電動車與內燃汽車的競爭已有百余年的歷史。在很長一段時間里,內燃汽車發展一支獨秀,獲得近乎完美的長足進步。如今,電動汽車在沉寂一段時間后,進入到與內燃汽車真正的競爭時代,有人甚至提出了禁售燃油汽車的時間表。
近十幾年來,電動車隨著電池技術的發展,從小到大穩步發展,已經占領多個領域,卻在電動汽車領域遭遇瓶頸而止步不前。這些瓶頸效應集中表現為里程焦慮、充電焦慮與電池焦慮。為了突破瓶頸,有政府政策傾斜、資金補貼整車產業的揠苗助長,有致力于動力電池技術突破的科技產業,也有另辟蹊徑動力機構創新。孰是孰非?經歷多年的較量、對比,也逐漸清晰。
眾所周知,電動車是動力電池科技成果的產業化效應,動力電池科技成果是因,電動車產業化是果,什么樣的因便有什么樣的果。從歷史上看,電動車出現早于內燃車,只是兩者技術發展的難度不同,電池技術停滯不前,內燃機技術迅猛發展,導致內燃車一支獨秀。如今,動力電池有了長足發展,可與內燃動力抗衡,便開始了電動車與內燃動力車的競爭局面。
從十幾年的電動車發展史上看,電動車一直在跟隨電池技術成果穩步前行,如今在電動自行車、電動摩托車、專用小車方面得到廣泛應用。在電動汽車領域,城市公交大巴、自動化港口運輸車輛、企業內部各種類型的運輸車輛已普遍使用了電動車。只是在私家車這個龐大的產業領地中,受動力電池技術限制,電動汽車在艱難前行。這些都是電動車的客觀發展規律。如今卻有不少主觀因素介入電動汽車的發展,在動力電池技術不成熟的時期,大量資金補貼、政策傾斜,揠苗助長,急功近利,做一些違反客觀規律的事。
與內燃汽車相比,當今電動汽車發展中有揮之不去的三大焦慮,即里程焦慮、充電焦慮與電池焦慮。一次充電遠小于內燃汽車一次加油的行駛里程,低溫時行駛里程驟降,造成長途出行不便的里程焦慮;充電時間過長、充電站建設不易,頻繁、耗時的充電帶來的充電焦慮;電池壽命短、諸多因素影響電池效率、廢舊電池處理的潛在社會問題帶來電池焦慮。三大焦慮都在制約著電動汽車的發展,也是電動汽車發展的三大難點。三大難點集中體現在動力電池的技術攻關上,目前難度大、進展緩慢(歷史上亦然)。
在三大焦慮中,行駛里程會隨動力電池容量比的不斷增加有所緩解,但隨之而來的大負荷充電技術要求會給充電樁建設帶來巨大壓力,這也是當前充電樁建設緩慢、使用不盡人意的主要障礙,充電焦慮的解決似乎更難。電池焦慮給車主帶來的是電池壽命、電池負荷受氣候影響等因素的焦慮,廢舊電池處理、電池中特殊材料的資源應用,帶來的一些社會問題引起了專家們的注意。有專家指出,從純電動車生命周期評估,二氧化碳的排放量未必少于汽油車;有專家質疑在大規模推廣純鋰電電動汽車后,鋰電資源產業化的可持續性。
如果仔細觀察,可以發現,目前電動車產業化成功的領域,都是在解決三大焦慮中的發展成果。電動自行車、電動小車,沒有里程焦慮、充電焦慮。公交大巴、港口運輸車沒有里程焦慮,用企業內部充電式換電方式解決了充電焦慮與電池焦慮。
日益嚴重的環境污染,導致人們對電動汽車的向往,在電動汽車領域出現了空前繁榮的科技創新、觀念創新,并且在一些初級應用領域中取得了巨大進展。然而,受制于動力電池巨大的科技難題,以及應用中一時難以化解的三大焦慮難題,電動汽車領域一直難有突破性進展。歷史上沒有哪個產業像電動汽車那樣,并存有各具爭議、形形色色的解決方案。如整車方案的純電動、混合動力、加氫動力,充電方式的快充、慢充與換電等,遠遠沒有出現主流技術與主流方案。與其競爭的內燃動力,又是經歷百年進化,業已十分成熟的產業領域,近年來在節能、減污方面也有了巨大進展。以至有些專家質疑電動汽車在節能、減污方面出現的誤區,即不能只考查行駛中的節能與零污染排放。有專家認為,在對汽車二氧化碳排放量進行“生命周期評估”時,會發現純電動汽車的排放量未必少于汽油車。”
客觀上講,面對電池科技產業化的緩慢進展、揮之不去的三大焦慮,電動汽車(特別是私家車)距離產業化進程尚遠,但卻在國內掀起了本不該出現的高潮。政府補貼、政策傾斜、拉動消費,導致我國電動汽車的畸形繁榮。有人形容,“如今買電動汽車的人都是那些不想買電動車的人”。
可喜的是,隨著動力電池日益進步,電動汽車在不斷化解三大焦慮中前行,電動汽車在許多域市交通、企業內部、公共領域、集團領域中正在穩步前進。
說到我國“繁榮”的電動汽車市場,不能不提特斯拉的拉動效應。特斯拉從事電動汽車產業有其特殊背景,不少汽車企業不了解其特殊性,大規模跟進,深陷其中,靠國家補貼、政策傾斜度日。一旦利好政策消失,企業便會陷入困境。
2003年,馬丁·艾伯哈德成立特斯拉(TESLA)汽車公司,目的明確是發展電動跑車。當年,它用數千塊鋰電池組裝了一輛電池包跑車,跑出了480公里續航里程。2004年2月,埃隆·馬斯克投資特斯拉,并擁有所有事務的最終決定權。
特斯拉沒有科技創新,更多是追求電動跑車領域的電動化嘗試。2006年,艾伯哈德在一篇博客文章中寫道,“特斯拉汽車是為熱愛駕駛的人們打造。我們不是為了最大限度降低使用成本,而是追求更好性能、更漂亮、更有吸引力”。其后,特斯拉的汽車業務發展并不順利,2014年未完成銷售目標,2017年2月1日,特斯拉汽車公司(Tesla Motors Inc)正式宣布將該公司的注冊名稱中含有“汽車”意義的“Motors”一詞去掉,改成Tesla Inc.。從艾伯哈德到馬斯克,特斯拉汽車更多體現為電動汽車的票友行為。
受制于動力電池難以突破的困境,在三大焦慮方面,特斯拉汽車沒有任何突破,馬斯克本人也并不十分看好電動汽車,他利用多種經營改善公司盈利環境。在電動汽車領域也在嘗試開拓公交汽車、大噸位卡車領域。在私家車領域進軍中國市場實屬探索之舉。不明此中奧秘、不明電動汽車兇險環境的賈躍亭,想用法拉第轎車復制特斯拉的“輝煌”而深陷泥潭。
去掉主觀因素,按照客觀規律、市場經濟規律發展,未來在相當長的時期內,內燃動力與電動力汽車會相向前行。這是因為電動汽車三大焦慮難以迅速化解,內燃動力汽車優勢難以撼動。
內燃動力汽車經過一百多年的發展,已十分成熟,幾近完美。近年來致力于節能減排也取得長足進步,在整個生命周期中的有較好的可預見性,沒有類似電動汽車的三大焦慮。電動汽車誕生于1873年,比內燃動力汽車誕生早了10年以上,并在電動汽車與內燃動力汽車的最初較量中獲得可喜的成績。1900年美國制造的汽車中,電動汽車為15 755輛,蒸汽機汽車1684輛,而內燃動力汽車只有936輛。但在后來的競爭中,電動汽車迅速衰敗,百年來內燃動力汽車成為一支獨秀。其根本原因是電池技術與動力應用環境制約,三大焦慮如影隨行。
隨著電池技術不斷進步,近年來電動車領域有東山再起之勢。在沒有主觀意志、市場干預的領域,在電動自行車、摩托車、電動運輸車都取得了優異的成績。可以看出,在電動汽車領域,率先取得突破的都是成功化解了三大焦慮的那些領域。如城市公交,港口運輸、公司物流等領域沒有里程焦慮;內部充電,設充電樁容易,充電時間與行駛里程矛盾不大,集團化的電池管理沒有充電焦慮與電池焦慮。
電動汽車三大焦慮不是孤立因素。負荷越大、續航里程矛盾越大;續航里程越大、充電矛盾越嚴重。許多人在談及充電時間時沒有計算它對充電樁的充電電壓、充電電流要求。特斯拉前不久發布了載重量達36噸的電動卡車,這款車充電30分鐘可行駛600多公里。有人計算,其充電機的功率應該大于2.4兆瓦,如果用1000伏電壓充電,充電電流應該大于或等于2 400安培。推算到私家車領域,與內燃車相當的行駛里程、加油時間時,其充電電壓、電流有多大,其充電樁建設難度又如何。
如今,在我國電動汽車領域取得的成績,依靠的是企業與個人的補貼、政策的傾斜。如果沒有補貼與政策誘惑會是怎樣的一個局面?
而對難以逾越的三大焦慮,近年來出現的輪轂電機,也許會另辟蹊徑。用汽油機發電,用電力驅動輪轂電機,從根本上消除三大焦慮,也不失為一種新的出路。
