雷博士：质疑电动汽车环保性是经不起推敲的
中国发展新能源汽车走的纯电动的技术路线，通俗理解是发展纯电动汽车的技术路线。至今为止，纯电动汽车还没有取得绝对性成功，相反，由于动力电池的安全性问题，整车自燃事故频发，遭到消费者的广泛质疑和诟病。同时，持续享受国家的补贴多年的新能源汽车产业至今“扶而不立”，于是有部分媒体对电动汽车环保性再度发出了质疑之声。下面是笔者对此质疑的思考，基本结论是，质疑电动汽车环保性是经不起推敲的。笔者在客车企业工作已经有41年了，主要从事过公交客车生产、技术、质量工作，经历过汽油车、无轨电车、柴油车、CNG（压缩天然气）车、LNG（液态天然气）车、混合动力车、插电动力车、纯电动车、氢能车生产、研发，目前还在关注公交车自动驾驶技术的应用。公交客车技术进步历程介绍如下：1）汽油公交车向柴油公交车升级。当时，有一个理由，柴油比汽油环保。汽油公交车是发动机前置的，柴油公交车是发动机后置的。当时担心是发动机后置，安全性如何保证？发动机前置时，发动机动态运动变化，驾驶员能做到心中有底；如果发动机后置了，驾驶员的心理就会不安。因此技术上采用一些传感器，满足了驾驶员对发动机后置安全的心理需求。2）柴油车转型CNG（压缩天然气）车。当时，有一个理由是CNG成本低，背景是国家西气东输工程已经完成。当时担心如果CNG（压缩天然气）漏气，车辆安全如何保证。当时阀门、管路等先进技术都在美国。后来，经过师夷长技的技术革新和反复的试验验证，逐步打消了大家的漏气顾虑。3）CNG（压缩天然气）车转型LNG（液态天然气）车。主要理由是，LNG（液态天然气）比能量高于CNG（压缩天然气）。LNG（液态天然气）车可以做长途客车。最后，LNG（液态天然气）客车没有成功，却是在大卡车上有一部分推广了。天然气在民间和工业生产推广以后，分配给运输业的天然气不多了，于是天然气汽车就再没有向前发展了。4）到了2001年开始混合动力汽车公交车的研发。主要理由是中国的汽车越来越多，石油对外依存度越来越高，国家能源安全受到威胁，必须研发节能汽车；还有人说，石油要枯竭了，只有40年开发时间了，必须研发电动汽车。当时担心的是混合动力技术先进性在美国、日本、欧洲。当时中国公交客车是一个小品种产品，一年产销量不到10万辆，其动力总成集成度太高了，发展混合动力技术太困难了。结果是，混合动力公交车在理论上是节能产品，由于技术上不能过关，其车辆故障太多，基本上满足不了公交车运营工况。所谓节能的混合动力公交车方案就只能停留在纸面报告上了。5）到了2012年，国家高层领导在充分论证的基础上，明确了纯电驱动的技术路线，放弃了混合动力的技术路线，国家政策上，对传统混合动力汽车不再进行补贴了。补充说明一下：无轨电车就是纯电动驱动。无轨电车是公交车，但不是电动汽车。也就是说纯电驱动没有颠覆性的创新，而无轨电车变成电动公交车，原理上很简单：原理很简单，实际上运行很困难。动力电池比能量太低，磷酸铁锂电池比能量当时只有80mAh/kg。而公交车日运营里程在200公里以上，12米公交车1公里运行消耗电量在1度到1.2度电。国家要推行电动汽车，企业只好增加充电频次。但是充电频次太高了，必然增加了公交公司一线的工作强度，示范推广十分困难。二、混合动力技术路线的推广在中国没有工业基础
1）混合动力技术路线，技术先进性在日本。燃油汽车技术，中国是比较落后的，中国公交车前期推行混合动力技术的实践表明，其基础太差；2）混合动力技术路线必须要以传统汽车动力系统为基础，但是发动机和变速箱技术已经被欧、美、日等汽车强国所控制；3）混合动力技术路线是在传统汽车技术基础上的电动化改造。如果要推行混合动力汽车，中国必须开发出技术更为先进的混合动力耦合装置才，这个对于目前的中国零部件企业而言是一个不可能完成的艰巨任务。
三、纯电动驱动的技术路线在中国是可行的
1）纯电动驱动结构简单，且中国有无轨电车和有轨电车的工业基础，而切入点选择的是纯电动公交车。现在的技术困难主要集中到了动力电池的比能量太低，整车的续驶里程太短等实用性问题上。2）中国电池工业基础比较雄厚、产业链比较完善。自从1983年上海自行车二厂试制成功永久牌DX-130电动自行车之后,双轮电动车，在我国就进入了飞速发展的阶段,年生产最高接近4000万辆；3）开发出安全性高、高能量密度的汽车用动力电池是目前阻碍该行业发展的最大难题，当然这也是全世界的难题。随着产业资本的助力和行业科研机构的努力，各种电池技术路线百花齐放、百家争鸣。
可以说，如果动力电池比能量理论上是可以提升的话，纯电动驱动的技术路线在中国是可行的，是有工业基础的，比如亚迪电池、宁德时代等公司无疑是其中出类拔萃的代表企业。新能源汽车这个行业是一个全新的产业赛道，国际技术壁垒相对薄弱，这为中国电动汽车行业的快速发展提供了契机。以下的各种电池技术路线理论上限和产业验证，也无疑证明了新能源汽车用动力电池比能量密度是有极大的提升空间，发展新能源汽车的最大技术拦路虎即将被征服。丰田汽车宣布2021年底将正式量产全固态锂电池，可以实现“充电8分钟，行驶1000公里”的技术目标，将彻底解决电动汽车的里程焦虑问题。固态锂电池的负极材料可以是纳米硅和石墨的复合负极，正极可以是高电压锰酸锂，也可以是富锂锰基材料或者是不含锂的正极材料，电解质是固体电解质，它的能量密度可以300—450 Wh/kg。同时，在特斯拉最近的电池日之后，埃隆·马斯克宣布了一款外径更大的4680电池，它具有更大的能量密度，更容易制造，更低的成本。锂空气电池的最大理论比能可达3460 Wh/kg，几乎是锂离子电池的10倍。纳米技术的电池，采用了“100%硅纳米线”的阳极可以达到500 Wh/kg。与锂离子电池相比，锂硫电池是一种能量密度大大提高的新兴技术。这种化学的理论最大比能是2567 Wh/kg，而锂离子的最大比能是350 Wh/kg。双碳电池。两个碳电极和一种无毒的电解质，能够比传统的锂离子提取更多的能量，充电速度是传统锂离子的20倍，这些锂离子变体可能成为电动汽车的未来。
中国电动自行车年产销已经接近4000万辆，用的是电池，且长期用的是铅酸电池，却没有人质疑它的环保性。这是为什么？1）电动自行车电池是工业产品，工业产品是必须提倡、推行循环利用的。2）凡是工业上能循环利用的产品，是可以保证产品生产过程、使用过程不会污染环境的。3）目前动力汽车年产销量已经是130万辆规模了。汽车动力电池，是必须循环利用的，且是能循环利用的。4）科普宣传告诉大家，动力电池有污染的，是强调动力电池循环利用的重要性。也是说，动力电池能循环利用。只有工业能循环利用，就可以能保证其环境友好性。
而质疑电动汽车环保性的一些专家，不用学界科学的三段论进行论证，却是采取“血统论”去触类旁通的方法，来质疑电动汽车的环保性。举例子如下：1）电动汽车真的环保吗？（注：实际上，发问者已经认可了电动汽车是环保的）；2）电动汽车作为产品是环保的，但是生产过程环保吗？（注：发问者已经在转转移话题了，产品是环保与其生产过程是不是环保的，是两个问题。而环保是全社会系统性的工程，产品已经环保，当然要求其生产过程必须环保。）（注：动力电池是可以工业循环利用的，政府要求必须工业循环利用的。）4）电动汽车要充电，电环保吗？中国的电，主要是火力发电，即煤发电。（注：工业产品生产过程，提倡和推行绿色制造，能源生产同样要提倡和推行绿色。）2）因为用煤发电，电不环保的，于是这样的电给动力电池，充电也不环保；发展新能源汽车是国家清洁能源战略的一个战略补充，国家未来的电能来源必将从传统的“火电”向“风电、光伏、水电、核电”等清洁能源方向过渡。因此，未来的“电”的来源也必将是清洁环保的。因此，我们不难发现质疑电动汽车环保性的推论是短视的，缺乏对国家能源政策的研讨和解读。总之，我们要以发展的眼光辩证的看问题，把握国家战略发展趋势，顺势而为。“刻舟求剑”一般的求知论道，结局也必将“贻笑大方”。 著作权归作者所有，欢迎分享，未经许可，不得转载
首次发布时间：2023-06-15
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