当前位置: 新能源网 » 新能源汽车 » 电动汽车 » 正文

2025年电动车或将和燃油车平分江山!技术路线绝然不同,基础设施助攻

日期:2020-08-05    来源:雷锋网新智驾

国际新能源网

2020
08/05
09:20
文章二维码

手机扫码看新闻

关键词: 电动汽车 燃油车 动力电池

Part I

两大技术路线核心差异在哪?

电动汽车燃油车核心技术上最大的不同有两点,一是驱动系统,二是燃料来源。

纯电动汽车的驱动系统相当简单,但燃料来源却非常复杂,即成百上千个由芯片控制的电池单元。燃油车 正相反,其燃料只需存储在油箱中,需要时靠油泵和喷油嘴输入发动机即可。不过,作为驱动系统的内燃机却极端复杂,其内部的曲轴需要不停旋转做工才能产生动力。经过一个多世纪的发展,内燃机已经近乎于艺术品。不过,燃油车已经相当成熟,其技术提升空间非常小,投入产出效费比越来越低。

相比之下,纯电动汽车用到的电机在复杂程度、量产成本、移动部件和零部件总数上都低得多。可惜,电池技术拖了后腿,除了充电速度慢,电池成本也居高不下。好在,电池技术正快速发展,电池售价一直处在下行通道。

从 2010 年到 2016 年,1 KWh 电池成本从 1000 美元降到了 275 美元,每年降幅接近两成。到了 2019 年,电池组级别的 1 KWh 电池成本已经降到了 156 美元。电池成本依然在持续下降,不过速度好像有所降低。

为了在能量存储、成本、材料、安全和充电速度等指标上有所突破,今年年来投在电池技术上的钱也越来越多。

在电动车之前,移动设备一直是电池技术的推动者,随后是电动车,同时也是当下电池行业最大的金主。

未来,电池需求的第三极——电力存储行业也将迅速崛起,它们会 " 吸走 " 太阳能或风能产生的电力,在电网负荷增大时助其一臂之力(特斯拉的太阳能屋顶配合储能设施更是能让家庭实现电能上的自给自足)。

显然,大家都相信,投在电池上的钱不会白白浪费,不久的将来纯电动汽车就能获得价格竞争力,最终变得比燃油车还便宜。

对车主来说,现在的燃油车除了价格优势,补充能源的便捷程度上也技高一筹(加油时间与加油密度)。

当然,如果你家里有充电设施,纯电动汽车的使用成本优势就显现出来了。

不过,公共充电网络一天不成,纯电动汽车就不可能将燃油车从王座上拉下来。

燃油成本上,各国有所不同(欧洲的油比美国贵 4-6 倍),但都要看 OEPC 的 " 脸色 ",因此今年油价低并不代表明年继续低。

相比之下,电价就稳定得多,而且单位里程成本比燃油低上不少(在美国只有其成本的 5-7 成)。

不过,如果未来纯电动汽车大行其道,政府可能也会针对它们设立新的税收项目(养路用),比如按照行驶里程付费,从而推高纯电动汽车的使用成本。

过去 20 年里,整个汽车产业都在环保政策的逼迫下走上了节能减排之路,不过燃油车的污染依然让人无法忽视。毕竟你在路上每烧掉 1 加仑汽油,就要排放 19.6 磅的二氧化碳。如果是卡车,燃烧柴油排放的二氧化碳就更多了(22.4 磅)。

今年疫情带来的居家令更是让我们认识到,燃油车确实是主要污染源之一。毫无疑问,未来排放政策会继续收紧,用法规与补贴推动用户转向纯电动汽车。

优势与劣势

在排放上纯电动汽车有着绝对的优势。不过,电能生产过程中其实也会产生排放。

当然,这取决于电脑生产的方式,水电、风电和太阳能就非常环保,而火电则差点意思。挪威可称得上世界的榜样,因为水电占到了其电能的九成。

在环保问题上,循环再利用也是另一个重要因素。眼下,燃油车就比纯电动汽车做的要好,因为电池循环利用有点难度,而且成本颇高。

因此,厂商需要更棒的计划与解决方案来处理这一问题。

过去几十年里,由于产品设计、工厂建设、营销与销售渠道需要海量资金投入,初入汽车行业的新兵几乎没有能成功站稳脚跟的。不过,最困难的其实还是找到真正懂得设计与制造内燃机的人才。

纯电动汽车市场的崛起则为新造车公司们打开了一扇大门,因为其驱动系统造起来可不需要那么深的技术积淀。

不过,近些年来传统 OEM 商开始大举进军纯电动汽车市场,留给新造车公司们的窗口正在快速关闭。

总结来说,燃油车车型的销售已经过了顶峰,其销量正逐步下滑。从长远来看,纯电动汽车才是未来的赢家。推动这一趋势的因素很多,不过价格才是真正的决定因素。

纯电动汽车与燃油车的战争其实并不新鲜,在汽车产业形成初期纯电动汽车甚至还曾领先过一个身位。

不过,由于发展速度更快,燃油车又再次反超并彻底甩开了纯电动汽车。过去十年里,借助移动设备崛起的浪潮,电池技术有了长足的进步,纯电动汽车也再一次有机会与燃油车回到了跑道上。

这次,纯电动汽车明显胜算更大,但恐怕这场比赛要持续很长时间,而且少不了你死我活的缠斗。

Part II

100 美元的转折点

未来五年内,纯电动汽车将迎来重大转折点,由于价格下滑其竞争力将陡然提升。配合更低的使用成本,纯电动汽车对用户的吸引力将快速放大。同时,充电桩等基础设施的建设也会逐步铺开。

2010 年到 2019 年,电池成本其实已经下降了 87%,未来 10 年内其价格还会继续走低,预计到 2025 年 1KWh 的电池成本将降到 100 美元,而当这个节点到来后,纯电动汽车的售价就能与燃油车站在同一起跑线了。

除了价格竞争力的提升,纯电动汽车也必须丰富产品线,集齐不同尺寸、不同用途的车型来满足挑剔的消费者。

业内人士认为,2025 年左右纯电动汽车市场就会下饺子般上市各种新车型,大多数巨头旗下将拥有 10-20 款电动车型,覆盖大部分用户的需求。

更低的使用成本

除了第一部分说到的更低的能源成本,纯电动汽车在维护保养上也更省钱,因为它们用到的移动部件更少,全车需要的润滑液体也少。

与燃油车相比,纯电动汽车保养成本能砍掉五成。未来,电动车的生命周期也会更长,因为特斯拉和通用都在搞百万英里电池了。

当下,纯电动汽车最大的槽点其实是其缓慢的充电速度,不过可以通过快充系统以及未来新的电池技术来缩短。当然,想像燃油车一样在 3-5 分钟内完成补能恐怕不太现实。

家充倒是个好选择,不过你得先有个车库或车位,这个额外成本可不低。因此,充电网络的建设相当重要,而且充电站的选址也需要大智慧(写字楼、购物中心、餐馆和娱乐场所外就是绝佳选址)。

除了新建充电站,现存的加油站也可以积极转型。由于充电时间较长,在充电桩附近的商店应该也会拿到更高的收益。

能助纯电动汽车一臂之力的黑科技

纯电动汽车充电速度慢的问题并非无解,市场上已经有多项黑科技处在萌芽状态了,无线充电就是其中之一,但离大规模部署还有点远。大多数无线充电技术效率其实更高,因为其产生的热量更低。不过,无线充电的设施部署起来就麻烦多了。同时,纯电动汽车行业的进行一番改装才能实现无线充电。

第二项迷人的黑科技就是能释放快充潜力的超级电容。浅显来说,这项技术其实跟缓存类似,是提升电脑性能的利器。投入使用后,超级电容能变身纯电动汽车电池与充电网络之间的 " 缓存电池 ",(或者是充电网络与储电网络之间)。

当然,超级电容有提升纯电动汽车充电速度的潜力,但其落地时间与用例现在还存在大量不确定性。

对车辆的日常使用来说,充电频率也是个相当重要的点,影响它的不外乎行驶里程和车辆续航。IHS Markit 就对全球销售的电动车型动力系统说明书进行了深入研究,它们发现纯电动汽车电池的平均容量在 2019 年时是 52 KWh,但到 2030 年会增长到 70 KWh。市场上现有纯电动汽车大多续航在 250 英里左右,但一些型号已经可以跑到 400 英里。未来,纯电动汽车的续航能力还会有显著提升。

从 2019 年的数据来看,美国单车年均行驶里程约为 13500 英里。如果我们假设纯电动汽车的续航为 300 英里,每 250 英里充一次电,那么其充电频率约为每周一次(54 次,全年 52 周)。不过,续航焦虑肯定会让用户选择更频繁的充电,那些有家充的用户恐怕更是没事就会给自己的纯电动汽车插上插头。

由于动力输出更加直接(零延时的瞬时扭矩),纯电动汽车的加速性能相当强大,这是同级别燃油车所无法比拟的。此外,遍布底盘的电池也让车辆重心更低,因此在操控上也优势明显。

除了愈加严格的排放法规,各国政府真金白银的补贴也能为 纯电动汽车的普及助上一臂之力。随着电动车价格逐步走低,补贴的重要性正在慢慢降低,不过这部分真金白银在 2025 年前依然会左右消费者的选择。

总结

高科技行业有句老话," 过时的技术死得最快 ",这句话可能也适用于燃油车。

当然,燃油车还算不上过时,未来几十年里依然会发光发热(IHS Markit 预计纯电动汽车 +PHEV 到 2030 年市占率也不过 21%)。不过,与 10 年或 20 年前相比,燃油车想向前一步要困难得多,而且相当烧钱。

相比之下,纯电动汽车进步就快多了,它已经隐隐有了统治乘用车市场的王者之气。至于最大的问题嘛,就是纯电动汽车到底多久能完成横扫六合的伟业了。


返回 国际新能源网 首页

新能源资讯一手掌握,关注 风电头条 储能头条 微信公众号

看资讯 / 读政策 / 找项目 / 推品牌 / 卖产品 / 招投标 / 招代理 / 发新闻

风电头条

储能头条

0条 [查看全部]   相关评论

国际能源网站群

国际能源网 国际新能源网 国际太阳能光伏网 国际电力网 国际风电网 国际储能电池网 国际节能环保网 国际煤炭网 国际石油网 国际燃气网