魏雅華
2015年3月3日晚間,一則似乎并不怎么起眼的消息在網(wǎng)上如風(fēng)傳播《電動(dòng)車充電8分鐘能行駛千公里》,這則消息之所以如此激動(dòng)人心,如此被人們奔走相告,是因?yàn)橹袊?guó)已經(jīng)進(jìn)入了汽車時(shí)代,已經(jīng)成為了四個(gè)輪子上的國(guó)家。
這篇文章援引西班牙《世界報(bào)》的消息,介紹西班牙石墨烯汽車動(dòng)力電池研發(fā)成功,更驚人的是,文章中說(shuō),該款電池由西班牙Graphenano公司同西班牙科爾瓦多大學(xué)合作研發(fā)。其能量密度超過(guò)600wh/ kg,是目前使用鋰電池約5倍;一次充電時(shí)間只需8分鐘,可行駛1000公里。使用壽命是目前鋰電池兩倍;其成本將比目前鋰電池降低77%等。
中國(guó)石墨烯應(yīng)用研發(fā)走在世界前列
我們得好好消化消化這條新聞,因?yàn)樗峁┝藘蓚€(gè)震撼世界的數(shù)字:充電8分鐘,行駛1000公里!它在告訴我們,電動(dòng)汽車已經(jīng)擁有了打敗燃油汽車的能量。如果電動(dòng)汽車擁有這樣好的電池,我們?yōu)槭裁催€要用高污染高耗能的燃油汽車?
需要說(shuō)明的是,中國(guó)石墨烯及其應(yīng)用研發(fā)走在世界前列,中國(guó)的石墨烯電池研發(fā)應(yīng)用并不慢。已經(jīng)有多款石墨烯電池和石墨烯鋰硫電池,都取得了突破性進(jìn)展。
尤其是中科院金屬所和金路集團(tuán)合作項(xiàng)目石墨烯鋰硫電池,去年底樣機(jī)已經(jīng)研發(fā)成功,其主要性能指標(biāo)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)西班牙該款電池。
我們期盼著中國(guó)石墨烯動(dòng)力電池時(shí)代早日到來(lái),十萬(wàn)億元的大產(chǎn)業(yè)早日登場(chǎng)。
現(xiàn)在市面上在售的電動(dòng)汽車中,即使性能最強(qiáng)悍的特斯拉Model S,其高配版能實(shí)現(xiàn)的最大續(xù)航里程也只有502公里,約是傳統(tǒng)汽車的一半。而國(guó)內(nèi)一些相對(duì)便宜的小型電動(dòng)汽車,多數(shù)續(xù)航里程還只停留在300公里以下的水平。再加上充電時(shí)間過(guò)長(zhǎng),每次充電時(shí)間需要80分鐘,很難不讓車主患上“續(xù)航里程焦慮癥”。
這些電動(dòng)汽車多數(shù)以鋰電池為動(dòng)力,主要是鈷酸鋰電池、磷酸鐵鋰電池和錳酸鋰電池三種。
鈷酸鋰電池能量密度最高,但高溫下最不穩(wěn)定,其他兩種能量密度不高。這些缺陷嚴(yán)重影響了電動(dòng)汽車的續(xù)航和充電性能。因此業(yè)界一直期盼“超級(jí)電池”的出現(xiàn),來(lái)改變這種窘迫的現(xiàn)狀。
石墨烯能提供一個(gè)可行的答案。2004年才誕生的石墨烯,是目前已知材料中最薄的一種,僅有一個(gè)碳原子厚,并且具有優(yōu)異的性能。作為電導(dǎo)體,它和銅具有同樣出色的導(dǎo)電性,作為熱導(dǎo)體,它比目前任何其他材料的導(dǎo)熱效果都好。
如果使用這種材料制作電池,理論上電池重量能比傳統(tǒng)鋰離子電池減半,厚度也會(huì)大幅縮小,儲(chǔ)電量高出數(shù)倍,并且按照美國(guó)倫斯勒理工學(xué)院研究人員估算,石墨烯陽(yáng)極材料比鋰離子電池中常用的石墨陽(yáng)極,充放電速度要快10倍。
石墨烯“超級(jí)電池”參數(shù)顯示,其能量密度超過(guò)600wh/kg,是目前動(dòng)力鋰電池的5倍;使用壽命是目前鋰電池兩倍,其成本將比目前鋰電池降低77%。
這三個(gè)數(shù)字一個(gè)比一個(gè)驚人。“超級(jí)電池”是如此的物美價(jià)廉。既然如此,我們還會(huì)接著使用鋰電池嗎?
石墨烯汽車將改變世界能源戰(zhàn)略
石墨烯電動(dòng)汽車的出現(xiàn),這對(duì)于全世界的產(chǎn)油國(guó),簡(jiǎn)直就是一個(gè)噩耗。而對(duì)世界石油第一進(jìn)口大國(guó)的中國(guó),卻是一個(gè)天大的喜訊。依靠石油而暴富的中東各國(guó),包括俄羅斯在內(nèi),很可能他們的好日子到頭了。
電動(dòng)汽車的優(yōu)越性毋庸置疑,讓我們頭痛不已的汽車尾氣和噪音污染,會(huì)隨著電動(dòng)汽車的大量使用,而一攬子排除。
截至2014年底,中國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量達(dá)2.64億輛,全國(guó)民用汽車保有量達(dá)到1.5447億輛。而2014年新能源汽車產(chǎn)量總共不過(guò)7.85萬(wàn)輛,
讀到這樣的數(shù)字,你就會(huì)知道新能源汽車的發(fā)展,有多么舉步維艱。幾乎可以忽略不計(jì),而石墨烯電動(dòng)汽車,又會(huì)給位居全球之首的中國(guó)龐大的汽車業(yè)帶來(lái)什么,這種變化將是革命性的改朝換代。
石墨烯電池為我們展示了電動(dòng)汽車難以估量的輝煌前景。
有人說(shuō),本世紀(jì)初所勾畫(huà)的那場(chǎng)能源危機(jī),是一個(gè)驚天的陰謀。我相信,石墨烯電動(dòng)汽車的出現(xiàn),讓能源危機(jī)變成了一場(chǎng)逝去的噩夢(mèng)。
2010年前后,國(guó)際油價(jià)曾經(jīng)沖擊過(guò)每桶兩百美元的天花板,石油價(jià)格的暴漲,讓全球的財(cái)富都流向了中東,使得沙漠中的中東成了全世界的財(cái)富洼地,直讓我們懷疑,是他們制造了油價(jià)暴漲的陰謀。
而石油價(jià)格的暴跌,還將沉重的打擊全球恐怖黑惡勢(shì)力的資金地下供應(yīng)鏈。
2015年國(guó)際油價(jià)己跌破了每桶五十美元,有人預(yù)告說(shuō),國(guó)際油價(jià)將會(huì)跌破每桶二十美元,看來(lái)這不是沒(méi)有可能。毫無(wú)疑問(wèn),新能源汽車將加劇油價(jià)的跌勢(shì)。
目前,隨著中國(guó)進(jìn)入汽車時(shí)代,中國(guó)已經(jīng)成為四個(gè)輪子上的國(guó)家,中國(guó)汽車保有量每年以1000萬(wàn)輛的速度在增加,中國(guó)石油供求和價(jià)格對(duì)國(guó)外資源依賴程度越來(lái)越高。進(jìn)口量逐年攀升。中國(guó)對(duì)進(jìn)口原油的依賴度己超過(guò)了60%。這種狀況不能不讓我們感到深深的憂慮。
2014年,中國(guó)分別從48個(gè)國(guó)家進(jìn)口原油。其中歐佩克產(chǎn)油國(guó)成第一進(jìn)口市場(chǎng),進(jìn)口原油約1.7億噸,占同期中國(guó)原油進(jìn)口總量57%;我國(guó)進(jìn)口俄羅斯原油3310.8萬(wàn)噸,大幅增長(zhǎng)36%,居第三位。
中國(guó)早已經(jīng)成為世界上最大的汽車生產(chǎn)國(guó),2014年,中國(guó)汽車產(chǎn)銷量分別不可思議的達(dá)到2,372.2萬(wàn)輛和2,349.19萬(wàn)輛,同比增長(zhǎng)7.26%和6%。
中國(guó)能不重新考慮中國(guó)的能源戰(zhàn)略和中國(guó)汽車新的生產(chǎn)方向嗎?對(duì)于中國(guó)來(lái)說(shuō),還有比這更大的事嗎?
石墨烯電動(dòng)汽車以電代油,這個(gè)優(yōu)越性實(shí)在太大,這種汽車完全沒(méi)尾氣污染和大幅度的減少噪音污染,在這方面它的優(yōu)越性,是燃油汽車無(wú)法同日而語(yǔ)的。
中國(guó)2015年投產(chǎn)石墨烯電池
新能源汽車推廣長(zhǎng)達(dá)5年,但收效甚微。據(jù)工信部的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2014年我國(guó)新能源汽車?yán)塾?jì)生產(chǎn)5.67萬(wàn)輛,和2015年純電動(dòng)汽車和插電式混合動(dòng)力汽車?yán)塾?jì)產(chǎn)銷量力爭(zhēng)達(dá)到50萬(wàn)輛的目標(biāo)差距巨大。
石墨烯超級(jí)電池的出現(xiàn),將徹底改變充電難題。以西班牙的超級(jí)電池為例,1000公里的續(xù)航里程幾乎接近北京到上海的直線距離,遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)汽車一箱油的行駛距離。
石墨烯充電速度提升,可以減少充電時(shí)間可以大范圍減少充電站和充電樁的需求。
以目前全球領(lǐng)先地位的特斯拉Model S 85為例,其通過(guò)大功率的超級(jí)充電站充電,也要80分鐘才能充滿,車主等充電的時(shí)間仍然是一次難以忍受的煎熬。
超級(jí)電池8分鐘的充電時(shí)間,僅比加一次油時(shí)間長(zhǎng)一點(diǎn)點(diǎn),但續(xù)航里程比一箱油要長(zhǎng)很多。
“超級(jí)電池”一旦大規(guī)模應(yīng)用到電動(dòng)車上,對(duì)整個(gè)行業(yè)將是顛覆性的。汽車制造業(yè)的大洗牌將不可避免,百年車企可能會(huì)因?yàn)閷?duì)新技術(shù)的不敏感而衰落,而一些只有十幾年二十年的車企,因?yàn)檎莆招虏牧霞夹g(shù),可能成為新的巨頭。
目前國(guó)內(nèi)對(duì)石墨烯電池的研究進(jìn)展順利,一些高校研發(fā)團(tuán)隊(duì)和深圳的企業(yè)進(jìn)行合作,研究已經(jīng)進(jìn)入了中試階段,2015年就能實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn),性能會(huì)有很大提升。比如可以在不增加多少成本前提下,增加鋰電池的充放電次數(shù),提高電池安全性等。
中國(guó)石墨烯產(chǎn)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略聯(lián)盟在2013年就已經(jīng)向國(guó)家各部委上報(bào)了多個(gè)石墨烯研發(fā)示范基地,無(wú)錫、重慶、南京、青島、常州等紛紛建立石墨烯產(chǎn)業(yè)示范基地。2014年12月,國(guó)家主席習(xí)近平親赴江蘇高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)研究院,調(diào)研石墨烯研發(fā)及參觀產(chǎn)品展示。
石墨烯時(shí)代來(lái)了
中國(guó)制造正徘徊在十字路口,等待著指揮燈閃亮,我們不知道亮起的是紅燈、黃燈,還是綠燈?當(dāng)中國(guó)制造正在為產(chǎn)能過(guò)剩,開(kāi)工不足,所迷茫所困擾的時(shí)候,“石墨烯時(shí)代”卻不期而至。
我們之所以會(huì)把它稱作“石墨烯時(shí)代”,是因?yàn)樗鼘⒏淖円粋€(gè)時(shí)代的工業(yè)布局,結(jié)束一個(gè)時(shí)代,而又開(kāi)啟另一個(gè)全新的時(shí)代。
它甚至能夠改變世界性地緣政治和經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略格局,強(qiáng)弱對(duì)比,這種顛覆性的力量,能不讓我們既感到欣喜,又感到敬畏嗎?
中國(guó),對(duì)于石墨烯時(shí)代的到來(lái),做好準(zhǔn)備了嗎?