鉅大鋰電 | 點擊量:0次 | 2018年08月22日
純電汽車全面取代燃油汽車?道阻且長
2017年,全球電動乘用車銷量超過122.3萬輛,同比增長58%。這是全球電動乘用車銷量首次突破100萬輛。同時,2017年電動汽車銷量在全球車市總銷量的占比已超過1%。
中國電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展速度更快一些。
2017年我國新能源汽車全年累計總銷量77.7萬輛,同比增長53%。2017年,中國電動乘用車的滲透率仁約2%,高于全球總體水平。截止到2017年,中國新能源汽車累計保有量達180萬輛,占全球市場50%以上。
近年來,中國新能源汽車尤其是電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速。在2013年,中國電動汽車年銷量還僅為1.76萬輛。
中國計劃到2020年,純電動汽車和插電式混合動力汽車生產(chǎn)能力達200萬輛、累計產(chǎn)銷量超過500萬輛。而且,中國將于2035年全面禁止發(fā)售燃油汽車。
似乎,純電動汽車將會全面取代燃油汽車。
夢想是美好的,可終究要面對殘酷的現(xiàn)實。
政策仍是電動汽車的主要推手
中國在新能源汽車特別是電動汽車領域取得了不錯的成績。但同時必須看到,近年來電動車的快速發(fā)展并不是靠市場推動,政策才是最大的推力。
在北京這樣的一線城市,很多人買電動汽車主要還是為了一張牌照。
車企們紛紛發(fā)力電動汽車,一個重要原因就是補貼的引導。甚至有些車企上馬電動車,專門就是為了騙補。不過,國家及時調(diào)整了補貼政策。不僅提高了車企獲取補助的條件,還將補貼政策逐步過渡為雙積分政策,及時遏制了騙補現(xiàn)象。
考慮到電動汽車高昂的售價,可憐的續(xù)航能力,麻煩的充電過程,慘不忍睹的折舊率,相對于傳統(tǒng)燃油車,大多數(shù)電動車尚不具備市場競爭力。
如果說沒了補貼和牌照方面的優(yōu)惠,多數(shù)人根本不會考慮純電動汽車。
目前,很多車企聲稱自家生產(chǎn)的純電動車有400乃至500公里的續(xù)航能力。可實際跑出來也就二三百公里。和加滿油可以輕松跑七八百公里的燃油車相比,根本不夠看。
最近,更是有蔚來車主曝出聲稱可以續(xù)航355公里的蔚來ES8,實測高速續(xù)航僅為178km。
既然電動汽車在續(xù)航方面如此不堪用,為何國家要給予補貼大力支持?
能源安全是中國支持新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要因素。
我國石油資源嚴重匱乏,大部分石油都依賴進口。而我國現(xiàn)在汽車保有量有非常大。預計到2021-2022年,中國將超過美國,成為世界第一汽車大國。
如果我國可以用純電動汽車逐步替代燃油車,將會大幅減少對石油的消耗,從而減少對原油的進口量,保障國家能源安全。
實際上,不僅是中國,日本、韓國、歐洲發(fā)展新能源汽車都有能源安全方面的考慮。
美國本身石油資源豐富,而且對于其他產(chǎn)油國有很強的影響力。雖然美國有特斯拉這樣的行業(yè)標桿,但相對于中歐日韓來說,對新能源汽車產(chǎn)業(yè)要冷淡得多。
中國汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展長期落后于國外。合資企業(yè)讓出了市場,但沒有換來技術(shù)。自主品牌雖然也取得了一定成績,但仍然不足以迎頭趕上。
新能源汽車作為燃油車的替代品,大家起跑線是一樣的,這讓中國獲得了彎道超車的機會。無論是對于國家還是企業(yè),新能源汽車都是不可錯過的趕超機會。
關(guān)于新能源車是否環(huán)保,已經(jīng)有了很多討論。
中國的電動汽車大部分電力來源還是火電。電動車本身不產(chǎn)生污染,但也只不過是將原先的汽車尾氣污染轉(zhuǎn)移到了火力發(fā)電上,整體算下來并不環(huán)保。而且,如果電池處理不慎,還會造成進一步的污染。
不過,電動汽車將分散污染變成了集中排放,雖然治標不治本,但是提供了集中化、高效率處理污染的契機。畢竟,治理火電站的污染成本要比解決汽車尾氣污染要低很多。
電動汽車的心病
可以說,續(xù)航能力不足是現(xiàn)在電動汽車發(fā)展的最大瓶頸。而電動車續(xù)航能力的提升依賴于電池能量密度的提升。
但是動力電池的能量密度究竟還有多少提升空間,令人擔憂。以現(xiàn)在動力電池的能量密度來看,別說超越,就是追平燃油車都很困難。
電池并非是一種新技術(shù)。誕生于19世紀中期的充電化學電池,距今已超過160年。
動力電池的化學原理本質(zhì)上仍然是氧化還原反應,需要氧化劑和還原劑。燃油汽車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。電池則無法利用氧氣,因此電池中必須自帶氧化劑。
這種最基礎的技術(shù)原理決定了電池的能量密度很難超越燃油。
而且,電池的電化學氧化還原反應遠不如燃油的燃燒氧化還原反應劇烈,這也限制了電池的能量密度。
在現(xiàn)有的電化學體系下,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,實際上決定了電動車很難在續(xù)航里程上超越燃油車。
電池還存在使用壽命短的問題。
電化學反應過程的基本化學原理決定了其每次循環(huán)過程中,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。
電化學反應過程受溫度影響明顯,低溫會顯著降低其效率。受此影響,電動汽車冬季的性能會大幅下降。改進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。
電動車雖然在低速行駛和頻繁啟停的場景下具備節(jié)能的優(yōu)勢,但在高速行駛時,續(xù)航能力會進一步降低。高速行駛時的續(xù)航是電動車的軟肋,不僅國產(chǎn)電動車如此,特斯拉也未能解決這一問題。
續(xù)航的心病如何治?
既然由于能量密度等原因,電池無法從根本上取代燃油,那么電池和燃油的結(jié)合不失為一種不錯的選擇。
混動技術(shù)結(jié)合了純電動車和燃油車兩者的優(yōu)點,電池容量不需要很大,就能有效減少對于石油資源的消耗,同時免除了對于續(xù)航里程的憂慮。
在歐洲和日本,插電式混合動力汽車在新能源車中占據(jù)主導地位。在美國,純電動和插電式混合動力汽車的占比較為均衡。
與其他國家不同,中國新能源乘用車中,純電動乘用車的比例超過了80%。
2017年我國新能源汽車全年累計總銷量77.7萬輛,其中純電動銷售65.2萬輛,插電式混動銷售12.5萬輛。
即使今后電動車技術(shù)充分發(fā)展,很多場景電動車仍然不能勝任。比如在較為寒冷的地區(qū),比如基礎設施建設十分落后,充電站嚴重不足的地區(qū)。電動車和燃油車在各自擅長的場景下發(fā)揮作用,才更符合市場需求。
中國在政策支持上更偏重于電動汽車,這符合長遠的發(fā)展趨勢。不過,在政策上不放棄對于混動車的支持,從短期看更為穩(wěn)妥。電動和燃油并不是徹底對立的,與內(nèi)燃機相結(jié)合可以更好地發(fā)揮電動的優(yōu)勢。
不過,混動終究是一種過渡形態(tài)。
電動汽車對于燃油車的高比例替代,需要各種配套設施和技術(shù)的完善。
首先是各種充電基礎設施的建設。對于電動汽車的抱怨,除了續(xù)航之外,就主要是找不到充電樁了。
作為一種基礎設施,充電設備的完善無法僅僅依靠相關(guān)企業(yè)的努力。這種基礎設施的建設不可能一蹴而就,需要從國家層面進行長遠的規(guī)劃和建設。對于地廣人稀,利潤微薄,資本不愿觸及的地區(qū),政府應該及時跟進。
電動車充電不僅涉及到充電站和充電樁,對于國家電網(wǎng)也提出了新的挑戰(zhàn)。成規(guī)模的電動車投入使用,勢必會給電網(wǎng)造成很大的壓力。國家電網(wǎng)的進步也是電動車發(fā)展的重要基礎。
充電設施的建設和電網(wǎng)的升級都需要長期的努力,這也決定了電動車不可能快速替代燃油車。
當充電像加油一樣方便時,人們對于電動車的續(xù)航焦慮才會下降,市場對于電動汽車的需求才會自然釋放。
手機電池也存在能量密度低,續(xù)航時間短的問題。手機廠商通過快充技術(shù)曲線救國,間接“延長”了手機的續(xù)航時間。如果電動車充電可以更快,實際上也會緩解續(xù)航的焦慮。
相比于燃油車幾分鐘就可以把油加滿,電動車充電十分麻煩,慢充要六小時以上,快充也要四十分鐘左右。
目前,有些廠商宣稱自家的快充可以實現(xiàn)十幾分鐘充滿80%的電。聽上去,好像充電速度的痛點已經(jīng)解決了。
但充電不能只看速度這一個指標。片面強調(diào)充電速度會降低電池壽命,影響續(xù)航能力,乃至于造成安全隱患。
充電技術(shù)的進步也影響著電動車是否能進一步普及。
其實,無論是手機還是汽車,快充的大量使用都會給電池帶來負面影響。只不過,手機電池成本低,而且手機更新?lián)Q代很快,可以接受著這種損害。
但汽車一般要求十年左右的使用壽命,動力電池又十分昂貴。大量使用快充并不適合電動汽車。
既然充電太慢,一些企業(yè)就開始押寶換電技術(shù)。特斯拉早先嘗試過,但由于陳本過高,最終放棄了。目前,國內(nèi)北汽和蔚來都在堅持這一技術(shù)路徑的嘗試。
不過,這一技術(shù)的前景并不樂觀。
原因在于換電要求電池規(guī)格的統(tǒng)一。而電池的技術(shù)指標是純電動汽車最關(guān)鍵最核心的部分,涉及到每家車企的核心利益,很難進行統(tǒng)一。
而且,如果將電池由某一個壟斷公司統(tǒng)一研發(fā)、制造,那么市場競爭將會被消除。純電動汽車最關(guān)鍵、最核心的部分也就失去了技術(shù)進步的動力。
對于單一企業(yè)來說,單獨建設換電站系統(tǒng)的成本高到難以接受。
實際上,一家車企內(nèi)部進行電池規(guī)格的統(tǒng)一也是有代價的。比如,蔚來ES8作為高檔車型本應配備能量密度更高的電池,但為了將來的統(tǒng)一換電,只能兼顧低端車型,采用低密度電池,以至于續(xù)航能力遜色很多。
現(xiàn)在還不能說換電模式就一定沒有未來。
但有一點是肯定的,換電模式的大規(guī)模推廣離不開國家的統(tǒng)一規(guī)劃;而且為了保證市場競爭對于技術(shù)發(fā)展的促進,必須要等到電動車技術(shù)足夠成熟,才有可能。
電動化仍是汽車產(chǎn)業(yè)的未來
雖然電動汽車面臨諸多發(fā)展瓶頸,但電動化仍然是汽車產(chǎn)業(yè)的未來。
這不僅僅是因為電動車相對于燃油車的種種優(yōu)勢,比如啟動快、行駛噪音低、沒有尾氣排放等;更重要的是電動車與汽車產(chǎn)業(yè)未來相契合。
毫無疑問,汽車智能化的趨勢不可阻擋。不同于新能源車對于燃油車僅僅是動力系統(tǒng)的改進,智能化汽車對傳統(tǒng)機械汽車來說是一種全面徹底的變革。
汽車智能化的發(fā)展意味著汽車的電子化程度會越來越高。而燃油車對于電子化設備十分不友好。
燃油車在的動力輸出會釋放大量的熱和振動波,這對電子元件和半導體的影響很大。與此同時,燃油車用到的電能需要通過動能進行二次轉(zhuǎn)化,這不僅會產(chǎn)生能量損耗,還會造成電力傳輸波動,不利于為電子元件提供穩(wěn)定的工作環(huán)境。
隨著汽車電子化,智能化程度的逐漸提高,在汽車后市場,燃油車的電子化單元故障已經(jīng)取代機械故障成為最多發(fā)的故障類型。
而純電動汽車是汽車智能化的最佳載體。
電池有獨立的散熱系統(tǒng);電機在平衡性上大大優(yōu)于內(nèi)燃機。而且,電池直接供電,不存在電力傳輸不穩(wěn)的問題。純電動汽車與和智能應用良好的兼容性為其提供了廣闊的未來。
燃油車如果在將來被電動車替代,并不是由與機械性能比不上電動車,而是由于智能化的趨勢而被迫淡出主流。
電機也更適合自動駕駛。自動駕駛的控制部分需要將相關(guān)部件電氣化。在這方面,純電池動車有先天優(yōu)勢。電機的反應速度極快,電信號能夠直接轉(zhuǎn)化到機械信號,更容易實現(xiàn)ECU(車載電腦)對機械結(jié)構(gòu)的控制。
自動駕駛技術(shù)實現(xiàn)難度大,對于安全的要求十分高。電機易于控制的特性可以降低自動駕駛技術(shù)的難度,在保障安全方面也更勝一籌。
雖然已經(jīng)有一些燃油車配備了部分自動駕駛功能,但目前絕大多數(shù)自動駕駛技術(shù)的研發(fā)都與電動車相結(jié)合。電動汽車和自動駕駛這兩種代表未來的技術(shù)天然融合在了一起。
從汽車共享化的趨勢來看,電動汽車相對于燃油車也有更好的發(fā)展前景。
在傳統(tǒng)出租車行業(yè)中,司機的勞動力成本可以達到總成本的50%–70%。高額的人力成本已經(jīng)迫使Uber、滴滴出行等網(wǎng)約車企業(yè)加緊布局無人駕駛出租車業(yè)務。
考慮到高額的人力成本,汽車共享化必須要與自動駕駛相結(jié)合。即使做不到無人駕駛,自動接駕、自動停車等技術(shù)也可以顯著降低運營成本。
對于共享汽車、出租車企業(yè)的車隊,由于統(tǒng)一管理,且多為市內(nèi)短途運輸,電動車的續(xù)航能力就不再是問題。電動車在汽車保養(yǎng)、維護方面相對于燃油車在成本上有優(yōu)勢,電力相對于燃油也更廉價。
就目前的情況而言,電動汽車短期內(nèi)實現(xiàn)對燃油車的高比例替代是很不現(xiàn)實的。
電動汽車市場拐點的到來依賴于技術(shù)突破帶來的性能提升,也仰仗配套設施、技術(shù)的完善。燃油車的發(fā)展經(jīng)歷了一百多年才取得今天的成果。電動汽車的發(fā)展也需要時間的積淀。
短期內(nèi)可以預見的是,電動汽車會成為為汽車市場的主要補充份額,在第二輛車,園區(qū)內(nèi)用車,共享交通,市內(nèi)代步等場景占據(jù)較高的比例。
目前,電動汽車的市場份額還很低,哪怕是取代傳統(tǒng)汽車的20%,也是很大的市場。
電動車與汽車產(chǎn)業(yè)的未來深度契合。我們要足夠重視,但不應該操之過急。










