並非石油復辟論,但新能源「彎道超車」概念確實坑人不淺
國家發改委主辦的國家級期刊《能源》雜誌,最近發表了一篇文章《替代燃油汽車,又是一個世紀騙局?》,有人認為這篇文章充滿了陰謀論的傾向,也有人認為以該雜誌的背景,說明目前各界對於發展電動車仍存爭議。雜誌主要提出了兩個觀點:
1、石油的生成機制需要再研究,能源儲量需要動態計算。我們小時候,被告知石油是動植物遺體殘骸經過漫長的地質化學反應生成的,但是隨著前蘇聯在號稱「原油荒原」的西伯利亞地區勘探出數十個大型油田,以及現有油田形成機制的倒推,直接證明了該理論的不可靠性;此外,一些前蘇聯油田的自我修復,以及美國在墨西哥灣深海油田的「動態補充」現象,也證明石油不可再生的結論與現有石油儲量計算方式存在極大的局限性。
2、對新能源電動汽車的積極推進,並非以環保和可持續發展為核心目的,相反,在現階段通過刺激新能源經濟的發展,積極創造新的就業領域並拉動內需、平抑曾經貨幣寬鬆政策帶來的負面影響並平抑增發貨幣帶來的經濟風險,才是其在短期內可以變現的直接利好。
幾乎已經被「證偽」的哈伯特石油峰值曲線
對文章中提到的第一點,我倒是想起了和一個在美國讀石油勘探專業的朋友之間的對話,我曾經問他:
「全世界的石油儲量真的已經預計到枯竭的那一天了嗎,為什麼國內現在對新能源車這麼熱衷?」
「你覺得如果眼下能看到石油耗竭的末日,我還去美國學石油勘探做什麼?」
事實上按照我的理解,當我們期待汽車這種傳統交通工具從傳統的燃油驅動「進化」到新能源驅動時,這個進化過程肯定不是一種步步遞進式的迭代關係(譬如從燃油車進化到混動車、然後進化到燃料電池車、最終進化到電動車);反倒更像是人類進化的樹狀理論——每一種能源模式(混動、PHEV、EV和燃料電池)都在這個進化樹中佔據一條進化分支,所有的進化過程都在同步進行。最重要的是,我們一直認為汽車理應具有的終極理想模式——純電,也是這所有進化分支中的一條,但卻未必是最成功的那一條,這一點我們必須承認。
石油,是我們眼下給汽車找到的最好能源形式
眼下,我們每個人手上能用到的能源類型,有幾大類:石油、水電、火電和原子能。這些不同的能源類型因其各自的「屬性」不同,分別在不同領域發揮效力,並且其所扮演的角色也在隨著時代發生改變。
譬如原子能和水電,其工作地點和影響範圍都受到地理環境的極大局限,所以並不能作為一種普適的能源供應形式來使用。至於像我們熟悉的煤炭,就曾經廣泛應用於驅動蒸汽機,但隨著熱值更高的汽油的出現,使用汽油且燃效更高的內燃機便逐漸取代了煤炭與蒸汽機的動力組合。現在,煤炭更多的是使用在火力發電環節上,以使其綜合燃效能得到最大發揮。
那麼,我們能不能調整一下能源利用方式,比如說讓一些複雜的能源轉化鏈變得簡單一些,就像我們把所有的交通工具都變成純電驅動,並把它之前所耗用的石油燃料都用於發電呢?
答案是不行的。
首先,電動車目前的兩大軟肋:電池充電時間長和能量密度低是阻礙其推廣的最大瓶頸,而且其充電時間長的先天屬性,在未來的一段時間內幾乎看不到能從化學角度找到一個合理的解決方案。但假設電動車把這兩個瓶頸都解決了,它的應用和推廣受下麵條件的制約,也不會從此一馬平川的。
其次,如果把傳統汽車使用的石油燃料全部用來發電,然後用電來驅動電動車,那麼我們必須考慮在摒棄石油燃料便於運輸和儲存的特點之後,重新架設輸電網並承擔其輸電損耗,是不是會造成整個能源利用鏈的效率低下?
再次,相比於石油燃料可以通過物理儲存的方式(桶裝,埋入地下),在長時間內保持不變的熱值且隨時可以拿出來使用的優勢來說。在國家的戰略支柱能源層面,電能永遠不會成為一個國家首選的戰略能源。因為電能無法保證長時間穩定儲存的特性,決定了它是一種快速消耗型的能源;同時,如果一個國家所有的交通工具都採用電能驅動,那麼一旦輸電網路出現大面積癱瘓或者發電站大面積停止工作,其對社會穩定帶來的影響將會是毀滅性的。
很大程度上,石油是一種戰略性武器
比如,在不久前當朝鮮持續試射導彈並進行核試驗的時候,美國第一個提出來的制裁方案就是中斷對其的石油進口,而不是失效其輸電網路或撤回國際援助,就足以證明石油對這個國家的重要性。
所以,把交通工具能源結構簡單化的設想,從社會化應用角度和國家戰略層面來考慮要承擔很大風險的,更不用說在新能源演化過程中,這個設想與樹狀多元進化的發展規律本身相悖。因此,在承認多元化發展的前提下,如何提高「燃效」便成為了我們面對不同新能源方式,需要解決的核心問題。
燃效是能源產業鏈的核心價值所在
說起燃效,我們必須要同時提及另外兩個概念:系統燃效以及應用成本。
關於系統燃效,我們需要考慮到當我把燃油噴射進一個轉化效率為60%的大型渦輪發電機組,發出電並經過變壓器和輸電網路傳輸,充進一輛電動車並消耗掉之後,這些用來發電的燃油沿著這條能量變化鏈條到最後一個環節發出的功相比於直接用來驅動車輛,是不是效率更高了?同時我們還要考慮電動車的電池回收、電力損耗以及石油運輸在整個環節中需要耗費掉的不可忽視的成本是不是給不同「鏈條」上的能源燃效表現,帶來了顯著的不利影響?
其次,關於實現成本,我們要考慮不同新能源形式在達到可以被我們大規模利用的前提下,會讓我們耗費掉多少成本,這些成本又會轉化成多少能量,變成分母從而降低我們的「系統燃效」。
第四代豐田普銳斯
眼下,市面上提供的傳統燃油車中,通過渦輪增壓技術和直噴技術,我們可以把一台傳統的活塞式燃油發動機的燃效提高到30%左右,如果說我們繼續投入資金去開發燃效更高的發動機,我們可以得到燃效達到40%的新普銳斯發動機,事實上如果我們依然不計成本地持續研究,我們還能得到燃效幾乎達到50%的F1賽車發動機(賓士車隊使用那款),但是為此付出的代價也是極其昂貴,且此類產品是沒有大規模量產可能的。
如果說,我們適當放鬆一下對傳統燃油發動機的燃效研究,轉而去開發一個燃效更高的燃料電池系統,那麼考慮到眼下國內燃料電池水平和國際先進水平之間的差距,我們在把自己的燃料電池系統的燃效和成本(包括電池組成本和工業制氫成本)都提升到具有足夠競爭力的水平是,一定要耗費掉不少的時間且投入巨額資源(有關燃料電池的文章請參考:《燃料電池是新能源的「希望」嗎?只有成本才是唯一的答案!》)
事實上,我國能源產業面臨的問題是:傳統燃油產業鏈的技術不夠先進,提高燃效值的前沿技術並沒有核心競爭力;與此同時,在新能源領域的技術研發,雖然部分技術和世界主流水平接軌,但由於相關領域的技術均不成熟,所以在眼下並沒有形成具有規模化的競爭力。就像阿斯頓?馬丁CEO安迪?帕爾默指出的那樣,政策制定者正對汽油和柴油汽車實施的管制,不能從根本上解決污染問題——而污染程度,其實也是直接影響一個能源形式的使用成本,並決定系統燃效的核心因素。
尊重市場的客觀發展規律和消費者的使用習慣
根據相關數據顯示,2017上半年全國混合動力(HEV)銷量7.42萬輛,同比增長68.34%,一舉超過純電動(EV)的7.27萬輛(不含商用車)。而插電式混合動力(PHEV)僅有2.2萬輛,同比下滑33.50%,市場表現越來越像雞肋。
其實,在車雲菌看來,給燃油汽車充電這件事,從來都是一種尷尬的存在,因為無論你是使用燃油還是電力,另外一種賦閑的動力系統總是會給你造成額外的能量損耗,既然無法做到像豐田一樣高水平的油電混動系統,那麼僅僅是為了可以用電而存在的PHEV產品,只能說是一種因特殊目的而存在的過渡型產品。
因此,在制定行業促進政策之前,應當從市場客觀發展規律和消費者使用習慣兩個角度,去充分考量每一種將要受到惠及的新能源產業,並制定合理的支持政策。在車雲菌看來,這方面參考一下豐田當初在電動和混動之間如何做出選擇的過程,會比較有借鑒意義(參考文章:《想成功?那你必須了解關於美國「戰鬥機黑手黨」和日本「G21項目」的故事》)。
同時,我們也決不能忽視人本自帶的「惰性」,在整個行業發展中將要產生的不利影響。
譬如,我們都知道歐洲之前一度熱衷於用柴油車達到節能減排的目標(柴油發動機的燃效相比汽油發動機要高10%左右),但是我們也知道,柴油發動機想要達到比較高的排放標準,必須在排氣系統中加入尿素作為催化劑,才能充分反應吸收其工作產生的污染物。
但是在歐洲的實際情況是,路面上行駛的絕大多數柴油車都沒有及時補充尿素(隨著柴油發動機工作會一點點損耗),因此排放到空氣中的尾氣也很少有符合環保標準的,很多汽車製造商對這個事情也是睜一隻眼閉一隻眼,並不想讓車輛在尿素用完時強制消費者添加尿素這件事,給自己的產品帶來「使用不方便」的標籤。
新能源分工明確的多元化未來
根據前文提出的新能源樹狀進化理論,在未來的一段時間之內,電池、燃料電池和傳統燃油必然有一個共同發展的階段,在這個階段中,不同的能源根據不同的優勢、缺點以及使用環境,選擇適合自己的用武之地,而且就燃油發動機來說,其在國際上不會在乘用車上被替換掉,在我國更會持續一段相當長的時間來發揮餘熱,因此我國的政策制定者,不能跟風歐洲一些國家推出的燃油車禁售時間表,不考慮自身國情而盲目跟進。
就像沃爾沃宣布到2019年,停售傳統汽柴油汽車,所有車型都將裝有電動機,但它沒說所有的產品都不裝燃油發動機;也像大眾董事長穆倫提出要拿出500億歐元用以發展純電汽車,但同時強調不會放鬆對於傳統內燃機的優化努力;更像豐田提出到2050年,其汽車產品的二氧化碳排放將比2010年降低90%,但依然沒有放棄混合動力、插電式混合動力車的生產。
在未來,電氣化在民用領域的大規模普及幾乎是無可非議的共識。譬如,在電動車相對普及度高的歐洲國家,已經提出了很多可以彌補現階段電動車性能瓶頸的使用策略。譬如說當很多電動車都連入一個局域電網後,車與車之間、車與電網之間可以實現電量互補或錯峰補電,這將實現一些用電成本低的車主,可以用電動車給自己掙點「外快」,給其它車充電,或者說讓電動車成為電網的一部分,最大程度抑制電網在用電峰谷之間的巨大波動。
不過,想實現這些比較好的設想,我們必須實現輸電網路的高度智能化,以及足夠多的電動車使用數量,但考慮到目前很多充電樁在設計好之後都不能滿負荷運行的現狀(小區電網承受不了),且在北京這個城市中,建設充電樁受各種各樣條件的限制,剛才描繪的那個未來距離我們還非常遠。
車雲小結:
我們往往把發展新能源汽車作為把汽車工業做強的「彎道超車」機會,但從整個行業現狀來看,車雲菌認為不能抱著彎道超車的心態,期待一步邁進電氣化未來的門檻,畢竟我們眼下最基礎的傳統燃油車技術還存在很大的提升空間,而更加先進能量轉化技術也無疑需要這些紮實的基礎技術來做支撐。
因此,在未來我們應當對每一種能源形式都給予足夠的發展空間和時間,以通過最經濟的方式提高燃效為目的,讓傳統燃油動力技術和新能源技術一起協同發展,才能獲得一個沒有短板的未來。
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