編譯/陳冰

盡管電氣化汽車聽上去挺美,但卻面臨著充電、成本與便利性、通用性等諸多挑戰(zhàn)。

1985年,一部科幻電影《回到未來》風(fēng)靡全球。片中用汽車做成的時(shí)間機(jī)器穿梭在未來與現(xiàn)實(shí)之間,你還記得這輛汽車用的能源是什么嗎?——垃圾。主人公直接把垃圾扔到車?yán)锩?車子就會(huì)自動(dòng)把它們轉(zhuǎn)化為燃料,然后開始時(shí)空之旅。電影描述在2015年的時(shí)候汽車都是這樣的。現(xiàn)在離2015年還有5年時(shí)間,很顯然我們還看不到這樣的可能性。

目前世界上96%的汽車仍然依靠石油驅(qū)動(dòng)。全球能源需求以每年2%的速度上升。大眾對于能源需求的不斷增加導(dǎo)致燃油供給面臨壓力、成本上升且污染更加嚴(yán)重。尋求減少排放和減輕對石油依賴的解決方案已經(jīng)至關(guān)重要。對于汽車行業(yè)而言,如果不做出變革,這種依賴性的能源模式將難以為繼。

業(yè)內(nèi)人士指出,電氣化毫無疑問是汽車行業(yè)未來發(fā)展的方向,但是車輛電氣化面臨著充電、成本、通用性等一系列問題。汽車電氣化到底離我們還有多遠(yuǎn)?

能源多樣化

研究顯示,大城市在利用資源和土地促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展發(fā)明規(guī)模上較中小城市更具效率。預(yù)計(jì)在今后的40年中,中國將出現(xiàn)20到25個(gè)城市群支撐全國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。對于上海這樣的大城市而言,管理城市發(fā)展和最大化利用資源的一種方式是開發(fā)城郊區(qū)域并在主城區(qū)周邊建設(shè)衛(wèi)星城,然而,居民因?yàn)檫h(yuǎn)離工作地點(diǎn)以及城市中心對交通系統(tǒng)又提出了新的需求。由于現(xiàn)有公共交通網(wǎng)絡(luò)無法滿足額外的需求,因此完全取消乘用車的方案既不具備實(shí)踐性,也不具有現(xiàn)實(shí)意義。

過去5個(gè)月里,通用汽車在世博園專門展示未來交通的熱門場館上汽集團(tuán)-通用汽車館內(nèi),舉辦了一系列關(guān)于未來城市交通的論壇,深入探討了未來交通可能面臨的挑戰(zhàn),并提出了諸多面向未來的汽車技術(shù)解決方案。

車聯(lián)網(wǎng)、電氣化一再被提及,這也許是人們實(shí)現(xiàn)“零油耗、零排放、零堵塞、零事故”美好愿景的必由之路。在通用汽車公司全球產(chǎn)品戰(zhàn)略聯(lián)盟副總裁丹尼爾·漢考克看來,未來的20至30年內(nèi),單一的解決方案無法解決交通擁擠、尾氣污染等一系列城市化進(jìn)程出現(xiàn)的問題,也許最為可行的方案是通過能源的多樣化以及動(dòng)力系統(tǒng)的高效化兩種途徑。

“每個(gè)新興市場都需要具有針對性的解決方案。在巴西,通用的大部分車型能夠靈活使用燃料。90年代,巴西利用甘蔗大量生產(chǎn)純乙醇燃料,有一段時(shí)間乙醇車很多,后來突然減少,因?yàn)橐掖既剂系膬r(jià)格出現(xiàn)了波動(dòng),不過人們可以根據(jù)燃料價(jià)格變動(dòng)自主選擇是使用燃油還是乙醇燃料更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠,用汽車的先進(jìn)技術(shù)能支持這些液體燃料的共存。在印度,麻風(fēng)樹可以作為生物燃料的來源。另外,在亞太市場天然氣也可以成為傳統(tǒng)燃料的替代能源?！钡つ釥枴h考克指出,截至2012年,通用汽車將有一半以上車型可以使用靈活燃料。

隨著汽車技術(shù)的發(fā)展,電和氫氣也將逐步成為重要的運(yùn)輸燃料。通用汽車先后推出了雪佛蘭Volt沃藍(lán)達(dá)增程型電動(dòng)車和雪佛蘭Equinox氫燃料電池車。LG化學(xué)公司位于北美的子公司CompactPower公司首席執(zhí)行官普拉哈卡·帕提爾稱雪佛蘭Volt沃藍(lán)達(dá)增程型電動(dòng)車是引領(lǐng)交通能源革命的一個(gè)全新的大膽范例。

雪佛蘭Volt沃藍(lán)達(dá)增程型電動(dòng)車前60公里完全不需要汽油的驅(qū)動(dòng),基本能夠滿足都市客日常駕駛的需求。使用者可以晚上充電,第二天再駕駛60公里。如果要去更遠(yuǎn)的地方,或者想要更多地使用空調(diào),也不需要擔(dān)心開到一半電池沒電了。因?yàn)榫哂性龀绦偷墓δ?汽車會(huì)在電池電量比較低的情況下自動(dòng)用燃油運(yùn)作,能夠把駕駛行程最長擴(kuò)展到450公里。

這也就是說大部分人每天上下班通行不用使用任何汽油,而只是在遠(yuǎn)足度假的時(shí)候,耗費(fèi)一些汽油。實(shí)際上,現(xiàn)有汽油驅(qū)動(dòng)車輛所排放的廢氣僅為70年代的一半左右。倫敦一項(xiàng)研究顯示,現(xiàn)代小型汽車在碳排放量方面甚至優(yōu)于地鐵。如果開著這樣的汽車上下班或者遠(yuǎn)游,大家的心里負(fù)罪感一定會(huì)小很多。通用汽車宣稱這款汽車將于明年下半年在中國上市,它為車主提供“毫不妥協(xié)的解決方案”。在解決對能源的依賴和保護(hù)環(huán)境等問題的同時(shí),還具有消費(fèi)者可接受的價(jià)格以及不受行駛里程限制的優(yōu)勢。這臺(tái)奧巴馬曾經(jīng)駕駛過的汽車,的確給人許多期待。而如今,它正在世博園內(nèi)為各國貴賓服務(wù)。

業(yè)內(nèi)專家普拉哈卡·帕提爾指出,雪佛蘭Volt沃藍(lán)達(dá)增程型電動(dòng)車最大的一個(gè)成就在于其先進(jìn)的鋰離子電池系統(tǒng)。鋰離子電池能量密度接近200瓦小時(shí)/千克,功率密度超過3000瓦/千克,與鉛酸蓄電池和鎳氫電池相比具有明顯的優(yōu)勢。

此外,鋰離子電池自1991年上市以來,其成本已經(jīng)下降了14到15倍,而且有望繼續(xù)降低。鋰離子電池的化學(xué)特征和電池大小可以根據(jù)特定的應(yīng)用進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整而無需犧牲規(guī)模效益。而且和鉛酸電池相比,其體積和重量都有明顯的降低。目前,已探明的鋰儲(chǔ)量非常豐富——預(yù)計(jì)足夠供320億輛電動(dòng)車使用。因此中短期內(nèi)不存在原材料缺乏問題。

面臨挑戰(zhàn)

盡管電氣化汽車聽上去挺美,但卻面臨著諸多挑戰(zhàn)。

首要的問題就是充電。大量電動(dòng)車同時(shí)充電帶來的問題是汽車電氣化必須解決的一項(xiàng)重大挑戰(zhàn)。專家測算指出,如果將中國現(xiàn)有的汽車全部替換為電動(dòng)車,國家需要將現(xiàn)有電力總裝機(jī)容量翻番。不過,如果可以充分利用智能電網(wǎng),避開用戶高峰時(shí)段,在用電低谷時(shí)段充電,這個(gè)問題還是可以得到解決的,并且可能提高電力系統(tǒng)的利用效率。第二大問題是成本與便利性。鋰離子電池大約70%的成本來自電池組,而電池組超過一半的成本來自原材料。因此降低電池原材料成本是降低電池成本的關(guān)鍵,方式之一是大批量生產(chǎn),預(yù)計(jì)2020年生產(chǎn)的汽車中約有五分之一為電動(dòng)車。但是專家預(yù)測汽油發(fā)動(dòng)機(jī)汽車至少還將存在二三十年。

降低電池成本,提高便利性的另一個(gè)方式是轉(zhuǎn)換商業(yè)模式,如電池租賃或交換,以及電池的梯次利用,即電動(dòng)車車輛使用周期結(jié)束后,其電池仍然具有很大價(jià)值,可以用于固定型發(fā)電系統(tǒng)等其他用途。這將在無需對電池或汽車進(jìn)行任何改動(dòng)的情況下,大大降低電動(dòng)車的成本。新商業(yè)模式還有助于消除電動(dòng)車消費(fèi)者對于質(zhì)量的擔(dān)憂。

同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院院長余卓平指出,電動(dòng)汽車的發(fā)展一定要考慮新的商業(yè)模式。如果新的商業(yè)模式中采用轉(zhuǎn)移支付模式,將電動(dòng)汽車和電池的價(jià)格分開,那么電動(dòng)汽車將會(huì)比現(xiàn)在的傳統(tǒng)汽車更加便宜。

第三個(gè)需要解決的問題是通用性。為確保消費(fèi)者接受電動(dòng)車,需要對電池和充電設(shè)施制定通用標(biāo)準(zhǔn)。電力公司很難處理汽車廠商各不相同的產(chǎn)品規(guī)格。通用的標(biāo)準(zhǔn)也會(huì)讓電池的交換更加便利。但是,如果汽車廠商有意追求獨(dú)特化,即便有了政府部門與其他利益相關(guān)方的參與,也很難達(dá)成這一目標(biāo)。

毫無疑問,要想推動(dòng)汽車電氣化,必須加強(qiáng)合作。要使電動(dòng)汽車為大眾消費(fèi)者普遍接受需要廣泛可靠的基礎(chǔ)設(shè)施。建設(shè)這些基礎(chǔ)設(shè)施需要多方合作。只有合作才有可能制定電動(dòng)汽車技術(shù)的全球化標(biāo)準(zhǔn)以及全球統(tǒng)一的準(zhǔn)則和規(guī)定。

也許眼下另外一個(gè)比較現(xiàn)實(shí)的解決方案是在提高汽車性能方面多做一些工作。通用汽車的均質(zhì)充氣壓縮點(diǎn)燃技術(shù)(HCCI),能讓發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性提高15%,完全符合未來的尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)。在中國市場,利用這些先進(jìn)技術(shù),在過去的5年間,通用汽車在華生產(chǎn)的乘用車平均燃油經(jīng)濟(jì)性提升了20%。同時(shí),為了將先進(jìn)技術(shù)廣泛地應(yīng)用于更多車型,通用汽車于8月宣布與上汽集團(tuán)聯(lián)合開發(fā)新一代環(huán)保節(jié)能動(dòng)力總成技術(shù),與傳統(tǒng)動(dòng)力總成相比,它能降低20%以上的油耗和碳排放。