短期來看，電動(dòng)汽車至少在十年內(nèi)無法全面取代燃油汽車。首先，動(dòng)力電池的技術(shù)發(fā)展速度并沒有人們想象中的那么快；其次，就算電池技術(shù)在十年內(nèi)得以突破，考慮到工程化等多種因素，電動(dòng)汽車也難以全面取代燃油汽車。

 

       長期來看，電動(dòng)汽車將會(huì)作為汽車領(lǐng)域的主要補(bǔ)充，特別是在第二輛車、園區(qū)內(nèi)用車、共享交通等領(lǐng)域內(nèi)將占較高比例，這是由目前電池、電網(wǎng)等行業(yè)發(fā)展的現(xiàn)狀決定的。

 

       需要強(qiáng)調(diào)的是，電池技術(shù)是核心，若電池技術(shù)不突破，電動(dòng)汽車也很難得到進(jìn)一步突破，100%取代燃油汽車就更困難了。依筆者看，電動(dòng)汽車未來將會(huì)以一定比例取代燃油汽車，兩者互為補(bǔ)充。

 

       為什么十年之內(nèi)做不到“全面取代”？

 

       僅就電池技術(shù)適應(yīng)性這一點(diǎn)來看就可以知道，“全面取代”的可能性幾乎為零。

 

       目前動(dòng)力電池PACK能量密度普遍在100Wh/kg以上。假設(shè)十年后，經(jīng)過技術(shù)進(jìn)步，動(dòng)力電池PACK能量密度達(dá)到了300Wh/kg，這意味著屆時(shí)普通電動(dòng)汽車?yán)m(xù)航是現(xiàn)在的2.5倍左右——200km變500km，確實(shí)可以滿足大部分家庭的一般需求。

 

       但不容忽視的是，在一些特殊領(lǐng)域，例如在我國西部、北部等偏遠(yuǎn)地區(qū)的極寒條件下，在低于常壓的氣體壓力狀態(tài)下，電動(dòng)汽車的電池就很難吃得消了。舉一個(gè)簡單的例子，為什么藏區(qū)藏民喜歡開陸巡呢？因?yàn)檫@款汽車更能勝任極端條件。那些喊著要開電動(dòng)汽車去西藏的人，雖然精神可嘉，但完全沒有正視電動(dòng)汽車存在的問題。

 

       更何況筆者上述提出的假設(shè)條件——技術(shù)能使PACK動(dòng)力電池能量密度達(dá)到300Wh/kg，在業(yè)內(nèi)也是公認(rèn)難度極大的數(shù)字。需要強(qiáng)調(diào)的是，電池研發(fā)的困難更是超過很多業(yè)外人士的想象。此外，筆者還沒有加入電網(wǎng)、原材料供應(yīng)等其它因素場景的分析。可想而知，十年之內(nèi)就想全面取代燃油汽車的可能性幾乎為零。

 

       未來30-50年，“全面取代”可能性多大？

 

       上文中已提到純電動(dòng)汽車技術(shù)路線受制于電池本身的性能，對(duì)于極端偏遠(yuǎn)條件下的服役適應(yīng)力很低，且在長期內(nèi)也很難得到根本性解決。在此我們先刨除這一因素，談?wù)劄槭裁措妱?dòng)汽車僅僅想做到高比例取代燃油汽車也很困難：

 

       電池技術(shù)層面

 

       在家用領(lǐng)域，當(dāng)電動(dòng)汽車可達(dá)到大部分家庭的出行需求時(shí)，即續(xù)航里程達(dá)到500km、電池PACK能量密度達(dá)到300Wh/kg，這一情況所對(duì)應(yīng)的單體能量密度至少要達(dá)到350Wh/kg，而這已經(jīng)是鋰電的能量極限了，想要實(shí)現(xiàn)這一極限目標(biāo)至少要從全固態(tài)甚至是鋰硫鋰空領(lǐng)域找到突破才有可能實(shí)現(xiàn)。

 

       盡管外界喊得熱鬧，但只有業(yè)內(nèi)人士才知道鋰電研發(fā)到底有多難。不得不吐槽一句，那些以為加上石墨烯電池就能進(jìn)外太空的想法，真是要多不靠譜有多不靠譜。

 

       總而言之，想把電池單體能量密度做到350Wh/kg肯定不容易。筆者也很希望未來電池研發(fā)能夠?qū)崿F(xiàn)技術(shù)突破，但是電池從業(yè)者應(yīng)該都知道實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)是極其困難的。

 

       鋰原料供應(yīng)問題

 

       從某種意義上來說，資源勘探會(huì)不斷有新的進(jìn)展，所以用靜止的能源耗盡觀點(diǎn)來看資源供應(yīng)似乎不太科學(xué)，比如近年來的頁巖氣革命就使得化石能源一下子寬裕了不少。

 

       然而，我們首先要知道，鋰電池重點(diǎn)材料的地殼內(nèi)儲(chǔ)量（如右圖）：Li（鋰）、Co（鈷）的地殼相對(duì)含量都處于較低水平。

 

       此外，近兩年內(nèi)的鈷、鋰礦漲價(jià)事件告訴我們，鋰電池產(chǎn)量擴(kuò)張將會(huì)帶來各種行業(yè)的劇烈變化。數(shù)據(jù)顯示，截至2015年底，我國機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.79億輛，新能源汽車保有量達(dá)58.32萬輛，可以得出目前新能源汽車的替代率為0.2%。替代率從0%到0.2%，這對(duì)于動(dòng)力電池上下游行業(yè)的影響已經(jīng)很大，試想這一數(shù)字變成80%的時(shí)候，必定會(huì)帶來原材料資源等產(chǎn)業(yè)鏈各方面的沖擊。

 

       這并不是說“全面取代”不能做到，而是說短期內(nèi)（10~20年）如此之大的變革是否有些血雨腥風(fēng)？

 

       電網(wǎng)負(fù)荷問題

 

       電網(wǎng)是個(gè)大系統(tǒng)。簡單來講，電網(wǎng)需要發(fā)電與用電功率隨時(shí)平衡，才能使得整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行。所以，電網(wǎng)非常害怕各種負(fù)荷不規(guī)律的電源接入，以及在用電高峰期的集中使用。

 

       在這里，筆者不想用過于復(fù)雜的計(jì)算來解釋，只想用一個(gè)比較簡單的估計(jì)來計(jì)算：

 

       據(jù)報(bào)道，北京的用電負(fù)荷峰值為2000萬kW，即20GW。北京2016年機(jī)動(dòng)車保有量為548萬輛，如果其中近80%，即400萬輛是電動(dòng)汽車。若拉出其中100萬輛同一時(shí)間進(jìn)行7kW慢充，則此時(shí)帶來的電網(wǎng)整體負(fù)荷上升將是7GW，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)峰值20GW的影響是非常可觀的，而且此時(shí)還沒算上快充情景。

 

       盡管上述估算略顯粗糙，但有一點(diǎn)可以肯定：大規(guī)模使用電動(dòng)汽車，必然會(huì)給電網(wǎng)造成巨大沖擊，以上還僅僅是對(duì)于全電網(wǎng)的整體影響。相比之下，局部配電網(wǎng)的壓力才是電動(dòng)汽車大規(guī)模推廣的實(shí)質(zhì)性阻礙。

 

       在小區(qū)配電網(wǎng)中，一輛汽車充電就可以與若干戶家庭的用電量相當(dāng)，一旦電動(dòng)汽車普及開來，對(duì)小區(qū)配電網(wǎng)的壓力極大。所以想要在北京的老舊小區(qū)大量推廣電動(dòng)汽車，其困難程度可想而知。如果想要在小區(qū)建成集中式的充電站對(duì)電網(wǎng)的挑戰(zhàn)更是不小。

 

       此外，電動(dòng)汽車充電的安全性，不論是電池本體、汽車，還是電網(wǎng)配電系統(tǒng)，都是需要考慮的重要方面。

 

       筆者認(rèn)為，若能對(duì)能源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改革，引導(dǎo)有序充電，例如引導(dǎo)電動(dòng)汽車都在晚上充電等相關(guān)措施也可以很好的解決上述問題，這也可以作為技術(shù)發(fā)展與電力體制改革的重點(diǎn)方向。但不容忽視的是，這樣的改革難度也非常大，不僅涉及多方的技術(shù)難題，且還涉及到我國能源體制的改革。