何祚庥：发展纯锂离子电动汽车值得商榷

资料来源:www.bwbat.com

■贺作秀

特斯拉电动汽车辩论

不久前，特斯拉电动车取得了巨大的成就。特斯拉电动汽车已经大规模进入中国电动汽车市场。这引发了中国电动汽车行业的一场辩论。为什么美国的电动汽车能迅速占领世界市场，而中国的电动汽车却未能取得成效？一些专家评论说，“特斯拉模式不能在中国复制”。他们的理由是，特斯拉正在推出高级智能电动汽车，而中国需要廉价的低级电动汽车。

事实上，问题不在于特斯拉电动车是高档车还是低档车，而是技术路线的选择。特斯拉选择了“智能”技术思维。应用这种新思维带来的成本和环境效益不可低估。

目前，国内电动汽车的电池主要有锂离子电池、单体电池、二元电池等。与特斯拉的三元电池相比，它的能量密度相对较低，使用寿命相对较短，从而导致价格高、续航里程短、安全性值得怀疑等问题。然而，特斯拉电动车使用的三元电池在智能电池管理系统的强力控制下，确实实现了高安全性、长寿命、强耐久性和高性价比。此外，电池能量密度也相对较高，大约是我国电动汽车的两倍，从而大大增加了一次充电可获得的里程。这项新技术不仅可以用来推广中国未来需要的高档汽车，还可以用来开发各种低档汽车，甚至电动自行车。

特斯拉电池的突出优点是安全性高，使用寿命长。其一次性售价可能较高，但其使用寿命可能为10年或20年。因此，它的相对成本低于目前的电动自行车。因此，作者赞成在中国推广特斯拉的技术方向。

发展电动汽车应引入新思路

然而，同样重要的是要看到，特斯拉确实存在一些不完全适应中国国情的重大缺陷。

中国国情是大中城市居民普遍拥挤，没有固定停车位，给电动汽车充电带来很大困难，而特斯拉的一次充电通常持续6-8小时。即使在城市规划中设立专门的充电站，如果每辆电动汽车占用40平方米的充电面积并持续8小时，在像北京和上海这样土地非常丰富的大城市也找不到如此巨大的充电空间。

解决方案之一是特斯拉电池是否可以更换成可更换的模块化电池。这样，6-8小时的充电时间就可以被“换电”所取代，充电站占用的空间也可以大大减少。如果做不到这一点，大中型城市需要考虑“另类”思维。

第二个解决方案是:中国是否也应该考虑开发一些能量密度高、安全性好的电池，这些电池也可以更换，而且价格也很低，甚至更低？例如金属燃料电池、锌空气电池、铝空气电池、锂空气电池等。这种空气电池一般具有更高的能量密度，更好的安全性和非常方便的更换。然而，这种电池的功率密度通常太低，不能满足车辆快速加速的需要。

这里倡导的一种新思维是，我们能否将不同性能、优缺点的不同类型的电池结合起来，使不同类型的电池相互补充，从而探索出一条性价比高、安全性最好的道路。现在在能源领域，一种新的思维正在弥补综合能源研究的不足。那么，中国的电动汽车也应该引入这种新思维吗？

应该发展纯电动大型公共电动汽车吗

电动汽车的发展当然是大势所趋。然而，中国是否应该发展大量的“纯电动”大型公共电动汽车仍有争议。

发展大型“纯电动”公共电动汽车的原因是:第一，中国交通应优先考虑公共交通；其次，“纯电动”被用来替代油耗大、环境污染大的公交车。最后，大型“纯电动”将很容易在大型车辆上优先实现。然而，问题是，是否应该采用“纯电动”技术来发展“定点、定线、定时”的公共交通？

为了满足节能减排的需要，人们可以用技术成熟、比燃油公交车便宜的无轨电车完全取代高能耗、高污染的燃油公交车。唯一的缺点是它前面的电车坏了，跟在它后面的车辆被堵在这个区域。然而，有了锂离子电动汽车技术，这个难题可以立即得到解决。

解决办法是在无轨电车上加装一小块锂离子电池充电装置，将“猪尾巴”拉下来，当汽车受压时，在短时间内用锂离子电池作为驱动电源。这项技术使用的电池很少，价格也不比无轨电车高多少，而且可以在运行过程中充电。所以从技术上来说，这是一项可以在不久的将来完全实现的技术，而且便宜又好。为什么不在中国大规模推广应用呢？

事实上，所有涉及“固定时间、固定点、固定线路”运营的运输方式，包括长途大型货运车辆，都有望采用类似的技术来解决这一问题，而且还能以较低的价格获得良好的质量。然而，奇怪的是，这项显然有益于国民经济和人民生活并能大大减少环境污染的技术，却长期没有在中国得到安排和实施。

作者去过香港，香港的公共交通工具中仍然有电车。然而，为了改善城市形象，一些中国人下令拆除所有有轨电车，甚至无轨电车。

(作者是中国科学院院士)

中国科学新闻(2015-027第六版能源)