2月16日,科技部发布《国家重点研发计戈划新能源汽车重点专项实施方案(征求意见稿)》(以下简称“《方案》”),对新能源汽车提出了电池和电机的具体目标。随后,全国两会期间,国家高层多次提到发展新能源汽车的重要性。3月5日,万向钱潮、德赛电池等股价上涨,比亚迪涨停。当我们将目光放在锂电池的时候,另一个极具潜力的汽车动力源——超级电容一直被人忽略。
极具潜力的汽车动力源
所谓超级电容,是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置。其基本原理和其他种类的双电层电容器一样,都是利用活性炭多孔电极和电解质组成的双电层结构获得超大的容量。
与锂电池相比,其突出的优点是充电速度十分快,锂电池充电8小时左右可续驶100-200公里,而超级电容充电3分钟左右可续驶20公里。其次,超级电容反复充放电次数高达上百万次,寿命长达10年。另外,废旧的电池会对环境产生污染,但对于超级电容来说,由于其采用活性炭作为原材料,不含任何重金属。因此,其对于环境更为友好。
不过,超级电容的能量密度是其最大的短板。数据显示,锂电池的能量密度为110-150Wh/kg,但超级电容普遍只有10Whkg左右。而在科技部发布的《方案》中,目标轿车动力电池的单体比能量2015年年底达到200Wh/kg,这对于超级电容来说是遥不可及的。
所以,如果说超级电容完全代替锂电池,目前来看是言之过甚的。不过,虽然超级电容无法满足目前乘用车的续航里程要求,但其依然是极具潜力的动力源。特别是在具有固定路线的公交车领域:公交车仅需在靠站的短短几分钟时间内,就能为汽车充满电。
其实,早在2010年,超级电容公交车便已亮相上海世博会。不过,当时该车使用的超级电容能量密度低,过少的电量也大大限制了公交车的机动性能。近几年来,超级电容技术不断发展,能量密度有了显著提升,不少超级电容公交车已经投入了运营,如上海的11路公交车采用的就是超级电容客车。
锂电+超级电容:1+1>2
除了在公交车领域的应用外,超级电容在汽车领域较为广泛地应用在制动能量回收系统中。超级电容和电池相组合,可以实现“1+1>2”的效果。
制动能量回收,即在踩刹车的过程中将剩余的能量转换成电能后存储起来,供起步或加速时为整车提供电能使用。然而,由于锂电池充放电时间长,制动能量回收时瞬间产生的大量电能只有很小一部分能够充进电池里,其他的能量白白浪费掉了,且电池仍处于未充满的状态。此时,超级电容可以发挥充电快的特性将能量迅速回收,在汽车起步阶段大功率释放,既节能又帮助缓解锂电池压力,延长它的寿命。
简而言之,超级电容器能够迅速捕获过剩的电能,并在峰值需求阶段提供电源,且可为锂电池、燃料电池等主电源提供功率补偿。
目前,宝马和丰田正在联手研发一款带有超级电容的混动跑车平台,宝马和丰田各自基于该平台打造的新车发布时间暂定在2017年。锂电池与超级电容的组合将成为新能源汽车的发展方向。
业内呼吁政策平等对待
从公交领域及制动能量回收系统的应用潜力中可看出,超级电容可谓是新能源汽车发展的蓝海。超级电容巨头Maxwell预计,到2015年,国内超级电容器市场规模有望达到73亿元,全球超级电容器市场在2014年至2020年将以复合年增长率26.93%的速度实现发展。
虽说超级电容是蓝海,但国内却鲜有企业投身其中,热情远远不如锂电池。其中很重要的一个原因在于我国对于超级电容汽车的财政补贴要低于其他新能源汽车。另外,在日前科技部发布的《方案》中,对于超级电容也没有明确的目标和规划。
去年12月30日,四部委联合起草的《2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策方案》面向社会公示,该草案延续了2013年的方案,对纯电动客车推广应用有补助标准为50万元,超级电容纯电动客车定额补贴15万元,为最低补贴等级。按目前的财政补贴政策,国家和地方补贴一般按1:1标配,即纯电动客车中央补贴50万元,地方补贴50万元,而超级电容客车总共补贴30万元,这里外里就差了70万元。
为此,有不少业内人士呼吁,应把发展的机会交给市场,让市场决定谁更有竞争优势。国家补贴政策应推动新能源技术百花齐放,不应区别对待。
今年1月底,财政部及湖南省财政厅等相关领导实地考察了长沙国容新能源有限公司超级电容车间、湖南中上汽车有限公司超级电容客车及充电站等,并听取了企业对新能源客车推广补贴政策的请求和意见。或许未来,超级电容客车的补贴问题会得到改善。(王京)