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電動汽車將成耗電大戶,用太陽能面板供電現實嗎?

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隨著汽車電動化加速,未來電動汽車的耗電量將大幅攀升,考慮到諸如美國這樣的電力供應并不充裕的國家現狀,未來用太陽能面板為電動汽車供電現實嗎?PCIS(美國一家為企業提供策略支持與科技解決方案) CTO Vaclav Vincalek近日撰文解讀了這一問題。

今天,每一家公司的服務器都需要能源來驅動。我是一名科技企業家,學過電子工程,我當然希望城市能有更好的未來。于是我會問:未來的能源需求還會增長,我們能有足夠的能源去做想做的事嗎?

最近加州停了電,德州也曾嚴重停電,整個美國的電價都在上漲,而且拒絕降價。現在的社會是科技社會,能源需求正在快速增長。我們希望未來是綠色的,汽車將會變成電動汽車,一切互聯。數字資產(比如比特幣等)消耗的電力相當于小國能耗。可惜的是,未來很光明,但我們似乎沒有能力讓燈一直亮著。

我們曾經夢想著獲得無窮無盡的電力,從而在地球上構建天堂。但最近德州的停電并不是反常現象。如果我們不小心一點,未來停電可能會成為常態。總之,社會正在劇變,未來我們需要更多電力。

電動汽車時代已經來了,我們已經看到未來是怎樣的。在美國登記的汽車有2.75億輛,在過去20年銷售的插電式電動汽車、混動汽車約為700萬輛,我們可以樂觀一點假定,認為當中大多數還在使用,那么它在所有汽車中占的比重最多也只有2.5%。有預測認為,2040年之前,電動汽車在美國所有銷售的乘用車中將會占到一半以上的比例。換言之,在2040年之后電動汽車將會成為主流。

為了簡單起見,我們忽視電動汽車的多樣性,用2020款特斯拉Model 3 Standard Range Plus作為標準來計算,這款汽車每行駛100英里需要24度電。假設你每年行駛13500英里(這是美國的標準),需要3240度電。假設美國有2.75億輛電動汽車,每年需要8910億度電。

去年,美國發電大約4萬億度。如果所有汽車都電動化,大約四分之一的電力要給汽車用。當然,現在離2040年還要20年,美國還可以繼續增加發電量。

目前全球約有84%的電力來自化石燃料,而化石燃料又是氣候變化的重要原因。

這里只是談到了交通領域,還沒有考慮其它行業的電力需求。如果我們不能滿足現在的電力需求,當電動汽車普及時怎么辦?

現在問題來了:我們用什么發電呢?

與流行觀點不同,我個人認為靠綠色能源技術可能是不夠的。不要認為漸進優化能源就夠了,不夠的。

打個比方,如果用太陽能面板為美國提供電力,需要78.6億塊。如果太陽能面板的寬度是3.5英尺(約1.07米),長度約為500萬英里(805萬公里),相當于在美國來來回回走1700多次。這還是假設太陽一直照射。如果天上云多,太陽能面板發的電是就沒有那么多的。現在風能的使用正在增加,在丹麥和哥斯達黎加是可行的,那里多風。

沒有風時,就要用煤或天然氣發電廠來填補,我覺得很多人對這點并不是很重視。再看潮汐發電廠,一天的有效使用時間大約只有12-14小時。

對于任何可再生能源來說,最大的問題在于利用率,也就是實際能源輸出與可能最大輸出的比例。核電的利用率是93.5%,氫能39.1%,風能34.8%,太陽能只有24.5%。

如果我們真的想有所突破,就要超越太陽能、風能與潮汐能。能源需求正在增加。就算我們想拋棄化石燃料,也要從其它地方來填補。

想獲得大量綠色能源,真正要依靠的可能是核聚變。直到最近幾年,人們才漸漸認為核聚變發電可以在很遠的將來實現,注意,是多年之后。如果我們能擺脫對核裂變技術的恐懼,小型模塊化核反應堆也許能幫我們解決眼下的問題。這樣的技術既面臨心理挑戰,也面臨工程挑戰。70年前就有了核電站,現在因為有了新設計,核電站更可靠更安全了。

除了關注能源問題,我們還應該重視智能電網技術。試想,如果晚上所有電動汽車都能為城市供電,它就相當于一個龐大的分布式電池系統,它可以充當備用發電機,可以為住宅、醫院、城市提供電力。

作為企業,如何趕上潮流?只能向創新投資。

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