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为什么100多年前电动车未能战胜燃油车?

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发布时间:2021-10-17 19:20:23

为什么100多年前电动车未能战胜燃油车?


虽然铅酸电池比内燃机发明的早二十多年,但液体能源的体积能量密度比电池高,也比电池更方便运输。


电动车在绝大多数人的印象里都是一个全新的技术。但实际上,电动车的诞生比燃油车早,并且在很长的一段时间里,电动车的保有量和市场接受度都大过了燃油车,但后来它却未能战胜燃油车。


南方科技大学清洁能源研究院院长刘科介绍,燃油车使用的汽油的能量密度远远高于电池,而且便于大规模运输,促成了燃油车遍布全世界。同时他指出,电动车中的电池和电控系统具有很高的技术门槛。但未来我们仍需发展电动车,使用可再生的清洁能源,减少环境污染。


为什么100多年前电动车未能战胜燃油车?


刘科:电动车这个概念并不新,100多年前如1912年,纽约、伦敦、巴黎,还有洛杉矶的大街上,跑的电动车远远多于燃油车。


电动车和燃油车之争不是今天刚刚开始。1912年,以爱迪生为首的一批科学家,就觉得将来电动车可以统领世界。以福特为代表的汽车公司走的是燃油车路线。到了20世纪30年代以后电动车就几乎销声匿迹了,今天燃油车仍然占有绝对统治地位。


为什么一百年前电动车多于燃油车?因为铅酸电池早于内燃机发明二十多年。有了铅酸电池,再接一个发动机,就是今天高尔夫球场开的车,上面再加一个车体就是汽车了。今天高尔夫球场开的车就是一百年前爱迪生开的车,所以电动车不是全新的技术,它这么多年来创新的核心在电池和电控系统。


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1912年,爱迪生跟他的电动车合影


那么,为什么前一百年电动车没有竞争过燃油车?世界前100年选择了燃油车的根本原因是什么?我在这里不预测未来,只用数据来讲历史,跟大家解释几个原因。


第一个原因,我们做能源的人都有一个概念叫做体积能量密度。汽车有压舱钢板,轮船有压舱水,这个能源略微重一点对汽车、轮船的影响不大,但油箱不能无穷大。假设我们的油箱都是1立方米,每种能源蕴含的能量密度大小,也就决定了汽车能跑的距离远近。


100多年前就发明的铅酸电池的能量密度是90千瓦时/立方米,人类花了上千亿美元(参数|图片)和100多年的探索,电池能量密度到现在特斯拉的电池、比亚迪的刀片电池,也就是260千瓦时/立方米。而汽油的能量密度是8600千瓦时/立方米,柴油是9600千瓦时/立方米。稍后即将提到的甲醇液体是4300千瓦时/立方米,远大于电池。


第二个原因,液体是最好的储能的载体。液体能源有个非常好的特点,陆上可以管路输送,海上可以非常便宜地跨海输送,而且可以在常温常压下长期储存。


之前我曾在网易公开课上讲过《电动车和氢能的历史与未来》,全国大概有十几万人观看,很多领导看完以后跟我讨论这个问题:为什么我们要发展电动车?很简单,主要是因为中国的石油不够,我们石油73%靠进口;还有就是雾霾等环境问题。


我们石油不够,寄望于我们已建成的超强的发电能力,这样发展电动车是有好处的。一年8760小时,但我们已建成的火电厂太多,为了让大家都有饭吃,很多火电厂实际发电每年不到4千小时,这是资产的巨大浪费。而且毕竟电动车可以让局部的污染降下来,比如东部地区的用电很多是在西部内蒙、新疆等地发的,污染在西部排放,不在东部地区排放。但是,在全生命周期的碳排放分析看来,电动车考虑到电池生产过程中的排放,如果电网里的电大部分仍然是火电,电动车对减碳及全球气候变化影响非常有限。


为什么靠电动车不能完全解决碳中和的问题?只有中国的能源结构彻底改变以后,电动车才能算得上清洁能源,也才有可能做到碳中和。如果能源结构不改变,如果电网主要还是煤电,那电动车的扩张对减少碳排放的贡献非常有限,这个你们去算一下就知道了。只有能源结构和电网里大部分是可再生能源构成的时候,电动车才能算得上清洁能源。