《资治通鉴》评说

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【diamond】(七)重装上阵 D.电动中国

(2013-09-19 13:51:47) 下一个

对能源的掌握和使用是划分时代的标志。以掌握火的使用为分界,人类脱离了动物界,逐步进入文明时代;以大规模使用化石能源为起点,人类进入了工业时代;电的发现和利用,则将人类带入了电气时代。即便是到了现代,一切信息技术的基础仍然是电力,核能也只有在转化为电能之后才能被使用,在可以预见的将来,电能仍将是最理想的能源形式。当年人们对于未来社会的憧憬是“楼上楼下,电灯电话”,其中便包含了对于电气化生活方式的向往。

不过电能在使用中存在一个很大的局限性,通常只能通过电网运输、即发即用,难于储存,几乎所有的电力设备都只能在电线所及的范围之内运行,从家用电器到高速火车,都不能例外,这极大地限制了电力的应用范围。当然,电池可以存储电能,但由于其功率密度低、单位能量成本高,长期以来只能适用于小电器、小功率的场合,或者少数特殊的军事用途。近几年来,随着电池和电机技术的进步,特别是锂电池技术的日益成熟,以及超级电容的出现,电能逐渐变得可以脱离电线使用了。这是对电能使用方式的一种革命性改变,虽然目前的进展还非常有限,但从长远来看,相关技术继续发展下去的话,将足以引起一场产业变革,其影响可能不亚于电能的出现。

大多数人可能并没有察觉到,在这场变革中,中国实际上已经走在了世界的前列,其标志就是充斥着大街小巷的电动自行车。到2012年为止,中国的电动自行车保有量已经达到了1.4亿辆,2012年产量超过3500万辆,其中出口66.5万辆,08年以来年均增长超过10%,产销量和出口量均占全世界的90%以上。当人们还在为电动汽车的发展前景、技术路线和实现途径而争论不休的时候,不经意间,中国的电动自行车已经占领了广大的市场,形成了实实在在的、规模庞大的新兴产业,从中心城市到偏远乡镇,为上亿的人口提供了日常交通工具。这就是说,已经有一到两亿的中国人实现了出行电动化,这个数字超过了几乎所有国家的总人口。

民众的出行方式是衡量一个国家发展水平的重要标志之一,一般来说其发展路径是:步行—自行车—摩托车—汽车,发达国家都已经实现了汽车化,而新兴国家和地区在发展中都会经历一个摩托车化的过程,比如过去的台湾地区和现在的越南。在这方面,中国可以说实现了跨越式发展,在初步进入汽车社会的同时,越过了摩托车阶段,直接进入了电动交通时代。和摩托车相比,一辆电动自行车价格不过数千元,续航里程可达数十至一百公里,使用简单方便,没有堵车的烦恼,对于城里的上班族来说非常合用。此外,还有电动三轮车,比自行车省力、比摩托车方便安全,适合于腿脚不方便的老年人出行。所以,电动自行车的出现,正好填补了自行车和汽车之间的空白,在中国迅速实现了普及,也成就了一个全新的产业。

在更为重要的电动汽车领域,中国和发达国家在同一起跑线上开始了竞赛。各国都纷纷推出了各种促进电动汽车产业的政策,并启动了电动汽车的示范运营。中国自然也不例外,深圳从2010年开始推行电动出租车试点运营,到目前为止,已先后投入了800辆中国自主品牌的纯电动汽车,单次充电可行驶300公里,日均行驶里程超过400公里,三年多来总里程超过1亿公里,单车最高里程超过35万公里。长沙和香港也引入了电动出租车。

此外,电动公交车也开始在中国投入试用。2013年9月,北京市服务能力最强的公交车充换电站——四惠纯电动公交车充换电站正式投入运行,目前北京已有40辆新型纯电动公交车投入了两条线路的正式运营,年内将陆续投入170辆纯电动公交车加入8条公交线路的运营。中国的其他很多城市也都开始了电动公交车的试运营。2012年6月,中国自主品牌、自主技术的纯电动公交车出口到德国,获得认证后正式投入了公交线路运营,经过一年的测试,证明其现有的续驶里程和综合性能完全能满足大部分公交线路的运营需要。

除了各种新型可充电式电池,近年来兴起的另外一种电能存储器件是超级电容。电池的储能是基于化学反应的,而电容则是基于物理效应存储电能的,和电池相比,电容的优点是充放电快、循环寿命无限、无记忆效应,缺点是体积大、容量小。电容的国际单位是法拉(F),这通常被认为是一个不可想象的巨大单位,一般电容的计量单位是微法拉(百万分之一法拉)、纳法拉(十亿分之一法拉)。物理教师常常喜欢用一个比喻来形容法拉电容之大,即如果把地球当做电容器的话,其电容值也不过是1—2法拉。因此,在过去的很长时间内,电容通常仅限于用作电路元件。超级电容的出现则改变了这一切。超级电容的工作原理基于传统电容和电池之间,其最大的特点是电容量大,可达法拉级别,甚至千法拉级别,储能密度是普通电池数十倍,和普通充电式电池数百至数千次的循环寿命相比,超级电容的循环寿命以十万至百万次计算,是极有发展前途的一种储能方式。

 

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2013年9月12日,世界最大功率超级电容单体在中国成功实现量产,由中国南车旗下的宁波南车新能源科技有限公司自主研制的首批5000只7500F超级电容产品交付用户。除了电动机车,超级电容在其他很多行业都有潜在的用途,其快充快放和高循环寿命的特点,使其特别适合于用来回收电能、降低能耗,以及用在某些需要在短时间内释放大量电能的特殊场合,比如航空母舰的电磁弹射器。

如果从电能的角度去观察今天的中国,我们会发现,从总量上看,中国的发电量已经是世界第一了;从增量上看,中国正在开展史无前例地的各种新能源建设工程,风电和水电的装机容量均为全球最大,并且正在大力进行核电建设;从高新技术看,中国在太阳能发电、新型核电站、可控核聚变、超导变电站、超导电机等方面都处于世界前列;从电力输送看,中国是全球唯一实现了特高压输电实际应用的国家,正在开展西电东送等巨型输电工程;从实际应用看,各种家用电器、电话、手机、电脑已基本普及,还有豆浆机、电饭锅、酸奶机等等过去不曾想过的电器;在电气化交通方面,包括高铁在内,2012年中国新增电气化铁路6千公里,铁路电气化率接近50%,电气化总里程4.8万公里,超过俄罗斯居世界第一,电动自行车已经普及,电动汽车开始起步,电力驱动的城铁和地铁正在全国二十多个城市开建。总之,经过两代人的奋斗,我们如今正拥有一个电气化中国,一个曾经只在梦想中出现的电气化中国,在很多方面甚至已经超过了当年最大胆的想象。这就是工业化的成果,也是未来中国工业发展的基础,

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