07月1日, 2014 1,413 次浏览
特斯拉(Tesla)在人类历史上并非是一个幸运的名字。今天的人们都知道伟大的发明家爱迪生,却不知道与爱迪生同时期,还有一位与爱迪生同样伟大的发明家,而且他的诸多发明同样至今影响着我们的生活,他就是南斯拉夫人尼古拉·特斯拉。他的科学发明涵盖交流发电机、X光机、收音机、雷达、无线电遥控、传真机、霓虹灯、真空管……。但他对人类影响最大的发明,莫过于“交流输电技术”。尽管特斯拉有一千多项日后创造巨额财富的伟大发明,但是,他由于不善理财和受到爱迪生的科学迫害,终其一生,最后贫困潦倒。
在电力被人类应用之后,爱迪生电力公司一直采用直流输电技术。特斯拉发明交流发电和交流输电技术之后,爱迪生的电力事业遭遇了空前挑战。爱迪生为了向公众演示交流电是多么不安全,将猫狗在众目睽睽之下电死,并以此技术发明了行刑的“电椅”,他将特斯拉形容为科学界的一大“异端”。
在特斯拉逝世60年后,艾伦·马斯克将他在硅谷制造的超级电动汽车命名为“特斯拉”。特斯拉是一款可以悄无声息地以4.4秒从0加速到100公里时速,充一次电可以行驶400公里,最高时速达到210公里的具有许多创新意义的电动汽车。今天特斯拉公司的股价240美元/股,高盛相信它的股价将攀升至1835美元。
中国是全球最大的汽车消费市场,也是豪车卖的最多的市场,更是商家最赚钱的市场。每一个汽车制造商都把中国作为核心战略的逐鹿之地,特斯拉也不例外。2013年该公司宣布特斯拉在中国的售价为:367马力的S85型73.4万人民币,422马力的SP85型85.25万。这一价格使中国的土豪和金领们欢呼雀跃,因为那些性能远不及特斯拉欧洲名牌跑车在中国的售价的几乎是特斯拉的5~10倍。
土豪和金领们在欢呼雀跃之后,烦恼也接踵而来。特斯拉是一款纯电动汽车,如何充电?在哪充电?成为一个新的挑战。充电问题不仅烦恼特斯拉,也烦恼BYD等国内电动汽车企业。中国人不同于美国和欧洲,大多数人居住在独立别墅或联排别墅,拥有自己独立的车库。而绝大多数中国人是居住在高楼公寓之中,有人可以在地下车库中有一个固定车位,而许多人只能将车停在小区的露天停车场。
特斯拉的电池系统一次可以容纳85千瓦时的电力容量,这是普通建筑家用220V交流电根本无法支持的,必须使用较高强度的380V交流三相电。如果在6至8小时将一辆特斯拉的电完全充满,每小时需要充电10~15千瓦时。如此的电力负荷是一个普通家庭的5倍。之所以家庭不采用380V交流电,主要出于安全考虑,并已形成规范。我们的城市也是按照这一规范建设,建筑按此设计,配电网和用户变压器也是如此安装,我们将如何去面对这一变化?
特斯拉的到来使中国人陷入争论。首先是是否应该为电动汽车修改相关规范?允许普通的电力使用者直接面对380V交流电,并保障大家的安全。在地下车库或小区停车场这样的公共空间,大量安装高强度电力设施,是否会带来居民更多的触电风险;其次是谁来承担相关的费用?在民用建筑中大量安装高容量、高电力强度的充电桩,应该由谁来承担配电网和用户变压器改造的费用。国家支持电动汽车,减少城市环境污染,为有条件的用户安装充电桩似乎是顺理成章的。若是少部分人购买比亚迪E6这样低容量强度的电动汽车,现有供电系统的冗余仍可勉强支撑,电网无需大规模改造。面对特斯拉这样动力超级强大的电动车,大量投资改造电力系统将是必须的。但是,电力系统是公共设施,能够一次花70~85万元购买电动汽车的绝不是普通老百姓,用公共设施投资集中服务于极少数富人,是否合适?特斯拉的发展陷入矛盾纠结之中。
特斯拉提出为用户安装太阳能光伏分布式发电系统的设想,能够满足一部特斯拉充电的太阳能光伏电站至少需要100平米,具有40度左右倾角,没有树木遮挡的屋顶面积。住在别墅里的人找一片这样的空间都不容易,住在高楼里的人更是难以想象。而太阳能发电只是在白天日照条件好的时间和地方才能充电,而这样的时间大数人必须驾车上班,这也局限了他们圆梦。
还有一个相对现实的办法,就是按照天然气分布式发电系统,安装一台10~15千瓦天然气微型发电机组,用天然气发电充电,投资与太阳能光伏基本差不多,在15万元左右,按照现在的技术,每立方米天然气至少可以发电3~3.5千瓦时,每度电燃气成本0.65~0.75元,发电余热可以供暖和制冷,但需要一个水柜蓄能。不过这些系统大大曾加了特斯拉用户的使用成本和使用的复杂性,都会严重制约特斯拉的销售。
最后一个选择就是依赖智能电网,利用智能电网帮助特斯拉充电避开小区和建筑的用电高峰,尽可能从电力系统优化资源中获取电力,但是,智能电网建设更加遥遥无期。
显而易见,在中国这样人口众多,资源和环境容量极其有限的条件下,必须寻求一条符合中国实际情况的电动汽车发展之路。中国必须发展电动汽车,因为这是人类技术发展和文明的趋势。但是,中国的电动汽车只能是中国的城市所能接受的。特斯拉固然很好,但它并不现实,至少目前还不现实。尼古拉·特斯拉发明交流电,这一技术今天得以普及。如果在人类对电还一无所知的时代,普及推广交流电就可能导致更多的触电事故和人身伤亡,反而会妨碍电力的普及。艾伦·马斯克想用高性能和时尚打开电动汽车的市场,在美国确已收效辉煌,在中国将难以复制这种辉煌。