新能源汽車背后的發(fā)展窘境與科學(xué)難題

如今，以電動(dòng)汽車為代表的新能源汽車在我們的生活中十分常見，根據(jù)中國(guó)公安部提供的數(shù)據(jù)來看，我國(guó)2022年全國(guó)新能源汽車保有量已經(jīng)達(dá)到1310萬輛，占汽車總量的4.10%，而純電動(dòng)車數(shù)量更是達(dá)到了1045萬輛，占新能源汽車總量的79.78。同時(shí)考慮到每年機(jī)動(dòng)的報(bào)廢注銷量，這個(gè)數(shù)據(jù)目前還呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)。

　　與此同時(shí)，包括中國(guó)在內(nèi)，亞洲及歐洲各國(guó)都在大力推行新能源汽車的普及，致力于讓更多的電動(dòng)汽車取代傳統(tǒng)燃油車上路，以此來緩解日趨嚴(yán)重的環(huán)境壓力。政策的支持，消費(fèi)者接受程度的提升，一定程度上加速了新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展及普及，我國(guó)更是計(jì)劃在2030年前讓機(jī)動(dòng)車消費(fèi)市場(chǎng)中電動(dòng)車的比例達(dá)到40%。但事實(shí)上，這個(gè)計(jì)劃就現(xiàn)在的技術(shù)發(fā)展來看，還存在很大的難題，新能源汽車的長(zhǎng)期發(fā)展或許并沒有想的那么順利。

　　巨大的維護(hù)成本

　　盡管新能源汽車是一個(gè)很寬泛的概念，但是截至目前，如果不考慮混合動(dòng)力汽車，能夠真正意義上與新能源汽車聯(lián)系起來的，或許只有電動(dòng)汽車。而隨著較早一批投入市場(chǎng)的電動(dòng)汽車逐漸開始報(bào)廢注銷，越來越多電動(dòng)車存在的問題開始被暴露到消費(fèi)者面前，甚至不少消費(fèi)者開始主動(dòng)選擇放棄電動(dòng)汽車選擇油電混動(dòng)。其中原因和電動(dòng)汽車巨大的維護(hù)成本有關(guān)。

　　傳統(tǒng)燃油車的結(jié)構(gòu)比電動(dòng)汽車復(fù)雜，考慮到機(jī)油、火花塞、變速箱等都需要長(zhǎng)期的定期維護(hù)和修理，初期的維護(hù)成本會(huì)明顯高于不需要換油、零部件損耗也更低的電動(dòng)汽車。但是隨著使用時(shí)間的推移，電動(dòng)車電池容量會(huì)因?yàn)殡姵貕勖年P(guān)系開始大幅度下降，并且電動(dòng)機(jī)本身的單次維護(hù)成本就高于內(nèi)燃機(jī)，因此到中后期，在開銷上，電動(dòng)汽車的維護(hù)將不再具有優(yōu)勢(shì)，甚至因?yàn)殡妱?dòng)汽車硬件維護(hù)在技術(shù)上具備更加復(fù)雜的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)楦鼡Q汽車零部件產(chǎn)生的維護(hù)成本還會(huì)高于燃油汽車。

　　此外，由于不同品牌的汽車在電池的標(biāo)準(zhǔn)上也存在差異，技術(shù)上有存在一定的壟斷情況，因此實(shí)際維護(hù)過程中需要原廠電池或是需要使用到更多的專用設(shè)備。與設(shè)計(jì)更標(biāo)準(zhǔn)化，零部件生產(chǎn)也相對(duì)開放的燃油車相比，維護(hù)和維修成本也會(huì)更高。甚至因?yàn)榧夹g(shù)限制，許多時(shí)候維修花費(fèi)的時(shí)間也會(huì)更長(zhǎng)。

　　受限于能源產(chǎn)業(yè)的材料難題

　　換電池難是想新能源汽車普及的難題，而電池本身則是其發(fā)展的難題。如今的電動(dòng)汽車非常依賴鋰電池，而事實(shí)上鋰電池的發(fā)展目前處于一個(gè)瓶頸期，并且材料問題也開始不斷出現(xiàn)。

　　首先是石墨。石墨是鋰電池的負(fù)極材料，對(duì)于鋰電池有著重要意義，自然對(duì)于電動(dòng)汽車也有重要的意義。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前主流的電動(dòng)汽車，平均每輛就要消耗50千克到100千克的石墨，而全球石墨的產(chǎn)量也才100萬噸，并且考慮到石墨是不可再生資源，同時(shí)其他領(lǐng)域?qū)τ谑瑯佑兄薮蟮男枨罅浚牧蠈用婵赡芫蜔o法支撐電動(dòng)汽車的大規(guī)模發(fā)展。

　　其次是鋰元素。與石墨相比，鋰元素可能對(duì)于鋰電池的影響更加明顯。盡管鋰元素在自然界中的含量不算少，但是實(shí)際我們可以開發(fā)利用的鋰元素非常有限。而根據(jù)估算，即便是將目前人類可以提取的鋰元素全部用于制作電池，也只能制造出28億個(gè)電池，這顯然是不能夠滿足電動(dòng)汽車長(zhǎng)期發(fā)展需要。

　　而無論是石墨還是鋰，問題都回到了新材料的研發(fā)上，事實(shí)上，電池產(chǎn)業(yè)本身也在尋找其他材料來打破瓶頸解決長(zhǎng)期發(fā)展難題。

　　回收再利用 現(xiàn)階段的理想方案

　　而從現(xiàn)階段的發(fā)展來看，電池回收是刺激電動(dòng)汽車獲得暫時(shí)穩(wěn)定發(fā)展的關(guān)鍵，但事實(shí)上，這點(diǎn)卻并不容易。一方面電池本身的回收難度就很高，目前的回收技術(shù)只能有效分離塑料和銅的部分，石墨、鎳、鈷、錳、鋰、磷及氟的回收收益低且困難，如果真的不急成本去回收，則又會(huì)進(jìn)一步的提升電動(dòng)汽車的維護(hù)成本。另一方面電池回收的自動(dòng)化程度低，且缺乏相對(duì)完整的流程，甚至很多電池沒有進(jìn)入到回收的流程，這又進(jìn)一步的讓電池成為了一種不可逆的消耗品。

　　換言之在解決材料問題的同時(shí)，發(fā)展電池回收技術(shù)，強(qiáng)化電池回收規(guī)范，或許是一種更能在短期內(nèi)收獲不錯(cuò)效果的理想方案。總而言之，新能源汽車背后的科學(xué)難題是我們迫切需要解決的發(fā)展難題。