混合動力到燃料電池，特斯拉「超級工廠」意味什麼？

萬眾矚目的特斯拉超級工廠7月底在美國內華達州舉辦了盛大的開張儀式。目前只有14％的大規模結構已經建成，其餘項目將於2020年完成，總投入達50億美元。

據特斯拉稱，電池生產將於2017年開始，到2018年，超級工廠將能為50萬輛Model 3s提供電池。特斯拉需要建立超級工廠的很大一部分原因在於它提供的鋰離子電池生產的費用較低。

特斯拉超級工廠

「超級工廠是現代生產技術的奇蹟，是一台製造機器的機器，」馬斯克說。除了散熱外，它還為鋰離子電池生產提供了前所未有的規模經濟效益，將價格從2016年4月的每千瓦時190美元降低到每千瓦時130美元。巨大的生產規模，以及減少浪費和大幅減少的供應鏈，大大節省了成本，最終使電池生產成本減少30％。

超級工廠被認為是馬斯克變革汽車行業夢想的關鍵環節。電動車和鋰離子電池現狀如何呢？

2015年全球銷售的汽車總數約為7237萬輛。電動汽車占該數量的約0.8％（54萬輛），比2014年銷售的約37.6萬輛有大幅增加，但仍低於全球銷售汽車總量的1％。

其實在全球售出的電動車中，特斯拉的Model S也只佔有了10%不到的比例。特斯拉賺得了眼球，然而還是傳統汽車廠商真正在賺錢。雷諾日產一年內賣出了10萬輛LEAF電動車，是特斯拉賣出所有電動車的兩倍多。福特、寶馬、賓士、奧迪、豐田等大汽車廠則主攻混合動力汽車。

今天就讓我們來盤點一下市場上主要的電動車和混合動力車：

電池電動汽車（BEV）

電池電動汽車僅依靠電池組為發動機提供動力，這意味著行駛範圍通常相當有限。特斯拉就是個例外，他們的modelS已經達到約430公里的行駛距離。我們對此持保留態度，因為它很大程度上取決於各種外部因素，電池組的大小，開車的速度，天氣和是否使用空調等都會影響行駛範圍。

市面上其他汽車廠商製造的電動車還有寶馬的i3，雪佛蘭的Spark EV，三菱的i-MiEV和日產的LEAF。

BEV最大的問題在於充電站的缺乏，以及充電過程漫長的等待時間。特斯拉正在建設他們的超級充電站網路，但其他汽車品牌目前不能使用特斯拉充電站。當然你要是只是拿來通勤，行駛範圍似乎不是什麼大問題。

電動汽車高昂的價格也是人們觀望的另一個原因，儘管特斯拉推出平價版電動車Model3，仍然要掏3.5萬美金。（在中國人看來好像也不算什麼了）。

特斯拉Model S

插電式混合動力汽車PHEV

除了擁有電池組，插電式混合動力車還具有常規的氣體或柴油動力發動機。混合動力受歡迎的原因是它們兼具長途行駛和短途低能耗的優點。

PHEV可以從插座充電，電池組可用於短距離。一旦電源耗盡，司機可以依靠發動機繼續駕駛。當然，PHEV不像全電動車和燃料電池電動車那樣環保，但比起傳統汽車污染顯然大幅減小。寶馬i8，雪佛蘭Volt，豐田PriusPlug-in和三菱Outlander PHEV是市場上知名的插電式混合動力電動汽車。

寶馬i8

混合動力電動汽車（HEV）

傳統的氣動發動機和電動機的常規混合動力實際上不被認為是「電動車」，因為他們不能從電網再充電，完全由汽油發動機和再生制動供電。最著名的HEV的例子是豐田Prius，第一個真正成功的混合動力車，還有本田的Civic，豐田的Camry和福特的Escape。

豐田普銳斯

燃料電池電動車（FCEV）

燃料電池電動車通常通過將氫氣轉化為電力來為電動機提供動力。氫氣到電的轉換過程只產生水和熱，這意味著FCEV是唯一可歸類為零排放的電動車。

FCEV和BEV車輛之間有一個主要區別，也是BEV的致命弱點：行駛範圍太短。FCEV的現代燃氣發動機和加油一樣容易，大約五分鐘就可充滿燃料電池。那麼為什麼今天人們不更多的開FCEV呢？

該技術是相對新的，這意味著FCEV缺乏燃料基礎設施，當然，由於車輛生產數量目前低，汽車單價高。在目前市場上的少數FCEV中，現代Tucson僅可出租。最暢銷的FCEV豐田Mirai，售價大約在58,000美元。

豐田Mirai

除此之外，還有許多與氫的生產和儲存相關的問題，我們以後可以慢慢討論。

是什麼在制約電動車的發展？

豐田從1992年開始開發FCEV技術，並於2015年開始銷售豐田Mirai。足足過了23年。這是很常見的汽車模型達到7-8年的年齡，才得到整容，這可能只是在引擎蓋下的一個小改動。

回頭看看特斯拉，2003年成立，2008年就推出了Roadster。儘管馬斯克自己也承認了Roadster的失敗，僅僅5年就推出第一款車型是令人佩服的。那之後僅僅8年，特斯拉就相繼推出了頗受好評的Model S，Model X。

與此同時，傳統汽車製造商大多是基於成熟的技術對舊模型的進行小修小補。而特斯拉一下子帶來了完新的汽車模型與高度複雜，未經市場檢驗的科技。沒有特斯拉在這條路上勇敢探索，電動汽車的進程將會放慢很多。

能源存儲一直以來都被人們忽視。風和陽光本質上是不穩定的能量來源，因為太陽不會全天發光，風也不會源源不斷的吹來，這需要能量存儲裝置來平衡能源的輸入。在過去267年間，電池技術的小規模、漸進式的改進還不足以滿足不斷增長的全球需求。

化石燃料具有遠超電池的能量密度，這意味在鋰電池迎頭趕上之前，汽油動力汽車將不會消失。即使電池技術的不斷升級和改進，鋰離子電池也很重，並且容量惡化，導致電動車用戶必須在5-10年內更換電池組。特斯拉自己也承認，電池組容量在使用4 - 5年時開始退化，到第8年，電池組容量預計下降30％。更令人擔憂的使，電池組替換的價格目前最少也要12,000美元。

1991年推出的第一款索尼製造的鋰離子電池相比，目前的鋰離子電池的能量是其能源的兩倍以上，這源自25年間不間斷地研究。學界的共識認為對於鋰離子電池來說，能量密度最多還能挖掘30％的增量。這意味著鋰離子電池永遠不會是解決方案。

那為什麼特斯拉仍要把所有的雞蛋放在鋰離子電池這個籃子里呢？作為一個行動派，鋰離子電池是目前特斯拉「秘密宏圖」計劃最具成本效益的解決方案。

電動車的未來

總有一天，鋰離子電池的時代將會過去，鋰離子電池的局限性意味著必然出現更好的替代品。如果我們回頭看前面討論的四種類型的電動車，只有一種不依賴於電池技術：燃料電池電動車。

然而很多人都不這麼認為，原因很簡單：成本太高。且不談儲存和轉移氫氣的問題還沒有完全解決，就連生產氫氣的過程都是多此一舉。消耗大量電能來產生氫，而實際上，那些電能就可以直接被用來驅動電動車。

那麼電動車的未來到底在哪裡呢？混合動力電動車嗎？他昂貴，同時裝有兩套驅動設備，導致沉重的體型極大的削減了行駛範圍。在很長一段時間內，鋰離子電池會統治電動車的未來。

特斯拉是目前唯一擁有勇氣的汽車製造商，他一直走在最前面推動電動車的發展，而其他汽車製造商似乎對開發混合動力車這樣的小打小鬧抱有希望。實際上，即使特斯拉入了鋰電池「超級工廠」的坑，當另一種技術開始超越鋰電池時，伊隆·馬斯克也會毫無猶豫的出現在那裡。

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