新能源汽車背后的發展窘境與科學難題

如今，以電動汽車為代表的新能源汽車在我們的生活中十分常見，根據中國公安部提供的數據來看，我國2022年全國新能源汽車保有量已經達到1310萬輛，占汽車總量的4.10%，而純電動車數量更是達到了1045萬輛，占新能源汽車總量的79.78。同時考慮到每年機動的報廢注銷量，這個數據目前還呈現增長趨勢。

　　與此同時，包括中國在內，亞洲及歐洲各國都在大力推行新能源汽車的普及，致力于讓更多的電動汽車取代傳統燃油車上路，以此來緩解日趨嚴重的環境壓力。政策的支持，消費者接受程度的提升，一定程度上加速了新能源汽車產業的發展及普及，我國更是計劃在2030年前讓機動車消費市場中電動車的比例達到40%。但事實上，這個計劃就現在的技術發展來看，還存在很大的難題，新能源汽車的長期發展或許并沒有想的那么順利。

　　巨大的維護成本

　　盡管新能源汽車是一個很寬泛的概念，但是截至目前，如果不考慮混合動力汽車，能夠真正意義上與新能源汽車聯系起來的，或許只有電動汽車。而隨著較早一批投入市場的電動汽車逐漸開始報廢注銷，越來越多電動車存在的問題開始被暴露到消費者面前，甚至不少消費者開始主動選擇放棄電動汽車選擇油電混動。其中原因和電動汽車巨大的維護成本有關。

　　傳統燃油車的結構比電動汽車復雜，考慮到機油、火花塞、變速箱等都需要長期的定期維護和修理，初期的維護成本會明顯高于不需要換油、零部件損耗也更低的電動汽車。但是隨著使用時間的推移，電動車電池容量會因為電池壽命的關系開始大幅度下降，并且電動機本身的單次維護成本就高于內燃機，因此到中后期，在開銷上，電動汽車的維護將不再具有優勢，甚至因為電動汽車硬件維護在技術上具備更加復雜的技術標準，因為更換汽車零部件產生的維護成本還會高于燃油汽車。

　　此外，由于不同品牌的汽車在電池的標準上也存在差異，技術上有存在一定的壟斷情況，因此實際維護過程中需要原廠電池或是需要使用到更多的專用設備。與設計更標準化，零部件生產也相對開放的燃油車相比，維護和維修成本也會更高。甚至因為技術限制，許多時候維修花費的時間也會更長。

　　受限于能源產業的材料難題

　　換電池難是想新能源汽車普及的難題，而電池本身則是其發展的難題。如今的電動汽車非常依賴鋰電池，而事實上鋰電池的發展目前處于一個瓶頸期，并且材料問題也開始不斷出現。

　　首先是石墨。石墨是鋰電池的負極材料，對于鋰電池有著重要意義，自然對于電動汽車也有重要的意義。根據相關數據統計，目前主流的電動汽車，平均每輛就要消耗50千克到100千克的石墨，而全球石墨的產量也才100萬噸，并且考慮到石墨是不可再生資源，同時其他領域對于石墨同樣有著巨大的需求量，原材料層面可能就無法支撐電動汽車的大規模發展。

　　其次是鋰元素。與石墨相比，鋰元素可能對于鋰電池的影響更加明顯。盡管鋰元素在自然界中的含量不算少，但是實際我們可以開發利用的鋰元素非常有限。而根據估算，即便是將目前人類可以提取的鋰元素全部用于制作電池，也只能制造出28億個電池，這顯然是不能夠滿足電動汽車長期發展需要。

　　而無論是石墨還是鋰，問題都回到了新材料的研發上，事實上，電池產業本身也在尋找其他材料來打破瓶頸解決長期發展難題。

　　回收再利用 現階段的理想方案

　　而從現階段的發展來看，電池回收是刺激電動汽車獲得暫時穩定發展的關鍵，但事實上，這點卻并不容易。一方面電池本身的回收難度就很高，目前的回收技術只能有效分離塑料和銅的部分，石墨、鎳、鈷、錳、鋰、磷及氟的回收收益低且困難，如果真的不急成本去回收，則又會進一步的提升電動汽車的維護成本。另一方面電池回收的自動化程度低，且缺乏相對完整的流程，甚至很多電池沒有進入到回收的流程，這又進一步的讓電池成為了一種不可逆的消耗品。

　　換言之在解決材料問題的同時，發展電池回收技術，強化電池回收規范，或許是一種更能在短期內收獲不錯效果的理想方案。總而言之，新能源汽車背后的科學難題是我們迫切需要解決的發展難題。