近两年来, 纯电动车得到国家大力的推广,上到出租、公交等运营车辆,下到公务、私人等个人用车,然而随着骗补、续航焦虑、软件Bug等一系列热点事件的出现 ,这个市场依然存在着大批并不看好纯电动 汽车 的群体。
毕竟相比发展了一百多年的内燃机,从技术上而言, 电池容量小、充电时间长、气温影响大、电容量衰减以及废旧电池回收避免污染 的问题,依旧难以完美解决。所以消费者在选择时,更多会偏向于传统燃油车也不足为奇了。
首先,针对国家为何如此坚决拥护并推进电动车的发展,大致有以下三点:
一,需要摆脱对石油进口的依赖。 我国石油进口比例高达60%,而石油作为全球战略资源,一直是各大国的争夺重点。一旦大国关系或者局部地区的局势出现问题,极易引起能源危机。
二,需要在 汽车 工业上实现重大进步。 传统燃油车因为有发动机和变速箱等复杂的动力系统,导致入门门槛极高,这么多年以来我国在动力系统的核心技术上始终被国外供应商掣肘。
三,紧跟国际环保形势。 化石燃料带来的污染是显而易见的,环保也是国际命题,在环保上作出努力既是为子孙后代留一片净土,也是对大国形象的一种维护。
而作为一名消费者,最关心的事情则是花钱买到物有所值的产品或服务。而购买电动车对于大多数消费者来说却有些苦不由衷的感觉。 众所周知,大部分人买电动车大多是因为有补贴、不限行、送牌照这一系列限制政策下所产生的红利,因此消费者不是想买电动车,而是因为政策使然没有别的选择。
大多数人认为纯电动车相较于燃油车,在抛开政策优势与“环保”标签以外,电动车能做到的,燃油车也可以做到且未必更差,尤其 在代步需求方面,燃油车反而表现的更加稳定。而电动车在短途代步需求方面则沦为第二选择方案,还谈不上替代。
那咱们就来详尽罗列下纯电动车的那些黑点:
首先电动车不考虑国家补贴,整体售价均高于同级别燃油车是不争的事实。 目前三元电池包成本大概是1300元/度,而磷酸铁锂大概是1100元/度,因此纯电动的成本相比燃油车基本都要贵上几万元。当然现在集体发展纯电动确实能大幅度压缩电池成本,因此续航500左右的电动车开始多了起来。但价格方面 又不可能无视电动车的保值率低这一特性 ,电动车就像手机一样更新换代很快,且技术更新也非常迅速,因此保值率很低。
关于 环保方面,或许电动 汽车 并没有达到我们所理解的环保程度。 据中国产业信息网《2017年中国大气污染成因分析》的报告中指出, 2015年能源消费结构中,美国石油消耗量占比是36%,而中国只有18%;而在对几个大气污染严重的城市(石家庄、廊坊、济南、郑州)的调查中, 汽车 排放对污染的贡献分别只有15%、12%、15%、24%,远低于"燃煤"、"扬尘"和"工业生产" 。
国家统计局在18年初的数据显示,2017年,中国火力发电量(燃煤,石油,天然气,主要以燃煤为主)46627亿千瓦时,比上年增长5.1%,增速慢于清洁能源发电增长速度。但至2017年火力发电占比量仍高达71.8%。《BP2035世界能源展望国家和地区专题-中国专题》明确指出:到2035年,中国电力行业的能源消费将增长81%,煤炭仍然是主导性燃料类型,其市场份额预计会从77%降至2035年的58%。
从某种意义上来说,大规模的电动车投放实际上只是一种污染的转移而已。 因为平均到每台车上,有超过70%的电量是通过化石燃料获得。如此高比例的化石燃料消耗则是雾霾(空气污染)的元凶,早在2014年的一份专题报告《煤炭使用对中国大气污染的贡献》中指出,煤炭消费量越大,雾霾天数越多,大气环境越差的结论。
而 动力电池原材料则来自于镍钴锰以及其他稀土矿的开采 ,燃油车的报废直接当废铁拆解处理即可,而动力电池大规模报废之后,处理不当的话, 重金属对土壤和水源的污染则会非常严重。 从原材料开采、电能来源到后续报废都会对环境造成严重污染和破坏的电动车,打上环保的标签实属不当。
关于充电方面,燃油车以"加油站"为基石,而纯电动 汽车 便以"充电桩"为基础。从实际情况来看,虽然如今在一线城市充电桩已经相对普遍,但在二三线城市,充电桩并不普及,也成为了目前阻碍纯电动 汽车 发展的一个重要问题,再加上如今充电接口和协议不统一,充电桩无法适用于所有纯电动 汽车 ;二是配套设施不具备区域连贯性。充电桩的问题直接关系到纯电动 汽车 使用的便利性,一旦丧失便利性,纯电动 汽车 也就成了空头支票。
或许有人会觉得充电站只要数量上有优势就能解决问题,实际上 充电站即使数量上与加油站比肩依然无法解决续航焦虑 。以2017年广东省为例,其民用车保有量为1894万辆,而整个广东省的加油站数量则为5817座,平均3200辆车共用分摊一个加油站,但燃油车车主并不会抱怨加油不方便,更不会在自家车位安装加油枪, 主要原因则是因为加油的等待时间远少于充电时间。
充电慢自然成为了消费者不看好纯电动 汽车 的另一大原因。 有句话说是:不是在充电就是在充电的路上。确实, 目前大多数充电桩都是慢充桩,一辆车充满需要5-8小时 , 比如众多品牌宣称的快充40分钟,慢充8小时。而实际体验下来,用家用220V电慢充可能需要15小时左右才能完全充满。而快充30kw的桩需要2小时,60kw的桩需要1.5小时,且 如果一个充电站有几辆车同时插枪,由于电流均摊,充电速度反而会慢一倍。想象一下春运高峰,加油3分钟变成了快充30分钟的电动车,等待队伍一定颇为壮观 。
而 电池的续航水平一直都存在着水分,受制于温度、寿命、工况等综合因素,电动车的实际续航均低于厂家承诺的里程数 ,当然这一情况也不是没有解决办法,比如上汽就利用水冷与电加热技术,对电池的温度进行实时的监管与调控,使其始终处于良好的工作状态,从而解决了南北气温差异的问题。
电池的相关技术也存在着各种壁垒 ,由于电池的能量密度是250w/kg,汽油的能量密度是12000w/kg,是电池的40倍。一辆小车装满55升汽油,才50kg不到,按汽油热效率20,电池80%计算,汽油提供的有效能量132kw,一节18650电池有效功率7.2瓦,55升汽油相当于1.8万节18650锂电池。所以, 在电池密度至少要提高10倍,充电时间至少要少于20分钟,电动车才在性能上与汽油车不分上下。
这种电池目前很难存在 ,132kw的能量,如果按380v供电进行充电,20分钟内充满,此时充电电流将达到1000安培,充电桩的功率将到达400kw!1000A是什么概念?得400平方毫米的铜线才能经受得起1000A电流,大致相当于2.5普通铜线160根扎在一起, 相当于电动 汽车 里的电池相关导线至少有2cm直径以上那么粗!
一个拥有600万小车的城市,如果换成这种电池技术,假设只有10%的车辆回家充电,瞬时功率需要60万*400kw,约2.4亿kw的供电需求,相当于10个三峡大坝的才能满足,相当于现在大城市最大供电能力的10倍以上。终究, 物理限制能很难得到突破,除非电池密度提高10倍,发电量提高10倍。不然,电动车只能在低速、低功率、短程的小车上有所发展。
关于后期保养方面,售后维修难也一直制约着纯电动 汽车 的发展 。比如,当下绝大部分的技师能够修传统 汽车 ,但缺少电器方面的知识,并不能很好地维修纯电动 汽车 ;另外,相对于传统 汽车 而言,纯电动 汽车 零部件较为稀缺,电动 汽车 生产量和保有量都少,因此价格相对较高, 而纯电动 汽车 在维修时一些部件只能更换,无法进行维修,昂贵的售后费用只能令消费者望而却步。
打造纯电动 汽车 行业现状当前依旧较为火热, 国家以及行业现阶段也处于摸石头过河,当前市场的火热繁荣景象或许只是风口上的风比较大 ,毕竟过程中摸鱼的人太多。因此,纯电动行业可能会在近几年很快完成洗牌、合并,最后剩下的便是行业的存活者。
尽管多数欧洲国家相继推出了燃油禁售时间表,本质上都想加速本国电动 汽车 产业链的发展, 而针对市场需求多样性较高的国家来说,燃油车与纯电动车现阶段则是以互补的形式存在。 或许只有等到针对电动车的相关政策红利全部退出之时,电动车依然畅销的时候,才是纯电动的春天。
亦或纯电动车逐渐被淘汰也是很有可能的,毕竟现阶段电池技术、低温表现以及续航里程都是制约其最大的瓶颈 。而现阶段除了作为过渡产品的混动车型以外,5分钟填装、700km续航的氢燃料 汽车 作为新能源 汽车 的一种或将成为未来的主力也说不定。
对于近几年的汽车市场而言,新能源汽车会是一个热度颇高同时议论较多的一个细分市场。有人说,新能源汽车目前的产品力还不具有说服力,故市场前景会是不容乐观;也有人说,有着政策的扶持以及市场趋势的协助,新能源汽车未来的前景势必一片光明。事实又会是怎么样的呢?今天这篇文章就来和大家简单聊聊新能源汽车的前景。
好:政策及趋势
先来说说为什么新能源汽车的前景是好的,或是存在的一些好的方面。一是政策,即使目前国内的政策有所退坡,但以整体态势来看,政策对于新能源汽车的帮助仍然是巨大的,无论是政策补贴还是政策便利,都能让这个市场充满前景;另一是趋势。在相关环保法规愈加严格的今天,整个汽车市场都在往新能源的趋势在前进,这一点无疑也印证了新能源汽车的未来前景。
坏:产品力、假环保
接着来说说为什么新能源汽车的前景是“坏”的,或是存在的一些不利层面因素。一是产品力,不得不承认,以目前新能源汽车市场整体产品的产品力而言,是远远不如燃油汽车的,这也会是如今不少消费者不会选择新能源汽车的一大要点;另一是假环保。很多调研机构都在指出,如今的新能源汽车,算不上真正的环保,其整个生命流程中所产生的碳排放,甚至会比燃油汽车更高。
浅析新能源汽车环保优点及其发展趋势
【摘 要】 随着车工业的发展和汽车保有量的增加以及石油资源的枯竭和环境的污染,对传统汽车工业提出了严峻的挑战,遵循能源发展形势及能源发展战略,研发和使用节能减排的新能源汽车已经成为解决能源和环境问题的必由之路。文章对新能源汽车在环保方面的优点进行了分析,并对我国新能源汽车技术的发展趋势作了探讨。
【关键词】 新能源汽车;环保;趋势
Abstract With the increase and development of industrial pollution vehicles and cars in the depletion of oil resources and the environment, the traditional auto industry poses a severe challenge to follow developments in energy and energy development strategy, development and use of energy saving new energy vehicles have become the only way to solve the energy and environmental issues. Article advantage of new energy vehicles in environmental protection were analyzed, and trends were discussed China's new energy vehicle technology.
Key words new energy vehicles; environmental protection; trend
1.新能源汽车的主要类型及特点
1.1 清洁能源汽车的类型
1.1.1常压天然气汽车即常压储存的气包式常压新型清洁能源汽车,目前已趋于淘汰。
1.1.2压缩天然气汽车将天然气压力压缩至20MPa左右储存在高压气瓶中。这种存储方式存在储存能力小、气瓶自重大的缺点。目前技术最成熟并得到广泛推广实用的新型清洁能源汽车主要是压缩天然气(CNG)汽车。
1.1.3液化新型清洁能源汽车
将深冷至-162℃的LNG 储存在低压、低温绝热容器中,容器自重较轻,存储能力较大,但是生产LNG 的投资费用及能耗高,经济效益比CNG 差,另外,存储LNG 对容器的保温绝热能力要求高。因此,LNG 汽车在世界各国均处于实验阶段,尚未商品化。
1.1.4吸附新型清洁能源汽车
所携带的天然气燃料采用活性炭等吸附剂吸附。该活性炭颗粒结构中微孔多,适合吸附大量天然气,每克活性炭颗粒的表面积可达3000m2,相对密度为0.6~0.7,在常温及3.5MPa 压力下,每克活性炭吸附甲烷可达17g。标准状态下,每立方米活性炭可吸附甲烷170m2。吸附新型清洁能源汽车仍处于研究开发阶段。如果新型清洁能源汽车吸附技术实用化,则可大大降低压缩成本,提高新型清洁能源汽车的燃料携带能力,增加新型清洁能源汽车的续驶里程。
1.2 按发动机燃料供给系的不同分类
压缩新型清洁能源汽车按其燃料供给系的组成不同或根据天然气发动机使用燃料的特点不同,可分为以下几种:
1.2.1单一燃料压缩天然气(CNG)汽车
这是一种针对天然气单一燃料的特性而专门设计制造的汽车。它使用的发动机可以最大限度地发挥气体燃料的优势,多用于气源供应充分的地区,如油田,或是气源供应稳定的城市。
1.2.2天然气-汽油两用燃料汽车
这种汽车配备两套燃料供给系统,无论采用天然气还是汽油,其发动机都能正常工作,利用选择开关即能实现发动机从一种燃料向另一种燃料的转换,但两种燃料不允许同时使用。该车用发动机需同时兼用汽油与天然气两种燃料,该类汽车较适合于在天然气供给尚未形成网络的地区。
1.2.3 柴油-天然气双燃料汽车
该汽车发动机可以同时使用天然气和柴油两种燃料,以少量柴油作为引燃剂,其余大部分燃料为天然气燃料。
2.车用天然气的优缺点分析
2.1 优点
2.1.1天然气是一种清洁燃料
天然气在常温下以气态进入发动机,与空气混合均匀,燃烧比较完全,可以大幅度降低CO 和HC 的排放量,彻底改善微粒排放污染。由于天然气火焰温度低,也会使NO2 排放量减少。天然气排放的CO2 也比汽油和柴油降低20%以上,比柴油和汽油更有利于减少地球温室效应。
2.1.2天然气使用特性好
天然气不含汽油、柴油中存在的胶质,因而燃烧中不会产生如汽油、柴油燃料中胶质产生的积炭,并且气体燃料不会对机油产生稀释,因此发动机寿命长,汽车大修里程提高。
2.1.3天然气具有较好的抗爆性
天然气辛烷值约为130,而高级汽油的辛烷值仅96 左右。所以天然气不需要添加剂、不需要抗爆剂,汽油机使用天然气时,可适当增大发动机压缩比和点火提前角,从而提高发动机性能。
2.1.4天然气具有较好的安全性
天然气储存在经专门设计加工的高强度气瓶内,传输和加注均是在封闭的管道内进行,气瓶不易破坏,管路不会泄露。即使有泄露现象发生,由于天然气比较轻,在空气中遇威风即被吹散,汽油的自燃温度220~471℃(一般取430℃)天然气自燃温度630-730℃,一般取650℃,不易形成可燃混合气,所以汽车用天然气比用汽油更安全。
2.1.5天然气发生泄漏时很易被发觉
在原始状态时,天然气是无色、无味、无毒性的物质。基于安全的原因,在生产过程中,在天然气中加入具有独特臭味的加臭剂。当发生泄漏时,很容易发觉。
2.2 缺点
2.2.1天然气携带性差
常温下天然气极难液化,天然气沸点为-162℃,只有当温度达到-162℃和低于此温度时,天然气方能转变为液态。由于沸点非常低,天然气是非常难以液化的,目前采用的天然气燃料均采用高压(20MPa 左右)储存在高压气瓶内,使汽车自重加大,车体内有效空间减少,同时限制了汽车的续驶里程。
2.2.2天然气发动机动力下降
由于天然气燃料本身是气态,会占据部分气缸容积,充入缸内的空气量比使用液体燃料少10%左右,使得相同的可燃混合气热值降低,与同排量的汽油机相比,使用天然气时发动机功率有所下降。
此外天然气燃烧时火焰传播速度较慢(天然气33.8cm/s,汽油39~47cm/s,),这样在燃烧室内燃烧时燃烧速度下降,增加传热损失,使得天然气发动机热效率降低。从分子学角度分析,天然气燃烧前后气体的摩尔数没有发生变化,而汽油燃烧后气体的摩尔数会增大,这样由于燃烧后的摩尔数不同会影响到发动机的功率输出,由于天然气燃烧后摩尔数不增加,则功率输出相对较小,使其机械效率有所降低。
3.新型清洁能源汽车技术的.发展趋势
3.1 区域发展模式
新型清洁能源汽车虽然有国家补贴等优势,但随着市场竞争日趋激烈,加气站站址选择越来越困难,安全管理要求高,汽车尾气排放标准仍有待提高,相关的标准规范有待完善以及需要保持一定比例的油气价差等挑战。我国新型清洁能源汽车的发展路线:燃料形式以CNG 为主,LNG 在沿海地区将有一定发展。
3.2 汽车发动机正逐步向单燃料、原产车过渡
在CNG 汽车市场发展的初期,在加气站网络建设不完善情况下,为快速启动市场,新型清洁能源汽车以改装车、双燃料车为主。改装的新型清洁能源汽车虽然排放量有所降低,但仍不是真正意义上的清洁汽车,而且动力性要下降10%左右。对于出租车来说,一般出租车的寿命周期只有5 年,使用3 年以上的出租车再改装就失去意义了。随着CNG 汽车市场的逐步发展,原产车逐渐成为主流。2006 年,我国双燃料汽车占总量的88%;2007 年略有下降,占总量的85%。单燃料天然气发动机在节省燃料、增强动力、排放水平、单次充气行驶里程方而都有很大提升。目前国内单燃料、原产新型清洁能源汽车已批量投放市场,购买成本将逐步降低,因此未来新型清洁能源汽车发展的趋势将是原产车、单燃料车。
3.3 应用领域以出租车、公交车为主
新型清洁能源汽车应用领域的选择是关系到新型清洁能源汽车能否保持持续快速增长的重要因素。在我国,有相对固定行驶路线的出租车、公交车约占我国汽车保有量的10%,但是其年运行总里程却是私家车的5~10 倍,因此出租车、公交车是我国CNG 汽车发展的首选目标。
4.结语
在我国,新型清洁能源汽车产业正处于高速发展阶段,我们要认识到机遇和挑战并存,要采取循序渐进、逐步推广的方式,从而使燃气汽车在适当的地区,以相适的规模和技术水平获得应用,从而获取应有的社会效益和经济效益。
参考文献:
[1]董俊武,于浩. 我国清洁能源汽车战略研究[J].世界汽车,2001,(2).
[2]冯艳艳. 天然气汽车环保优势分析[J].石家庄职业技术学院学报[J]. 2010,22(4).