地球人已經(jīng)實(shí)現(xiàn)能源自由?

在《雙電壓系統(tǒng)的好處》、《優(yōu)化電機(jī)控制方案》和《重新定義電動(dòng)車！可能嗎？》三篇科普性質(zhì)的文章中，很淺顯地告訴讀者一種全新的電動(dòng)車結(jié)構(gòu)。

這樣的電動(dòng)車結(jié)構(gòu)，將會(huì)幫人類實(shí)現(xiàn)能源自由。

我們知道石油、煤電是當(dāng)前最主要的能源，而上面三篇文章中的電動(dòng)車結(jié)構(gòu)，是以生物質(zhì)、電動(dòng)車和太陽能為媒介組成一個(gè)分布式的能源利用系統(tǒng)。這樣的能源利用系統(tǒng)能夠讓人們明天擺脫石油、煤電。

圖 1 燃油車十年內(nèi)必定被淘汰

我們先了解一下石油。看看石油換算成度電成本會(huì)是多少？當(dāng)前燃油價(jià)格在6～10元每升之間波動(dòng)，燃油主要用在汽車上。內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)的效率區(qū)間是20～40％。1公斤燃油含有約12度電。由此可以估算出燃油的發(fā)動(dòng)機(jī)輸出軸的度電成本在1．5～5．75元之間。按6元每升柴油、柴油密度0．825kg／l。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)效率40％。得到燃油度電成本是1．5元。按高品質(zhì)高標(biāo)號(hào)汽油10每升，汽油密度0．725kg／l。汽油發(fā)動(dòng)機(jī)效率20％。得到度電成本是5．75元。

圖 2 火電十年內(nèi)失去競爭力

煤電的度電成本呢？不用算了直接按電網(wǎng)電價(jià)0．6元每度為高位值，0．35元上網(wǎng)電價(jià)為低位值?？紤]用電網(wǎng)給電動(dòng)車充電，其充電口端口電價(jià)為最低0．6元每度，是家用電慢充價(jià)格。如果是用直流充電樁快充，按照指導(dǎo)價(jià)1．2～1．8元每度外加服務(wù)費(fèi)停車費(fèi)時(shí)間成本，煤電最高電價(jià)會(huì)超過2元每度。也就是說煤電供給電動(dòng)車成本在0．6～2元每度。

以生物質(zhì)、電動(dòng)車和太陽能為媒介組成一個(gè)分布式的能源利用系統(tǒng)中，電動(dòng)車電機(jī)輸入端電價(jià)可以低于0．2元每度，最高不會(huì)超過1元每度。這得益于48V換電系統(tǒng)與太陽能光伏發(fā)電的結(jié)合。

這么低的度電成本是怎么實(shí)現(xiàn)的呢？我們先通過舉例說明。

假定車主甲花10萬購買一輛n電機(jī)雙電壓系統(tǒng)電動(dòng)車，車載160公里續(xù)航電池組為高壓電池組，不可拆卸。有200公里可拆卸48V電池組。每天如果車主出行需求在100公里以內(nèi)。只需要將電池組分成兩套，白天用太陽能發(fā)電存儲(chǔ)到100公里電池組，第二天換到電動(dòng)車上。換下來的電池組繼續(xù)在白天儲(chǔ)存太陽能光伏的電量。如此反復(fù)。當(dāng)然，電池組電量也可以是100～400公里的續(xù)航里程量。

這樣呢，太陽能光伏發(fā)電的上網(wǎng)電價(jià)，就是電動(dòng)車度電成本了。而車主換電的時(shí)間成本不超過10分鐘。

而大規(guī)模光伏電站，全球太陽能光伏的上網(wǎng)電價(jià)在最低已經(jīng)低于0．2元，這還是包含了光伏逆變的成本，如果采用光伏發(fā)電直充48V低壓換電系統(tǒng)，那么其度電成本會(huì)低于0．2元。家庭屋頂光伏，不占地不上稅。即便按照當(dāng)前5～11元／瓦的投資成本，度電1元計(jì)算。家庭光伏發(fā)電直充48V低壓換電。其經(jīng)濟(jì)效應(yīng)仍舊很可觀。

圖 3 48V換電系統(tǒng)樣機(jī)

有人會(huì)問，那要是連續(xù)幾天都是陰雨天氣、太陽爺爺連著放假幾天該怎么辦呢？

生物質(zhì)、電動(dòng)車和太陽能為媒介組成一個(gè)零散的能源利用系統(tǒng)中，生物質(zhì)就是解決太陽能光伏發(fā)電不連貫性問題的辦法，如果陰雨天氣或者夜晚，我們就采用沼氣、生物質(zhì)甲醇、二甲醚來發(fā)電。其度電成本仍是低于燃油和煤電的。當(dāng)電動(dòng)車的能源問題得到解決，人類的全部能源問題都得到解決了。不出10年，石油煤電都不再會(huì)是用來做燃料。人類已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)能源自由了。

接下來的能源問題就是，星際出行，如載人登陸月球，火星等等。地球上的能源問題都是小兒科，輕輕松松就能解決了。星際出行的能源問題又該如何解決呢？

最近，出于一個(gè)讓自己解脫的目的。將自己不能非常確定的方案都全部寫出來。當(dāng)然n電機(jī)雙電壓方案是整個(gè)以生物質(zhì)、電動(dòng)車和太陽能為媒介組成一個(gè)分布式的能源利用系統(tǒng)的關(guān)鍵。而我不是專業(yè)做電動(dòng)車，盡管過去三年多，我自學(xué)超過在大學(xué)四年里所學(xué)課程的兩三倍以上的知識(shí)點(diǎn)，課本和資料。但很多事情，我也只是知其一而不知其二，存在極大的局限性。甚至，我做這些很可能是低水平重復(fù)無用功。