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并非石油复辟论,但新能源「弯道超车说」确实坑人不浅

2017-09-27  爱因思念l...



国家发改委主办的国家级期刊《能源》杂志,最近发表了一篇文章《替代燃油汽车,又是一个世纪骗局?》,有人认为这篇文章充满了阴谋论的倾向,也有人认为以该杂志的背景,说明目前各界对于发展电动车仍存争议。杂志主要提出了两个观点:


1、石油的生成机制需要再研究,能源储量需要动态计算。我们小时候,被告知石油是动植物遗体残骸经过漫长的地质化学反应生成的,但是随着前苏联在号称“原油荒原”的西伯利亚地区勘探出数十个大型油田,以及现有油田形成机制的倒推,直接证明了该理论的不可靠性;此外,一些前苏联油田的自我修复,以及美国在墨西哥湾深海油田的“动态补充”现象,也证明石油不可再生的结论与现有石油储量计算方式存在极大的局限性。


2、对新能源电动汽车的积极推进,并非以环保和可持续发展为核心目的。相反,在现阶段通过刺激新能源经济的发展,积极创造新的就业领域并拉动内需、平抑曾经货币宽松政策带来的负面影响并平抑增发货币带来的经济风险,才是其在短期内可以变现的直接利好。


几乎已经被“证伪”的哈伯特石油峰值曲线


对文章中提到的第一点,我倒是想起了和一个在美国读石油勘探专业的朋友之间的对话,我曾经问他:


“全世界的石油储量真的已经预计到枯竭的那一天了吗,为什么国内现在对新能源车这么热衷?”


“你觉得如果眼下能看到石油耗竭的末日,我还去美国学石油勘探做什么?”


事实上按照我的理解,当我们期待汽车这种传统交通工具从传统的燃油驱动“进化”到新能源驱动时,这个进化过程肯定不是一种步步递进式的迭代关系(譬如从燃油车进化到混动车、然后进化到燃料电池车、最终进化到电动车);反倒更像是人类进化的树状理论——每一种能源模式(混动、PHEV、EV和燃料电池)都在这个进化树中占据一条进化分支,所有的进化过程都在同步进行。最重要的是,我们一直认为汽车理应具有的终极理想模式——纯电,也是这所有进化分支中的一条,但却未必是最成功的那一条,这一点我们必须承认。


石油,是我们眼下给汽车找到的最好能源形式


眼下,我们每个人手上能用到的能源类型,有几大类:石油、水电、火电和原子能。这些不同的能源类型因其各自的“属性”不同,分别在不同领域发挥效力,并且其所扮演的角色也在随着时代发生改变。



譬如原子能和水电,其工作地点和影响范围都受到地理环境的极大局限,所以并不能作为一种普适的能源供应形式来使用。至于像我们熟悉的煤炭,就曾经广泛应用于驱动蒸汽机,但随着热值更高的汽油的出现,使用汽油且燃效更高的内燃机便逐渐取代了煤炭与蒸汽机的动力组合。现在,煤炭更多的是使用在火力发电环节上,以使其综合燃效能得到最大发挥。


那么,我们能不能调整一下能源利用方式,比如说让一些复杂的能源转化链变得简单一些,就像我们把所有的交通工具都变成纯电驱动,并把它之前所耗用的石油燃料都用于发电呢?


答案是不行的。


首先,电动车目前的两大软肋:电池充电时间长和能量密度低是阻碍其推广的最大瓶颈,而且其充电时间长的先天属性,在未来的一段时间内几乎看不到能从化学角度找到一个合理的解决方案。但假设电动车把这两个瓶颈都解决了,它的应用和推广受下面条件的制约,也不会从此一马平川的。


其次,如果把传统汽车使用的石油燃料全部用来发电,然后用电来驱动电动车,那么我们必须考虑在摒弃石油燃料便于运输和储存的优势之后,重新设计并推广智能电网并承担其输电损耗,这是不是会造成整个能源利用链的效率低下?


再次,相比于石油燃料可以通过物理储存的方式(桶装,埋入地下),在长时间内保持不变的热值且随时可以拿出来使用的优势来说。在国家的战略支柱能源层面,电能永远不会成为一个国家首选的战略能源。因为电能无法保证长时间稳定储存的特性,决定了它是一种快速消耗型的能源;同时,如果一个国家所有的交通工具都采用电能驱动,那么一旦输电网络出现大面积瘫痪或者发电站大面积停止工作,其对社会稳定带来的影响将会是毁灭性的。


很大程度上,石油是一种战略性武器


比如,在不久前当朝鲜持续试射导弹并进行核试验的时候,美国第一个提出来的制裁方案就是中断对其的石油进口,而不是失效其输电网络或撤回国际援助,就足以证明石油对这个国家的重要性。


所以,把交通工具能源结构简单化的设想,从社会化应用角度和国家战略层面来考虑要承担很大风险的,更不用说在新能源演化过程中,这个设想与树状多元进化的发展规律本身相悖。因此,在承认多元化发展的前提下,如何提高“燃效”便成为了我们面对不同新能源方式,需要解决的核心问题。


燃效是能源产业链的核心价值所在


说起燃效,我们必须要同时提及另外两个概念:系统燃效以及应用成本。


关于系统燃效,我们需要考虑到当我把燃油喷射进一个转化效率为60%的大型涡轮发电机组,发出电并经过变压器和输电网络传输,充进一辆电动车并消耗掉之后,这些用来发电的燃油沿着这条能量变化链条到最后一个环节发出的功相比于直接用来驱动车辆,是不是效率更高了?同时我们还要考虑电动车的电池回收、电力损耗以及石油运输在整个环节中需要耗费掉的不可忽视的成本是不是给不同“链条”上的能源燃效表现,带来了显著的不利影响?


其次,关于实现成本,我们要考虑不同新能源形式在达到可以被我们大规模利用的前提下,会让我们耗费掉多少成本,这些成本又会转化成多少能量,变成分母从而降低我们的“系统燃效”。


第四代丰田普锐斯


眼下,市面上提供的传统燃油车中,通过涡轮增压技术和直喷技术,我们可以把一台传统的活塞式燃油发动机的燃效提高到30%左右,如果说我们继续投入资金去开发燃效更高的发动机,我们可以得到燃效达到40%的新普锐斯发动机,事实上如果我们依然不计成本地持续研究,我们还能得到燃效几乎达到50%的F1赛车发动机(奔驰车队使用那款),但是为此付出的代价也是极其昂贵,且此类产品是没有大规模量产可能的。


如果说,我们适当放松一下对传统燃油发动机的燃效研究,转而去开发一个燃效更高的燃料电池系统,那么考虑到眼下国内燃料电池水平和国际先进水平之间的差距,我们在把自己的燃料电池系统的燃效和成本(包括电池组成本和工业制氢成本)都提升到具有足够竞争力的水平是,一定要耗费掉不少的时间且投入巨额资源(有关燃料电池的文章请参考:《燃料电池是新能源的“希望”吗?只有成本才是唯一的答案!》)



事实上,我国能源产业面临的问题是:传统燃油产业链的技术不够先进,提高燃效值的前沿技术并没有核心竞争力;与此同时,在新能源领域的技术研发,虽然部分技术和世界主流水平接轨,但由于相关领域的技术均不成熟,所以在眼下并没有形成具有规模化的竞争力。就像阿斯顿·马丁CEO安迪·帕尔默指出的那样,政策制定者正对汽油和柴油汽车实施的管制,不能从根本上解决污染问题——而污染程度,其实也是直接影响一个能源形式的使用成本,并决定系统燃效的核心因素。


尊重市场的客观发展规律和消费者的使用习惯


根据相关数据显示,2017上半年全国混合动力(HEV)销量7.42万辆,同比增长68.34%,一举超过纯电动(EV)的7.27万辆(不含商用车)。而插电式混合动力(PHEV)仅有2.2万辆,同比下滑33.50%,市场表现越来越像鸡肋。


其实,在车云菌看来,给燃油汽车充电这件事,从来都是一种尴尬的存在,因为无论你是使用燃油还是电力,另外一种赋闲的动力系统总是会给你造成额外的能量损耗,既然无法做到像丰田一样高水平的油电混动系统,那么仅仅是为了可以用电而存在的PHEV产品,只能说是一种因特殊目的而存在的过渡型产品。


因此,在制定行业促进政策之前,应当从市场客观发展规律和消费者使用习惯两个角度,去充分考量每一种将要受到惠及的新能源产业,并制定合理的支持政策。在车云菌看来,这方面参考一下丰田当初在电动和混动之间如何做出选择的过程,会比较有借鉴意义(参考文章:《想成功?那你必须了解关于美国“战斗机黑手党”和日本“G21项目”的故事》)。


同时,我们也决不能忽视人本自带的“惰性”,在整个行业发展中将要产生的不利影响。


譬如,我们都知道欧洲之前一度热衷于用柴油车达到节能减排的目标(柴油发动机的燃效相比汽油发动机要高10%左右),但是我们也知道,柴油发动机想要达到比较高的排放标准,必须在排气系统中加入尿素作为催化剂,才能充分反应吸收其工作产生的污染物。



但是在欧洲的实际情况是,路面上行驶的绝大多数柴油车都没有及时补充尿素(随着柴油发动机工作会一点点损耗),因此排放到空气中的尾气也很少有符合环保标准的,很多汽车制造商对这个事情也是睁一只眼闭一只眼,并不想让车辆在尿素用完时强制消费者添加尿素这件事,给自己的产品带来“使用不方便”的标签。


新能源分工明确的多元化未来


根据前文提出的新能源树状进化理论,在未来的一段时间之内,电池、燃料电池和传统燃油必然有一个共同发展的阶段,在这个阶段中,不同的能源根据不同的优势、缺点以及使用环境,选择适合自己的用武之地,而且就燃油发动机来说,其在国际上不会在乘用车上被替换掉,在我国更会持续一段相当长的时间来发挥余热,因此我国的政策制定者,不能跟风欧洲一些国家推出的燃油车禁售时间表,不考虑自身国情而盲目跟进。


就像沃尔沃宣布到2019年,停售传统汽柴油汽车,所有车型都将装有电动机,但它没说所有的产品都不装燃油发动机;也像大众董事长穆伦提出要拿出500亿欧元用以发展纯电汽车,但同时强调不会放松对于传统内燃机的优化努力;更像丰田提出到2050年,其汽车产品的二氧化碳排放将比2010年降低90%,但依然没有放弃混合动力、插电式混合动力车的生产。



在未来,电气化在民用领域的大规模普及几乎是无可非议的共识。譬如,在电动车相对普及度高的欧洲国家,已经提出了很多可以弥补现阶段电动车性能瓶颈的使用策略。譬如说当很多电动车都连入一个局域电网后,车与车之间、车与电网之间可以实现电量互补或错峰补电,这将实现一些用电成本低的车主,可以用电动车给自己挣点“外快”,给其它车充电,或者说让电动车成为电网的一部分,最大程度抑制电网在用电峰谷之间的巨大波动。


不过,想实现这些比较好的设想,我们必须实现输电网络的高度智能化,以及足够多的电动车使用数量,但考虑到目前很多充电桩在设计好之后都不能满负荷运行的现状(小区电网承受不了),且在北京这个城市中,建设充电桩受各种各样条件的限制,刚才描绘的那个未来距离我们还非常远。


车云小结:


我们往往把发展新能源汽车作为把汽车工业做强的“弯道超车”机会,但从整个行业现状来看,车云菌认为不能抱着弯道超车的心态,期待一步迈进电气化未来的门槛,毕竟我们眼下最基础的传统燃油车技术还存在很大的提升空间,而更加先进能量转化技术也无疑需要这些扎实的基础技术来做支撑。


因此,在未来我们应当对每一种能源形式都给予足够的发展空间和时间,以通过最经济的方式提高燃效为目的,让传统燃油动力技术和新能源技术一起协同发展,才能获得一个没有短板的未来。


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