新能源的三大流派:换电、充电、氢燃料,到底哪一个会是未来?

充电换电、纯电氢能的争执能够说是新动力车手艺倒退线路里永久的话题了,我以前也议论过很屡次。

论断

先从动力角度来讲,乘用车畛域纯电基础上齐全占有上风了,这当面的本色没有是手艺题目,而是政治题目。

自从中美欧都尽力倒退纯电乘用车的时刻,燃料电池乘用车就已被判去世缓了,你看以前最镇压纯电的日系车系也没有患上没有进入这条赛道了。

然而正在商用车畛域,尤为是重载短途卡车,氢动力照样年夜有作为的,重要缘故是重卡太耗电也太耗电池,后续我会细致给人人剖析。

那末对补能形式来讲,正在较长一段光阴内,换电和充电都无奈压服性的战败对方,以是会以「充电为主、换电为辅」的款式共存,这个我后面也会细致注释。

一、为甚么重卡没有适宜纯电?1.1 以后的手艺前提有余以反对纯电动重卡的提高

实正在人人能够会有些纳闷,当初电动车没有是倒退的还没有错吗?9 月份市场份额都 15% 了,为甚么到了卡车这里就没有行了呢?

那是因为相较于乘用车,重卡的耗电量实正在是超乎设想的高,正在盘算以前,我也没想到重卡居然会这么耗电。

因为外型要素,现正在年夜全体重卡的风阻系数都正在 0.7-1 之间,纵然是做的对比好的也要到 0.55 阁下(这里没有思考那些声称风阻系数 0.35 阁下的 PPT 卡车),顶风面积 10 平方米阁下。

正在车重方面,单牵引车车头是 10 吨阁下,海内律例许可的最年夜总重是 49 吨,年夜年夜高出乘用车的 1.5-2.5 吨。

那末把上述一些列数据代入汽车行驶方程式能够算患上分比方工况下重卡的电耗

重卡的电耗真的非常夸年夜

没有看没有晓患上,一看吓一跳。

无论风阻系数是 0.35 照样 0.55,纯电动重卡的高速巡航电耗基础上都是 100-200 之间,要是想要纯电动重卡的理论续航到达 400km,电池基础上患上要 600-1000kWh。

这么说人人能够没有没有雅点,上海市的居夷易近门路用电 2 档和 3 档的分界限是 2400kWh/ 年,换句话说,一辆轻载的低风阻重卡以时速 80km/h 正在一起通顺无阻的状况下从北京开到广州耗的电够一个一般家庭用一年

那末正在手艺上,云云重年夜的电池组则会带来两个题目

1.1.1 极年夜增多重卡自重

正在乘用车畛域,现正在电池能量密度正在 200Wh/kg 阁下,纵然重卡能维持异样的水准,其电池组分量也会有 3-4 吨,思考到没有了油箱、少了变速器和发起机,纯电动重卡的自重依然广泛会比柴油重卡重 2 吨阁下。

对时常满载的车辆,重两吨象征着少挣两吨的运费;对没有满载的车辆,重两吨就象征着百千米电耗会回升 25kWh 阁下,对应到电费上便是 0.25-0.5 元 / 千米。

这显然没有是卡友们违心看到的效果。

1.1.2 给补能带来非常年夜的难题

分比方于乘用车年夜全体光阴都是中短间隔行驶,重卡生上去便是为了跑短途的,这就注定了重卡的补能次数要比乘用车高很多

尽管交通律例划定每一间断行驶 4 小时就要劳动 20 分钟,然而理论上,短途运输的重卡很多时刻会装备双司机,人歇车没有歇。

纵然是单司机的车辆,也没有会有过量的光阴用于劳动,终究光阴便是款项,这注定了重卡会非常正在乎补能光阴

以是正在这类状况下,效劳区必需要有 20 分钟增补 600kW/h 以上电量的威力,换算胜利率便是均匀 1800kW,对比一下,小鹏前两天宣布的 800V 超充桩峰值功率才 480kW。

再思考到现正在的电池手艺也无奈经受云云高的电流,因而,充电一定是绝路一条。

那末换电呢?实正在也没好到那边去

假如电池可接收的均匀充电功率为 200kW(这个数值实正在已很高了),满盈一块电池最少需要 3 小时,为了保障电池一直供,要是每一小时能够换 3 台车,那末换电站需要贮备 9 块电池,这个老本长短常高的。

而要是从全部换电站的功率来看,9 块电池一同充依然是 1800kW。

G15 太仓沙溪效劳区卫星图

对忙碌的支线高速公路,正在现正在柴油重卡没有需要频仍补能的状况下,效劳区都邑停着数目非常多的重卡,要是都是纯电动重卡,浮当初的效劳区重卡数目还要比当初高很多。

最恐怖的是,这些车还都需要补能,以是换电实正在也行欠亨,终究电池换上去照样要充的。

1.2 要是从全性命周期盘算,纯电动重卡并没有人人觉患上的那末环保

尽管正在分比方盘算口径下,纯电动乘用车全性命周期的碳排放有高有低,然而现正在整体上公认是会低于燃油车的。

然而商用车则分比方,一方面是运历时的碳排放没那末小,另一方面便是创造时的碳排放会更多

对一台一般轿车,其综合油耗一般是 8L/100km,而电耗则差未几是 15kWh/100km,数值上年夜概是1:2

而重卡则否则,重卡综合油耗一般是 30-40L/100km,电耗是 150-200kWh/100km,数值比年夜概是1:5

这就致使要是想要升高纯电动重卡运用中的碳排放,就必需要年夜幅升高火力发电正在电网中的比重。

然而这个历程并没有是那末轻易的,个中最重要的缘故便是风、光等零碳电力的稳固性绝对较差,电网没有是那末违心接收。

想要稳固输入,就只能先把电贮存起来,而偏偏偏偏这一步又很难,这就致使我国理论上风、光的弃电照样对比多的。

然而要是能把这全体弃电间接用来制氢,咱们就能够变相地把电能贮存起来。

仅 2018 年,我国的弃电量就到达了 1000 亿 kWh,可制氢高出 180 万吨,能餍足 1200 万辆乘用车的用氢需要。

要是换算成商用车,也能够餍足 50-100 万台重卡的用氢需要。

除了此之外,应用工业副产品制氢的理论碳排放也很低。

而正在此外一方面,一台纯电动重卡所需要的电池能够造 10 台一般轿车,50 台五菱宏光 mini EV,这全体所增多的碳排放将会远远高出造一个油箱的碳排放。

然而氢燃料电池重卡则分比方,只要要一个 100kWh 阁下的电池包和一套氢燃料电池反馈堆,这全体创造碳排放就会小很多。

以是正在碳中和的年夜配景下,纯电动重卡的将来也并没有乐没有雅。

1.3 纯电和氢燃料电池的老本悬殊正在商用车上没有会像乘用车那末悬殊

后面说到纯电动重卡电池容量最少 600-700kW/h,而且思考到其刻薄的运用请求,电芯还必需要用对比好的。

依据瑞银预算,2021 年动力电池的老本正在 700-800 元 /kWh,那末一台纯电动重卡光动力电池的老本就最少需要 50 万阁下,要晓患上,当月朔台国产低档牵引车也便是这么个价钱。

而且,跟着寰球局限内电动化的倏地推动,动力电池所需要的钴、锂等资本将来需要能够会存正在缺口,要是重卡也电动化,更会加重这一状况,推高动力电池老本回升

动力电池价钱初次由跌转涨

现实上,受疫情等多方面要素叠加影响,近复电动车的价钱已涨了很多了。

而另一方面,尽管现正在氢燃料电池重卡补贴后售价也照样高出 100 万,高于纯电动重卡。

然而氢燃料电池汽车现正在仍处于起步阶段,相似于电动汽车十年前的程度,因而其老本居高没有下很年夜一全体是因为市场范围过小

跟着越来越多的车企进入燃料电池畛域,燃料电池体系的成真相较于客岁已有了很年夜幅度的下落。

十年前,二十多万只能买个续航 80 的微型车

能够用没有了几年,氢燃料电池重卡的老本就能够和纯电动重卡持平,这正在乘用车上是绝对对比难完成的。

1.4 重型商用车的运用情况升高了加氢站遮盖的难度

最最先说补能对纯电动重卡来讲是恶梦,然而对燃料电池重卡就绝对轻松很多。

分比方于乘用车,重卡的平常行驶线路基础非常流动,要末行驶正在国道和高速公路上,要末就停正在各个乡村落的公路物流核心

上海安亭加氢站

以是,实正在只有正在下面这些中央布置好加氢站,基础上就能够 100%遮盖氢动力重卡的运用处景了。

最重要的是,氢燃料电池重卡真的能够完成「加氢 10 分钟,开车 4 小时」,而且是当初就能够

1.5 小结

正式基于以上这些要素,国度实正在对氢动力商用车的扶持力度非常年夜,北京、上海、广东也正在近期接踵进入首批「氢燃料电池汽车树模乡村落群」。

置信正在全部行业的独特致力下,下一个十年,氢燃料电池商用车也能够像纯电动乘用车同样逐渐失去市场的承认。

二、为甚么充电和换电会共存?

整体来讲,换电重要正在以下几个场景更有上风:

  1. 短途出行;
  2. 乡村落核心肠区无桩用户;
  3. 年夜电池车型、营运车辆;
  4. 车电结合、灵便降级、电池衰弱治理……

然而与此同时,换电的瑕玷也很显然,个中最凸起的是:

  1. 换电站后期建立投入绝对较年夜;
  2. 现正在各换电体系间绝对自力,兼容性差;
  3. 车型开辟会受电池制约。

这就致使了无论是充电照样换电,都无奈正在面临另一方时领有压服性的上风李书福和雷军正在手艺线路上的分比方本色也源于此。

刚巧我前几天又演绎了下充电、换电各自的上风,和现正在的换电体系究竟需要分外消费几钱,也指望能资助人人更好的相识这两种手艺线路。

2.1 充电的上风

正在如许的前提下,像特斯拉 Model 3 这类小电池 + 低电耗 + 超级快充的手艺线路的补能总效力实正在也没有弱于换电,以是雷总反对年夜功率快充是有未必的情理的。

2.2 换电的上风

异样,要是换电也有非常多的好处。

要是换电真的一无是处,也无法正在合作云云强烈的昨天另有新玩家入局,因为换电真的能处该当下非常多的题目。

春节时期海南外牌电动车中蔚来的比例最高也能注明换电正在短途倏地补能时的优胜性,这对地年夜物博的中国来讲长短常重要的。

以是李总的发起也无情理。

2.3 换电老本的预算

当蔚来换电站到达了未必例模以后,咱们发明每一位车主需要为换电多花的整天性够也就正在一万块钱阁下,这个数字能够比很多人设想的都要低很多。

换电正在经济账上也没有是就走欠亨的。

2.4 小结

充电也好,换电也罢,本色上都是为了让用户能够更为没有便、快速的完成电动汽车补能。

既然正在将来一段光阴内两种计划都无奈径从容一切运用处景都有最优的体验,那共存理论上便是惟一抉择。

以充为主,以换为辅,齐全没需要搞二元对抗那一套。

中国够年夜,容患上下两种补妙手艺计划。

总结

正式基于这些缘故,充电、换电、氢动力都邑有各自最适宜的畛域,一家通吃的局势没有会浮现。

 

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