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短期來(lái)看，電動(dòng)汽車至少在十年內(nèi)無(wú)法全面取代燃油汽車。首先，動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展速度并沒有人們想象中的那么快；其次，就算電池技術(shù)在十年內(nèi)得以突破，考慮到工程化等多種因素，電動(dòng)汽車也難以全面取代燃油汽車。
長(zhǎng)期來(lái)看，電動(dòng)汽車將會(huì)作為汽車領(lǐng)域的主要補(bǔ)充，特別是在第二輛車、園區(qū)內(nèi)用車、共享交通等領(lǐng)域內(nèi)將占較高比例，這是由目前電池、電網(wǎng)等行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀決定的。
需要強(qiáng)調(diào)的是，電池技術(shù)是核心，若電池技術(shù)不突破，電動(dòng)汽車也很難得到進(jìn)一步突破，100%取代燃油汽車就更困難了。依筆者看，電動(dòng)汽車未來(lái)將會(huì)以一定比例取代燃油汽車，兩者互為補(bǔ)充。
地殼中各元素儲(chǔ)量
為什么十年之內(nèi)做不到“全面取代”？
僅就電池技術(shù)適應(yīng)性這一點(diǎn)來(lái)看就可以知道，“全面取代”的可能性幾乎為零。
目前動(dòng)力電池PACK能量密度普遍在100Wh/kg以上。假設(shè)十年后，經(jīng)過(guò)技術(shù)進(jìn)步，動(dòng)力電池PACK能量密度達(dá)到了300Wh/kg，這意味著屆時(shí)普通電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航是現(xiàn)在的2.5倍左右——200km變500km，確實(shí)可以滿足大部分家庭的一般需求。
但不容忽視的是，在一些特殊領(lǐng)域，例如在我國(guó)西部、北部等偏遠(yuǎn)地區(qū)的極寒條件下，在低于常壓的氣體壓力狀態(tài)下，電動(dòng)汽車的電池就很難吃得消了。舉一個(gè)簡(jiǎn)單的例子，為什么藏區(qū)藏民喜歡開陸巡呢？因?yàn)檫@款汽車更能勝任極端條件。那些喊著要開電動(dòng)汽車去西藏的人，雖然精神可嘉，但完全沒有正視電動(dòng)汽車存在的問(wèn)題。
更何況筆者上述提出的假設(shè)條件——技術(shù)能使PACK動(dòng)力電池能量密度達(dá)到300Wh/kg，在業(yè)內(nèi)也是公認(rèn)難度極大的數(shù)字。需要強(qiáng)調(diào)的是，電池研發(fā)的困難更是超過(guò)很多業(yè)外人士的想象。此外，筆者還沒有加入電網(wǎng)、原材料供應(yīng)等其它因素場(chǎng)景的分析?？上攵曛畠?nèi)就想全面取代燃油汽車的可能性幾乎為零。
未來(lái)30-50年，“全面取代”可能性多大？
上文中已提到純電動(dòng)汽車技術(shù)路線受制于電池本身的性能，對(duì)于極端偏遠(yuǎn)條件下的服役適應(yīng)力很低，且在長(zhǎng)期內(nèi)也很難得到根本性解決。在此我們先刨除這一因素，談?wù)劄槭裁措妱?dòng)汽車僅僅想做到高比例取代燃油汽車也很困難：
電池技術(shù)層面
在家用領(lǐng)域，當(dāng)電動(dòng)汽車可達(dá)到大部分家庭的出行需求時(shí)，即續(xù)航里程達(dá)到500km、電池PACK能量密度達(dá)到300Wh/kg，這一情況所對(duì)應(yīng)的單體能量密度至少要達(dá)到350Wh/kg，而這已經(jīng)是鋰電的能量極限了，想要實(shí)現(xiàn)這一極限目標(biāo)至少要從全固態(tài)甚至是鋰硫鋰空領(lǐng)域找到突破才有可能實(shí)現(xiàn)。
盡管外界喊得熱鬧，但只有業(yè)內(nèi)人士才知道鋰電研發(fā)到底有多難。不得不吐槽一句，那些以為加上石墨烯電池就能進(jìn)外太空的想法，真是要多不靠譜有多不靠譜。
總而言之，想把電池單體能量密度做到350Wh/kg肯定不容易。筆者也很希望未來(lái)電池研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，但是電池從業(yè)者應(yīng)該都知道實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是極其困難的。
鋰原料供應(yīng)問(wèn)題
從某種意義上來(lái)說(shuō)，資源勘探會(huì)不斷有新的進(jìn)展，所以用靜止的能源耗盡觀點(diǎn)來(lái)看資源供應(yīng)似乎不太科學(xué)，比如近年來(lái)的頁(yè)巖氣革命就使得化石能源一下子寬裕了不少。
然而，我們首先要知道，鋰電池重點(diǎn)材料的地殼內(nèi)儲(chǔ)量（如右圖）：Li（鋰）、Co（鈷）的地殼相對(duì)含量都處于較低水平。
此外，近兩年內(nèi)的鈷、鋰礦漲價(jià)事件告訴我們，鋰電池產(chǎn)量擴(kuò)張將會(huì)帶來(lái)各種行業(yè)的劇烈變化。數(shù)據(jù)顯示，截至2015年底，我國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.79億輛，新能源汽車保有量達(dá)58.32萬(wàn)輛，可以得出目前新能源汽車的替代率為0.2%。替代率從0%到0.2%，這對(duì)于動(dòng)力電池上下游行業(yè)的影響已經(jīng)很大，試想這一數(shù)字變成80%的時(shí)候，必定會(huì)帶來(lái)原材料資源等產(chǎn)業(yè)鏈各方面的沖擊。
這并不是說(shuō)“全面取代”不能做到，而是說(shuō)短期內(nèi)（10——20年）如此之大的變革是否有些血雨腥風(fēng)？
電網(wǎng)負(fù)荷問(wèn)題
電網(wǎng)是個(gè)大系統(tǒng)。簡(jiǎn)單來(lái)講，電網(wǎng)需要發(fā)電與用電功率隨時(shí)平衡，才能使得整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。所以，電網(wǎng)非常害怕各種負(fù)荷不規(guī)律的電源接入，以及在用電高峰期的集中使用。
在這里，筆者不想用過(guò)于復(fù)雜的計(jì)算來(lái)解釋，只想用一個(gè)比較簡(jiǎn)單的估計(jì)來(lái)計(jì)算：
據(jù)報(bào)道，北京的用電負(fù)荷峰值為2000萬(wàn)kW，即20GW。北京2016年機(jī)動(dòng)車保有量為548萬(wàn)輛，如果其中近80%，即400萬(wàn)輛是電動(dòng)汽車。若拉出其中100萬(wàn)輛同一時(shí)間進(jìn)行7kW慢充，則此時(shí)帶來(lái)的電網(wǎng)整體負(fù)荷上升將是7GW，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)峰值20GW的影響是非常可觀的，而且此時(shí)還沒算上快充情景。
盡管上述估算略顯粗糙，但有一點(diǎn)可以肯定：大規(guī)模使用電動(dòng)汽車，必然會(huì)給電網(wǎng)造成巨大沖擊，以上還僅僅是對(duì)于全電網(wǎng)的整體影響。相比之下，局部配電網(wǎng)的壓力才是電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣的實(shí)質(zhì)性阻礙。
在小區(qū)配電網(wǎng)中，一輛汽車充電就可以與若干戶家庭的用電量相當(dāng)，一旦電動(dòng)汽車普及開來(lái)，對(duì)小區(qū)配電網(wǎng)的壓力極大。所以想要在北京的老舊小區(qū)大量推廣電動(dòng)汽車，其困難程度可想而知。如果想要在小區(qū)建成集中式的充電站對(duì)電網(wǎng)的挑戰(zhàn)更是不小。
此外，電動(dòng)汽車充電的安全性，不論是電池本體、汽車，還是電網(wǎng)配電系統(tǒng)，都是需要考慮的重要方面。
筆者認(rèn)為，若能對(duì)能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改革，引導(dǎo)有序充電，例如引導(dǎo)電動(dòng)汽車都在晚上充電等相關(guān)措施也可以很好的解決上述問(wèn)題，這也可以作為技術(shù)發(fā)展與電力體制改革的重點(diǎn)方向。但不容忽視的是，這樣的改革難度也非常大，不僅涉及多方的技術(shù)難題，且還涉及到我國(guó)能源體制的改革。
中低比例的取代是較為可行的選擇
長(zhǎng)期內(nèi)，純電動(dòng)汽車高比例取代燃油車仍較為困難，但中低比例取代的可能性則較大一些。首先，畢竟目前在家用第二輛車、園區(qū)內(nèi)用車、共享汽車等領(lǐng)域進(jìn)行電氣化取代條件已趨于成熟。
其次，技術(shù)研發(fā)需要時(shí)間，需要不斷的積累。材料行業(yè)的進(jìn)步就是這樣，一口吃不成個(gè)胖子，我們需要多給新技術(shù)一點(diǎn)耐心，這樣它會(huì)走得更穩(wěn)、更好。
而且不要忘了，哪怕電動(dòng)汽車僅取代傳統(tǒng)汽車的20%，也將是一塊很大的市場(chǎng)。所以踏踏實(shí)實(shí)做好目前能達(dá)成的目標(biāo)，比好高騖遠(yuǎn)要實(shí)際一些，畢竟現(xiàn)在替代率僅為0.2%。
最后，鋰電池也不見得是能源的最終解決技術(shù)，我們沒有必要只看鋰電池，其它電池或氫能源等技術(shù)路線都有希望。東方不亮西方亮，假以時(shí)日，其它技術(shù)可能也會(huì)有令人驚喜的進(jìn)步，但前提是一定要真正重視工程技術(shù)研發(fā)。一方面過(guò)度重視過(guò)于花哨的、所謂的前沿技術(shù)，另一方面對(duì)工程技術(shù)人員沒有提供太好的待遇，恐怕也是阻礙我國(guó)電池技術(shù)進(jìn)步的重要原因。
我國(guó)新能源汽車行業(yè)確實(shí)已有些過(guò)熱，沸沸揚(yáng)揚(yáng)的“騙補(bǔ)”和原料漲價(jià)事件就已經(jīng)說(shuō)明了一切。政府補(bǔ)貼從今年開始將逐漸退坡，潮水慢慢退去，哪些人是在投機(jī)、哪些人技術(shù)過(guò)硬，不久就會(huì)有結(jié)果。技術(shù)進(jìn)步是曲折中前進(jìn)的，趕英超美的大躍進(jìn)思維不會(huì)讓我國(guó)的電池技術(shù)騰飛。
綜上所述，筆者的結(jié)論是，電動(dòng)汽車十年內(nèi)全面取代燃油汽車？沒有任何可能。那從更長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)來(lái)看呢？也很困難，難到可能性極低。
