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未來(lái)的新能源汽車究竟是誰(shuí)的天下?

   
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未來(lái)的新能源汽車究竟是誰(shuí)的天下?

這個(gè)問(wèn)題,跟我做的東西比較相關(guān)。也是整個(gè)新能源汽車界都很想知道答案的一個(gè)問(wèn)題。如果要問(wèn)我對(duì)這個(gè)問(wèn)題的答案是什么,我只能說(shuō),我不知道,雖然我非常想知道這個(gè)問(wèn)題的答案。

混合動(dòng)力,純電動(dòng)(Battery Electric Vehicle),燃料電池(Fuel Cell Vehicle),這幾種新能源汽車技術(shù),到底哪一個(gè)會(huì)成為未來(lái)的主流,絕不僅僅是哪一個(gè)是最適合的汽車技術(shù)那么簡(jiǎn)單。這個(gè)問(wèn)題牽扯到配套基礎(chǔ)設(shè)施的技術(shù)各主要市場(chǎng)政府的政策,能源開(kāi)發(fā)冶煉的技術(shù),核電的未來(lái)前景,民眾對(duì)核電的態(tài)度,電網(wǎng)的發(fā)展,自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展,電池的技術(shù),新的化石能源的發(fā)現(xiàn),甚至是國(guó)際政治的走向等等諸多問(wèn)題,變數(shù)實(shí)在太多,到底誰(shuí)能勝出,即便是做新能源政策研究這行的大牛,基本也都無(wú)法給出確定答案。

未來(lái)的新能源汽車究竟是誰(shuí)的天下?

下面就僅依靠我個(gè)人進(jìn)入這個(gè)領(lǐng)域比較短的時(shí)間積累的有限知識(shí)和思考試圖對(duì)這幾種技術(shù)的前景簡(jiǎn)單分析一下。先分別列舉以下各種技術(shù)現(xiàn)階段的優(yōu)勢(shì)劣勢(shì),和未來(lái)可能的變數(shù)。

其中我把混合動(dòng)力分為常規(guī)混合動(dòng)力(Hybrid Electric Vehicle,能源來(lái)源只有汽油,不能充電,電力為行駛過(guò)程中產(chǎn)生)和插電混合動(dòng)力兩類來(lái)說(shuō)(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,既可以像BEV一樣純電行駛,也可以像傳統(tǒng)混合動(dòng)力汽車一樣電力只間接來(lái)源于燃油,不消耗蓄電池中的電量行駛,還可以同時(shí)消耗燃油和蓄電量行駛,可以看做BEV和常規(guī)混合動(dòng)力的混合產(chǎn)物)。因?yàn)檫@兩種采用的技術(shù)雖然很近似,但在應(yīng)用上差別較大。我會(huì)先說(shuō)常規(guī)混合動(dòng)力,再說(shuō)純電動(dòng),然后說(shuō)像它倆的混合物的插電混合動(dòng)力,最后說(shuō)我并不是很了解的燃料電池(主要說(shuō)氫燃料電池)

一.常規(guī)混合動(dòng)力

現(xiàn)狀

  • 優(yōu)勢(shì):

  1. 相比純電動(dòng)車,沒(méi)有續(xù)航問(wèn)題,跟傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車一樣,沒(méi)油了就加油。相反,因?yàn)楦∮停瑯拥挠拖浯笮】梢宰龅奖绕胀▋?nèi)燃機(jī)車?yán)m(xù)航更長(zhǎng)。

  2. 相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車,油耗低,而且維護(hù)費(fèi)用小(剎車主要為能量回收,剎車片磨損很慢,prius是10萬(wàn)英里換次剎車片,內(nèi)燃機(jī)因?yàn)椴皇且恢庇?,且多工作于最?yōu)工況下,耗損也?。瑫r(shí)因?yàn)槌R?guī)混合動(dòng)力車的電力來(lái)自于隨時(shí)發(fā)電或滑行、制動(dòng)的能量回收,不需要大電池,而且只要淺充淺放,電池的成本低,重量輕,壽命長(zhǎng)(prius的電池壽命接近內(nèi)燃機(jī)的壽命),整個(gè)生命周期的成本很低,電池生產(chǎn)帶來(lái)的額外污染也小。

  3. 相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車,在內(nèi)燃機(jī)效率最低,油耗最高、污染最重且危害最大的市區(qū)低速和擁堵路段以電動(dòng)機(jī)為主,平順,安靜,且大大減少排放

  4. 性能相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車,提供了更多可能,因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)成本很低,所以可以通過(guò)增加一個(gè)電動(dòng)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)四驅(qū),成本較一般的四驅(qū)結(jié)構(gòu)為低。也可以通過(guò)電機(jī)和內(nèi)燃機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)而增加動(dòng)力。但因?yàn)槌R?guī)混合動(dòng)力電池蓄電量較小,無(wú)法持續(xù)輸出電力,所以這方面的潛力有限。

  5. 相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車增加的電池組,可以放置在汽車尾部下方,從而可以平衡前置發(fā)動(dòng)機(jī)車的配重,降低重心,改善操控和穩(wěn)定性

  6. 技術(shù)跟傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車相容度最高,消費(fèi)者基本不需要改變使用的習(xí)慣,也不需要建立額外的基礎(chǔ)設(shè)施,為社會(huì)接受相對(duì)容易。事實(shí)上,目前常規(guī)混合動(dòng)力在所有新能源車型中普及率最高(不包括天然氣車型,天然氣雖然更環(huán)保,但依然是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車型的范疇),在補(bǔ)貼已經(jīng)取消的情況下,依然能夠有很高且不斷上升的銷量,技術(shù)相對(duì)成熟

  • 劣勢(shì)

  1. 雖然豐田的目標(biāo)是每一代prius的油耗提高3mpg(每加侖汽油行駛英里數(shù)),但是如果大家知道MPG的計(jì)算原理,就能明白常規(guī)混合動(dòng)力降低油耗的速度是越來(lái)越慢的,未來(lái)可能會(huì)到達(dá)一個(gè)瓶頸。所以,常規(guī)混合動(dòng)力不能完全解決化石燃料會(huì)用完的情況,只能大大延緩。

  2. 雖然常規(guī)混合動(dòng)力在低速也很平順,安靜,但畢竟內(nèi)燃機(jī)還是會(huì)時(shí)不時(shí)介入,平順安靜程度還是無(wú)法跟純電動(dòng)車相比。此外,因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)需要時(shí)不時(shí)切換狀態(tài),做的不好的話會(huì)有小小的突兀(我個(gè)人的prius基本覺(jué)察不到)

  3. 因?yàn)殡姵氐娜萘坑邢蓿ヅ涞碾姍C(jī)也有限(防止電量迅速耗光),在需要高強(qiáng)度加速的時(shí)候,內(nèi)燃機(jī)仍然需要介入,其響應(yīng)速度和瞬時(shí)扭矩?zé)o法達(dá)到純電動(dòng)汽車一樣的極為迅猛且隨踩隨猛。

  4. 因?yàn)殡姵厝萘坑邢蓿瑹o(wú)法持續(xù)提供電力,在性能上的可能性少于純電動(dòng)車和插電混合動(dòng)力汽車

  5. 相比內(nèi)燃機(jī)車,在同樣有內(nèi)燃機(jī)和變速箱的同時(shí),還需要增加電池組,一是少量增加制造成本,二是少量增加重量,惡化加速制動(dòng),三是因?yàn)槎嗾加昧梭w積,理論上會(huì)少量減少空間。

  6. 技術(shù)上的復(fù)雜程度,既高過(guò)傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車,也高過(guò)純電動(dòng)車。

未來(lái)變數(shù):

  • 可能利好

  1. 化石燃料在其他領(lǐng)域如發(fā)電、化工方面可能因?yàn)楹穗?、新型材料的發(fā)展而大大減少,從而大大減輕化石燃料的壓力,使得混合動(dòng)力對(duì)燃油經(jīng)濟(jì)性和排放的改善就足以將化石燃料的可使用時(shí)間延長(zhǎng)到不再是人類社會(huì)優(yōu)先需要解決的問(wèn)題的地步。

  2. 在全球農(nóng)業(yè)土地利用上出現(xiàn)突破(比如大量非洲土地得到開(kāi)發(fā),或者部分低產(chǎn)量可以自持的畜牧用草地改為種植業(yè)用地),生質(zhì)燃油產(chǎn)量大大增加,內(nèi)燃機(jī)的燃料來(lái)源問(wèn)題得以解決

  3. 其他新能源汽車技術(shù)皆受挫,混合動(dòng)力因?yàn)橐呀?jīng)獲得成功(標(biāo)準(zhǔn)可以定為不提供補(bǔ)貼,銷量大且穩(wěn)定),成為唯一存留的新能源汽車技術(shù)

  4. 因?yàn)槟撤N原因,中日關(guān)系突然改善,政府大力推廣常規(guī)混動(dòng)

  • 可能不利

  1. 目前常規(guī)混合動(dòng)力日系廠商領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)極大。中國(guó)政府出于防止日系形成壟斷,以及常規(guī)混合動(dòng)力依然有大量?jī)?nèi)燃機(jī)排放的考慮,在發(fā)展新能源汽車過(guò)程中不鼓勵(lì)發(fā)展常規(guī)混合動(dòng)力汽車,且可能進(jìn)行限制,同時(shí)大力鼓勵(lì)其他新能源汽車的發(fā)展,因?yàn)槟壳捌毡檎J(rèn)為中國(guó)將是最大甚至是主導(dǎo)性的新能源汽車消費(fèi)市場(chǎng),這種政策可以對(duì)國(guó)際市場(chǎng)進(jìn)行扭曲,從而使得純電動(dòng)或插電混動(dòng)汽車得到更好的發(fā)展

  2. 日系廠商因?yàn)橹袊?guó)國(guó)民的仇日情緒,在華份額繼續(xù)下降,同時(shí)中國(guó)市場(chǎng)占比進(jìn)一步上升,日系全球市場(chǎng)份額進(jìn)一步萎縮,研發(fā)經(jīng)費(fèi)減少,導(dǎo)致常規(guī)混動(dòng)進(jìn)步停滯,其他地區(qū)廠商在插電混動(dòng)(中國(guó),德國(guó)廠商混動(dòng)起步較晚,常規(guī)混動(dòng)技術(shù)較弱,主打插電混動(dòng),注重性能,美國(guó)通用主打串聯(lián)插電混動(dòng),即增程式電動(dòng)車,此種技術(shù)較少應(yīng)用到常規(guī)混動(dòng)汽車中)方向進(jìn)步更快

二、純電動(dòng)汽車

現(xiàn)狀

  • 優(yōu)勢(shì)

  1. 因?yàn)閺某潆娙腚姵?,到電池?qū)動(dòng)電機(jī)的過(guò)程中能量損失極少,而大型火電廠將化石燃料轉(zhuǎn)化成電力的效率遠(yuǎn)高于汽車內(nèi)燃機(jī)化石燃料燃燒驅(qū)動(dòng)齒輪的效率,所以即使發(fā)電來(lái)源都為火電,理論上僅考慮能源轉(zhuǎn)化流程,驅(qū)動(dòng)車輛的成本和排放都更低

  2. 電力的來(lái)源是多種多樣的??稍偕茉慈缢姟⒑穗姷?,相比火電污染小,成本低,且沒(méi)有化石燃料耗光的危險(xiǎn)。甚至可以利用分布式的家用太陽(yáng)能發(fā)電設(shè)備實(shí)現(xiàn)家庭汽車能源的自給自足。

  3. 社會(huì)用電存在波峰和波谷。在凌晨時(shí)段,用電量很低,很多機(jī)組容量被浪費(fèi),而此時(shí)正合適用多余的機(jī)組容量給汽車充電。

  4. 純電動(dòng)汽車完全沒(méi)有內(nèi)燃機(jī)的高噪音和振動(dòng),也沒(méi)有燃?xì)馊紵臅r(shí)滯,極為安靜,平順,且動(dòng)力響應(yīng)極為迅猛。加之電動(dòng)機(jī)低轉(zhuǎn)速扭矩很大,性能也很強(qiáng)。

  5. 因?yàn)榧冸妱?dòng)汽車的主要成本是電池,而電機(jī)成本較低,所以在汽車驅(qū)動(dòng)方式上有更多的選擇。比如,增加一個(gè)電機(jī)就能夠很容易在沒(méi)有傳動(dòng)軸和中央差速鎖(鎖定前后軸的轉(zhuǎn)速差)的情況下低成本的實(shí)現(xiàn)四驅(qū),而且前后軸動(dòng)力分配可以很容易從0:100到100:0之間任意切換且沒(méi)有時(shí)滯。更進(jìn)一步的來(lái)說(shuō),得益與電控技術(shù)的提高,純電動(dòng)汽車還可以實(shí)現(xiàn)輪轂電機(jī),四個(gè)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)四個(gè)車輪,這樣車輛轉(zhuǎn)彎時(shí)的差速問(wèn)題也得以解決,普通汽車的傳動(dòng)軸,差速器都可以取消,轉(zhuǎn)彎半徑可以無(wú)限小,側(cè)方停車可以采用橫向進(jìn)入的方式,同時(shí)四個(gè)輪子可以分別控制動(dòng)力。在傳動(dòng)方面大大降低成本,同時(shí)顛覆性的提升性能。同時(shí)電池全布置在車底,可以大幅改善操控,也可以增加儲(chǔ)物空間(如model s前后均有行李廂)。電動(dòng)機(jī)本身維護(hù)成本也較內(nèi)燃機(jī)為低

  6. 因?yàn)槟壳叭祟惿鐣?huì)已經(jīng)是一個(gè)電力社會(huì),電力設(shè)施分布密度極高,成本極低,很容易發(fā)展成為充電設(shè)施。在一些發(fā)展中國(guó)家(如中國(guó))的鄉(xiāng)村,加油站可能還沒(méi)有普及,但充電條件卻可能已經(jīng)普及,只要少量改造,即可以為汽車充電。即使在發(fā)達(dá)的城市地區(qū),充電設(shè)備也比加油設(shè)備容易達(dá)到高的多的密度,比如每個(gè)停車計(jì)時(shí)器上都可以附帶一個(gè)。

  7. 相對(duì)于燃料電池,純電動(dòng)汽車應(yīng)用的鋰電池等電池技術(shù)已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用在電子電器等行業(yè)

  8. 純電驅(qū)動(dòng),使得全自動(dòng)電控變得更容易,車聯(lián)網(wǎng),自動(dòng)駕駛技術(shù)等等更容易實(shí)現(xiàn)

  9. 雖然電池本身有污染,但相對(duì)容易集中處理。而內(nèi)燃機(jī)尾氣排放很難集中處理,而且因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)尾氣,及其形成的霧霾集中在人口密集的城市,影響到的人口更多,綜合危害可能更大。

  10. 其他三種方式都還要依賴化石能源,純電動(dòng)完全不需要。真的化石燃料用光了,這是四種之中唯一的選擇

  • 劣勢(shì)

  1. 能源再次充滿的速度太低。燃油和混合動(dòng)力汽車只要花幾分鐘的時(shí)間,就可以達(dá)到上千公里的續(xù)航里程。而目前電動(dòng)車充電技術(shù)最快的特斯拉超級(jí)充電站,20分鐘充電達(dá)到240公里的續(xù)航,速度只有加油的十分之一,但這種充電站目前成本比加油站還要高很多。而對(duì)于成本較低的220V家用充電,選用雙充電器(需要80安培的適配器)以后,充電速度也只有每小時(shí)100公里,標(biāo)配的40安培適配器的單相充電器則只有每小時(shí)50公里,而一般隨處可見(jiàn)的電源可能是10安培或20安培的適配器。如果是110伏電壓的地區(qū),比如美國(guó),日本,臺(tái)灣,充電的速度則會(huì)更低(在美國(guó)家用110v充電被稱為level 1,需要專門以較高成本建設(shè)240V的level 2充電樁),model s的110v,15A的充電時(shí)間是每小時(shí)6.5公里左右。也就是說(shuō),雖然農(nóng)村充電設(shè)施比加油站多,但到了農(nóng)村以后,可能充一整晚的電,都不一定能攢夠回程的里程。如果采用換電池的方法,則一來(lái)各家電池標(biāo)準(zhǔn)很不統(tǒng)一,二來(lái)重量很大,而且如果設(shè)計(jì)的整體性好,會(huì)較難拆卸,三來(lái)成本較高,金融結(jié)構(gòu)上難于實(shí)現(xiàn),四來(lái)一個(gè)換電站,很難有效的覆蓋一輛純電動(dòng)車的活動(dòng)范圍。(相比之下,電動(dòng)自行車實(shí)際比較容易實(shí)現(xiàn),一般電動(dòng)自行車電池很小,幾百塊錢一個(gè),標(biāo)準(zhǔn)比較統(tǒng)一,居民區(qū)的小店只需購(gòu)買幾副電池輪流充電,經(jīng)常經(jīng)過(guò)此處的人或者附近住戶要用的只要交一個(gè)新電池的費(fèi)用,然后享受兩年的隨時(shí)換電池的服務(wù),按次付電費(fèi),就能解決相當(dāng)一部分人的需求)

  2. 續(xù)航里程。受限于電池成本,重量,和電池管理技術(shù),電動(dòng)車普遍續(xù)航里程較低。目前家用燃油車普遍高速續(xù)航能力在一千公里左右,最大的特斯拉按EPA測(cè)試是426公里,比亞迪E6和騰勢(shì)是200公里,其他車型最高的也只有100公里左右。這種低續(xù)航能力在充電很慢的情況下,負(fù)面影響就變得更大

  3. 電池壽命。因?yàn)殇囯姵氐奶匦裕耆浞烹姇?huì)對(duì)電池壽命有較大影響,而純電動(dòng)車因?yàn)殡姵爻掷m(xù)輸出電力,無(wú)法像傳統(tǒng)混合動(dòng)力一樣淺充淺放,壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)短于傳統(tǒng)混合動(dòng)力的電池組。日產(chǎn)宣稱5年平均每天一次快充一次慢充的情況下,都是只充到85%,只用到15%,大概5年后還能有80%的電量??傮w上按不影響使用的電池容量衰減計(jì)算(日產(chǎn)在美國(guó)的保修標(biāo)準(zhǔn)是5年10萬(wàn)公里,電池還剩70%以上),大概壽命只有prius的1/3。這還是理想狀況。實(shí)際差距有可能更大。更換電池在美國(guó)在日產(chǎn)虧本銷售而且必須提供舊電池的情況下,依然要6000美元。

  4. 電池成本。因?yàn)槟壳半姵氐哪芰棵芏冗€較低,所以目前純電動(dòng)汽車的價(jià)格都較高。比如銷量最大的日產(chǎn)leaf(國(guó)內(nèi)的啟辰晨風(fēng))在虧本銷售的情況下,售價(jià)約是27000美元,比同類型的緊湊型家用車高了10000美元左右。相比混合動(dòng)力車型比同類車型只高出4000美元左右的售價(jià),而且還是盈利的。加上電池壽命有限,這使得通過(guò)省油回收成本變得幾乎不可能。所以基本上目前純電動(dòng)車只有在政府高額補(bǔ)貼的情況下,才可以有一定銷量。

  5. 電池污染。因?yàn)殡姵貕勖膯?wèn)題,同樣使用15年30萬(wàn)公里左右(差不多是傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車和常規(guī)混合動(dòng)力車的壽命),純電動(dòng)車要使用三組巨量的電池,這會(huì)產(chǎn)生巨大的污染,就現(xiàn)階段的技術(shù)而言,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)內(nèi)燃機(jī)排放的污染。

  6. 欠缺充電設(shè)施。因?yàn)榧矣贸潆娝俣容^慢,且無(wú)法在旅行外出時(shí)使用,需要有充電樁建設(shè)才能更方便純電動(dòng)車的普及。所以需要先有充電設(shè)施,才有純電車普及。但如果早期建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施,用戶很少,又肯定是賠本的,此處又需要政府的高額補(bǔ)貼。

  7. 從相對(duì)集中的快速傳統(tǒng)加油站,到相對(duì)分散的慢速充電樁的轉(zhuǎn)變,需要廢棄大量已有的基礎(chǔ)設(shè)施,建設(shè)大量新的基礎(chǔ)設(shè)施,城市規(guī)劃需要改變,人們的生活方式也需要改變,中間也造成大量浪費(fèi),且存在大量來(lái)自傳統(tǒng)能源巨頭,基于加油站的小商戶的阻力

  8. 純電動(dòng)汽車若能壟斷市場(chǎng),將使得傳統(tǒng)汽車巨頭在內(nèi)燃機(jī)領(lǐng)域積累的經(jīng)驗(yàn)、技術(shù)和資本全部打水漂,所以傳統(tǒng)汽車巨頭可能不會(huì)太積極得推動(dòng)推動(dòng)市場(chǎng)的轉(zhuǎn)變,而會(huì)更傾向于發(fā)展兩種混合動(dòng)力車型

  9. 純電動(dòng)汽車實(shí)際在汽車普及的早期,曾經(jīng)跟內(nèi)燃機(jī)汽車并存過(guò)一段不短的時(shí)間(早期還有蒸汽動(dòng)力,三足鼎立)。開(kāi)始內(nèi)燃機(jī)汽車?yán)m(xù)航里程優(yōu)勢(shì)較小,且加油站還沒(méi)有建設(shè)起來(lái),而噪音,尾氣,振動(dòng)都很嚴(yán)重,發(fā)動(dòng)汽車還需要像拖拉機(jī)一樣手搖,所以直到20年代,美國(guó)的上層女性都還是普遍選擇電動(dòng)車為多。但是因?yàn)橐陨系倪@些缺點(diǎn),特別是前四點(diǎn)——充電速度,續(xù)航,壽命,成本——這四大硬傷,電動(dòng)車最終被內(nèi)燃機(jī)取代。而今日很多地區(qū)的城市已經(jīng)普遍郊區(qū)化,加上城際高速公路網(wǎng)的建設(shè),對(duì)續(xù)航的需求遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于20世紀(jì)早期,而內(nèi)燃機(jī)又不再存在建設(shè)加油設(shè)施成本更高的問(wèn)題,純電動(dòng)汽車可能存在更大的比較劣勢(shì)。

未來(lái)變數(shù):

  • 可能利好

  1. 盡管電池污染較大,但中國(guó)政府出于鼓勵(lì)本國(guó)企業(yè)發(fā)展的原因(國(guó)內(nèi)車企跟國(guó)際車企在純電動(dòng)車上競(jìng)爭(zhēng),沒(méi)有傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)技術(shù)積累時(shí)間短的劣勢(shì)),以及農(nóng)村沒(méi)有既有加油設(shè)施投資的情況,特別進(jìn)行了優(yōu)惠。因?yàn)槟壳凹冸妱?dòng)汽車存在的問(wèn)題,目前優(yōu)惠的效果很有限。未來(lái)如果中國(guó)政府優(yōu)惠力度,還是有可能強(qiáng)推成功。

  2. 中國(guó)政府意識(shí)到強(qiáng)推純電動(dòng)不可行,決定先強(qiáng)推插電混動(dòng)作為過(guò)渡,插電混動(dòng)普及后,純電動(dòng)鋪墊已做好,再改變政策轉(zhuǎn)推純電。此種方式將大大加快純電普及

  3. 核電等技術(shù)的發(fā)展,未來(lái)可能會(huì)進(jìn)一步降低電力成本

  4. 雖然有四大硬傷,但只要充電技術(shù),電池容量密度兩者之中只要有一個(gè)取得重大突破,就可以解決續(xù)航焦慮和電池更換成本的問(wèn)題。1)就充電技術(shù)來(lái)說(shuō),充電站如果變得通用、便宜而非常普及,可以解決充電的問(wèn)題。如果變得速度比現(xiàn)在特斯拉超級(jí)充電站更快,也就不用太高的普及率就能大大方便出行。而如果無(wú)線充電技術(shù)變得效率更高而且成本很低,使得高速公路上可以有一條車道安裝這種設(shè)備,純電動(dòng)車一邊行駛一邊充電,也能解決這個(gè)問(wèn)題。三種重大突破無(wú)論哪一種發(fā)生,都會(huì)大大減少每輛車電池組的體積和更換成本(如果可以很容易充電,就可以降低電池組的續(xù)航能力),并且進(jìn)一步大大提高電動(dòng)車銷量,并通過(guò)增加規(guī)模而降低電池的生產(chǎn)成本。2)如果在先有的體積重量和成本上上能夠承載更高的能量,就能夠或者電池體積重量不變,增加續(xù)航能力,從而推動(dòng)銷量上漲并進(jìn)一步壓低電池成本;或者續(xù)航不變,體積重量下降,節(jié)省驅(qū)動(dòng)需要的能量,在成本大幅降低的同時(shí)小幅增加續(xù)航并降低能耗,也能夠推動(dòng)電動(dòng)車銷量上漲并進(jìn)一步降低成本。而只要電池更換成本和電池壽命之中有一個(gè)問(wèn)題解決了,對(duì)于消費(fèi)者也就不再是個(gè)嚴(yán)重的問(wèn)題。

  5. 自動(dòng)駕駛技術(shù)如果極為成熟,出租車的成本將變得極低(不需要人駕駛,且有更有效率的路徑規(guī)劃,且可以再送完人后自行到成本很低的立體式停車場(chǎng)中停車),而很多人可能會(huì)放棄擁有自己的汽車,而采用手機(jī)預(yù)約自動(dòng)駕駛出租車的方式作為城市主要出行方式(因?yàn)橐惠v車可以服務(wù)更多人,成本一定比自己家的車更低,而且不用考慮停車,更為方便,且自動(dòng)駕駛可能更安全),這樣人們不再需要很長(zhǎng)的電動(dòng)車?yán)m(xù)航里程,電動(dòng)出租車可以自行靈活安排接送顧客和停車充電。

  • 可能不利

  1. 在日本福島核電站泄露事故以后,核裂變發(fā)電站的建設(shè)在很多地區(qū),特別是人口稠密區(qū)可能會(huì)陷入停滯,使得電價(jià)無(wú)法進(jìn)一步得到下降

  2. 燃料電池汽車先于純電動(dòng)汽車大規(guī)模普及,并普遍建設(shè)了加氫設(shè)施,解決了能耗和污染問(wèn)題,同時(shí)大大提高了汽車的行駛品質(zhì)和性能,又不需要改變?nèi)藗兊挠密嚪绞?,使得研發(fā)純電動(dòng)汽車的動(dòng)力下降。

  3. 電池污染沒(méi)有得到有效改善,社會(huì)意識(shí)到純電動(dòng)車更不環(huán)保,不再青睞純電動(dòng)車

  4. 中國(guó)政府沒(méi)有意識(shí)到直接強(qiáng)推純電動(dòng)不可行,最后推廣失敗,浪費(fèi)較多,民怨較大,不得不放棄該計(jì)劃。而其他主要市場(chǎng)多為民選政府,難以進(jìn)行大規(guī)模公共投資,無(wú)法補(bǔ)貼足夠多的充電設(shè)施,以及標(biāo)準(zhǔn)電壓?jiǎn)栴}(110v充電太慢),也無(wú)法使得純電動(dòng)汽車得到普及。

三、插電混合動(dòng)力

現(xiàn)狀:

  • 優(yōu)勢(shì)

  1. 經(jīng)濟(jì)型插電混合動(dòng)力的理念,是通過(guò)比純電動(dòng)汽車更小的電池組,來(lái)保證城市通勤的需要,同時(shí)通過(guò)內(nèi)燃機(jī)的存在,來(lái)提供長(zhǎng)途旅行的可能,并減少電池用光的焦慮。因?yàn)橥ㄇ诶锍梯^短,所以插電混合動(dòng)力的里程可以只有20-60公里(prius插電混動(dòng)是18公里,volt增程式混動(dòng)是61公里,后者混動(dòng)結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單,有更多的成本用于電池),但卻解決了人們的續(xù)航焦慮問(wèn)題。

  2. 實(shí)際上,根據(jù)這篇報(bào)道:Chevy Volt Owners Drive More Electric Miles Than Nissan Leaf Drivers: Why?,盡管leaf的純電里程是122英里,是volt的兩倍,但每個(gè)月美國(guó)平均每輛volt行駛的總里程是1629公里里程,其中1222公里是純電動(dòng)里程。而leaf的每月總里程也就是純電總里程只有1012公里,還少于volt的純電里程!可見(jiàn)純電動(dòng)車?yán)m(xù)航焦慮的影響有多大。這也就是說(shuō),volt雖然是混合動(dòng)力,通過(guò)純電行駛節(jié)省的能源和排放,反而高于純電動(dòng)汽車——雖然volt還有混合動(dòng)力里程,排放相對(duì)較高(還是低于傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車),但leaf比volt少行駛的那些里程,沒(méi)道理認(rèn)為人們就會(huì)因?yàn)橘I了電動(dòng)車而減少出行,只能是更多的利用燃油車出行。因?yàn)槔m(xù)航焦慮逼迫家庭不得不至少購(gòu)買兩輛車,實(shí)際是更大的浪費(fèi)和污染。

  3. 因?yàn)椴咫娀旌蟿?dòng)力車型有一個(gè)可持續(xù)輸出電力的電池,所以可以更好的同時(shí)利用內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)來(lái)提升性能,并實(shí)現(xiàn)偏高轉(zhuǎn)效率的內(nèi)燃機(jī)和偏低轉(zhuǎn)效率的電動(dòng)機(jī)的互補(bǔ),同時(shí)也能更有效的實(shí)現(xiàn)低成本高性能的四驅(qū),因?yàn)殡姵亟M重量更大,也更有利于降低重心,改善配重。同時(shí)一定程度上還能通過(guò)設(shè)計(jì)降低對(duì)變速箱承受扭矩的要求,降低制造高性能車的門檻,比如秦。著名的例子比如保時(shí)捷918,寶馬i8,邁凱輪P1

  4. 因?yàn)殡姵亟M小了很多,更換的成本也就低了很多。但因?yàn)槿粘F囀褂么蟛糠掷锍淌浅鞘型ㄇ?,可以是純電里程(如volt是75%),所以大部分的行駛里程還是能源成本很低。這樣即使電池壽命依然有限,通過(guò)純電行駛卻變得大為可能。

  5. 插電混合動(dòng)力因?yàn)殡姵厝萘枯^小,對(duì)充電速度要求較低,可以先較好的利用先有的民用充電設(shè)施,特別是家用充電設(shè)施為汽車進(jìn)行充電。等到插電混合動(dòng)力車型變多以后,市場(chǎng)足夠大,更多的商業(yè)充電樁就可以由市場(chǎng)自行建立。

  6. 插電混合動(dòng)力的核心技術(shù)與常規(guī)混合動(dòng)力類似,傳統(tǒng)汽車巨頭更愿意發(fā)展,也已經(jīng)有更多的積累,市場(chǎng)也更容易接受。無(wú)論從生產(chǎn)方還是消費(fèi)方都相對(duì)容易由常規(guī)混合動(dòng)力過(guò)渡而來(lái)。

  7. 插電混合動(dòng)力因?yàn)橐陨系奶匦?,相?duì)于純電動(dòng)車更易于普及,特別是對(duì)于一家普遍只有一臺(tái)車的中等收入國(guó)家。而插電混合動(dòng)力的普及,無(wú)論在消費(fèi)模式的改變上,電動(dòng)汽車技術(shù)上,生產(chǎn)規(guī)模帶來(lái)的成本降低上,還是充電設(shè)施的建立上,都可以為純電動(dòng)汽車的普及做很好的鋪墊。

劣勢(shì)

  1. 因?yàn)樾枰睦m(xù)航里程少了很多節(jié)省的電池成本,差不多可以多加入一臺(tái)內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī),但是因?yàn)閮?nèi)燃機(jī)的存在,隔音等各方面的成本依然較高,總體成本還是比純電動(dòng)汽車高。比如volt比leaf要貴6000美元左右

  2. 用并聯(lián)和混聯(lián)模式發(fā)展插電混合動(dòng)力,并不能減少變速箱的存在,進(jìn)一步增加了插電混合動(dòng)力車的成本,使得車廠或者減少純電續(xù)航里程(如插電prius),或者要進(jìn)一步增加售價(jià)。而用串聯(lián)模式發(fā)展插電混合動(dòng)力(即增程模式),則在蓄電池電量耗光后,噪音性平順性和油耗排放相比并聯(lián)和混聯(lián)模式有劣勢(shì)(不過(guò)因?yàn)榇藭r(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)在最優(yōu)工況下,相比傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車還是有優(yōu)勢(shì))。而無(wú)論哪種混動(dòng)方式,相比純電動(dòng)車,也都有平順靜音,動(dòng)力響應(yīng),能耗排放的劣勢(shì)

  3. 跟傳統(tǒng)混合動(dòng)力車型一樣,技術(shù)也比較復(fù)雜。

  4. 因?yàn)榧冸娦旭倿橹?,還是很難淺充淺放(甚至因?yàn)橛袃?nèi)燃機(jī)后備,電量更容易被用光),依然有電池壽命的問(wèn)題

未來(lái)變數(shù):

  • 可能利好

  1. 純電動(dòng)汽車無(wú)法解決續(xù)航焦慮,傳統(tǒng)混合動(dòng)力又走到能耗瓶頸,而化石能源已然很貴,插電混合動(dòng)力就會(huì)長(zhǎng)期存在

  2. 對(duì)常規(guī)混動(dòng)的不利因素占據(jù)了上風(fēng)。插電混動(dòng)進(jìn)步更快。

  • 可能不利

  1. 對(duì)常規(guī)混動(dòng)的利好因素占據(jù)了上風(fēng)。插電混動(dòng)推廣較慢,而在此過(guò)程之中,燃料電池汽車普及取得重大突破。

  2. 中國(guó)政府長(zhǎng)期因?yàn)閷?duì)民眾購(gòu)買插電混合動(dòng)力車型只當(dāng)傳統(tǒng)動(dòng)力車駕駛,不能充分降低油耗的考慮,沒(méi)有以更好的政策推廣插電混合動(dòng)力車

四、氫燃料電池

現(xiàn)狀:

  • 優(yōu)勢(shì)

  1. 沒(méi)有續(xù)航和能量再充滿的問(wèn)題。沒(méi)有續(xù)航焦慮。不需要消費(fèi)者改變用車習(xí)慣

  2. 性能方面的潛力,跟純電動(dòng)車一樣。且沒(méi)有純電動(dòng)車的笨重的電池組對(duì)性能和能耗的不良影響

  3. 沒(méi)有純電動(dòng)汽車的大容量電池壽命和成本的問(wèn)題,也沒(méi)有像純電動(dòng)汽車那樣來(lái)自大容量電池的高污染

  4. 相對(duì)于常規(guī)混合動(dòng)力,能耗可以進(jìn)一步降低

  5. 排放接近于零,可以忽略。

  6. 氫氣來(lái)源廣泛,天然氣,煤,石油,頁(yè)巖氣這些化石能源都可以制氫,是化工產(chǎn)業(yè)的副產(chǎn)物,也可以用風(fēng)能制氫,太陽(yáng)能制氫,生物制氫這些可再生方法,還可以用電力這種通用能源制氫。

  • 劣勢(shì)

  1. 目前大部分氫燃料電池的綜合能量轉(zhuǎn)化率,遠(yuǎn)沒(méi)有純電動(dòng)高:如果是可再生方法,效率一般較發(fā)電為低,相比純電動(dòng)是能源的浪費(fèi),會(huì)增加行駛成本;如果是化石能源生成,即時(shí)是副產(chǎn)物,也總歸是產(chǎn)生污染的生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)物;如果是電力制氫,白白增加一道造成能量損耗的工序。綜合起來(lái)單就行駛的能源消耗可能沒(méi)有純電動(dòng)或插電混動(dòng)經(jīng)濟(jì)環(huán)保

  2. 目前氫燃料電池技術(shù)不夠成熟,成本較高

  3. 目前缺乏加氫的基礎(chǔ)設(shè)施,而且跟充電站的建設(shè)一樣,存在先有雞還是先有蛋的困境,而且不像汽車充電起步初期可以多利用家庭設(shè)備推動(dòng)普及,慢慢擴(kuò)展到公共充電樁和大型快速充電站,而只能一步調(diào)到大型加氫站。早期基礎(chǔ)設(shè)施推廣阻力大,反過(guò)來(lái)造成燃料電池汽車銷量難以擴(kuò)大。這個(gè)是最大的硬傷。

未來(lái)變數(shù)

  • 可能利好

  1. 氫燃料電池技術(shù)取得重大突破,成本大幅降低

  2. 插電混動(dòng)-》電動(dòng)汽車路線推廣緩慢,而燃油價(jià)格已然升高很多,市場(chǎng)轉(zhuǎn)向氫燃料電池汽車

  • 可能不利

  1. 因?yàn)槿毡据^為領(lǐng)先,中國(guó)政府再次因防止日本壟斷,或者中日爭(zhēng)端造成的雙邊關(guān)系惡化,刻意限制氫燃料電池汽車在華發(fā)展,而其他民選政府因?yàn)殡y以進(jìn)行大規(guī)模公共投資,無(wú)法補(bǔ)貼足夠多的加氫站設(shè)施,使得氫燃料電池普及進(jìn)入良性循環(huán)

  2. 純電動(dòng)汽車的利好因素出現(xiàn)很快,迅速的克服了續(xù)航焦慮的問(wèn)題

總的來(lái)說(shuō),我個(gè)人的觀點(diǎn),常規(guī)混合動(dòng)力其實(shí)已經(jīng)成功了,是否能進(jìn)一步占領(lǐng)市場(chǎng)只取決于油價(jià)走勢(shì)。插電混合動(dòng)力在目前有補(bǔ)貼的情況下,也挺值得買的,但類比prius從上市到在美國(guó)取消補(bǔ)貼的用時(shí)(12年,插電混合動(dòng)力因?yàn)樯婕暗匠潆娫O(shè)施只可能比這個(gè)時(shí)間長(zhǎng)),短期內(nèi)(2020年以前)不可能達(dá)到去除補(bǔ)貼能有較大銷量的情況,2030年前很有希望。長(zhǎng)期純電動(dòng)汽車跟燃料電池汽車哪個(gè)最可能普及這個(gè)我說(shuō)不準(zhǔn),在美國(guó)這里接觸到的汽車制造業(yè)內(nèi)的大佬很多覺(jué)得燃料電池是比較好的方案,不過(guò)個(gè)人從推廣的難度來(lái)看傾向于認(rèn)為純電動(dòng)普及成功的可能性大一些。我個(gè)人曾經(jīng)有個(gè)預(yù)言是到2050年,新車銷售純電和插電加在一起能達(dá)到所有車型的一半,應(yīng)該說(shuō)是在不存在技術(shù)突變(這個(gè)因素真的不好說(shuō))的情況下,比較樂(lè)觀的預(yù)期了。但這個(gè)基本屬于瞎蒙。

不過(guò)不管怎么樣,傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車和常規(guī)混合動(dòng)力這種加油車,純電動(dòng)車,和燃料電池車這三種,應(yīng)該不會(huì)大規(guī)模的同時(shí)存在。充能設(shè)施是有成網(wǎng)效應(yīng)的,就單個(gè)市場(chǎng)而言,最多也就能容納兩種,最好是只有一種。但全球范圍內(nèi)各市場(chǎng)選擇了不同技術(shù)也還是有可能的,雖然在今天經(jīng)濟(jì)全球化的基礎(chǔ)上可能性比較小。


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