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综合加能站配合换电模式将化解电动汽车的里程焦虑。
电作为汽车的能源,被大力气鼓励发展。但是电动汽车有两个问题是我们必须面对并且无法越过的,那就是能量密度和充电速度。这两个问题不完全是技术问题,而是一个理论问题,理论问题并不是通过技术进步能够解决的。
电池储存的总电量是电池电压V和电量Q(电荷的量)的乘积,所以要想提高电池的储电量,一方面提高电池的电压,另一方面提高单位储能物质(电极材料)可提供的电量。很不幸的是根据现代化学理论,这两个参数都是有极限、有天花板的。比如电池的电压=正极电极电位-负极电极电位。自然界中的物质组成的电池,理论极限值也就是4~5伏左右,再考虑极化电压等因素的存在,实际的极限值在3.5~4.5伏。而单位重量的物质提供的电荷量最大的就是锂,目前我们就是在使用锂作为电极材料,已经是天花板了。
对于充电问题,电池的充电完全不同于我们常见的加油和加气。在加油和加气的过程中,没有发生任何产生和释放能量的化学反应,只是一个储能物质的物理搬运过程,相当于把一个能量块从一个地方搬到了另一个地方,所以理论上可以无限的快速。但是电池的充电是在现场发生产生能量的化学反应,通过一点一点的化学反应,将电能转化成化学能。以国外著名品牌的某个近期的车型为例,它的电池容量为约80度电(千瓦时),续航里程号称400公里。如果我们希望它在10分钟内充满,则需要充电桩的功率为480千瓦。什么概念?现在一个家庭的用电功率额定值也就是10千瓦左右,相当于48个家庭的用电功率。可以形象地比喻要480个1千瓦的电烤炉子同时通电10分钟。不用说电池能不能以这样的速度进行化学反应,放热多少,只在充电桩方面恐怕也是一个很大的难题。
设想即使未来多少年电动汽车的续航里程增加50%,达到600km左右,也就是达到或高于现在的燃油车的里程水平,如果充电问题(主要是充电速度)解决不了,里程焦虑问题仍然解决不了。
这些问题无法得到解决之前,纯电动汽车的换电模式,则是解决这些问题的唯一途径。在换电模式下,石油石化现存的加油站可以发挥其重要作用,也能够发挥其主要作用。将目前的加油站改变成综合加能站,配合换电模式的电动汽车,可以完全解决电动汽车目前面临的所有问题。
试想在换电模式下,汽车开进加能站,5分钟就能换块电池,然后离开。而换下的电池在加能站中慢慢充电。更重要的是现在的加油站布局已经完成,布局合理,密度合适,彻底解决了电动汽车的里程焦虑问题。
因此建议有关部门认真研究,出台系统支持政策,从科研、生产、销售、使用等各个环节给予资金、税收、限购等方方面面的一揽子鼓励政策,建立试点,逐步推广,大力发展换电模式的新能源汽车,这将是电动汽车的必由之路。
本文作者为全国政协委员、中国石化北京化工研究院首席专家
责任编辑:王海坤