新能源汽車(chē)行業(yè)對(duì)補(bǔ)能這件事兒還未放下執(zhí)念。
充電體驗(yàn)尚不完美,純電車(chē)市場(chǎng)遇冷,造車(chē)企業(yè)的辦法是降低新能源車(chē)對(duì)充電樁的依賴(lài),多條腿走路,其中插電混合已經(jīng)讓許多車(chē)企嘗到甜頭。
也有的汽車(chē)制造商目光放得更加長(zhǎng)遠(yuǎn),進(jìn)一步發(fā)掘電動(dòng)化和可再生能源的潛力,比如太陽(yáng)光。
最近的奔馳斯圖加特研討會(huì)上,奔馳展示了計(jì)劃在2040年上車(chē)的一系列技術(shù),包括動(dòng)力總成和電池方面的結(jié)構(gòu)革新,還有一項(xiàng)更值得關(guān)注的黑科技。
(圖片來(lái)自奔馳)
豐田、現(xiàn)代等造車(chē)企業(yè)曾嘗試過(guò)將硅基太陽(yáng)能板應(yīng)用到汽車(chē)上以延長(zhǎng)續(xù)航,但太陽(yáng)能板面積和能量轉(zhuǎn)換效率不盡人意,一天的發(fā)電量十分有限,行業(yè)又逐漸放棄了硅基太陽(yáng)能板的布局。而奔馳另辟蹊徑,打起了涂料的主意。
汽車(chē)“太陽(yáng)能充電”概念出現(xiàn)至今一直都停留在概念階段,奔馳這一次到底是不是畫(huà)餅?zāi)兀?/p>
汽車(chē)光伏發(fā)電:理想很豐滿,現(xiàn)實(shí)很骨感
前面提到,早前有車(chē)企將碳基太陽(yáng)能板應(yīng)用到汽車(chē)上延長(zhǎng)續(xù)航里程,但基本收效甚微。主要原因在于汽車(chē)上的太陽(yáng)能板面積很小,轉(zhuǎn)化效率普遍不高的情況下,每天給車(chē)輛提供的電能十分有限。
刷新單次充電行駛里程記錄的奔馳VISION EQXX配備了117塊超薄太陽(yáng)能板,根據(jù)官方數(shù)據(jù),理想條件下每天只能提供約25公里的額外里程,最大的意義還是支撐車(chē)內(nèi)電子設(shè)備的運(yùn)作。
汽車(chē)應(yīng)用太陽(yáng)能發(fā)電最大的問(wèn)題還是覆蓋面積,受光面積越大,總發(fā)電量才會(huì)增加。奔馳的辦法就是利用可將光能轉(zhuǎn)化為電能的光伏涂料覆蓋在車(chē)身蒙皮上,加大受光面積。
奔馳表示,這種特殊涂層用無(wú)毒、常見(jiàn)的材料做成,厚度僅有5微米,重量可以做到50g/m2,且位于車(chē)身鈑金件和彩色涂料之間。94%的太陽(yáng)能可以穿過(guò)特殊的色彩涂料,傳遞到太陽(yáng)能涂層上,理想條件下光電轉(zhuǎn)化效率為20%,每年能獲得7450英里(約12000公里)的額外續(xù)航能力。
(圖片來(lái)自奔馳)
作為對(duì)比,普通商用太陽(yáng)能板的轉(zhuǎn)換效率一般為18%-26%,太陽(yáng)能發(fā)電涂料勝在可塑型,且隱藏性更好,覆蓋到車(chē)身上會(huì)有更大的受光面積。換句話說(shuō),每年的總行駛里程在10000公里左右的用戶(hù),基本上可以做到不用充電。
這樣一來(lái),電車(chē)補(bǔ)能的成本可以無(wú)限接近于“0”。
但理想總是豐滿的,電車(chē)通還是需要先潑一盤(pán)冷水,光伏發(fā)電本身是復(fù)雜的能量轉(zhuǎn)換體系,受光面積只是一回事,更多還是“看天吃飯”。
光照強(qiáng)度、光線照射角度和方向、大氣條件、陰影和遮擋,都會(huì)是阻礙發(fā)電效率的不穩(wěn)定因素,這也是為什么車(chē)企總用“理想情況”去宣傳,落實(shí)到實(shí)際使用,能夠真正達(dá)到理想條件的時(shí)候只能說(shuō)少之又少。
更何況,太陽(yáng)能光電轉(zhuǎn)換媒介也會(huì)存在損耗,經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間暴曬和轉(zhuǎn)換后,發(fā)電性能不可避免地下降,需要定期維護(hù)和更換。以及用戶(hù)還要考慮這幾個(gè)問(wèn)題:第一是如何保護(hù)鈑金件的光伏涂料,第二就是改色膜、保護(hù)膜是否會(huì)影響發(fā)電效果。
光伏涂料的成本和技術(shù)難度目前均不可知,奔馳就像馬斯克一樣給我們畫(huà)了一個(gè)不知道何時(shí)才能吃上的大餅。
不得不承認(rèn)的是,靠光伏涂料延長(zhǎng)電車(chē)?yán)m(xù)航和降低補(bǔ)能成本的想法很超前。只是就目前來(lái)看,阻礙車(chē)用光伏技術(shù)發(fā)展的并不是技術(shù)本身,還是有太多材料和現(xiàn)實(shí)因素,靠光電轉(zhuǎn)換代替汽車(chē)充電并不現(xiàn)實(shí)。
太陽(yáng)能上車(chē)“雷聲大雨點(diǎn)小”,但不應(yīng)被輕看
汽車(chē)追逐太陽(yáng)能的歷史最早可以追溯到上世紀(jì)80年代,第一輛具備實(shí)際行駛能力的太陽(yáng)能汽車(chē)來(lái)自1982年,歷史沒(méi)有電動(dòng)汽車(chē)悠久。
多年以來(lái),造車(chē)企業(yè)都嘗試將可再生能源與汽車(chē)結(jié)合在一起,到了新能源時(shí)代,類(lèi)似的探索和嘗試變得更多,包括但不限于小鵬P5、豐田bZ4X、奇瑞iCar 03、Lightyear 0、現(xiàn)代Sonata Hybrid、特斯拉Cybertruck......
車(chē)企主要還是帶著試水的心態(tài),通過(guò)選裝的方式提供太陽(yáng)能發(fā)電的配置。整套光電轉(zhuǎn)換方案價(jià)格不便宜,豐田bZ4X的太陽(yáng)能板選裝價(jià)格高達(dá)2萬(wàn)元,極好的天氣之下,每天的發(fā)電量?jī)H有1.5度,大概就是10公里左右的續(xù)航里程。
外界對(duì)太陽(yáng)能發(fā)電配置的評(píng)價(jià)出奇的一致,體驗(yàn)與售價(jià)不對(duì)齊,性?xún)r(jià)比極低,回本周期也很長(zhǎng)。有網(wǎng)友計(jì)算過(guò),想要通過(guò)太陽(yáng)能發(fā)電節(jié)省電費(fèi)回本,大概需要60年,甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)電動(dòng)汽車(chē)的設(shè)計(jì)壽命。
至今,只有極少部分新能源車(chē)型保留太陽(yáng)能發(fā)電選裝,比如豐田bZ4X。而有的車(chē)型具備戶(hù)外露營(yíng)等玩樂(lè)屬性,廠家也會(huì)繼續(xù)提供類(lèi)似的功能選裝。但放眼整個(gè)行業(yè),可再生能源探索的腳步幾乎停滯,大家把更多的精力放在更實(shí)用的混合動(dòng)力上。
(圖片來(lái)自廣汽豐田)
這也引出一個(gè)問(wèn)題——充電效率低下,車(chē)用光伏技術(shù)就是“原罪”嗎?
電車(chē)通認(rèn)為非也,光電轉(zhuǎn)換的效率對(duì)新能源汽車(chē)電池包的意義的確微乎其微,如果聚焦汽車(chē)上的用電設(shè)備,一切就說(shuō)得通了。
新能源汽車(chē)的用電設(shè)備更多,用電量相比燃油車(chē)翻了幾番,智能駕駛計(jì)算平臺(tái)、座艙計(jì)算平臺(tái)以及空調(diào)、冰箱等器件都是除電驅(qū)之外的“耗電大戶(hù)”。
另外汽車(chē)外放電也有豐富的使用場(chǎng)景,一方面是針對(duì)戶(hù)外露營(yíng)的外放電需求,另一方面則有機(jī)會(huì)作為整屋電源,太陽(yáng)能都能派得上用場(chǎng)。
總之,長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看光伏發(fā)電上車(chē)有它實(shí)用的地方,更創(chuàng)新的光伏涂料并非只是奔馳不切實(shí)際的天馬行空,整車(chē)充電不能代表車(chē)載光伏技術(shù)的全部。
當(dāng)下的效率低不影響可再生能源的發(fā)展,根據(jù)DATA BRIDGE的數(shù)據(jù),2021年全球太陽(yáng)能汽車(chē)市場(chǎng)價(jià)值為4.25億美元,預(yù)計(jì)到2029年,這一數(shù)字會(huì)增長(zhǎng)至59.1936億美元。事實(shí)上除了我們能想到的乘用車(chē),公交車(chē)等許多商用車(chē)型都有光伏發(fā)電的身影。
由此能夠看出,行業(yè)對(duì)新能源的理解絕不僅僅是電車(chē)和充電樁,光伏發(fā)電的意義和蔚來(lái)?yè)Q電一樣,都是造車(chē)企業(yè)在“多條腿走路”理念下的勇敢嘗試。
鋰電不是終局,新能源汽車(chē)不斷探索“可再生”
曾經(jīng)有人質(zhì)疑過(guò)新能源汽車(chē)的技術(shù)路線,因?yàn)楫?dāng)前的電力來(lái)源主要是火力發(fā)電,本質(zhì)上也是“拐著彎”利用化石能源。但隨著風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能發(fā)電等概念興起,可再生能源發(fā)電的比重正在增加,新能源汽車(chē)行業(yè)對(duì)能源補(bǔ)充這件事情有了轉(zhuǎn)變,同時(shí)也在探索更多不依賴(lài)化石能源的電力途徑。
太陽(yáng)能發(fā)電只是可再生清潔能源中的其中一種,雖說(shuō)新能源汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)方式主要是電力,但汽車(chē)行業(yè)的確在用嘗試用更多可行的能源形式多線發(fā)展,氫能源就很有代表性。現(xiàn)階段的氫能源車(chē)型,工作原理與增程式類(lèi)似,都是通過(guò)發(fā)電的方式給電動(dòng)車(chē)提供能源,氫氣與氧氣在催化劑的作用下產(chǎn)生電能,代替了內(nèi)燃機(jī)增程器。
除此之外,吉利汽車(chē)在20年前開(kāi)辟了一條甲醇燃料汽車(chē)的科技線路,甲醇燃料易制備、成本低,化學(xué)性質(zhì)接近汽油,能源補(bǔ)充也媲美燃油車(chē)。并且吉利還做到了甲醇與汽油在同一燃料箱的靈活混合,可以搭配PHEV動(dòng)力系統(tǒng)使用,至今已有許多量產(chǎn)上市的車(chē)型。
新事物誕生總會(huì)伴隨許多爭(zhēng)議,正如太陽(yáng)能發(fā)電上車(chē)一樣,發(fā)電效率的確遭到許多人的嫌棄。氫能源、甲醇能源也因“易燃易爆炸”遭到質(zhì)疑。
甚至還有公司在探索“核能汽車(chē)”。23年5月,蔚來(lái)汽車(chē)合計(jì)投資15億成立了一家核聚變科技公司,一度沖上熱搜。美國(guó)核聚變初創(chuàng)公司Helion Energy此前稱(chēng),一杯氧化氘(重水)通過(guò)核聚變產(chǎn)生的能量,可以產(chǎn)生900萬(wàn)千瓦時(shí)的清潔電力,為一輛電動(dòng)汽車(chē)提供5600萬(wàn)公里的動(dòng)力。相較于當(dāng)前的所有能源(包括核裂變)而言,可控核聚變是一種真正意義上的清潔、長(zhǎng)效、幾乎無(wú)污染的綠色新能源。
在電車(chē)通看來(lái),新技術(shù)從概念到成熟再到大規(guī)模應(yīng)用需要發(fā)展過(guò)程,新能源汽車(chē)投放這么多年,也就是近兩年才被廣泛接受,純電不是新能源的標(biāo)準(zhǔn)答案,至少汽車(chē)行業(yè)不這么認(rèn)為,否則也不會(huì)在氫能源、甲醇等黑科技上多線布局。
用現(xiàn)在的眼光看車(chē)用光伏發(fā)電太天方夜譚,實(shí)用性也很低,不過(guò)電力的靈活性不可估量,興許哪天又能爆發(fā)出一個(gè)億級(jí)需求的市場(chǎng)。奔馳的光伏涂料面向2040年,新能源汽車(chē)市場(chǎng)一年一變,那時(shí)候汽車(chē)變成什么樣,誰(shuí)都說(shuō)不準(zhǔn)。