問題,“土地、房保等審批手續非常麻煩,這才是關鍵。如此一來,充電站的建設難免跟不上造車的速度”。
針對以上種種問題,恒通在探索自己的解決方案。
對于電網問題,與恒通合作的微宏動力正在研發儲能站系統,由此平抑快速充電對電網的影響,并且更有效地利用峰谷電力。對于當地充電站的建設,恒通準備根據其建設速度調整自己純電動與插電式電動客車的上路比例。如果這一問題近兩年得不到有效解決,就加大對插電式電動客車的投放。
恒通的快充電動公交車面臨的挑戰依然不少,推廣的步伐并未因此而停止。鄧平表示,除了重慶本地,今年將向其他省市地區推廣混合動力公交車,會“先以西部市場為主”。但對于純電動客車的推廣則更為謹慎。鄧平認為,“不能把自己忽悠了”,應該實實在在地花一兩年把技術研究透、可靠性研究好,“自己感覺踏實了,再大規模推向市場”。
恒通的這場“快充+鈦酸鐵鋰”突圍之戰正在等待時間和市場宣判勝負。如果成功,中國乃至世界的電動客車推廣又多了條可靠可行的陽光大道。