实验本身没啥特别,这个实验的目的却忽然让人惊觉,原来我们已经进入了一个对能源如此斤斤计较的时代。汽车,作为石油时代的代表“物种”,被推到了呼应能源变革的前沿。当然,这并不仅仅是为了响应低碳的呼声,也是汽车动力技术本身在寻求突破和变革。烧汽油的车子除了太重、太大、太贵之外,也已经不够酷了。每年全世界近100亿吨的二氧化碳排放总量中,23%来自交通工具;城市的一氧化碳排放和空气污染物中70%~80%来自汽车。在低碳的名义下,传统内燃机汽车技术难以出现新突破,谁能解救气候变化阴影下的未来?新能源车各种争奇斗妍,究竟谁离市场最近?
复古的新潮
在汽车设计领域,永远不缺乏想象。纯电动汽车(BEV)、燃料电池汽车(FCEV)、氢发动机汽车以及燃气汽车、醇醚汽车等角色纷纷出场——替代石油的方案之多,似乎通过采用新能源达到节能减排的目的,已经丝毫不成问题,我们要做的只是从这些选项中选择而已。但事实是大多数替代方案仍然不够成熟,或是有安全隐患,或是造价极度高昂,或是以浪费其他资源为代价。而这些方案中最热门、技术相对最成熟的是电动汽车——因为它并非新生事物,而是经过多年酝酿才破茧而出的蝴蝶。
1873年,英国人戴维森制作了世界上第一辆实用电动汽车,比德国人戴姆勒和本茨发明的内燃机汽车早了10多年。19世纪末20世纪初,美国汽车制造业中占主流地位的产品是电动汽车:1900年,美国生产电动汽车15755辆,蒸汽汽车1684辆,而内燃机汽车只有936辆。然而,在后来的几年中,石油油田的发现和大规模开采改变了汽车的命运,也深刻地改变了我们的生活。短短几年内,美国内燃机汽车年产量达到一百万辆,高速公路贯穿了美洲大陆,整个世界的节奏也随着车轮越转越快。
100年前,电动汽车输给内燃机汽车的原因很简单——以20世纪初的技术,攻克不了电池重量与动力需求的难关。电动汽车陷入了“先有鸡还是先有蛋”的困境——沉重的电池需要更多能量才能移动,而制造更多的能量,需要更大更重的电池。当时的电池所能储备的能量密度、功率密度远远达不到驱动耐用、高速的交通工具的需求。一直到最近20年,电池技术有了突飞猛进的发展,电动汽车才又看到了希望。沉重的电池组被轻巧的锂离子电池取代,意味着长距离的电力驱动行驶将成为可能。
电动汽车与内燃机发动机汽车相比,有一大优势:电力发动机能量转换率高,其能量转换效率达到90%以上,而汽油发动机的效率只有35%——燃烧产生的大多数能量在活塞、变速箱等机械运动中被损耗掉了。此外,对于以发电效率极高的核电为主要产电方式的国家来说,使用碳排放很低、不会排出有毒尾气的电动汽车是非常环保、经济的选择,能明显提高城市空气质量,也能降低对石油输出国的依赖。如今,一如时尚潮流的反复,汽车又开始流行起100多年前的风尚,曾经被超越的电动汽车成了新潮。
在2008年的巴黎国际汽车展上,一款名为B°的全电力驱动车吸引了全场目光。一次充电250公里行程、蓄电池寿命20万公里——这已经很接近人们日常用车的需求了。丰田、雷诺、通用、斯玛特等厂商也在这次车展上推出了他们绿色能源车。同样是2008年,中国的新能源汽车也蓄势待发——这一年几乎可以被称为我国“新能源汽车元年”。2009年,我国扶持新能源车的政策密集出台,包括电动汽车在内的新能源汽车开始快速发展。2010年6月,我国在上海、长春、深圳、杭州、合肥5个城市启动私人购买新能源汽车补贴试点,推广的主要还是电动汽车。然而在热闹的政策和炒作的概念背后,电动汽车在中国消费市场上却仍然显得有些寂寞。
电动汽车为何难进门
2010年上海世博会期间,低噪音、低排放的电动公交车投入世博园运行。那一年,很多新理念冲入了人们的心头。2011年的一次中国新能源汽车消费意愿调查显示,从接受程度来说,在有购车意向的目标人群中,68%的人表示会考虑购买新能源汽车,网上普通公众调查显示32%的人会接受新能源汽车。然而当这些调查对象被问及“未来何时会买新能源车”时,即使有购车意向的人群也显得有些犹豫:只有11%的人会考虑在一两年之内买新能源汽车,绝大部分人选择在两三年以后购买,还有一部分人表示在五年以后才会买新能源汽车。而从普通公众的调查发现,近期会考虑购买新能源汽车的比例只有3%。这项结果无疑对新能源汽车行业泼了一瓢醒脑的冷水:作为新事物,电动汽车、氢发动机汽车大家已经略有接触,也能够接受了,但真正要把购买付诸行动时,消费者还是持谨慎观望的态度。在这项调查中还显示,在各种新能源车中,接受度最高的是纯电动汽车,但接受度排名第一的还是被划入“节能车”而非“新能源车”的油电混合动力车,氢气发动机汽车的得票更低。
在一个知名环保NGO任职的王先生是上海第一辆普锐斯油电混合动力车的车主。他坦言,低碳是他购车时考虑的重要条件,但他还是觉得目前国内纯电动车实用性有点差,反而是油电混合动力的节能车更接近市场,使用更方便。此外,他也对电动汽车是否真的低碳有一些疑惑,因为判断车是否环保,不能仅仅计算它行驶期间的碳排放,也要把制造、使用、废料回收所产生的碳足迹一并统计起来。在我国,火力发电在发电总量中占很大比例,如果以煤炭燃烧发电来支撑未来庞大的汽车用电需求,并没有让汽车真的低碳起来,只是把碳排放的高峰前移到了发电阶段。此外,汽车电池的制造和回收方面也还没有建立起完善的机制,如果电池在生产和废弃过程中,因处理不当造成污染,会需要花更大的成本去治理。
王先生由于在环保领域浸淫多年,对于“低碳”想得较深,而大多数消费者并不那么关心环境问题,他们买车时主要看自己要投入的成本。他们对于新能源汽车的购买动力主要来自于政府补贴,以及是否能减少油耗,降低养车的支出。电动汽车占着国家补贴政策的“天时”,也有养车价格低廉的“地利”,却在消费者中仍旧得不到“人和”。绝大多数有购车意向的消费者认为,国家政策的补贴数额“不够给力”,而且电动汽车价格仍然没有达到大众可以接受的区间,使用也不见得方便。目前推行的补贴政策,大部分补贴金额是落到了制造和销售企业,对于消费者来说,这一点点优惠对他们购车意向的推动是微乎其微。无论是线上还是线下的调查都显示,大多数人希望补贴能直接补到个人手中,只有6%的人接受目前的补贴比例。纯电动车充电时间长,行驶里程相对较短,可供充电的电力站少,夜间充电还需要有带充电设备的车库,维修点也较少——这些都成了绊住电动汽车轮子的“门坎”。
家用电动汽车的经济账
在去年的一次关于新能源汽车的研讨会上,国家863节能与新能源汽车重大项目课题组成员、同济大学汽车学院院长余卓平教授从车主的角度给纯电动汽车的日常养护支出算了一笔账。他以比亚迪电动汽车F3DM为例,这款车车价在16万左右,更换一个电池的价格在三万到五万之间,购车时可以享受一定的新能源车补贴。这样一辆家用的小型纯电动车,10度电大约可以跑100公里,以国内的技术水平,车用电池大约能充电1000次,也就是有跑10万公里的寿命,10万公里耗电约1万度。以上海晚上波谷时段0.3元1度的电价,整个电池寿命中,需要支出电费3000元左右。如果是一辆同样价格的小排量内燃机汽车,100公里耗油6升左右,10万公里就是6000升,按照现在超过7.5元的油价,就是45000多元。这样低廉的养车支出,即使对于暂时不需要考虑环保和碳足迹问题的车主来说也是很具有诱惑力的。
余卓平教授也分析了电动汽车受到冷遇的深层次原因:除了我国消费者对技术、服务的担忧,还有用车文化、用车习惯以及整个城市交通规划的问题、公共交通模式的问题。在人们印象中,汽车是“3分钟加满油,跑四五百公里”的“快生活”利器,而纯电动汽车则是“晚上花8个小时慢慢充电、白天在市区短距离行驶”的代步工具,远距离行驶需求则要用其他交通工具来补充,充分利用火车、公共汽车、甚至租车。在伦敦,对于开车、停车有严格而详细的规定,低碳的新能源车种进入市区,可以享受专用的停车位。目前,我国的电动汽车的生存环境确实还不够成熟,但它一定是将来的趋势——如果北京和上海的城市格局能进一步进行城市功能区域的调整,将办公区和居住区有机结合,打破“一个中心”的“同心圆”式城市格局,而是成为“多团块”结构的城市,电动汽车就能完全能满足日常出行需要了。
此外,对于纯电动汽车在煤电大环境中能降低多少碳排放,一些专家也比较乐观:充分利用夜晚用电低谷给纯电动汽车充电,这部分电能不用也是浪费。再者,电力的运输成本要远远低于油的运输成本,如果把这部分产生的相关排放也计算进去,电动汽车对于节能减排的作用还是不可忽视的。
来源:CNEV
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