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化工能解電動(dòng)汽車“電池焦慮”嗎?
作者:老木 | 來(lái)源:中國(guó)石油和化工產(chǎn)業(yè)觀察雜志 | 時(shí)間:2021-07-19

在雙碳目標(biāo)的加持下,中國(guó)電動(dòng)汽車著實(shí)火起來(lái)了。

乘用車市場(chǎng)信息聯(lián)席會(huì)剛剛披露的數(shù)據(jù)顯示,今年5月電動(dòng)汽車零售銷量達(dá)到18.5萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)177.2%。1~5月電動(dòng)汽車零售77.6萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)235.7%。乘聯(lián)會(huì)表示,已將今年電動(dòng)汽車預(yù)測(cè)銷量調(diào)高至240萬(wàn)輛。而在此前,乘聯(lián)會(huì)的樂(lè)觀預(yù)期上限是200萬(wàn)輛左右。幾乎是在同時(shí),我國(guó)新能源汽車產(chǎn)銷量連續(xù)6年全球第一的消息沖上了微博熱搜。

和以往的產(chǎn)業(yè)熱一樣,電動(dòng)汽車的市場(chǎng)如此火爆,自然引來(lái)眾多企業(yè)和資本的蜂擁猛撲。除生產(chǎn)傳統(tǒng)燃油車的企業(yè)外,幾乎所有風(fēng)頭正勁的產(chǎn)業(yè)都在涉足電動(dòng)汽車:蓋房子的、做手機(jī)的、搞互聯(lián)網(wǎng)的、開網(wǎng)約車的……

市場(chǎng)火爆歸火爆,而電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的主要瓶頸卻是穩(wěn)如泰山,一直在那里。這個(gè)瓶頸就叫電池焦慮。

有人說(shuō),如果把電池拿掉,電動(dòng)汽車什么也不是。這話雖然有些絕對(duì),但也說(shuō)明電池對(duì)電動(dòng)汽車的重要性。電池焦慮不除,電動(dòng)汽車市場(chǎng)再火爆也不過(guò)是空中樓閣。

就目前來(lái)看,所謂的電池焦慮主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面:一是電池的里程焦慮,一是電池的回收處理焦慮。而解決這兩個(gè)方面的問(wèn)題,化工相關(guān)技術(shù)能否取得革命性的突破是關(guān)鍵。

先看看里程焦慮。雖說(shuō)現(xiàn)在純電動(dòng)汽車的續(xù)航里程表現(xiàn)越來(lái)越給力,從以前的100多公里到后來(lái)的300公里,一直升級(jí)到現(xiàn)在的700公里以上,甚至有的號(hào)稱可以續(xù)航千公里,足以媲美乃至超過(guò)燃油汽車,但即便如此,電動(dòng)汽車消費(fèi)者的里程焦慮卻一點(diǎn)也沒(méi)有減輕。原因很簡(jiǎn)單,不管標(biāo)稱的續(xù)航里程有多長(zhǎng),總有用完的時(shí)候。汽油車沒(méi)油了找個(gè)加油站幾分鐘搞定,而電動(dòng)汽車的電沒(méi)有了,即使很容易找到充電的地方,最少也得半個(gè)小時(shí)以上才能讓車重新上路。這還不算排隊(duì)、充電位被占等情況。

電動(dòng)汽車的里程焦慮還有另外一個(gè)表現(xiàn),就是冬天的趴窩。一到冬天,上了北京電動(dòng)出租車的乘客很可能就會(huì)看到這樣的風(fēng)景,司機(jī)寧愿穿著厚重的軍大衣、棉靴子也不敢開暖氣。原因是不開暖氣還能跑個(gè)100多公里,如果開了暖氣,馬上就趴窩了。現(xiàn)在一到冬天關(guān)于電動(dòng)汽車趴窩的報(bào)道就鋪天蓋地。一些論壇上和朋友圈車主聲討電動(dòng)汽車趴窩帶來(lái)的不堪經(jīng)歷說(shuō)得都是字字血聲聲淚。

雖然電動(dòng)汽車電池的里程焦慮與目前充電設(shè)施不完善、充電不方便有關(guān)系,但說(shuō)到底還是電池自身的技術(shù)問(wèn)題。

在汽車行業(yè)有一個(gè)非常重要的指標(biāo)叫能量密度,單位是千瓦時(shí)/立方米。電池能量密度的大小決定了電動(dòng)汽車的續(xù)航里程。有專家表示,100多年前發(fā)明的鉛酸電池的能量密度是90千瓦時(shí)/立方米。此后,人類花了上千億美金和100多年的探索,電池能量密度到如今也只不過(guò)提高到260千瓦時(shí)/立方米,F(xiàn)在比較先進(jìn)的特斯拉的電池、比亞迪的刀片電池能量密度大概就是260千瓦時(shí)/立方米。這是個(gè)什么概念呢?對(duì)比一下就知道了。汽油的能量密度是8600千瓦時(shí)/立方米,柴油是9600千瓦時(shí)/立方米,國(guó)內(nèi)曾經(jīng)試點(diǎn)過(guò)的車用甲醇液體是4300千瓦時(shí)/立方米。

由此可見(jiàn),電動(dòng)汽車要取代燃油汽車,沒(méi)有電池能量密度的革命性改變是很難的。因此就有專家說(shuō),在電池技術(shù)沒(méi)有革命性突破的情況下,一味盲目地追求電動(dòng)汽車的大發(fā)展是一個(gè)很危險(xiǎn)的戰(zhàn)略。而這個(gè)革命性的突破能不能取得恐怕就要看化工了。

化工技術(shù)對(duì)電動(dòng)汽車電池的價(jià)值是多方面的,目前鋰電池中的正負(fù)極材料、電解液、隔膜等都是化工產(chǎn)品。正是化工技術(shù)的進(jìn)步和化工新材料更迭和性能的改進(jìn),使電動(dòng)汽車電池實(shí)現(xiàn)了從鉛酸電池到鎳氫電池,再到鎳鎘電池和現(xiàn)在大規(guī)模應(yīng)用的鋰離子電池的跨越,使電池的能量密度提升了近兩倍。但是,要想使電池的能量密度能與汽柴油有可比性,未來(lái)技術(shù)突破的路還很長(zhǎng)。很多問(wèn)題都需要化工技術(shù)給出答案。比如如何在提升能量密度的同時(shí)降低電池的體積和重量?畢竟現(xiàn)在很多號(hào)稱續(xù)航里程提升多少的電動(dòng)汽車靠的是增加電池包的體積來(lái)實(shí)現(xiàn)的。再比如,電動(dòng)汽車的電池必須要用一定量的鎳、鈷、鋰等材料,這些材料不但價(jià)格昂貴,而且產(chǎn)量有限。這不但需要在降低這些材料的使用量上的技術(shù)突破,還需要在提升這些材料的提取和生產(chǎn)量上的技術(shù)突破;ば袠I(yè)能幫忙嗎?

再來(lái)看看電動(dòng)汽車電池的另一個(gè)焦慮:廢舊電池的回收處理。

根據(jù)主流的說(shuō)法,中國(guó)電動(dòng)汽車的大規(guī)模發(fā)展大概是從2014年前后開始的。據(jù)中國(guó)汽車技術(shù)研究中心測(cè)算,按照電動(dòng)汽車5年或8萬(wàn)公里的質(zhì)保期,到2020年,前期大干快上銷售的電動(dòng)汽車的動(dòng)力電池就該進(jìn)入了規(guī);艘垭A段,累計(jì)超過(guò)20萬(wàn)噸(24.6吉瓦時(shí))。即使是按70%的廢舊電池可用于梯次利用計(jì)算(這些梯次利用的電池最終也還是會(huì)報(bào)廢),仍有超過(guò)6萬(wàn)噸的電池需要報(bào)廢處理。而近幾年每年銷出去的電動(dòng)汽車超百萬(wàn)輛,其電池的報(bào)廢高潮也將在幾年后到來(lái)。有人統(tǒng)計(jì)說(shuō),到2025年,保守估計(jì),我國(guó)電動(dòng)汽車要報(bào)廢的電池將達(dá)到35萬(wàn)噸。這么大量的廢舊電池如果沒(méi)有很好的回收利用技術(shù),那將是怎么樣的災(zāi)難!也許正是這個(gè)原因,在中國(guó)大張旗鼓地發(fā)展電動(dòng)汽車時(shí),全球汽車大國(guó)日本卻沒(méi)有把主攻方向定在電動(dòng)汽車上。

電動(dòng)汽車廢舊電池的處理不管是什么方法,最終的目的都是將正負(fù)極材料、電解液、隔膜等里面的材料進(jìn)行提純回收再利用,比如鎳、鈷、錳、鋰等。而目前,我國(guó)在這方面還缺乏高效、清潔的技術(shù),使得電動(dòng)汽車廢舊電池的回收處理非常困難,涉足的相關(guān)企業(yè)很難生存下去。在本輪大宗商品的漲價(jià)潮中,鈷的價(jià)格翻了4倍,鋰的價(jià)格也增長(zhǎng)了一倍,但還沒(méi)聽說(shuō)有哪家公司聲稱通過(guò)回收電池里的鈷和鋰實(shí)現(xiàn)了盈利。這就說(shuō)明,廢舊電池的回收技術(shù)亟待突破。

現(xiàn)在看來(lái),在世界各國(guó)都在尋求新能源發(fā)展方向的當(dāng)下,中國(guó)的新能源車方向似乎定在了電動(dòng)汽車上。如果導(dǎo)致上述兩種電池焦慮的技術(shù)問(wèn)題不能獲得革命性的突破,那幾年后這場(chǎng)轟轟烈烈的電動(dòng)汽車造車運(yùn)動(dòng)該怎么收?qǐng)瞿兀?

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