中国要发展新能源汽车,这一点已经达成共识。如果说“纯电动是中国新能源汽车产业发展的必选项”,持反对意义的人还会有不少。甚至有些专家(学者)提出这样的质疑:“电”不是新能源、纯电动汽车也不是新能源汽车。笔者认为,“纯电动是中国新能源汽车产业发展的必选项”进行论证很有必要性。
一、推动汽车运动是机械力,无论什么能源自身推动不了汽车的运动
以前的车是由人拉动的,叫人力车,是一个轮子;后来出现马(牛)
拉车,叫畜力车,有两个轮子的车了;再后来,出现发动机推动的车,叫汽车,出现了有二根轴四个轮子的车。中学物理告诉我们,以上拉动(推动、驱动)车子的力都是机械力。无论是人力、畜力,还是发动机,他们输出端是机械力,但是他们输入端是不同的。人力来源于人吃了食物,畜力来源于马(牛)吃了饲料;发动机源于吃了燃料(油、气)。
食物、饲料、燃料(油、气)都是能源。但是能源自身推动不了汽车运动。车是机械的,要想他运动起来,也只有机械力才能使它运动起来。
由发动机驱动的汽车,其不足或缺陷是越来越明显。主要是发动机输入端,要“吃”燃料(油、气)是越来越少,其输出端除了机械力以外,还伴随有污染环境的废气。这说明发动机这个能源转化体已经满足不了社会发展的要求了。能源没有新的,但是将能源转换成车驱动力的载体总在不断地出现新的。
二、中国新能源汽车产业发展技术路线之争的焦点
前面已经论证了驱动汽车运动的是机械力。无论发动机输出端还是电动机的输出端,输出的均是机械力。从原理上,驱动汽车运动的机械力来源,是三个选项,不同选项就代表不同汽车技术路线。
一是驱动汽车的机械力来源于发动机输出端;
二是驱动汽车的机械力来源于电机输出端;
三是驱动汽车的机械力来源于发动机输出端和电机输出端的混合。
从2008年开始争论,前期是公说公有理,婆说婆有理。直到2014年1月份马凯副总理正式宣布纯电动汽车是中国新能源汽车的战略发展方向,即中国政府选择第二项,作为中国新能源汽车产业发展的基本技术路线。但是在一些大学、科研机构、汽车业界对这样的选择,即使到了2016年9月依然是质疑声不断。
中国政府对第一项也是积极支持的,称之为,节能汽车技术路线;放弃第二选项,将其修正为插电式(增程)混合动力技术路线;力推第三个选项,称之为,新能源汽车技术路线。
三、纯电动汽车替代传统汽车是必然的趋势
车的发展轨迹是,没有车,产生人力车,接下来是畜力车替代人力车,再接下来是发动机车替代畜力车,现在是电动车替代发动机车。实际上,每一次替代都是一个艰苦的过程。但总趋势是新的替代旧的。纯电动汽车替代传统汽车是必然的,其基本理由是什么?
(1)发动机汽车无论进行何种技术革新,其原理上燃烧做功,燃烧的燃料(油、气)的效率提高已经到了极限,排放能力也是到顶了。
(2)汽油、柴油、天然气、煤气、甲醇、乙醇、氢气等是燃料。但品种众多,要为每一种燃料去研发(开发)不同性质的发动机,是不可能有规模效益的。做为一个国家,也不可能为众多的不同燃料品种配备相应基础设施。这是社会资源不能容许的。
(3)电动机输入端是“电”。电的来源是广泛的。太阳能、风力发电规模是越来越大;汽油、柴油、天然气、煤气、甲醇、乙醇、氢气也是可以分布式发电的。
(4)电网波峰谷差也越来愈大。现在每一天晚上浪费的电能高达10亿度,如果使用动力电池把电储存起来,可以满足5000万辆汽车行驶200公里以上;
(5)汽车自动化呼声也是越来越高。在电动汽车实现自动化比发动机汽车上实现更容易,换一句话,在发动机汽车上实现真正意义上的智能驾驶是不可能的。
(6)蓄电池比能量不断提升,是切实可行的。到2020年电池的能量密度会提高1倍,电动汽车续驶里程会达到400公里以上,安全技术以及其他各方面的技术水平都会有大踏步提高。
(7)氢燃料电池系统已经成功上车。车载发动机发电模式被替代在技术上也是可行的。
四、电动汽车发展前景预测
(1)未来5年有10倍的增长空间,从2015年—2020年5年的时间,从30万辆到300万辆的增长,保有量达到500万辆;
(2)截至2020年,充电桩的铺设计划新增50万个分散式公共充电桩,800座城际快充站;
(3)预估至2030年,新能源销量可达2500万辆,预计到2050年电动汽车占市场份额有可能超过80%;
(4)在2050年,一线城市绕城内将不再有传统燃油车行驶,取而代之的是电动汽车。