為環(huán)保只是個偽命題 純電動車路在何方?
【太平洋汽車網(wǎng) 新車頻道】《純電動車路在何方》,這么一個大標題,各種資料連續(xù)查閱了兩天,卻依舊不知從何下筆,我覺得這應該是車輛工程專業(yè)或者環(huán)保專業(yè)孩子們的畢業(yè)論文,卻陰差陽錯傳到了我的手上。
但不少人心中對電動車會有這個疑惑:一方面,我們都能感受到現(xiàn)在的電動車在實用性上和燃油車相距甚遠,如果沒有政府補貼,在價格上更是毫無優(yōu)勢;另一方面,為何政府一直都在大力補貼?而且除了國產(chǎn)品牌,國際巨頭們?nèi)绱蟊、通用也都在不遺余力的發(fā)展純電動車,君不見,這幾年的車展上,只要是臺新概念車,幾乎都設計成了純電動。為何會有這種看起來矛盾的現(xiàn)象?
當事物的發(fā)展趨勢和我們自己的認知出現(xiàn)了偏差,一如絕大多數(shù)人都看不懂的房價走勢,我們需要從更多方面來思考這個問題。沒有誰絕對掌握真理,電動車或許也只是一種過渡方案,本文僅對電動車發(fā)展的各種現(xiàn)象和未來趨勢做探討,如果你有自己的觀點,歡迎留言。
僅從環(huán)保角度出發(fā)也許并不能完全站穩(wěn)腳跟,如果是像法國一樣,近8成發(fā)電量來自于核裂變,電動車還算得上是環(huán)保的。目前世界的能源結構是:近7成來自于煤炭、石油等化石能源。而中國的能源結構,總發(fā)電量的79%來自化石燃料,也就是火電,這其中98%的火電又是直接由污染最大的燒煤獲取。
從電力的產(chǎn)生的源頭算起,電動車在碳排放上真的沒多大優(yōu)勢。
此前,特斯拉在新加坡還因為碳排放的問題不僅沒補貼還吃了罰款。純電動車不是零排放,怎會因為碳排放罰款,一群不明真相的吃瓜群眾以為這又是UC頭條、今日頭條的日常“震驚體”。
但這次是真的,有消費者在香港花5.1萬美元買了一輛Model S,在通過新加坡政府車輛碳排放(CEVS)標準檢測時被告知:Model S在測試后被認定為“非環(huán)境友好車型”,被新加坡陸路交通管理局處以1.088萬美元(約合7萬元人民幣左右)的罰款。
新加坡當局公布的原因是,Model S每公里要消耗444Wh電量,基于新加坡陸路交通管理局電能源消耗標準(0.5g/Wh)換算,這輛Model S二氧化碳排放量為222g/km,屬于嚴重超標。
● 電力碳排放因子
怎樣衡量電動車的等量碳排放,這里要引入碳排放因子的概念,上面新加坡電能源消耗標準“每瓦時0.5克二氧化碳”這個單位就是電力的碳排放因子。而1度=1kWh,這意味著一臺純電動汽車每消耗一度電,大約帶來包括發(fā)電、輸電、充電、使用全過程的500克二氧化碳排放。
不同國家的能源結構不同,電力的碳排放因子會有很大差異。我國由于南方水電、核電比重加大,南北也有差異。
補充知識:
OM是電量邊際,直譯就是運行邊際,代表目前運行的發(fā)電設施的排放因子,BM容量邊際,直譯是建設邊際,代表新建的電廠的排放因子。目前電力排放因子采用的是OM和BM的加權平均,權重各為50%,因此采用二者的平均值作為電網(wǎng)的電力排放因子。
● 最終對比
純電動車,我們以特斯拉Model S P100D為例,寬容點的算法,按照最大續(xù)航500km(實際情況很難跑到)的情況下算出其CO2(二氧化碳)排放量。在煤炭發(fā)電占比較重的東北地區(qū),CO2排放高達156g/km。而在煤炭發(fā)電占比較低,清潔水電增多的華南地區(qū),其等效CO2排放為118g/km。
電動車在國內(nèi)二氧化碳排放估算 | |||
電動車 | Model S P100D為例 | 燃油車:以奧迪A4為例 | |
電池容量 | 100kWh | -- | |
最大續(xù)航 | 約500km | -- | |
每公里耗電量 | 0.2kWh | -- | |
電力碳排放因子 | 東北地區(qū):約0.78g/Wh | 華南地區(qū):約0.59g/Wh | -- |
CO2排放量 | 156g/km | 118g/km | 149g/km |
隨后,在德國官網(wǎng),我們可以看到,新一代奧迪A4的CO2排放最大值為149g/km,即使是搭載了3.0T V6發(fā)動機的S4車型,其CO2排放在166-170g/km之間。
如果這是一臺在東北使用的特斯拉,那么它的CO2排放和一臺2.0T排量車中型車幾乎沒有區(qū)別,甚至考慮到冬天開空調(diào)和電池衰減,它的續(xù)航從500km降至400km,這時候,它的碳排放已經(jīng)和一臺3.0T的燃油車相當了。
英國皇家化學學會的理查德·派克公開發(fā)表言論指出,如果電動汽車被廣泛采用,根據(jù)英國的電力能源結構,它僅會降低英國2%的二氧化碳排放量。
美國的經(jīng)濟學家們則以福特福克斯車型為例,進行對比研究。結果表明總體上電動車和汽油車的每英里環(huán)境成本是差不多的。在火力發(fā)電為主的地區(qū),電動車的環(huán)境污染更嚴重,環(huán)境成本更高。
● 最終結論
所以就目前世界的電力能源結構來看,電動車在絕大多數(shù)國家都沒有明顯碳排放的優(yōu)勢。但世界電力的能源結構也一直在變化,核能、風能、地熱等清潔能源的比重都在不斷提升,當燒煤為主的火力發(fā)電比重大幅下降之時,電動車的碳排放優(yōu)勢才會顯現(xiàn)。
當然,如果你說汽車除了碳排放外,還有硫化物、氮氧化物等污染物質(zhì)的排放,我想說,這些問題火力發(fā)電廠統(tǒng)統(tǒng)都有。而且汽車尾氣真的不是大氣主要污染源,跟各類煙囪林立的化工廠相比,不值一提。
還沒完,一臺容量為85kWh的特斯拉Model s車型上,裝備有7000多節(jié)18650鋰電池,而一粒小小的鈕扣電池可污染600立方米水,相當于一個人一生的飲水量。中國汽車技術研究中心預測,到2020年,中國汽車動力電池累計報廢量將達到12萬-17萬噸的規(guī)模,電動車壽終正寢需要處理的時候,這么多電池將何去何從?
日本這方面做得比較好,將廢舊電池處理分為兩個階段。第一個階段:二次利用,將廢舊的鋰電池用來組建用于太陽能發(fā)電、風電的蓄電系統(tǒng)。第二個階段:拆解回收,然而目前沒有任何一家汽車廠有比較好的拆解回收辦法,電動車電池處理的問題會日益凸顯。
至于國內(nèi),目前,只有一個電池梯級利用的指導思想,還沒有一個成體制的有效解決方案出臺。所以廢棄電池,幾乎就等于放任自流了,這部分污染沒法兒計算。
環(huán)不環(huán)保的問題看完之后,再來回顧下這幾年國內(nèi)電動車的發(fā)展歷程,這里面,真有一部分血淚史。
“電動車就是垃圾!”,我們能找到不少此類的論調(diào)。坦而言之,一部分純電動車確實是垃圾,垃圾中的戰(zhàn)斗機,如老年代步車的存在有力的支撐了這一觀點。OK,那有人說,老年代步車是手工小作坊,還有那么多有生產(chǎn)資質(zhì)的正規(guī)主機廠。
一些看起來正經(jīng)的廠家也會為了補貼做出不恥之事。比如早年賣15萬,微型車尺寸、沒有ABS、全車零氣囊的知豆。筆者還有幸開過知豆D2、D2S,無一例外的轉向還都出了問題,方向左打20°之后車子才能走直線,真是不走尋常路。
再來看看2016年中國電動車銷量排上Top 10,我們只能說這些相對知豆都是合格產(chǎn)品,但是說它們有多么令人印象深刻的品質(zhì),抱歉,真談不上來。如果不是各大城市的限號政策、政府+地方補助、政府機關單位、出租車公司大批采購,這些純電動車在同價位燃油車面前毫無競爭力。
江淮、比亞迪這些正規(guī)廠商呢,抱歉,2016發(fā)改委自己調(diào)查公布的騙補車廠里面,金龍、宇通、天津比亞迪、現(xiàn)代、吉利、福田、江淮、日產(chǎn)等數(shù)十家整機廠全都在目。
從發(fā)改委公布的名單里,93家新能源車企中有72家都在騙錢,騙補車輛總計達到76374輛,涉及金額共92.707億元,平均一輛車騙12萬!涉案車輛總數(shù)超過2015年總銷量的四分之一,這意味著2015年每賣出4輛新能源車,就有1輛是騙補的。
不過萬事都不能以偏概全,騙補是時代發(fā)展的陣痛,也屬于政策激勵下畸形的產(chǎn)物,但不能就否認了電動車發(fā)展的全部結果。我們的汽車工業(yè)整體基礎本就博薄弱,國產(chǎn)車的質(zhì)量也就最近兩三年才由吉利、觀致這樣的廠商帶起來,電動車的發(fā)展初期,我們就只能造出這樣的產(chǎn)品,真的不好評價。
但市場不能總靠政策維持下去吧,這一波補貼的紅利送完之后,我希望能有更優(yōu)秀的,產(chǎn)品競爭力能靠齊特斯拉的國產(chǎn)電動車出現(xiàn)。
現(xiàn)階段,阻礙純電動車發(fā)展的主要因素主要是續(xù)航和充電。續(xù)航的問題使電動車目前的主要定位只能是室內(nèi)通勤工具,要上高速、要跨省,你會遇到N多麻煩。
要提前做好功課看哪個服務區(qū)有充電樁,然后規(guī)劃好在哪里停車充電,運氣不好的話可能你去到充電樁后發(fā)現(xiàn)充電樁是壞的或者別的車占著位子,想死的新都有了。
然后,如果沒有快充的話,你想充滿電跑300km,估計要充8小時以上,從艷陽高照等到日落西山。遇上大熱天/大冬天的時候,你可能還不敢開空調(diào),因為那樣你的續(xù)航里程可能又會縮減50km。
相較于燃油車,純電動二手車市場更不受待見,保值率也就成了大問題。主要原因有三:1、純電動車市場保有量小,很多車型二手車市場老板不敢收;2、電動車發(fā)展才短短幾年時間,對于新能源汽車的評估鑒定辦法還未建立;3、除了機械層面的損耗外,電動車還有電池損耗這一項,而電池在一臺電動車的成本里可能占到20%以上。
平心而論,電動車除了使用過程中零排放這點外,也還是有其它優(yōu)點的。一是更節(jié)能,而是由于電動機的扭矩輸出特性,能容易做出高性能。
能搖中簽率更高的新能源號牌,這個可能是目前國內(nèi)電動車賣出去的最主要動力,不過這個只是現(xiàn)階段下政策的紅利,并不屬于電動車本身的優(yōu)勢,并沒啥可傲嬌的。
目前,內(nèi)燃機的普遍效率在30-40%之間,豐田在2016年造出熱效率41%的發(fā)動機已經(jīng)是全球最高熱效率。而目前的主流電動機,理論最高效率88%,實際使用過程中的效率也高于60%。
當然,無論是燃油車還是電動車,其能量轉化都是一個異常復雜的過程。對于燃油車,燃油從礦井到煉油廠、到燃油運輸、再到內(nèi)燃機轉換成動能;對于電動車,則要看電的來源,如果是化石燃料發(fā)電,是礦井/礦場-火力發(fā)電廠-電網(wǎng)-充電樁-電動車,其它風能、核能不一一列舉。
這里引入一個“油井到車輪效率”的概念,表示從原油開采到最終汽車動能的轉換效率。表中電動車來自于特斯拉,假設電力來源100%是天然氣發(fā)電,調(diào)查樣本為美國本土。
最終數(shù)據(jù)是電動車能效遠高于普通燃油車能效,高性能的特斯拉幾乎是普通家用車3倍。
得益于電動機的扭矩輸出特性,只要一腳電門到底,最大扭矩瞬間都給你,不用再等轉速,無需關注檔位。所以特斯拉Model S P100D以超過兩噸的車重,Ludicrous模式下破百只需要 2.7 秒。最新的消息是,馬斯克表示已經(jīng)刷出了2.34秒,地球上目前最快破百的量產(chǎn)車。
即使是動力看起來孱弱如知豆,親身體驗一下后發(fā)現(xiàn)一腳到底也會有推背感。親身體驗過Model X后,電門踩過1/3的洶涌動力永生難忘。
不過電動機的加速能力僅在0-100km/h區(qū)間內(nèi)優(yōu)勢明顯,受電動機結構所限,電動車的極速都不會很高。
感謝法拉第發(fā)現(xiàn)了切割磁感線可以產(chǎn)生電能,而這個世界上幾乎任何能量都可以轉換成動能,所以電能就成為了通用的能量。
對于燃油、天然氣這類化石燃料而言,地球上的總儲藏量就那么多,再用個幾十年就沒了,再生成需要地球環(huán)境演變數(shù)十億年,誰都等不起。而且,也沒有其它的能源可以立刻轉換成化石能源。
但電力不一樣,目前已知的發(fā)電方式已經(jīng)非常多元化,幾乎任何一種能源都能轉化成電能:風、火、水、核、陽光,包括所有的化石燃料都可以,只要任何一種轉化途徑獲得了突破,電力的供給能力就會有大幅提升。
就目前世界范圍內(nèi)的發(fā)電組成看,除了火電外,核能和水能是最重要的組成,相比目前的石油能能源集中在中東地區(qū),這些其它能轉化成電能的能源至少不用受制于人。目前中國53%的原油需要進口,而且大部分還是從現(xiàn)在有爭議的南海運過來,天然氣也有很大比重來自于俄羅斯。能源受制于人,發(fā)展就會受制于人,從國家戰(zhàn)略角度發(fā)展看,需要在能源結構上重心向電力轉移。
● 車企規(guī)劃
1、大眾
德國汽車廠擁有很強的憂患意識,同時對新技術的態(tài)度一般比較激進,在純電動車市場,目前國際巨頭里,大眾是最積極的。
2016年6月份的時候,大眾發(fā)布2025戰(zhàn)略,記住是大眾集團(涵蓋旗下奧迪、保時捷、斯柯達、賓利等多個品牌)。關鍵信息包括:加強電動車發(fā)展、發(fā)展電池和自動駕駛技術。大眾已經(jīng)明確了以MEB平臺為未來電動車的發(fā)展方向。其中,明確了到2025年,將推出30款全新電動車,電動車年銷量達到200-300萬輛,占總銷量的20%—25%。
在今年初的2016CES展會上,大眾正式推出BUDD-e概念車,該車將是大眾全新電動車模塊化平臺——MEB(Modular Electrification Toolkit)的首款產(chǎn)品。既然都推出了為電動車專門準備的MEB平臺,說明大眾確實已經(jīng)做好了全面電氣化的準備工作。
2、寶馬i計劃
相對而言,其實寶馬在新能源上的行動應該更早一點,早在數(shù)年前,就直接規(guī)劃了新能源車專屬的i系列。從2013年iPerformance品牌正式推出至今,i3銷量已經(jīng)突破6萬臺,i8也賣了1萬多臺,外加eDrive動力的插電混動車型,總計銷量達到10萬。
雖然并未像大眾集團那樣明確規(guī)劃多少年推出多少新車,但未來毫無疑問在向新能源轉換。已經(jīng)獲知的信息有:寶馬集團將在2017年推出MINI CLUBMAN插電式混動版、2019年推出MINI車純電動車,再晚點,2020年會推出純電動寶馬X3。
3、奔馳計劃
作為寶馬的死對頭,在寶馬iPerformance品牌成立以后,奔馳不止一次提起要成立一個類似的新能源車獨立品牌。于是,在剛剛10月初舉行的巴黎車展上,奔馳正式推出了EQ電動車品牌,并發(fā)布首款車型Generation EQ。
在新能源車上,奔馳已經(jīng)做出了不少努力,旗下轎車到SUV,基本都推出了插電混動版本。按照規(guī)劃,截至2016年底,奔馳將推出3款電動車,包括B250e以及兩款Smart車型。
4、通用計劃
上汽通用關注的點是新能源,包括但不僅限于純電動。2016年4月別克日上,上汽通用總經(jīng)理表示將投資265億元人民幣開發(fā)先進動力總成和新能源技術,未來五年將推出不少于10款混合動力車型,且每年推出1款國產(chǎn)新能源車,實現(xiàn)從混動、插電式混動到增程式電動、純電動等全系新能源產(chǎn)品覆蓋。
按照上汽通用的規(guī)劃,到2020年,該公司新能源產(chǎn)品銷量將達15萬輛;而到2025年,這一數(shù)字將擴大到50萬輛。
● 政府提案
2016年中國政府對新能源路線圖進行了一次修訂:到2025年,新能源汽車銷量占汽車總體銷量的比例達到20%以上。到2030年規(guī)劃,將新能源車的銷量提高到所有乘用車總銷量的40%,大約1500萬輛。
國家總理李克強在國務院常務會議上指出:原則上不再核準新建傳統(tǒng)燃油汽車生產(chǎn)企業(yè)。另外,工信部已經(jīng)公布了《企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理暫行辦法(征求意見稿)》,并擬定在2017年建立全國碳排放交易市場,此舉將促使目前的汽車制造商制造更多的新能源車。
德國則更加激進,這是世界上最熱烈、最迫不及待要擁抱電動車的國家。2016年6月,有議員提議到2030年,德國所有的注冊新車必須達到零排放標準。
記住是零排放,混動車、天然氣車、乙醇燃料車都統(tǒng)統(tǒng)不行。汽車產(chǎn)業(yè)是德國的支柱產(chǎn)業(yè),坐擁奔馳、寶馬、大眾集團(含奧迪、保時捷)等多家世界頂尖車企的汽車工業(yè)大國兼強國只給自己留下14年時間完成內(nèi)燃機的淘汰工作。要知道,目前,德國路上跑的純電動車還只占0.6%。
還好,這只是一項“決議”,德國一個議員提出的一項提議,從決議到立法,再到實施還有很長的路要走。隨后在2016年10月11日,這項提議被政府和德國汽車協(xié)會(VDA)否決了。但至少,表明了這個國家對新能源的態(tài)度。
兼聽則明,偏信則暗,每個從自己的認知領域出發(fā),結合自己身邊的環(huán)境,都會得出自己的結論,我也不例外,這篇文章不是一定要給誰下棺定論,分出誰是誰非,只是希望大家能從更多角度看待電動車的發(fā)展。(文:太平洋汽車網(wǎng) 李洋)
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