诺贝尔经济学奖得主赫伯·西蒙(Herb Simon)曾经说过:“能源和信息是有机系统和社会系统的两种基本货币。观察到的.一项新技术改变了一个系统可用的条件,可以对它产生最深刻的变化。”

大规模的电动汽车同时改变了两种基本货币的条件。可靠、安全的矿物和软件供应是电动汽车的核心要素,这代表着“从燃料密集型向材料密集型能源系统的转变”报告国际能源机构(IEA)。例如,电动汽车的电池和电动机所需的矿物质是内燃机汽车的六倍增加平均体重相当于一辆电动汽车340公斤(750磅)的重量。像福特闪电这样的车体重可超过两倍量。


电动汽车转型的解释

这是第二次系列文章探索当我们从内燃机汽车大规模转向电动汽车时必须解决的主要技术和社会挑战。在阅读每一篇文章时,读者应该牢记诺贝尔奖得主物理学家理查德·费曼的告诫:“对于一项成功的技术,现实必须优先于公共关系,因为大自然是不会被愚弄的。”

电动汽车还带来了从机电密集型汽车到信息密集型汽车的转变。电动汽车提供了一张白纸,可以加速安全、软件定义的车辆计算和配套电子设备是汽车特性、功能和价值的主要促成因素。此外,该软件还可以解耦ICE车辆所需的内部机械连接,从而实现对电动汽车的远程或自主控制。另一个好处是,取消了ICE动力传动系统,不仅减少了车辆所需的部件,还为提高乘客舒适度和存储空间腾出了空间。

西蒙深刻变革的影响显而易见,迫使一个拥有120年历史的行业从根本上重塑自己。电动汽车需要汽车制造商设计新的制造工艺,并建立工厂来生产电动汽车和电池。提升电池供应链是汽车制造商当前的目标。”最具挑战性的话题,根据大众首席财务官Arno Antlitz

一座锂矿的投产可能需要五年或更长时间,但只有在获得所需的许可后才能开始运营,而这一过程本身可能需要数年时间。

这些植物也非常昂贵。福特和它的韩国电池供应商SK Innovation在美国消费56亿美元用于生产f系列电动汽车和电池在田纳西州斯坦顿。,for example, while通用汽车将花费20亿美元来生产新的凯迪拉克Lyriq田纳西州斯普林希尔的电动汽车。随着汽车制造商扩大电动汽车生产线,他们还需要在制造和电池厂投资数百亿美元。难怪特斯拉CEO埃隆·马斯克称电动汽车工厂为“巨大的货币熔炉.”

此外,芝加哥联邦储备银行的政策分析师Kristin Dziczek补充说,有数十个新的全球电动汽车竞争对手积极寻求取代传统汽车制造商。与内燃机汽车相比,电动汽车的“简单性”使得这些颠覆者几乎可以从零开始与传统汽车制造商竞争,不仅在汽车市场本身,而且在材料和劳动力投入方面也是如此。

电池和供应链的挑战

另一个关键问题是是否所有计划的电池厂产量将支持预期的电动汽车生产需求.例如,美国将要求800万电池如果该公司能够实现电动汽车占新车总销量一半的目标,并在之后逐年增长,那么该公司将在2030年实现这一目标。作为国际能源机构执行董事Fatih Birol观察“今天,数据显示,世界日益增强的气候目标与实现这些目标所必需的关键矿产之间的不匹配正在逼近。”

这种不匹配让汽车制造商感到担忧。通用汽车福特特斯拉,其他人已经开始在2025年之前确保电池安全,但在那之后可能会很棘手。Rivian Automotive首席执行官RJ Scaringe最近引用华尔街日报他说,“90%到95%的(电池)供应链不存在”,目前的半导体芯片短缺是“未来20年我们对电池的感受的一个小开胃菜。”

原材料竞争和消费者需求的增加,导致电动汽车价格飙升。福特提高了闪电的售价在6000美元到8500美元之间,以及首席执行官吉姆·法利直言不讳地他说,关于可预见的未来的材料短缺,“我认为除了价格上涨之外,我们不应该对任何其他结果抱有信心。”

工程人才竞争激烈

资源竞争的一个关键领域是拥有机电一体化和机器人专业知识的软件和系统工程师的有限供应电动汽车所需.主要汽车制造商已经积极采取行动,引进更多软件和系统工程专业知识,而不是只拥有这些知识住在供应商那里就像他们传统上做的那样。汽车制造商认为,如果他们不能控制软件,他们就无法控制自己的产品。

沃尔沃的首席执行官吉姆·罗文今年早些时候表示,提高电动汽车的计算能力将会汽车工业将更加艰难和变革而不是把内燃机车换成电动汽车。这意味着电动汽车的赢家和输家将在很大程度上取决于他们“在网络物理系统工程方面的相对实力”,克莱姆森的Paredis。

即使是大型汽车供应商,向电动汽车的转型也不会一帆风顺。例如,汽车制造商要求由于汽车制造商发现电动汽车的制造成本太高,这些供应商吸收了更多的成本削减。汽车制造商不仅希望将尖端的软件专业知识引入内部,他们还希望在关键的电动汽车供应链部件方面获得更多的内部专业知识,特别是电池

汽车制造商,包括特斯拉,都在争抢电池人才,用竞购战据报道,他们是为了获得最优秀的候选人。汽车制造商计划花费超过130亿美元来建造至少13个新的电动汽车电池厂在北美,未来五到七年内,有经验的管理和生产线人才可能会极度短缺。特斯拉的德州Gigafactory需要约1万名工人比如,独自一人。至少计划新建60个电池厂到2030年在全球范围内运行之后很快需要分数,主要的电池制造商已经突出显示了他们预期的技能短缺。

这种担忧的根本原因是:为现有和计划中的电池厂以及电池制造商提供足够的原材料其他可再生能源而且军事系统——他们都在争夺同样的材料——有几个复杂问题需要克服。其中之一就是需要更多的矿山来提供所需的金属价格飙升随着需求的增加。例如,而需求但是,对矿山的投资远远落后于对电动汽车和电池厂的投资。它可以花五年或更长的时间让锂矿开工,但只有在获得所需资源后才能开始运营许可证这个过程本身就可以需要几年时间

当然,开采原材料的前提是有足够的精炼能力来加工它们,中国以外的国家,是有限的。根据拜登政府的说法,这在美国尤其如此专题供应链调查报告该公司“原材料生产能力有限,几乎没有加工能力。”因此,报告指出,美国“将目前生产的有限原材料出口到国外市场”。例如,美国唯一的镍矿,明尼苏达州的鹰矿的产量是寄往加拿大冶炼。

能源和信息是有机系统和社会系统的两种基本货币。一项新技术改变了一个系统可用的条件,可以对它产生最深刻的变化。”—Herb Simon

一种可能的解决方案是从锂离子电池和金属氢化镍电池转向其他电池化学成分,如锂-铁磷酸盐磷酸锂离子锂硫锂金属,钠-还有很多其他的,更不用说固态电池作为缓解一些材料供应和成本问题的一种方式。特斯拉是朝着磷酸锂铁电池的使用,正如福特所做的那样它的一些车辆.这些电池不含钴,缓解了这种情况几个采购问题

另一种解决方案可能是回收电动汽车电池以及电池制造过程中的废物和废渣,它们可以运行5%到10%之间的生产。根据一份报告,电动汽车电池的有效回收“与2040年的总需求相比,有可能减少初级需求,锂约减少25%,钴和镍减少35%,铜减少55%”报告悉尼大学可持续期货研究所

同时投资制造电动汽车电池回收设施已经开始了,一个隐现的问题是是否还会有足够的电池工厂废料和其他锂离子电池废料让他们在等待足够数量的电池使他们盈利的时候保持运营。锂离子电池组的回收非常耗时且昂贵,这使得锂的开采变得更加便宜例如,比起回收它。回收低钴或无钴锂电池,这是许多汽车制造商正在采取的方向,也可能实现这一目标无利可图回收它们。

另一个担忧是,一旦电动汽车电池不再用于推动电动汽车,他们还能活几年吗.它们可以是翻新,重建,并在电动汽车中重复使用,或改变用途用于家庭、企业或电网的存储设备。它是否会从经济上讲,要么大规模生产,要么回收利用还有待观察。

霍华德Nusbaum的管理员国家打捞车辆报告计划(NSVRP)简洁地说:“如果没有经济基础,就没有回收,也没有电动汽车回收行业。”

在本系列的下一篇文章中,我们将研究电网是否可以处理数千万辆电动汽车。

对话(1)
朱塞佩·德马科 2022年11月19日
SM

非常翔实的问题概述。除了“绿色”汽车的经济可行性之外,是否有研究涉及这个新行业的实际(净)二氧化碳减排的定量分析?数以百万计的电池到处被丢弃,考虑到dgrid的额外压力,我们确定最终不会增加汽车市场的二氧化碳吗?

中国合资企业将开始量产自动驾驶电动汽车

百度和中国汽车制造商吉利的目标是开发一款完全自动驾驶汽车

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一辆黑色的汽车停在白色的背景上,背景上装饰着汉字。车门开着,像蝴蝶的翅膀一样。汽车左侧有两个充电站;两个人站在右边。

2022年6月,机器人-01自动驾驶电动汽车在北京向媒体展示了它的蝴蝶门。

Tingshu王/路透社/学生
紫色的

10月份,一个启动名为Jidu汽车,由中国人工智能巨头支持百度和中国汽车制造商吉利该公司正式发布了一款自动驾驶电动汽车robot -01 Lunar Edition。这款车将于2023年上市销售。

机器人-01月球版是与中国月球探测工程联合推出的限量版,售价约为5.5万美元。它有两个激光雷达,一个5毫米波雷达,12个超声波传感器和12个高清摄像头。亚博排列五投注网站这是第一款提供车载人工智能语音识别的车辆,得益于高通骁龙8295芯片,语音响应速度在700毫秒以内。

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