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Copyright (c) 2012 機電產(chǎn)品交易網(wǎng) . 版權所有 皖I(lǐng)CP備12004440號-2
短期來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)至少在十年內無(wú)法全面取代燃油汽車(chē)。首先，動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展速度并沒(méi)有人們想象中的那么快；其次，就算電池技術(shù)在十年內得以突破，考慮到工程化等多種因素，電動(dòng)汽車(chē)也難以全面取代燃油汽車(chē)。
長(cháng)期來(lái)看，電動(dòng)汽車(chē)將會(huì )作為汽車(chē)領(lǐng)域的主要補充，特別是在第二輛車(chē)、園區內用車(chē)、共享交通等領(lǐng)域內將占較高比例，這是由目前電池、電網(wǎng)等行業(yè)發(fā)展的現狀決定的。
需要強調的是，電池技術(shù)是核心，若電池技術(shù)不突破，電動(dòng)汽車(chē)也很難得到進(jìn)一步突破，100%取代燃油汽車(chē)就更困難了。依筆者看，電動(dòng)汽車(chē)未來(lái)將會(huì )以一定比例取代燃油汽車(chē)，兩者互為補充。
地殼中各元素儲量
為什么十年之內做不到“全面取代”？
僅就電池技術(shù)適應性這一點(diǎn)來(lái)看就可以知道，“全面取代”的可能性幾乎為零。
目前動(dòng)力電池PACK能量密度普遍在100Wh/kg以上。假設十年后，經(jīng)過(guò)技術(shù)進(jìn)步，動(dòng)力電池PACK能量密度達到了300Wh/kg，這意味著(zhù)屆時(shí)普通電動(dòng)汽車(chē)續航是現在的2.5倍左右——200km變500km，確實(shí)可以滿(mǎn)足大部分家庭的一般需求。
但不容忽視的是，在一些特殊領(lǐng)域，例如在我國西部、北部等偏遠地區的極寒條件下，在低于常壓的氣體壓力狀態(tài)下，電動(dòng)汽車(chē)的電池就很難吃得消了。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，為什么藏區藏民喜歡開(kāi)陸巡呢？因為這款汽車(chē)更能勝任極端條件。那些喊著(zhù)要開(kāi)電動(dòng)汽車(chē)去西藏的人，雖然精神可嘉，但完全沒(méi)有正視電動(dòng)汽車(chē)存在的問(wèn)題。
更何況筆者上述提出的假設條件——技術(shù)能使PACK動(dòng)力電池能量密度達到300Wh/kg，在業(yè)內也是公認難度極大的數字。需要強調的是，電池研發(fā)的困難更是超過(guò)很多業(yè)外人士的想象。此外，筆者還沒(méi)有加入電網(wǎng)、原材料供應等其它因素場(chǎng)景的分析?？上攵?，十年之內就想全面取代燃油汽車(chē)的可能性幾乎為零。
未來(lái)30-50年，“全面取代”可能性多大？
上文中已提到純電動(dòng)汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)受制于電池本身的性能，對于極端偏遠條件下的服役適應力很低，且在長(cháng)期內也很難得到根本性解決。在此我們先刨除這一因素，談?wù)劄槭裁措妱?dòng)汽車(chē)僅僅想做到高比例取代燃油汽車(chē)也很困難：
電池技術(shù)層面
在家用領(lǐng)域，當電動(dòng)汽車(chē)可達到大部分家庭的出行需求時(shí)，即續航里程達到500km、電池PACK能量密度達到300Wh/kg，這一情況所對應的單體能量密度至少要達到350Wh/kg，而這已經(jīng)是鋰電的能量極限了，想要實(shí)現這一極限目標至少要從全固態(tài)甚至是鋰硫鋰空領(lǐng)域找到突破才有可能實(shí)現。
盡管外界喊得熱鬧，但只有業(yè)內人士才知道鋰電研發(fā)到底有多難。不得不吐槽一句，那些以為加上石墨烯電池就能進(jìn)外太空的想法，真是要多不靠譜有多不靠譜。
總而言之，想把電池單體能量密度做到350Wh/kg肯定不容易。筆者也很希望未來(lái)電池研發(fā)能夠實(shí)現技術(shù)突破，但是電池從業(yè)者應該都知道實(shí)現這一目標是極其困難的。
鋰原料供應問(wèn)題
從某種意義上來(lái)說(shuō)，資源勘探會(huì )不斷有新的進(jìn)展，所以用靜止的能源耗盡觀(guān)點(diǎn)來(lái)看資源供應似乎不太科學(xué)，比如近年來(lái)的頁(yè)巖氣革命就使得化石能源一下子寬裕了不少。
然而，我們首先要知道，鋰電池重點(diǎn)材料的地殼內儲量（如右圖）：Li（鋰）、Co（鈷）的地殼相對含量都處于較低水平。
此外，近兩年內的鈷、鋰礦漲價(jià)事件告訴我們，鋰電池產(chǎn)量擴張將會(huì )帶來(lái)各種行業(yè)的劇烈變化。數據顯示，截至2015年底，我國機動(dòng)車(chē)保有量達2.79億輛，新能源汽車(chē)保有量達58.32萬(wàn)輛，可以得出目前新能源汽車(chē)的替代率為0.2%。替代率從0%到0.2%，這對于動(dòng)力電池上下游行業(yè)的影響已經(jīng)很大，試想這一數字變成80%的時(shí)候，必定會(huì )帶來(lái)原材料資源等產(chǎn)業(yè)鏈各方面的沖擊。
這并不是說(shuō)“全面取代”不能做到，而是說(shuō)短期內（10——20年）如此之大的變革是否有些血雨腥風(fēng)？
電網(wǎng)負荷問(wèn)題
電網(wǎng)是個(gè)大系統。簡(jiǎn)單來(lái)講，電網(wǎng)需要發(fā)電與用電功率隨時(shí)平衡，才能使得整個(gè)系統穩定運行。所以，電網(wǎng)非常害怕各種負荷不規律的電源接入，以及在用電高峰期的集中使用。
在這里，筆者不想用過(guò)于復雜的計算來(lái)解釋?zhuān)幌胗靡粋€(gè)比較簡(jiǎn)單的估計來(lái)計算：
據報道，北京的用電負荷峰值為2000萬(wàn)kW，即20GW。北京2016年機動(dòng)車(chē)保有量為548萬(wàn)輛，如果其中近80%，即400萬(wàn)輛是電動(dòng)汽車(chē)。若拉出其中100萬(wàn)輛同一時(shí)間進(jìn)行7kW慢充，則此時(shí)帶來(lái)的電網(wǎng)整體負荷上升將是7GW，對于電網(wǎng)系統峰值20GW的影響是非?？捎^(guān)的，而且此時(shí)還沒(méi)算上快充情景。
盡管上述估算略顯粗糙，但有一點(diǎn)可以肯定：大規模使用電動(dòng)汽車(chē)，必然會(huì )給電網(wǎng)造成巨大沖擊，以上還僅僅是對于全電網(wǎng)的整體影響。相比之下，局部配電網(wǎng)的壓力才是電動(dòng)汽車(chē)大規模推廣的實(shí)質(zhì)性阻礙。
在小區配電網(wǎng)中，一輛汽車(chē)充電就可以與若干戶(hù)家庭的用電量相當，一旦電動(dòng)汽車(chē)普及開(kāi)來(lái)，對小區配電網(wǎng)的壓力極大。所以想要在北京的老舊小區大量推廣電動(dòng)汽車(chē)，其困難程度可想而知。如果想要在小區建成集中式的充電站對電網(wǎng)的挑戰更是不小。
此外，電動(dòng)汽車(chē)充電的安全性，不論是電池本體、汽車(chē)，還是電網(wǎng)配電系統，都是需要考慮的重要方面。
筆者認為，若能對能源網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行改革，引導有序充電，例如引導電動(dòng)汽車(chē)都在晚上充電等相關(guān)措施也可以很好的解決上述問(wèn)題，這也可以作為技術(shù)發(fā)展與電力體制改革的重點(diǎn)方向。但不容忽視的是，這樣的改革難度也非常大，不僅涉及多方的技術(shù)難題，且還涉及到我國能源體制的改革。
中低比例的取代是較為可行的選擇
長(cháng)期內，純電動(dòng)汽車(chē)高比例取代燃油車(chē)仍較為困難，但中低比例取代的可能性則較大一些。首先，畢竟目前在家用第二輛車(chē)、園區內用車(chē)、共享汽車(chē)等領(lǐng)域進(jìn)行電氣化取代條件已趨于成熟。
其次，技術(shù)研發(fā)需要時(shí)間，需要不斷的積累。材料行業(yè)的進(jìn)步就是這樣，一口吃不成個(gè)胖子，我們需要多給新技術(shù)一點(diǎn)耐心，這樣它會(huì )走得更穩、更好。
而且不要忘了，哪怕電動(dòng)汽車(chē)僅取代傳統汽車(chē)的20%，也將是一塊很大的市場(chǎng)。所以踏踏實(shí)實(shí)做好目前能達成的目標，比好高騖遠要實(shí)際一些，畢竟現在替代率僅為0.2%。
最后，鋰電池也不見(jiàn)得是能源的最終解決技術(shù)，我們沒(méi)有必要只看鋰電池，其它電池或氫能源等技術(shù)路線(xiàn)都有希望。東方不亮西方亮，假以時(shí)日，其它技術(shù)可能也會(huì )有令人驚喜的進(jìn)步，但前提是一定要真正重視工程技術(shù)研發(fā)。一方面過(guò)度重視過(guò)于花哨的、所謂的前沿技術(shù)，另一方面對工程技術(shù)人員沒(méi)有提供太好的待遇，恐怕也是阻礙我國電池技術(shù)進(jìn)步的重要原因。
我國新能源汽車(chē)行業(yè)確實(shí)已有些過(guò)熱，沸沸揚揚的“騙補”和原料漲價(jià)事件就已經(jīng)說(shuō)明了一切。政府補貼從今年開(kāi)始將逐漸退坡，潮水慢慢退去，哪些人是在投機、哪些人技術(shù)過(guò)硬，不久就會(huì )有結果。技術(shù)進(jìn)步是曲折中前進(jìn)的，趕英超美的大躍進(jìn)思維不會(huì )讓我國的電池技術(shù)騰飛。
綜上所述，筆者的結論是，電動(dòng)汽車(chē)十年內全面取代燃油汽車(chē)？沒(méi)有任何可能。那從更長(cháng)的時(shí)間內來(lái)看呢？也很困難，難到可能性極低。
