近日,有日本內閣府綜合科學技術創新會議的戰略性創新創造專案“革新性燃燒技術”中,慶應大學等幾家大學組成的科研小組使乘用車用汽油發動機和柴油發動機的最高淨熱效率成功超過了50%,這是否意味著電動汽車戰略的失誤?意味著我國電動汽車政策“彎道翻車”?
筆者認為,不管內燃機的效率能否突破50%,目前來看,我國的電動汽車政策是成功的。
其實,從內燃機的效率來講,柴油機的最高熱效率很早就突破50%了。然而最高熱效率並不是實際日常使用中的平均效率,汽車在日常行駛中的工況太過於複雜多樣,所以最高熱效率幾乎只存在於實驗室,而且高效率區間也是少數的幾個點,這也是內燃機和電動機的差別,內燃機的高效率工況區間比較小而電動機的工作高效率區間是非常寬泛的。
不得不說,我國的內燃機技術的確是落後於歐美髮達國家。但是現在的能源結構在發生變化,曾經的內燃機的效率對整個能源系統來說是一個至關重要的點,而現在來看並不是那麼重要。
理解這個問題其實我們應該從能源網際網路的角度去考慮。在能源網際網路不發達的時期,或者說是十幾年前,對於汽車來講,需要直接使用自然界中比較直接的一次能源轉化為機械能輸出,如此獲得更好的便利性。但是從能源網際網路的發展來看,未來的能源肯定是一種多來源的能源,透過統一的媒介,轉換為我們需要的各種能量。而多種不同的來源當中,電能作為最為靈活的能源,是目前我們人類已知的最適合作為中間能源的二次能源,也就是說,能源網際網路時代,電能是所有能源轉換的中間途徑。
所以,我們可以看到電能的來源是越來越廣泛了。傳統的發電主要來源自煤電,但是現在來看我們的電能來源中煤電的佔比在逐漸的下降,風電、光伏、潮汐、生物質等新能源發電方式佔比越來越上升。電作為中間媒介,也是正在適應這種變化。從技術的角度看就是儲能技術在近幾年獲得了極其迅猛的發展。表現之一是動力電池的發展,因為小容量、短時間的儲能,其實主要媒介就是動力電池。表現之二就是氫能等的發展,因為大容量、長時間的儲能,其實就是我們目前所講的氫能源。所以宏觀來看,我們現在發展的主要能量依然是電能,電能是能源網際網路中最為活躍的因素。
從這個角度講,電能的獲取會越來越方便,電能的使用和轉換技術也會越來越成熟。所以。汽車作為日常生活中不可缺少的能源消耗,使用電能是符合整個能源結構發展的大趨勢的。曾經的汽車依靠內燃機驅動,電能只是一個補充。而能源網際網路時代,汽車的驅動會以電能為主,內燃機是補充,兩者的位置,因為能源結構的發展,產生了互換。
說到這裡,其實我們就可以很清楚的看到內燃機效率的提升對於將來的汽車意味著什麼?首先,內燃機效率的提升肯定是好事。它意味著更高能量利用效率,無論什麼時候提高能量,利用效率總是好事。同時內燃機效率提升技術也會被用在使用燃料發電的機組上,發電效率也可以得到比較大的提升。內燃機效率突破50%,而發電效率未達50%,這種情況是不太可能出現的。但是,這種內燃機效率的提升其實對整個能源網際網路來講,帶來的改善並不是非常的顯著,未來內燃機作為電動汽車的補充,主要是應用在一些特殊用途,比如,充電設施覆蓋不完善的地區或者是一些軍用用途,也就是一些相對不常規的用途,所以說我一直認為燃油車是不會退出歷史舞臺,但是肯定會退出主流舞臺,它的位置必然成為一種輔助,從這方面來講,內燃機效率的提升其實帶來的意義並不是非常重大。
可以設想,未來幾年甚至十幾年,我國的電動汽車基礎設施將會進一步迅猛發展,我們的新能源汽車依然會處於快速發展的階段,整個出行系統電氣化的趨勢是不可逆轉的。而內燃機的研發,幾乎已經到頭,提升效率難度很大,一點效率的提升,對整個出行系統而言也沒有太多貢獻,且內燃機已經接近其理論效率極限,所以,內燃機可以說是已經幾乎完成了自己的歷史使命,未來相當長時間,內燃機依然會存在,但是它的時代,一去不復返了。