新能源汽車發(fā)展態(tài)勢帶來的思考（下）

　　為什么電動機和鉛酸電池發(fā)明了這么久，依然趕不上內(nèi)燃機呢？在政策利好下，新能源車發(fā)展勢頭迅猛，然而這個勢頭將導(dǎo)向何方，可能產(chǎn)生怎樣的負面影響，還需將潛在風(fēng)險因素提上桌面加以謹(jǐn)慎研討。

　　1.動力電池能量密度瓶頸長期難以突破，與化石能源差距大

　　動力電池能量密度指的是一定空間或質(zhì)量物質(zhì)中儲存能量的大小，是新能源車發(fā)展中的技術(shù)重點，直接關(guān)系到電動車的性能和續(xù)航里程?，F(xiàn)代汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計比較固定，留給電池組的空間有限，電池數(shù)量被限制在某個區(qū)間內(nèi)無法大幅提升，因此增加電量的關(guān)鍵在于提高電池能量密度。

　　制約性現(xiàn)實是，電動汽車所用的鋰電池屬于化學(xué)能，能量密度存在天花板。目前制約鋰離子電池發(fā)展的主要因素是正極材料的能量密度，然而大多數(shù)正極材料都含有過渡金屬元素，其摩爾質(zhì)量較大，能量密度提高受限。

　　此外，電池能量密度在歷史上一直是攻關(guān)難點且進展緩慢。自1992年索尼將鋰離子電池商業(yè)化后，鋰離子電池已經(jīng)發(fā)展了近三十年，在能量密度方面雖有進步，但總體進步幅度不大。

　　2.受限于鋰、鈷、鎳的稀缺性，新能源車成本可能隨產(chǎn)量增加而大幅攀升

　　相比于內(nèi)燃機會隨著量產(chǎn)而降低成本，新能源車卻很可能呈現(xiàn)相反的趨勢。新能源車的生產(chǎn)成本中，電池驅(qū)動系統(tǒng)占了汽車成本的30-45%，其中動力電池又占了驅(qū)動系統(tǒng)75-85%的成本構(gòu)成，成本尤高的是電池中用到的鋰、鈷、鎳等稀缺金屬。一臺新能源車的動力電池，要使用幾十千克的鋰、鈷、鎳等原材料，生產(chǎn)1萬臺和生產(chǎn)10萬臺，每臺車的成本下降幅度有限。鋰、鈷、鎳在地殼內(nèi)儲量中占比很低，鈷僅占0.004%左右，鋰占0.003%左右，屬于重要戰(zhàn)略資源。目前我國80%的鈷以及70%的鋰、鎳資源都依賴進口。

　　在短期之內(nèi)，如沒有重大的革命性的技術(shù)突破，用電動車在可見的未來完全取代內(nèi)燃機汽車是缺乏依據(jù)的。盡管技術(shù)的突破又可能發(fā)生，但在未發(fā)生之前，不能盲目樂觀。促進技術(shù)革命的一條重要途徑是加大研發(fā)支持力度，而產(chǎn)業(yè)補貼很可能與促進技術(shù)革命的初衷背道而馳。

　　3.新能源車帶來的嚴(yán)峻環(huán)境污染挑戰(zhàn)和電池回收難題

　　電動車的一大賣點是在使用的地方局部排放少，這對其用于人口密集的市區(qū)里跑的出租車、公共汽車，有其優(yōu)越性。但中國電網(wǎng)里的電目前是67%靠煤，即使在2050年，中國仍然有50%的電靠煤來發(fā)；那么表面是我們是用電開車，實際上我們目前主要是用煤開車。加上電池在生產(chǎn)過程和未來回收的碳排放，電動車的碳排放量及污染物排放量與今天的燃油車相比，是增加了而不是減少了。根據(jù)全生命周期分析，在全球增溫潛能影響方面，電動汽車的負面影響比汽油發(fā)動機汽車低24%，比柴油發(fā)動機汽車低10%-14%。但如果考慮到電動汽車所使用的電力來源，情況就不同了：2017年煤電占全國發(fā)電量的67%，電動汽車使用煤電為主的電力，其對環(huán)境的負面影響甚至高出柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機17%-27%。根據(jù)清華大學(xué)研究團隊于2017年發(fā)表在國際著名期刊《應(yīng)用能源》上的研究成果顯示，中國的新能源汽車在其生產(chǎn)制造過程，所產(chǎn)生的溫室氣體排放量實際上比內(nèi)燃機汽車高出50%。

　　電動汽車電池的生產(chǎn)也耗費了大量的電力：初期制造一輛電動汽車和電池的碳排放量占到了電動汽車整個使用周期碳排放量的40%左右，相當(dāng)于制造一輛汽油發(fā)動機汽車碳排放量的兩倍。

　　更嚴(yán)峻的環(huán)境污染挑戰(zhàn)或許還來自新能源車報廢電池帶來的污染。與我國規(guī)模龐大的動力電池市場相伴隨的是動力電池報廢量的快速增長。電動汽車動力電池的使用壽命通常為5-8年，從2017年起我國將迎來首批動力電池退役潮。據(jù)統(tǒng)計：到2020年，我國動力鋰電池的報廢量將達32.2GWh，約50萬噸；到2023年，報廢量將達到101GWh，約120萬噸。

　　動力電池中所含的鎳、鈷、錳等重金屬，以及電解液、含氟有機物都是重污染物。例如，鈷金屬是一種高致癌毒物，人接觸鈷金屬可能導(dǎo)致肺、神經(jīng)和呼吸道病變；動力電池電解液中的六氟磷酸鋰在空氣環(huán)境中容易水解產(chǎn)生五氟化磷、氟化氫等有害物質(zhì)，對人體、動植物有強烈腐蝕作用；廢舊動力電池中還含有300-1000V不等的高壓，在回收、拆解、處理過程中操作不當(dāng)可能帶來起火爆炸、重金屬污染、有機物廢氣排放等多種問題。

　　電池中的重金屬能夠誘使人們回收電池嗎？事實是，雖然鋰、鎳、鈷等元素價格很高，但要完成整套回收獲取這些金屬的收益，其成本高過開掘新礦——這勢必會帶來電池回收動力缺乏。如不回收，當(dāng)幾百萬個劇毒的廢舊電池分布在中國各地，當(dāng)這些劇毒品泄露后，對土壤及地下水的污染將是環(huán)境的災(zāi)難。

　　伴隨新能源汽車高速發(fā)展產(chǎn)生的大量動力電池報廢，以及其背后的回收難題、污染威脅，實際已迫在眉睫。

　　水氫小結(jié)：

　　從技術(shù)、成本、環(huán)保這三方面來看，新能源車是否值得持續(xù)擴大生產(chǎn)，乃至成為汽車產(chǎn)業(yè)主導(dǎo)方向，還需要謹(jǐn)慎的思考決策。新能源車在人口密集的城市作為出租車、公共汽車等有其優(yōu)勢；如果沒有革命性的技術(shù)突破，電動車很難在可見的未來成為主流；因此，小編建議加大包括電動汽車、燃料電池汽車及甲醇車等多種汽車技術(shù)的研發(fā)，但在技術(shù)發(fā)明沒有突破之前，產(chǎn)業(yè)補貼要謹(jǐn)慎。在公平市場競爭環(huán)境下讓有市場競爭力的技術(shù)勝出，更利于行業(yè)長期健康發(fā)展。