長期來看,電動汽車會全面取代燃油汽車嗎?筆者認為這一問題可分別從兩個時間段進行分析:
短期來看,電動汽車至少在十年內無法全面取代燃油汽車。首先,動力電池的技術發(fā)展速度并沒有人們想象中的那么快;其次,就算電池技術在十年內得以突破,考慮到工程化等多種因素,電動汽車也難以全面取代燃油汽車。
長期來看,電動汽車將會作為汽車領域的主要補充,特別是在第二輛車、園區(qū)內用車、共享交通等領域內將占較高比例,這是由目前電池、電網(wǎng)等行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀決定的。
需要強調的是,電池技術是核心,若電池技術不突破,電動汽車也很難得到進一步突破,100%取代燃油汽車就更困難了。依筆者看,電動汽車未來將會以一定比例取代燃油汽車,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”?
僅就電池技術適應性這一點來看就可以知道,“全面取代”的可能性幾乎為零。
目前動力電池PACK能量密度普遍在100Wh/kg以上。假設十年后,經(jīng)過技術進步,動力電池PACK能量密度達到了300Wh/kg,這意味著屆時普通電動汽車續(xù)航是現(xiàn)在的2.5倍左右——200km變500km,確實可以滿足大部分家庭的一般需求。
但不容忽視的是,在一些特殊領域,例如在我國西部、北部等偏遠地區(qū)的極寒條件下,在低于常壓的氣體壓力狀態(tài)下,電動汽車的電池就很難吃得消了。舉一個簡單的例子,為什么藏區(qū)藏民喜歡開陸巡呢?因為這款汽車更能勝任極端條件。那些喊著要開電動汽車去西藏的人,雖然精神可嘉,但完全沒有正視電動汽車存在的問題。
更何況筆者上述提出的假設條件——技術能使PACK動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(shù)字。需要強調的是,電池研發(fā)的困難更是超過很多業(yè)外人士的想象。此外,筆者還沒有加入電網(wǎng)、原材料供應等其它因素場景的分析。可想而知,十年之內就想全面取代燃油汽車的可能性幾乎為零。
未來30-50年,“全面取代”可能性多大?
上文中已提到純電動汽車技術路線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,且在長期內也很難得到根本性解決。在此我們先刨除這一因素,談談為什么電動汽車僅僅想做到高比例取代燃油汽車也很困難:
電池技術層面
在家用領域,當電動汽車可達到大部分家庭的出行需求時,即續(xù)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,想要實現(xiàn)這一極限目標至少要從全固態(tài)甚至是鋰硫鋰空領域找到突破才有可能實現(xiàn)。
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。筆者也很希望未來電池研發(fā)能夠實現(xiàn)技術突破,但是電池從業(yè)者應該都知道實現(xiàn)這一目標是極其困難的。