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电动汽车——电池充电未来的AB面

Jing

关于电动汽车的争论无疑正在升温,电池动力的支持者正变得越来越直言不讳。

这个论点似乎很容易理解。人类正在以惊人的速度消耗自然资源,释放的碳正在影响气候。

看起来法国农村的充电点很方便,但这条电缆粗略地连接到一个旧的壁挂式变压器

电动化似乎是一种干净简单的解决方案,但在实际应用中存在一些问题,同时也存在一些根本性缺陷。

矿产资源的枯竭是问题所在

快速和不加限制地消耗石油的愚蠢行为被认为是无法继续将其用作燃料的一个重要因素。

这种情绪应该扩展到地球的所有自然资源,而不仅仅是碳储备。

过去,人们主要关注的是化石燃料,随着人们逐渐意识到电动汽车 (EV) 也会对资源,尤其是钴和锂产生不可持续的需求,人们的担忧现在也转移到了其他矿物上。

这两个元素被认为是电力革命的关键,但越来越明显的是,它们的丰富性和可用性都不足以实现向完全电动汽车的平稳过渡。

Ferdinand Porsche 设计和制造的第一辆汽车是 C.2 Phaeton 电动汽车。提供四轮驱动,123年前向世界亮相

电动汽车增长的预测结果无论如何接近目标,钴供应将尤其会成为一个紧迫的问题。

虽然它不是锂离子电池的重要组成部分,但它极大地提高了效率,这意味着更小的电池可以完成同样的工作,或者对于给定尺寸的电池,汽车可以走得更远。

简而言之,根本没有足够的现成可用的资源。因此,我们需要查看其他电池化学成分。

最佳的镍钴铝 (NCA) 混合物的直接替代品是锂铁磷酸盐 (LFP) 类型。 LFP 电池与 NCA 相比确实有几个优点,包括安全性高和寿命长,但功率密度不算在内。

LFP 电池也更便宜,特斯拉最近宣布将在其较短的续航里程的汽车中安装 LFP 类型,为其高端车型保留含钴的 NCA 电池。

里程焦虑还是加剧挫折感?

这触及了对电动汽车实用性最关键的反对意见之一——里程焦虑。

虽然可能会有人争辩说, 200-300 英里的续航里程并不会很不方便,但为电动汽车加油的漫长过程无疑是很麻烦的。

一般的柴油轿车加满油只需不到五分钟。即使在电动汽车上安装了更昂贵的快速充电系统,最短充电时间也有半小时,而且只能充到 80% 的电量。

我们都过着忙碌的生活,这个数字对许多驾车者来说简直是无法接受的。

配备 11 吨电池组的 Tesla Semi 的生产已推迟至 2023 年

电动汽车销售的重要前提之一是即将推出新的奇迹电池。

迄今为止,它们将在几分钟内充电并保持大量能量的承诺仍未实现。

锂离子电池是在七十年代中期开发的,我们仍在等待更好的电池出现。

全球问题

与此同时,制造商正在提高他们的电动汽车生产能力,似乎没有注意到消费者缺乏兴趣或围绕电池供应的地缘政治问题。

据估计,中国生产了全球 95% 的 LFP 电池。也有消息称,中国已经获得了全球80%的锂资源控制权。

另一方面,美国占世界汽车销量的 14%,但锂生产能力有限。

阿根廷的 Salar del Hombre Muerto 盐滩的卫星图像,那里富含锂。富含锂的水由太阳能蒸发池浓缩。图片来源:美国国家航空航天局

虽然锂消费量占全球的 21%,但欧洲并没有大量生产锂,尽管有计划在 2023 年开始开采奥地利储量。

目前的运输困难也没有减弱的迹象,也存在物流问题。

电动汽车以外的选择

如果要逐步停止使用矿物燃料,那么推动电池供电是否真的是最好的方法?

这是一个只能通过考虑所有选择才能来回答的问题。

基本上,难题归结为我们是将内燃机 (ICE) 作为动力源还是将其完全替换为其他东西。

电池供电应该会占有一席之地

多年来,ICE 为我们提供了非常好的服务,它是一种久经考验且值得信赖的技术,并且正在不断改进。

热力学定律认为,发动机的压缩比越高,效率就越高。

芬兰 20% 的柴油来自废弃食品,提供这种燃料的公司 Neste 正在扩大其在整个欧洲的生产和分销。

“电池不适合我们”

在今年早些时候接受采访时,即将退休的克朗技术部门负责人 Josef Horstmann 博士非常明确地表示,电池还没有达到可以用于牧草机械等农业机械的阶段。

确实,所有主要的拖拉机制造商都把目光投向了电池供电,并放弃了它。

AGCO、Deutz 和 FPT 正忙于探索替代燃料,而 JCB 则以 1 亿英镑的投资支持其涉足氢气领域。

约翰迪尔电池驱动拖拉机于 2017 年首次在 SIMA 展出,估计运行时间约为 4 小时

尽管目前大多数商业供应来自化石燃料,但氢正迅速成为电力能源管理的替代方法。

它也可以通过电解从水中获得,而通过风力涡轮机为氢气工厂提供动力可能会成为解决储存由天气产生的电力问题的方法。

过去的教训

在关于使用矿物油的所有争论中,可能还记得它最初是作为灯中鲸油的直接替代品而开发的,是环境的天赐之物。

如今在环保主义者眼中他们或许成了恶魔化身,通过对电动汽车的不懈追求,我们会重蹈覆辙吗?

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Jing 知谷自媒体作者

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