电动汽车推动锂的需求,新能源的一个重大商机?
随着技术的进步,全球共同迈向低碳未来,加速了化石燃料向新能源的转变。
交通和能源生产迫切需要减少排放,电动 汽车 和电池存储技术的发展正在迅速改变这两个市场。
锂,有时被称为“白色石油”,是能源储存的关键组成部分,全球近四分之三的锂来自澳大利亚的矿山或智利的盐湖,近年来需求猛增。
本期推介文章来自福布斯《电动 汽车 正在推动对锂的需求,也对环境造成了影响》(Electric Vehicles Are Driving Demand for Lithium—With Environmental Consequences),作者James Ellsmoor 对这一领域进行了深入分析。
特斯拉只用了63天的时间就造出了一块100MW的锂离子电池,这是世界上最大的锂离子电池,能够在不到一秒钟的时间内作为备用电源投入使用,极大地提高了可再生能源的实际可实用性,消除了间歇性供应问题。
尤其是当燃煤电厂或风力发电场意外关闭时,这种巨型电池将起到稳定电网的作用,大幅降低能源成本。
通过在需求波动期间买卖电力,特斯拉靠电池产生了收入,五天的价格波动之后,收入接近140万澳元(96万美元)。
由于其灵活性和对现有能源存储形式的改进,许多公共事业公司已经开始考虑大规模采用电池的可行性。
然而,一些突出的问题正威胁着锂电池的发展。
作者指出,当越来越多的人了解到使用锂电池来储存能量的好处,向低碳经济转型过程中较为消极的一面也暴露了出来。
矿业本身的弊端对电池的崛起造成了沉重的压力。因为制造电池,需要一系列的稀土金属,而这些金属的开采制造会排放大量废气。锂矿开采约有一半来自卤水开采,其余为硬岩开采,对环境的危害更大。
此外,锂、镍和钴等主要成分含量有限,不太可能完全满足当前和未来的需求。
不管怎么说,锂电池对低碳世界的未来非常重要。那么,是否有办法既满足当前和未来的需求,又能减少污染呢?这其中是否蕴藏着新的商机?
首先,作者提到,研究电动 汽车 可持续性的报告指出,随着市场对新型电动 汽车 的高需求,更多的 汽车 被制造出来, 汽车 行业将从规模经济中受益,生产过程更高效、污染更少。
一方面,为电动 汽车 制造的过剩电池会形成一个回收市场,减少对新的采矿活动的需求。另一方面,可以刺激各大能源勘探公司研发新的突破性技术,促进促进行业规范,尽量减少对环境的有害影响。
最近的一项研究显示,美国可以通过可再生能源来满足其80%的能源需求,其中最大的缺口是储存电力资源的基础设施不健全,与之相关的市场价值超过2.5万亿美元。
作者认为这实际上是新能源行业的又一个商机。
许多初创企业和投资者正在寻求相关电池存储技术的突破,以取代或补充锂离子电池,或找到一种方法使其更高效、成本更低。
其中一个名为“突破性能源投资”(Breakthrough Energy Ventures)的项目由包括比尔•盖茨(Bill Gates)、杰夫•贝佐斯(Jeff Bezos)和理查德•布兰森(Richard Branson)在内的多位亿万富翁资助,旨在通过超过10亿美元的投资,为零碳未来找到解决方案。
目前,大规模的电池存储有了一个渐进的替换计划,即利用低碳能源(核能和天然气)来替代化石燃料的基本能源需求,安装电池作为备用系统,直到它们能够逐步取代上述能源。
能源储存显然是低碳未来不可或缺的一部分,也是 科技 初创企业寻求技术突破的机会。毕竟资源有限且宝贵,不可滥用。
随着我国社会的不断发展进步,人们的生活水平逐渐提高,几乎所有的家庭都拥有汽车,甚至一个家庭会拥有多辆汽车,汽车的数量越来越多,汽车的尾气排放带来的环境污染以及大量的能源消耗问题
已经成为了当前社会亟待解决的一大问题。为了更好的节约能源,保护环境,新能源汽车应运而生。
正是由于新能源电动汽车为人们绿色出行提供了便利条件,所以不仅政府提出了与新能源
电动汽车有关的各种优惠政策,而且国内外很多汽车生产企
业也把重心逐渐转移到了新能源电动汽车开发与生产环节。
石油属于不可再生能源,根据有关研究结果表明,如果按照当前的石油消耗速度来看,在未来几十年内,地球上的石油资源将枯竭。如果我们不能找到一种新的能源代替这些不可再生能源,那么汽车行业将走向灭亡。电不仅是一种可再生能源,而且其清洁卫生的特点受到很多新能源汽车开发研究者的青睐。从目前的情况来看,虽然国内外新能源电动汽车还没有得到普及,而且大部分的人仍然习惯购买燃油汽
车 ,但是与过去相比,新能源电动汽车的生产总量和销售总
量已经得到了极大的提升,这就表明新能源电动汽车具有非常大的潜力市场,在未来一段时间内,新能源电动汽车必然会在汽车市场占据着一个非常重要的位置。
与传统的汽车相比,新能源电动汽车既存在非常明显的竞争优势,同时还存在一个非常致命劣势,那就是其续航能力远远不能与燃油汽车相比。不仅如此,由于新能源电动汽车消费市场较小,所以很多目前用于新能源电动汽车的充电桩数量非常少,根本就不能满足人们的实际需要。正是由于新能源电动汽车续航能力不强、充电不方便,所以才使得很多人不选择新能源电动汽车。
(摘自《新能源电动汽车节能减排效应及发展路径研究》,侵权删)
2022年4月,梅赛德斯-奔驰透露,Vision EQXX原型电动车的实际续航里程突破1000公里,比作为技术竞争对手的氢燃料电池要长很多,并且能源效率是现有电动汽车的两倍。
这一消息引爆了汽车产业界,并再次引发了电动车与新燃料车未来发展方向的讨论。
续航里程,是大众对于选购新能源汽车的一大指标。汽车公司也根据不同的续航能力,区分开不同的价格档位。以电动车龙头特斯拉举例,官网上model3 556里程和675里程的售价约为28万和37万。
早在2021年5月,丰田曾向世界透露,其最新的第二代Mirai氢燃料电池汽车在充满氢气的情况下一口气行驶了1003公里——还有9公里的剩余里程,从而证明了氢动力汽车的独特卖点——超长续航。比其作为竞争对手的唯一量产的韩国现代Nexo的续航里程还要长。在那时,似乎超长续航的标签就和氢燃料电池相互牢牢绑定。售价也确定在50525美元(约合32万人民币),对标特斯拉model3。
然而,这次Vision EQXX电池供电的原型车在一次充电的情况下行驶了1008公里后,剩余里程约为140公里。从而表明氢燃料电池汽车一直以来吹嘘的其优越里程壁垒已被突破。
新能源汽车行业中,纯电车和氢燃料电池汽车目前齐头并进,都处于技术的快速迭代和高速发展中。这次电动车超越氢燃料车,是否再次意味着氢燃料车的优势被颠覆?未来两种新能源车的路径将如何发展?作为消费者,你将如何选择?
Vision EQXX的这次1000多公里实验,是在 11 个半小时内完成的,平均速度为 87.4公里/小时。但也许 Vision EQXX最令人印象深刻的方面也许不是它的续航能力。毕竟,目前市场上已经有几款续航能力比丰田Mirai更强的电动汽车,而是它的能源效率。
做一个简单的类比计算,丰田Mirai使用5.6公斤的氢气行驶了1000公里,相当于186.6千瓦时(1千瓦时=1度电)的电力。奔驰在其旅程中仅使用了87千瓦时的电力,相当于100公里才8.7度电。这使得它的效率比自己的在产电动车和特斯拉的长距离Model S都高一倍。
梅赛德斯-奔驰解释:跨职能的国际团队没有简单地增加电池的尺寸,而是专注于最大限度地提高长距离的效率。他们在传动系统效率、能量密度、空气动力学和轻质设计方面使出浑身解数。
然而,虽然奔驰没有计划让Vision EQXX进入商业生产,但该公司解释说:这个新的汽车工程蓝图为电动汽车的效率和范围提供了一个新的基准,Vision EQXX中的技术将被部署在即将批量生产的奔驰汽车中。
这一消息大大利好电动车的发展前景。一直以来,电动车和氢燃料电池汽车不仅在续航里程,在各个维度总是被人们进行比较,比如运行成本、方便性、对环境的二氧化碳减排效果等等。那么究竟这两种技术相对应的行业在这些评价指标上的表现如何,未来又将如何进一步发展?
据中国汽车工业协会统计数据显示,2021年一年间纯电动车销量为291.6万辆。而2021年,我国氢燃料电池车销量仅为1586辆。
产生这一数量差距的销量的主要原因还是基础设施的普及度。对于新能源车主来说,能源补给的便捷性是重要的,因为这直接影响了驾车出行的灵活性,也就是使用体验。相较于一线城市随处可见的充电桩,加氢站的数量是十分有限的。2021年中国加氢站数量仅为218座,虽然已同比增长了84.7%。
因此,国家于近日发布的《氢能中长期产业发展规划(2021-2035年)》提出,到2025年,燃料电池汽车的数量将达到5万辆左右,并部署加氢站达1000座。
因此,如果使用便捷性不再是燃料电池汽车的获胜理由,那么什么才是呢?
氢燃料汽车当然不会赢在成本上——Mirai和Nexo的购买成本都比同类电动车要高,而且比在家充电的电动车要贵三到十倍。
据上海特斯拉车友计算,特斯拉model3续航在600公里左右的平均电费成本在200元左右。
而目前国内一公斤氢气的价格大约在80元左右,一辆续航在600公里的氢燃料电池乘用车加满一次大概需要5.5公斤的氢,成本近450元。
这意味着,氢燃料汽车的运行成本将是今天批量生产的电动车的两倍。
清华大学核能与新能源技术研究所教授毛宗强表示,生产成本高是阻碍氢能汽车发展的一个重要原因。以燃料电池公交车为例,燃料电池发动机的成本,加上系统、氢气瓶和控制器,占整车成本的近60%。如果氢能源汽车想要降低生产成本,就需要在核心技术方面找到解决方案。燃料电池系统相当于传统燃油车的发动机,是整车最核心的部件,以前自主品牌一般靠进口获得。
氢能源一直以来被称为是理想能源,因为氢气燃烧的唯一产物是水。相反,对于电动车来说,如果要达到和氢能源汽车一样的零碳排放,必须要完全使用清洁电力,比如以风光发电所得到的绿电来进行能源供给。
然而,在现阶段,世界各地可供加注的氢气大多来自于用未消减的天然气制造的灰色氢气。这就不禁让人对于氢燃料汽车是否更加环保产生疑惑。
中国科学院院士、中国电动车百人会副理事长欧阳明高曾在2021年12月以乘用车举例表明,2021年纯电动车单位里程碳排放的数值约为每公里70克二氧化碳排放。
英国市场研究公司IDTechEx在今年2月写道,丰田给新Mirai的燃料消耗量为0.86kgH2/100km,因此Mirai在使用灰色氢能时,每公里排放约94gCO2,而现代Nexo(1kgH2/100km)则排放约109gCO2/km。这些数字与现代内燃机的二氧化碳尾气排放相比,仅有微小的改善。
IDTechEx还写道:“这是一个勇敢的政府,它承诺用大量的公共开支来支持购买燃料电池汽车,并承诺有一天会有燃料使其低排放......要使氢成为一种具有成本效益的零排放汽车燃料,需要克服大量的生产和分销挑战。”
能源的载体主要就是氢和电这两种。氢能适用于大规模、能源集中型、长周期的储存,而电池则是小规模、分布式、短周期的储能。这两者并不是你死我活的竞争,相反是相辅相成的关系。
延伸到新能源汽车行业也是一样。目前,中国的汽车增量中电动化的比例超过10%,预计到2025年会突破30%。美国、欧洲等的渗透率也在增长,特别是北欧,挪威电动汽车的新车销售占比已接近100%。
据中国电动汽车百人会研究预测结果,2022年中国新能源汽车年销量将突破500万辆;2025年将达到900万~1000万辆。从100万辆到1000万辆。在全球新能源汽车行业快速发展的当下,中国的速度也是处于领军地位。
未来3~5年,对于电动车行业的发展趋势主要是两点——电气化和低碳化。
首先,随着“双碳”目标的推进,能源侧变革将让电动汽车用上可再生能源,真正实现绿色发展。
同时,新能源汽车可通过接入电网实现车网互动。风电、光伏、储能、电动汽车加智能电网这一理想模型会提前实现。
技术和政策会进一步支撑电动汽车的绿色化,从小范围试点逐步走向规模化发展的轨道,能源革命和汽车革命将实现实质性协同。
其次,低碳化是汽车供应链面临的第一个巨大挑战
【本文来自易车号作者多少小汽车A,版权归作者所有,任何形式转载请联系作者。内容仅代表作者观点,与易车无关】
新能源汽车行业被列为我国七大战略性新兴产业之一,受到政府高层的高度重视,急需一大批能从事新能源汽车技术工作的专业人才,新能源汽车专业是未来的稀缺人才。经过学习掌握新能源汽车检测、维修基本技术,能够在新能源汽车生产、检测、维修、试验等方面从事技术及管理工作。