在前段時間的 CES 大會上,來自荷蘭的造車新勢力 Lightyear 公布了第二款產品的原型車,該車亮相后立刻吸引了廣大網友的注意,因為這款車的能源竟然是太陽能。
為了保護我們唯一的家園,全球汽車行業都進入了節能減排階段,新能源汽車行業飛速發展。可我們也知道,無論是電動汽車,還是氫能源汽車,能源的制備過程都需要消耗大量電力。雖然我們有核電、風電、光伏、地熱能等發電方案,但絕大多數電力依然來自火力發電,國內火力發電占比更是高達 71.31%(2021 年數據)。
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這些能源依然有一定的污染,只是比傳統的燃油車環保一些。因此,一些追求更加環保,且意圖解決汽車充電難題的車企,決定研發太陽能汽車。
令人無語的是,CES 剛剛過去一個月左右,這家來自荷蘭的造車新勢力居然破產了。
01、太陽能汽車現狀,令人哭笑不得的車企們
太陽能無疑是目前我們所能使用的最清潔的能源,僅僅是太陽能電池板在生產過程中,會產生少量廢水、廢氣污染。在日常生活中,我們所能接觸到的太陽能設備也不少,比如說常見的太陽能應急燈,幾十元一個。
國內許多企業正在從事農村光伏發電,租賃農村居民家的屋頂,放置太陽能電池板,發的電則會賣給國家電網。可以這么說,太陽能發電在中國已經非常成熟,而且相當常見,但想要將其應用在汽車領域,難度依然很高。
早在 2013 年,Lightyear 公司的前身就發布了太陽能電動汽車 Stella。該公司正式成立后,于 2019 年發布了首款量產產品 Lightyear 0 的原型車,售價 26.3 萬美元(約合人民幣 178 萬元)。
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Lightyear 0 的車頂和引擎蓋安裝了大約 5㎡太陽能電池板,為車內的電池組充電,理想狀態下,總充電功率可達 1.05kW,每日充入的電量足夠行駛約 70 公里。當然,該車也可以使用充電樁充電,電池總容量為 60kWh,續航約為 520 公里。
因價格過于昂貴,Lightyear 0 在停產之前,僅收到了 150 份訂單??赡苁怯唵瘟刻伲a兩個月之后,該公司近期已獲得法院批準,暫停 Lightyear 0 車型的生產。Lightyear 2 發布后,該公司計劃 2025 年實現量產,結果剛過去一個月,居然宣告破產。
這家公司分為三個部分,其中 Atlas Technologies HoldingB.V.和 Lightyear Layer B.V 掌握知識產權,Atlas Technologies B.V.則負責產品生產,此次宣告倒閉的最為關鍵的 Atlas Technologies B.V.部分。雖然 Lightyear 表示,制造工廠破產是為了集中資源開發 Lightyear 2,但汽車生產怎么可能離得開制造工廠。
Lightyear 立下的 flag 是,2025 年實現 Lightyear 2 量產,可看到現在這種情況,或許消費者更應該將希望寄托在其他車企身上。沒錯,研發太陽能汽車的只是 Lightyear 一家。
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作為全球汽車行業巨頭之一,豐田在新能源汽車時代似乎有點跑偏了,別人都在研究電動汽車,豐田卻投入大量成本研發氫能源汽車。事實上,豐田的研發范圍非常廣,包括太陽能汽車。前段時間豐田發布了一款名為“bZ4X”的車型,就支持加裝太陽能充電板。
只要加 2 萬元,就可以為豐田 bZ4X 安裝太陽能充電穹頂,官方宣稱每年發電可以行駛 1750 公里。
按照豐田 bZ4X 百公里能耗約 12 度電計算,大約可以節省 210 度電,家用電通常每度 0.5 元左右,充電站大約 1.5 左右,即使按照 1.5 單價計算,每年也不過能節省 315 元,大約需要 63 年才能回本。平均每天充電只能行駛不到 5 公里,我是不知道什么人會給汽車安裝這種東西。
奔馳、標致、路特斯等車企,也在研發太陽能充電,可效果均不太理想,難道說科幻影視作品中的太陽能汽車,真的只能存在于幻想之中?
02、太陽能汽車,究竟能否實現?
想要實現純粹的太陽能汽車,最重要的肯定是充電功率。太陽輻射到地球的能量被稱為“太陽常數”,每平米大約為 1.353kW。Lightyear 0 能夠鋪設 5㎡太陽能電池板,假設完全沒有損耗,一個小時可以充入 6.765 度電,一天按照 8 個小時計算,可以充入約 54 度電,足夠行駛 450 公里。
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然而這只是絕對理想狀態下的數值,全天候光照強度相同,且沒有能量損耗。以 Lightyear 0 的數據計算,現階段太陽能充電板每天僅能充入 7~10 度電,且這還是在相對理想的狀態下,如果遇到陰雨天氣,基本充不進多少電。
哪怕即使上百年后,人類科技突飛猛進,太陽能充電板也不可能實現絕對無損耗發電。因此,未來太陽能汽車不能成為驅動汽車的唯一動力,只能成為應急和補充手段。
比如說車子行駛在野外沒電了,就可以使用太陽能充電,讓車子有足夠的能源行駛到最近的充電站。更關鍵的是,即便太陽能汽車得以量產,也無法實現普及,因為太陽能汽車太貴了。
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Lightyear 公司發布的 Lightyear 2 價格比第一代親民不少,僅需要 4 萬歐元(約合人民幣 29 萬元)就可以購買。問題在于,《中國人口普查年鑒-2020》公布數據顯示,中國有車家庭中,81.4% 的家庭汽車價格低于 20 萬元。
即便未來太陽能汽車價格下降,但考慮到純電動汽車的價格與太陽能汽車的價格,多掏幾萬、十幾萬元加一個太陽能發電系統,甚至可能會因太陽能發電設備的存在,擠壓原有電池的空間,導致汽車整體續航下降,似乎有些得不償失。
綜合來看,未來太陽能發電裝置在企業領域有商用空間,但無法成為汽車唯一的能量來源,只能成為汽車的能源的一種補充。甚至說,短時間內太陽能汽車因成本過于高昂,發電能力有限,實用價值都不算高。
人類之所以能夠發展到今天,就是因為敢于嘗試一切可能,將所有的坑踩過一遍,前方的路自然明了,對于充滿科幻的未來的追求,也永遠不會消失。
03、未來的汽車,還可能使用什么能源
在科幻電影中,飛馳的汽車是刻畫未來人們生活的重點,那么未來的汽車還可能會使用什么能源呢?
1、無線電波供電
在國內最知名的科幻小說《三體》中,未來汽車所采用的能源也是電能,但能量來源不再是車內的電池,而是遠處的無線電波發射器。這種充電的原理與微波竊聽器相同,現階段人類已經可以使用微波為遠處的竊聽器充電,未來或許可以使用相同的原理,超越距離為汽車供電。
不過對于無線電波供電,小雷還有一些擔心,汽車行駛過程中功率很大,使用無線電波為其供電,輻射會不會太高,以至于傷害到人體。
2、同位素電池
同位素電池就是所謂的核電池或原子能電池,在衛星、太空探測器中較為常見。同位素電池的原理是利用放射性元素的輻射發電,能夠使用的時間要看元素的半衰期。2022 年 7 月,美國研發了一款基于 C14 的同位素電池,半衰期為 5700 年左右,整個反射過程可以持續 2.8 萬年,使用上萬年都不是問題。
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目前同位素電池已經實現了小型化,放到車上沒什么問題,但價格普遍昂貴。其次,同位素電池的功率都很低,普遍百瓦級,想要實現高功率,除非使用半衰期極短、放射性極強的元素,但半衰期太短就意味著電池需要經常更換。
或許未來科技進步,科學家能找到效率更高或者可以控制電池成本的方案,以實現同位素電池在汽車領域的商用。
3、氫能源
氫能源并不先進,現在就有許多氫能源汽車發布,尤其是豐田和現代,在氫能源汽車領域已有較深的研究。不過考慮到成本、安全性等問題,現階段氫能源的商用價值不如電池。
氫氣燃燒后會生成水,污染主要集中在制備氫的過程,且氫能源的能量密度比鋰電池更高,非常適合未來我們的使用場景??茖W家需要解決的問題在于制造與運輸氫的成本,以及氫能源存在的安全隱患。
相對于無線電波和同位素電池,氫能源的難度簡單多了,而且國內正在鋪設光伏發電、風力發電等發電裝置。這些發電廠的優勢是低污染,劣勢則是不穩定,有時發電很高,可到了特定環境下,就無法繼續發電了。發電廠生產的電力無法存儲,不用就浪費了,因此可以利用閑時的電力制備氫氣,降低電力浪費。
萬丈高樓始于壘土,未來的生活都要建立在現在的基礎上,哪怕太陽能汽車無法成為主流,我們也不該對其發出嘲笑,他們的每一步都是在探索未來存在的可能性。而且在電動汽車的潮流之下,這類超時代的項目,很難獲得太多投資。
以另一家天陽能汽車研究公司 Sono Motors 為例,IPO 上市之前五年時間才融資 1.266 億美元(約合人民幣 8.6 億元),別說跟蔚小理這種巨頭相比了,連法拉第未來都不如。這種公司突然破產很正常,只能證明這一次探索失敗了,未來還會有企業繼續在這個方向探索。
畢竟,世界上第一輛電動汽車發明于 1881 年。
本文來自微信公眾號:鋒出行 (ID:fengchuxing2021),作者:失魂引
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