鉅大LARGE | 點(diǎn)擊量:1004次 | 2018年08月22日
純電汽車(chē)全面取代燃油汽車(chē)?道阻且長(zhǎng)
2017年,全球電動(dòng)乘用車(chē)銷(xiāo)量超過(guò)122.3萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)58%。這是全球電動(dòng)乘用車(chē)銷(xiāo)量首次突破100萬(wàn)輛。同時(shí),2017年電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量在全球車(chē)市總銷(xiāo)量的占比已超過(guò)1%。
中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度更快一些。
2017年我國(guó)新能源汽車(chē)全年累計(jì)總銷(xiāo)量77.7萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)53%。2017年,中國(guó)電動(dòng)乘用車(chē)的滲透率仁約2%,高于全球總體水平。截止到2017年,中國(guó)新能源汽車(chē)?yán)塾?jì)保有量達(dá)180萬(wàn)輛,占全球市場(chǎng)50%以上。
近年來(lái),中國(guó)新能源汽車(chē)尤其是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速。在2013年,中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)年銷(xiāo)量還僅為1.76萬(wàn)輛。
中國(guó)計(jì)劃到2020年,純電動(dòng)汽車(chē)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)生產(chǎn)能力達(dá)200萬(wàn)輛、累計(jì)產(chǎn)銷(xiāo)量超過(guò)500萬(wàn)輛。而且,中國(guó)將于2035年全面禁止發(fā)售燃油汽車(chē)。
似乎,純電動(dòng)汽車(chē)將會(huì)全面取代燃油汽車(chē)。
夢(mèng)想是美好的,可終究要面對(duì)殘酷的現(xiàn)實(shí)。
政策仍是電動(dòng)汽車(chē)的主要推手
中國(guó)在新能源汽車(chē)特別是電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域取得了不錯(cuò)的成績(jī)。但同時(shí)必須看到,近年來(lái)電動(dòng)車(chē)的快速發(fā)展并不是靠市場(chǎng)推動(dòng),政策才是最大的推力。
在北京這樣的一線城市,很多人買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)主要還是為了一張牌照。
車(chē)企們紛紛發(fā)力電動(dòng)汽車(chē),一個(gè)重要原因就是補(bǔ)貼的引導(dǎo)。甚至有些車(chē)企上馬電動(dòng)車(chē),專(zhuān)門(mén)就是為了騙補(bǔ)。不過(guò),國(guó)家及時(shí)調(diào)整了補(bǔ)貼政策。不僅提高了車(chē)企獲取補(bǔ)助的條件,還將補(bǔ)貼政策逐步過(guò)渡為雙積分政策,及時(shí)遏制了騙補(bǔ)現(xiàn)象。
考慮到電動(dòng)汽車(chē)高昂的售價(jià),可憐的續(xù)航能力,麻煩的充電過(guò)程,慘不忍睹的折舊率,相對(duì)于傳統(tǒng)燃油車(chē),大多數(shù)電動(dòng)車(chē)尚不具備市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
如果說(shuō)沒(méi)了補(bǔ)貼和牌照方面的優(yōu)惠,多數(shù)人根本不會(huì)考慮純電動(dòng)汽車(chē)。
目前,很多車(chē)企聲稱(chēng)自家生產(chǎn)的純電動(dòng)車(chē)有400乃至500公里的續(xù)航能力??蓪?shí)際跑出來(lái)也就二三百公里。和加滿(mǎn)油可以輕松跑七八百公里的燃油車(chē)相比,根本不夠看。
最近,更是有蔚來(lái)車(chē)主曝出聲稱(chēng)可以續(xù)航355公里的蔚來(lái)ES8,實(shí)測(cè)高速續(xù)航僅為178km。
既然電動(dòng)汽車(chē)在續(xù)航方面如此不堪用,為何國(guó)家要給予補(bǔ)貼大力支持?
能源安全是中國(guó)支持新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。
我國(guó)石油資源嚴(yán)重匱乏,大部分石油都依賴(lài)進(jìn)口。而我國(guó)現(xiàn)在汽車(chē)保有量有非常大。預(yù)計(jì)到2021-2022年,中國(guó)將超過(guò)美國(guó),成為世界第一汽車(chē)大國(guó)。
如果我國(guó)可以用純電動(dòng)汽車(chē)逐步替代燃油車(chē),將會(huì)大幅減少對(duì)石油的消耗,從而減少對(duì)原油的進(jìn)口量,保障國(guó)家能源安全。
實(shí)際上,不僅是中國(guó),日本、韓國(guó)、歐洲發(fā)展新能源汽車(chē)都有能源安全方面的考慮。
美國(guó)本身石油資源豐富,而且對(duì)于其他產(chǎn)油國(guó)有很強(qiáng)的影響力。雖然美國(guó)有特斯拉這樣的行業(yè)標(biāo)桿,但相對(duì)于中歐日韓來(lái)說(shuō),對(duì)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)要冷淡得多。
中國(guó)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展長(zhǎng)期落后于國(guó)外。合資企業(yè)讓出了市場(chǎng),但沒(méi)有換來(lái)技術(shù)。自主品牌雖然也取得了一定成績(jī),但仍然不足以迎頭趕上。
新能源汽車(chē)作為燃油車(chē)的替代品,大家起跑線是一樣的,這讓中國(guó)獲得了彎道超車(chē)的機(jī)會(huì)。無(wú)論是對(duì)于國(guó)家還是企業(yè),新能源汽車(chē)都是不可錯(cuò)過(guò)的趕超機(jī)會(huì)。
關(guān)于新能源車(chē)是否環(huán)保,已經(jīng)有了很多討論。
中國(guó)的電動(dòng)汽車(chē)大部分電力來(lái)源還是火電。電動(dòng)車(chē)本身不產(chǎn)生污染,但也只不過(guò)是將原先的汽車(chē)尾氣污染轉(zhuǎn)移到了火力發(fā)電上,整體算下來(lái)并不環(huán)保。而且,如果電池處理不慎,還會(huì)造成進(jìn)一步的污染。
不過(guò),電動(dòng)汽車(chē)將分散污染變成了集中排放,雖然治標(biāo)不治本,但是提供了集中化、高效率處理污染的契機(jī)。畢竟,治理火電站的污染成本要比解決汽車(chē)尾氣污染要低很多。
電動(dòng)汽車(chē)的心病
可以說(shuō),續(xù)航能力不足是現(xiàn)在電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展的最大瓶頸。而電動(dòng)車(chē)?yán)m(xù)航能力的提升依賴(lài)于電池能量密度的提升。
但是動(dòng)力電池的能量密度究竟還有多少提升空間,令人擔(dān)憂(yōu)。以現(xiàn)在動(dòng)力電池的能量密度來(lái)看,別說(shuō)超越,就是追平燃油車(chē)都很困難。
電池并非是一種新技術(shù)。誕生于19世紀(jì)中期的充電化學(xué)電池,距今已超過(guò)160年。
動(dòng)力電池的化學(xué)原理本質(zhì)上仍然是氧化還原反應(yīng),需要氧化劑和還原劑。燃油汽車(chē)只需要裝載作為還原劑的燃油,可直接利用空氣中的氧化劑——氧氣。電池則無(wú)法利用氧氣,因此電池中必須自帶氧化劑。
這種最基礎(chǔ)的技術(shù)原理決定了電池的能量密度很難超越燃油。
而且,電池的電化學(xué)氧化還原反應(yīng)遠(yuǎn)不如燃油的燃燒氧化還原反應(yīng)劇烈,這也限制了電池的能量密度。
在現(xiàn)有的電化學(xué)體系下,電池的能量密度是在理論是有上限值的,現(xiàn)有的努力只是在不斷接近這一極限。電池在技術(shù)原理上的種種局限,實(shí)際上決定了電動(dòng)車(chē)很難在續(xù)航里程上超越燃油車(chē)。
電池還存在使用壽命短的問(wèn)題。
電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的基本化學(xué)原理決定了其每次循環(huán)過(guò)程中,還原劑不可能被徹底地還原。電池的續(xù)航能力在使用了一定年限后,性能發(fā)生衰減是不可避免的。
電化學(xué)反應(yīng)過(guò)程受溫度影響明顯,低溫會(huì)顯著降低其效率。受此影響,電動(dòng)汽車(chē)冬季的性能會(huì)大幅下降。改進(jìn)材料和工藝可以改善這種現(xiàn)象,但決不可能從根本上解決。
電動(dòng)車(chē)雖然在低速行駛和頻繁啟停的場(chǎng)景下具備節(jié)能的優(yōu)勢(shì),但在高速行駛時(shí),續(xù)航能力會(huì)進(jìn)一步降低。高速行駛時(shí)的續(xù)航是電動(dòng)車(chē)的軟肋,不僅國(guó)產(chǎn)電動(dòng)車(chē)如此,特斯拉也未能解決這一問(wèn)題。
續(xù)航的心病如何治?
既然由于能量密度等原因,電池?zé)o法從根本上取代燃油,那么電池和燃油的結(jié)合不失為一種不錯(cuò)的選擇。
混動(dòng)技術(shù)結(jié)合了純電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)兩者的優(yōu)點(diǎn),電池容量不需要很大,就能有效減少對(duì)于石油資源的消耗,同時(shí)免除了對(duì)于續(xù)航里程的憂(yōu)慮。
在歐洲和日本,插電式混合動(dòng)力汽車(chē)在新能源車(chē)中占據(jù)主導(dǎo)地位。在美國(guó),純電動(dòng)和插電式混合動(dòng)力汽車(chē)的占比較為均衡。
與其他國(guó)家不同,中國(guó)新能源乘用車(chē)中,純電動(dòng)乘用車(chē)的比例超過(guò)了80%。
2017年我國(guó)新能源汽車(chē)全年累計(jì)總銷(xiāo)量77.7萬(wàn)輛,其中純電動(dòng)銷(xiāo)售65.2萬(wàn)輛,插電式混動(dòng)銷(xiāo)售12.5萬(wàn)輛。
即使今后電動(dòng)車(chē)技術(shù)充分發(fā)展,很多場(chǎng)景電動(dòng)車(chē)仍然不能勝任。比如在較為寒冷的地區(qū),比如基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)十分落后,充電站嚴(yán)重不足的地區(qū)。電動(dòng)車(chē)和燃油車(chē)在各自擅長(zhǎng)的場(chǎng)景下發(fā)揮作用,才更符合市場(chǎng)需求。
中國(guó)在政策支持上更偏重于電動(dòng)汽車(chē),這符合長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展趨勢(shì)。不過(guò),在政策上不放棄對(duì)于混動(dòng)車(chē)的支持,從短期看更為穩(wěn)妥。電動(dòng)和燃油并不是徹底對(duì)立的,與內(nèi)燃機(jī)相結(jié)合可以更好地發(fā)揮電動(dòng)的優(yōu)勢(shì)。
不過(guò),混動(dòng)終究是一種過(guò)渡形態(tài)。
電動(dòng)汽車(chē)對(duì)于燃油車(chē)的高比例替代,需要各種配套設(shè)施和技術(shù)的完善。
首先是各種充電基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)。對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的抱怨,除了續(xù)航之外,就主要是找不到充電樁了。
作為一種基礎(chǔ)設(shè)施,充電設(shè)備的完善無(wú)法僅僅依靠相關(guān)企業(yè)的努力。這種基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)不可能一蹴而就,需要從國(guó)家層面進(jìn)行長(zhǎng)遠(yuǎn)的規(guī)劃和建設(shè)。對(duì)于地廣人稀,利潤(rùn)微薄,資本不愿觸及的地區(qū),政府應(yīng)該及時(shí)跟進(jìn)。
電動(dòng)車(chē)充電不僅涉及到充電站和充電樁,對(duì)于國(guó)家電網(wǎng)也提出了新的挑戰(zhàn)。成規(guī)模的電動(dòng)車(chē)投入使用,勢(shì)必會(huì)給電網(wǎng)造成很大的壓力。國(guó)家電網(wǎng)的進(jìn)步也是電動(dòng)車(chē)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。
充電設(shè)施的建設(shè)和電網(wǎng)的升級(jí)都需要長(zhǎng)期的努力,這也決定了電動(dòng)車(chē)不可能快速替代燃油車(chē)。
當(dāng)充電像加油一樣方便時(shí),人們對(duì)于電動(dòng)車(chē)的續(xù)航焦慮才會(huì)下降,市場(chǎng)對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)的需求才會(huì)自然釋放。
手機(jī)電池也存在能量密度低,續(xù)航時(shí)間短的問(wèn)題。手機(jī)廠商通過(guò)快充技術(shù)曲線救國(guó),間接“延長(zhǎng)”了手機(jī)的續(xù)航時(shí)間。如果電動(dòng)車(chē)充電可以更快,實(shí)際上也會(huì)緩解續(xù)航的焦慮。
相比于燃油車(chē)幾分鐘就可以把油加滿(mǎn),電動(dòng)車(chē)充電十分麻煩,慢充要六小時(shí)以上,快充也要四十分鐘左右。
目前,有些廠商宣稱(chēng)自家的快充可以實(shí)現(xiàn)十幾分鐘充滿(mǎn)80%的電。聽(tīng)上去,好像充電速度的痛點(diǎn)已經(jīng)解決了。
但充電不能只看速度這一個(gè)指標(biāo)。片面強(qiáng)調(diào)充電速度會(huì)降低電池壽命,影響續(xù)航能力,乃至于造成安全隱患。
充電技術(shù)的進(jìn)步也影響著電動(dòng)車(chē)是否能進(jìn)一步普及。
其實(shí),無(wú)論是手機(jī)還是汽車(chē),快充的大量使用都會(huì)給電池帶來(lái)負(fù)面影響。只不過(guò),手機(jī)電池成本低,而且手機(jī)更新?lián)Q代很快,可以接受著這種損害。
但汽車(chē)一般要求十年左右的使用壽命,動(dòng)力電池又十分昂貴。大量使用快充并不適合電動(dòng)汽車(chē)。
既然充電太慢,一些企業(yè)就開(kāi)始押寶換電技術(shù)。特斯拉早先嘗試過(guò),但由于陳本過(guò)高,最終放棄了。目前,國(guó)內(nèi)北汽和蔚來(lái)都在堅(jiān)持這一技術(shù)路徑的嘗試。
不過(guò),這一技術(shù)的前景并不樂(lè)觀。
原因在于換電要求電池規(guī)格的統(tǒng)一。而電池的技術(shù)指標(biāo)是純電動(dòng)汽車(chē)最關(guān)鍵最核心的部分,涉及到每家車(chē)企的核心利益,很難進(jìn)行統(tǒng)一。
而且,如果將電池由某一個(gè)壟斷公司統(tǒng)一研發(fā)、制造,那么市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)將會(huì)被消除。純電動(dòng)汽車(chē)最關(guān)鍵、最核心的部分也就失去了技術(shù)進(jìn)步的動(dòng)力。
對(duì)于單一企業(yè)來(lái)說(shuō),單獨(dú)建設(shè)換電站系統(tǒng)的成本高到難以接受。
實(shí)際上,一家車(chē)企內(nèi)部進(jìn)行電池規(guī)格的統(tǒng)一也是有代價(jià)的。比如,蔚來(lái)ES8作為高檔車(chē)型本應(yīng)配備能量密度更高的電池,但為了將來(lái)的統(tǒng)一換電,只能兼顧低端車(chē)型,采用低密度電池,以至于續(xù)航能力遜色很多。
現(xiàn)在還不能說(shuō)換電模式就一定沒(méi)有未來(lái)。
但有一點(diǎn)是肯定的,換電模式的大規(guī)模推廣離不開(kāi)國(guó)家的統(tǒng)一規(guī)劃;而且為了保證市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)對(duì)于技術(shù)發(fā)展的促進(jìn),必須要等到電動(dòng)車(chē)技術(shù)足夠成熟,才有可能。
電動(dòng)化仍是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)
雖然電動(dòng)汽車(chē)面臨諸多發(fā)展瓶頸,但電動(dòng)化仍然是汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)。
這不僅僅是因?yàn)殡妱?dòng)車(chē)相對(duì)于燃油車(chē)的種種優(yōu)勢(shì),比如啟動(dòng)快、行駛噪音低、沒(méi)有尾氣排放等;更重要的是電動(dòng)車(chē)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)未來(lái)相契合。
毫無(wú)疑問(wèn),汽車(chē)智能化的趨勢(shì)不可阻擋。不同于新能源車(chē)對(duì)于燃油車(chē)僅僅是動(dòng)力系統(tǒng)的改進(jìn),智能化汽車(chē)對(duì)傳統(tǒng)機(jī)械汽車(chē)來(lái)說(shuō)是一種全面徹底的變革。
汽車(chē)智能化的發(fā)展意味著汽車(chē)的電子化程度會(huì)越來(lái)越高。而燃油車(chē)對(duì)于電子化設(shè)備十分不友好。
燃油車(chē)在的動(dòng)力輸出會(huì)釋放大量的熱和振動(dòng)波,這對(duì)電子元件和半導(dǎo)體的影響很大。與此同時(shí),燃油車(chē)用到的電能需要通過(guò)動(dòng)能進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化,這不僅會(huì)產(chǎn)生能量損耗,還會(huì)造成電力傳輸波動(dòng),不利于為電子元件提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。
隨著汽車(chē)電子化,智能化程度的逐漸提高,在汽車(chē)后市場(chǎng),燃油車(chē)的電子化單元故障已經(jīng)取代機(jī)械故障成為最多發(fā)的故障類(lèi)型。
而純電動(dòng)汽車(chē)是汽車(chē)智能化的最佳載體。
電池有獨(dú)立的散熱系統(tǒng);電機(jī)在平衡性上大大優(yōu)于內(nèi)燃機(jī)。而且,電池直接供電,不存在電力傳輸不穩(wěn)的問(wèn)題。純電動(dòng)汽車(chē)與和智能應(yīng)用良好的兼容性為其提供了廣闊的未來(lái)。
燃油車(chē)如果在將來(lái)被電動(dòng)車(chē)替代,并不是由與機(jī)械性能比不上電動(dòng)車(chē),而是由于智能化的趨勢(shì)而被迫淡出主流。
電機(jī)也更適合自動(dòng)駕駛。自動(dòng)駕駛的控制部分需要將相關(guān)部件電氣化。在這方面,純電池動(dòng)車(chē)有先天優(yōu)勢(shì)。電機(jī)的反應(yīng)速度極快,電信號(hào)能夠直接轉(zhuǎn)化到機(jī)械信號(hào),更容易實(shí)現(xiàn)ECU(車(chē)載電腦)對(duì)機(jī)械結(jié)構(gòu)的控制。
自動(dòng)駕駛技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度大,對(duì)于安全的要求十分高。電機(jī)易于控制的特性可以降低自動(dòng)駕駛技術(shù)的難度,在保障安全方面也更勝一籌。
雖然已經(jīng)有一些燃油車(chē)配備了部分自動(dòng)駕駛功能,但目前絕大多數(shù)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)都與電動(dòng)車(chē)相結(jié)合。電動(dòng)汽車(chē)和自動(dòng)駕駛這兩種代表未來(lái)的技術(shù)天然融合在了一起。
從汽車(chē)共享化的趨勢(shì)來(lái)看,電動(dòng)汽車(chē)相對(duì)于燃油車(chē)也有更好的發(fā)展前景。
在傳統(tǒng)出租車(chē)行業(yè)中,司機(jī)的勞動(dòng)力成本可以達(dá)到總成本的50%–70%。高額的人力成本已經(jīng)迫使Uber、滴滴出行等網(wǎng)約車(chē)企業(yè)加緊布局無(wú)人駕駛出租車(chē)業(yè)務(wù)。
考慮到高額的人力成本,汽車(chē)共享化必須要與自動(dòng)駕駛相結(jié)合。即使做不到無(wú)人駕駛,自動(dòng)接駕、自動(dòng)停車(chē)等技術(shù)也可以顯著降低運(yùn)營(yíng)成本。
對(duì)于共享汽車(chē)、出租車(chē)企業(yè)的車(chē)隊(duì),由于統(tǒng)一管理,且多為市內(nèi)短途運(yùn)輸,電動(dòng)車(chē)的續(xù)航能力就不再是問(wèn)題。電動(dòng)車(chē)在汽車(chē)保養(yǎng)、維護(hù)方面相對(duì)于燃油車(chē)在成本上有優(yōu)勢(shì),電力相對(duì)于燃油也更廉價(jià)。
就目前的情況而言,電動(dòng)汽車(chē)短期內(nèi)實(shí)現(xiàn)對(duì)燃油車(chē)的高比例替代是很不現(xiàn)實(shí)的。
電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)拐點(diǎn)的到來(lái)依賴(lài)于技術(shù)突破帶來(lái)的性能提升,也仰仗配套設(shè)施、技術(shù)的完善。燃油車(chē)的發(fā)展經(jīng)歷了一百多年才取得今天的成果。電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展也需要時(shí)間的積淀。
短期內(nèi)可以預(yù)見(jiàn)的是,電動(dòng)汽車(chē)會(huì)成為為汽車(chē)市場(chǎng)的主要補(bǔ)充份額,在第二輛車(chē),園區(qū)內(nèi)用車(chē),共享交通,市內(nèi)代步等場(chǎng)景占據(jù)較高的比例。
目前,電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)份額還很低,哪怕是取代傳統(tǒng)汽車(chē)的20%,也是很大的市場(chǎng)。
電動(dòng)車(chē)與汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)深度契合。我們要足夠重視,但不應(yīng)該操之過(guò)急。