給純電動汽車普及潑點冷水

2019/10/24


  中山淳史:説到21世紀的石油,列舉「數據」的人最近似乎很多。但是,回答「鋰」的人或許也不在少數。

   

  獲得2019年諾貝爾化學獎的鋰離子電池開發者、旭化成名譽研究員吉野彰也表示,「IT(資訊化技術)和移動革命之後將是ET(能源與環保技術)革命」,闡述了對元素符號「Li(鋰)」的期待感。他心中所想的大概就是純電動汽車(EV)。

  

獲得諾貝爾化學獎、手拿鋰離子電池模型的吉野彰

      

  但是,最了解純電動汽車多麼難以普及的或許就是吉野。在記者會上,他面帶憂慮地表示,「在材料層面仍存在很困難的問題」,給人留下深刻印象。

    

  吉野彰所説的「很困難的問題」指的是什麼呢?純電動汽車的確被稱為第4次浪潮,在日本面向一般消費者的只有日産的「LEAF(中國名:聆風)」和美國特斯拉的跑車等。因此在日本的街頭遇到的機會很少。

     

   我們來看一看電池材料——鋰的開採一線。因「天空之鏡」這一絕景而聞名的南美烏尤尼鹽沼的鋰儲量達到地球整體的一半,被稱為「鋰領域的沙烏地阿拉伯」。但在鹽湖所在的玻利維亞、智利和阿根廷的邊境附近,類似於19世紀末的阿拉伯半島發生的資源爭奪戰並未出現。

  

被稱為「鋰領域的沙特」的烏尤尼鹽沼

   

  究其原因,是因為汽車領域今後可能發生的從石油到鋰的能源轉型是在20~30年裏的緩慢變化。在汽車使用的電池的世界裏,並不存在類似於半導體的「摩爾法則」。

     

  摩爾法則指的是「半導體的運算能力每隔1年半提高至2倍、成本降至一半」,這一經驗法則在高科技行業廣為人知。摩爾法則1960年代問世以後從未失效,在其發展的延長線上誕生的是最近的智慧手機和AI(人工智慧)。

   


       

  如果相同的法則也在汽油車領域有效,情況將會如何呢?美國《紐約時報》的專欄作家湯瑪士·弗里德曼在著作《謝謝你遲到》中估算稱,1971年製造的大眾甲殼蟲(Volkswagen Beetle)如今將是「1升汽油行駛85萬公里,價格降至僅僅4美分」。

       

  實際上汽油車未能這樣,採用鋰離子電池的純電動汽車或許也和摩爾法則無緣。與矽微細加工技術的發展帶來性能提高的半導體不同,對電池來説「輸出功率變大後,蓄電量將減少」這一物理極限擋在前面。難以期待蓄電量會出現驚人的提升。同時,越是像汽車電池那樣需要巨大輸出功率的産品,越難以提高性能。

   

  與其他材料相比,鋰被認為充電效率更高。但是,鋰電池的單位能量僅為汽油的20分之1左右。如果這個差距無法縮小,要增加馬力和行駛距離,就只能擴大電池的尺寸。因此,在具有高輸出功率、且續航距離較長的特斯拉上,使用了6千多個比中國的5號電池稍大的圓柱型鋰離子電池,僅電池價格就達到300萬日元以上。  

   

特斯拉的Model Y

      

  力爭開發劃時代電池的研究在全世界廣泛展開。其中有些項目的技術猶如魔法一般,這也成為話題,但大多只能在研究所之中行得通。假設今後能迎來重要節點,將是日本企業也在開發的「全固態電池」技術。全固態電池同樣用鋰離子承擔産生電力的職責,但存儲電力的容量、充電時間和重量均有望明顯超過現有的鋰電池。

    

  不過,全固態電池的實用化被認為要等到2025年以後,在原材料穩定採購和生産成本方面的課題很多。結果,現狀是如果問1年裏全世界銷售的約為9千萬輛新車的幾成將被純電動汽車替代,波士頓諮詢集團認為到2030年達到14%,這屬於比較樂觀的看法,認為僅為7~8%左右的智庫和調查公司明顯更多。

   

  歐盟、中國、美國加利福尼亞州作為應對氣候變暖和大氣污染的對策,提出了推動早日引進純電動汽車的政策目標。歐盟宣佈2040年以後全面禁止採用內燃機(汽油和柴油引擎)的汽車,但這一目標明顯不現實。

        

  結果,在世界範圍內出現重新評估源自日本的混合動力技術(並用引擎和馬達)的趨勢。中國2019年夏季決定改變方針,放寬了環保政策,同時此前地位與汽油車相同的混合動力車也被列為環保車,似乎判斷純電動汽車的普及需要較長時間。

      

  據稱日本首款混合動力車「普銳斯(第一代)」的開發負責人、豐田原理事八重樫武久把烏尤尼鹽沼設為手機的待機界面。他也表示,「日本是電動技術的寶庫。或許能向海外輸出更多種組合搭配」。或許會如此。鋰革命剛剛起步。在全面的純電動汽車時代到來之前,日本應該也擁有相應的技術和商品戰略。

       

  本文作者為日本經濟新聞(中文版:日經中文網)評論員 中山淳史

    

    

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