新能源汽车背后的发展窘境与科学难题
- 2023年06月06日 16:06:52来源：化工仪器网作者：小王点击：7339
【化工仪器网 行业百态】如今，以电动汽车为代表的新能源汽车在我们的生活中十分常见，根据中国公安部提供的数据来看，我国2022年全国新能源汽车保有量已经达到1310万辆，占汽车总量的4.10%，而纯电动车数量更是达到了1045万辆，占新能源汽车总量的79.78。同时考虑到每年机动的报废注销量，这个数据目前还呈现增长趋势。
与此同时，包括中国在内，亚洲及欧洲各国都在大力推行新能源汽车的普及，致力于让更多的电动汽车取代传统燃油车上路，以此来缓解日趋严重的环境压力。政策的支持，消费者接受程度的提升，一定程度上加速了新能源汽车产业的发展及普及，我国更是计划在2030年前让机动车消费市场中电动车的比例达到40%。但事实上，这个计划就现在的技术发展来看，还存在很大的难题，新能源汽车的长期发展或许并没有想的那么顺利。
巨大的维护成本
尽管新能源汽车是一个很宽泛的概念，但是截至目前，如果不考虑混合动力汽车，能够真正意义上与新能源汽车联系起来的，或许只有电动汽车。而随着较早一批投入市场的电动汽车逐渐开始报废注销，越来越多电动车存在的问题开始被暴露到消费者面前，甚至不少消费者开始主动选择放弃电动汽车选择油电混动。其中原因和电动汽车巨大的维护成本有关。
传统燃油车的结构比电动汽车复杂，考虑到机油、火花塞、变速箱等都需要长期的定期维护和修理，初期的维护成本会明显高于不需要换油、零部件损耗也更低的电动汽车。但是随着使用时间的推移，电动车电池容量会因为电池寿命的关系开始大幅度下降，并且电动机本身的单次维护成本就高于内燃机，因此到中后期，在开销上，电动汽车的维护将不再具有优势，甚至因为电动汽车硬件维护在技术上具备更加复杂的技术标准，因为更换汽车零部件产生的维护成本还会高于燃油汽车。
此外，由于不同品牌的汽车在电池的标准上也存在差异，技术上有存在一定的垄断情况，因此实际维护过程中需要原厂电池或是需要使用到更多的专用设备。与设计更标准化，零部件生产也相对开放的燃油车相比，维护和维修成本也会更高。甚至因为技术限制，许多时候维修花费的时间也会更长。
受限于能源产业的材料难题
换电池难是想新能源汽车普及的难题，而电池本身则是其发展的难题。如今的电动汽车非常依赖锂电池，而事实上锂电池的发展目前处于一个瓶颈期，并且材料问题也开始不断出现。
首先是石墨。石墨是锂电池的负极材料，对于锂电池有着重要意义，自然对于电动汽车也有重要的意义。根据相关数据统计，目前主流的电动汽车，平均每辆就要消耗50千克到100千克的石墨，而全球石墨的产量也才100万吨，并且考虑到石墨是不可再生资源，同时其他领域对于石墨同样有着巨大的需求量，原材料层面可能就无法支撑电动汽车的大规模发展。
其次是锂元素。与石墨相比，锂元素可能对于锂电池的影响更加明显。尽管锂元素在自然界中的含量不算少，但是实际我们可以开发利用的锂元素非常有限。而根据估算，即便是将目前人类可以提取的锂元素全部用于制作电池，也只能制造出28亿个电池，这显然是不能够满足电动汽车长期发展需要。
而无论是石墨还是锂，问题都回到了新材料的研发上，事实上，电池产业本身也在寻找其他材料来打破瓶颈解决长期发展难题。
回收再利用 现阶段的理想方案
而从现阶段的发展来看，电池回收是刺激电动汽车获得暂时稳定发展的关键，但事实上，这点却并不容易。一方面电池本身的回收难度就很高，目前的回收技术只能有效分离塑料和铜的部分，石墨、镍、钴、锰、锂、磷及氟的回收收益低且困难，如果真的不急成本去回收，则又会进一步的提升电动汽车的维护成本。另一方面电池回收的自动化程度低，且缺乏相对完整的流程，甚至很多电池没有进入到回收的流程，这又进一步的让电池成为了一种不可逆的消耗品。
换言之在解决材料问题的同时，发展电池回收技术，强化电池回收规范，或许是一种更能在短期内收获不错效果的理想方案。总而言之，新能源汽车背后的科学难题是我们迫切需要解决的发展难题。
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