纯电动的万岁续航里程与清场式领先的理论基础_风闻
汪涛_纯科学-自由撰稿人-纯科学创始人，致力于将完善的科学方法引入社会领域51分钟前
上一篇文章“2026年纯电动一统天下的汪涛产业定律”发表后引起了极大反响。该文是从电池角度的产业发展规律讨论了纯电动车占统治地位的时间点。本文将从另一个充电网络覆盖率的角度，谈为什么会有万岁续航里程（400km-600km）的问题。对于上文发表后很多网友问到的作为清场式领先的理论基础“汪涛产业定律”，本文最后附录会作一个更详细的解释。
一、汽车业的本质是一个网络业务
什么是网络业务？就是业务网点与最终用户之间形成的一种关系。网络类的业务是很多的，包括我们现在日常生活中的快递、超市等都具有网络业务的性质。网络业务有一个基本的特点，就是服务网点离最终用户的距离必须在一定限度之内，否则网络服务就难以到达。超市等服务网点离最终用户的距离最远是多少才合适，是由最终用户的交通方式和方便程度的感觉所决定的。但像移动网络的服务距离会由技术来严格决定。如果用户的手机超过移动通信基站所覆盖的距离，手机就无法联接网络了。这个网络服务距离对应的另一个看问题的角度就是网络覆盖率，就是可以让最终用户享受到网络服务的空间占比。如果1000平方公里里面有980平方公里有手机信号覆盖，剩下20平方公里没有手机信号覆盖，我们就可以说这个面积里的手机信号覆盖率是98%。
即使通信领域早就自认为是一个网络业务，但在3G移动通信发展起来之前，并没有特别认识到网络覆盖率的重要性。因为在过去的电信发展过程中，是慢慢地一点点发展起来的。甚至最初发展2G的移动通信时，移动基站的网点也有限，覆盖率并不高。因为要实现接近100%的覆盖率，一次性投资是非常巨大的，如果不能在短时间内让相应的用户渗透率达到非常高的程度，根本无法收回投资。所以，最初的投资方式就是哪里潜在用户量和使用量多，就只在哪个地方建网络。因为最初移动通信很新鲜，用户到了没有网络覆盖的地方享受不到服务了也不认为有什么奇怪。
但在从2G向3G过渡时，已经有相当大的2G用户群，并且用户都已经适应了接近100%网络覆盖的服务质量。所以就不再能忍受存在没有网络覆盖的情况。最初发展3G业务的日本DOCOMO和英国和黄电信发现了相类似的规律：当3G网络覆盖率低于98%时，3G用户也有增加，但速度很慢。当增加基站的建设，覆盖率逐步提高时，用户增加的速度也并不快。但当3G网络覆盖率增加到98%以上时，3G用户量就开始突然间暴涨。也就是说，当3G网络覆盖率达到98%时，用户就感觉不会再有“无服务焦虑”了。
所以，任何网络服务的覆盖率不足，都会有类似的“无服务焦虑”，而不是只有纯电动车有“里程焦虑”问题。即使是燃油车，如果加油站网络覆盖率不足，例如公路上两个加油站的距离超过700公里，中间没有任何加油服务网点时，燃油车也会有“里程焦虑”问题的。从另一个角度说，解决里程焦虑问题必须从两个角度双向对进地来解决，而不是只从一个方向考虑问题。
一是增加单个网络服务点的覆盖距离，对应到手机就是增加手机与基站建立连接的最大距离，对应到纯电动车就是增加车的续航里程。
另一个是增加网络服务网点的密度，从而使技术上更容易实现的更短服务距离用户终端都可以接入到网络之中。
只有这样双向对进，才有可能解决一切网络服务都普遍可能存在的“无服务焦虑”问题。
燃油车已经发展了上百年，最初加油站的网络覆盖率也是很低的，存在很多里程焦虑问题。但这个汽车最初的发展阶段，用户是可以接受的。而在纯电动车发展的时代，汽车用户已经普遍适应了没有“里程焦虑”的网络服务质量，再加上纯电动车一开始续航里程普遍不长，所以最初就会对纯电动车的里程焦虑问题感觉比较显著。
二、充电网络覆盖率
正因为我本人是从通信业出身的，很早就对网络业务的覆盖率问题体会很深，所以在研究纯电动车的一开始就充分意识到了这个问题。我在过去多次通过各种渠道给人大、政协提交的提案，都是集中在充电网络建设上。最近一次通过统战部门提交的《快速全面普及纯电动车的战略研究报告》（2122JSTZE002），对充电网络覆盖率各种数学模型进行了系统的讨论。需要特别注意的是，一般的网络业务覆盖率主要体现为一种服务面的占比，而纯电动车的充电网络覆盖率主要体现为道路，尤其是长途（主要是高速与国道）的线覆盖率。就是某个距离的覆盖率。例如在充电网络中：
100公里覆盖率，是指在道路上的任何地方，向目的地方向开行100公里之内能够在该道路服务点上直接找到充电站的道路占比。
同理可以定义出50公里覆盖率和20公里覆盖率等。
应该说这些提案对国家的政策制定产生了有益的影响，因为我的提案国家逐步开始谈充电设施覆盖率的问题。但可能理解上依然存在模糊的地方，主要问题是两个：
一是交通部和发改委等制定的政策和官方表述中只提充电网络覆盖率，而没有提距离。这样依然无法解决用户心目中的里程焦虑问题。从可操作性的角度来说，政策制定者是以服务区充电网络覆盖率来考虑的，这个有其合理性，但如果不提距离的话是会存在严重漏洞的。例如，如果只是说覆盖率达到90%，那剩下的10%如果连续地出现在多个服务区，最终形成诸如400公里以上都没有充电设施，对纯电动车来说就相当于这条道路在这段路上中断了服务。
二是必须要有带距离的充电网络覆盖率100%的发展计划，即使一开始比较长。例如，哪怕是200公里覆盖率100%也好。也就是说，必须要使中国所有骨干道路在某个时间点，无论你处在任何地方，至少再行驶最多200公里就一定可以找到下一个充电网点。这是一个普遍服务的问题，不能完全交给市场来解决。
中国的移动运营商都负有普遍服务的义务，在一些偏远地区必须要建设移动基站。虽然这些基站经济上不可能收回投资。电网的发展也是如此。美国的移动运营商因为没有普遍服务的要求，移动信号的网络覆盖非常不好。所以，美国不是纯电动车很难发展，他移动网络都发展得不好，纯电动车怎么可能发展得好。手机没信号顶多不联系别人就是了，本来美国人度假的时候就喜欢关手机，这和没手机信号基本上没啥区别。可是纯电动车开到一半没地方充电，那可是有可能要死人的。这些最基本的纯电动理论问题美国人根本就没搞清楚，怎么可能发展得好纯电动车呢？
我在做上个提案时，曾经与充电网络服务商，如国网纯电动服务公司等高层管理和核心技术人员深入交流过。我把自己的思路告诉他们时，本以为他们肯定会非常高兴并全力支持我的观点，因为我这样的提案也算是为他们的业务说话嘛！但没想到我谈过自己的观点后，他们说，汪老师，您的想法我们很理解，但从充电网络服务商的角度来说观点稍有点不同。他们是希望发展更快的充电技术，并且服务网点间的距离稍长一些为好。例如最好两个充电网络间的距离200公里以上。
我瞬间就理解了他们的想法经济上的原因所在。因为充电网点越多越密，对网络运营商来说就对应更多的服务网点建设和运营的成本。这里面有土地租用和设备的成本等。充电速度越快，单位时间内一个充电桩就可以为更多的车提供充电服务，基础设施的成本当然就被平摊得越低。但最终用户会希望充电服务网点密一些为好，可以随时想充就充。这两者间稍有一些不一致的地方。
现在已经开始普及800V超级快充，更快的充电技术对所有各方都是有好处的。但这个发展方向有技术上的限制，比800V超充更快可能就很难了，并且带来的好处可能也没想象得那么多。因为无论最大充电速度有多快，从电池保护和安全的角度说，越到后面充电速度必须要放慢，不会用800V超充一口气充满。当充到80%后，就会不断地放慢充电速度，直到最后会以最低的充电速度15安培充满最后的5%左右。这个问题相对复杂一点，如果用户只要充到80%就马上停止充电走人，更快充电技术是有最大意义和价值的。但如果用户不知道，一定要等充满再走人，无论充电桩的最快充电速度有多高，最后充满电的总时间降到半个小时以内后就很难再降了，因为最后20%一定是越充越慢。所以，前面80%就算快到1秒就充完也没用。
这也是为什么纯电动车都是强调充到80%所需要的时间原因所在。但几乎所有厂家都没说明白为什么要这样表达，也没理解纯电动车的使用文化与燃油车是有根本差异的。所以，我在高速上开纯电动车，如果是赶时间的话，都是充到80%就走人，除非空闲充电桩很富裕，并且本来也就是要耗很长时间在服务区吃饭。
中国充电网络服务商这么些年来在态度上也不断在发生变化。从骗补，更低网络覆盖率，到现在争抢网点资源。
骗补。在发展新能源车的初期，有很多纯粹是为骗补建充电设施的。充电网络运营商普遍亏损。我们曾发现有些建设的充电桩本身就是建在铁栅栏里面，根本就取不到充电枪。这些显然只是为骗补而建，根本就没打算去用。
提高充电设施利用率，从而希望更低网络覆盖支撑业务。到2022年6月，中国新能源车保有量突破1000万，充电网络服务商在经济上普遍开始脱离亏损局面。国网纯电动是从2021年开始盈利，之前一直亏损。这个阶段充电运营商是希望提高充电设施利用率，以更少的网点提供更多的服务。
争抢空白网点。由于新能源车销量每年高速的增长，从保有量1000万到2023年底超过2000万，仅用了1年半时间。充电网络运营商的经营状况已经普遍地大幅改善。未来纯电动车保有量会每年提升上千万。因此，争抢空白服务网点成为一个越来越普遍的现象。从2022年开始，加油网络系统的服务商也开始关注并发展充电设施。这样，仅依靠市场本身的力量，就足以实现全国98%以上道路100%的100公里甚至50公里充电网络覆盖率。
高速公路在设计时基本都是按50公里为间距来设计服务区的。所以，即使国家制定的政策中没有特别明确充电网络覆盖率的距离，只要实现了100%的服务区充电设施的覆盖，基本就对应了50公里充电网络覆盖率100%。但最后偏远地区还是要以普遍服务方式来实现覆盖，这个与移动网络，电网等都是一样的。
三、目前中国充电基础设施发展的情况
截至2022年底，中国高速公路通车里程为17.7万公里，服务区数量约为3546对。
根据交通运输部的统计数据，截至2023年12月底，全国高速公路服务区累计建成充电桩2.1万个，覆盖了95%的服务区。北京、上海、河北、安徽等15个省市高速公路服务区覆盖率100%。广东、广西、海南、江苏、湖北等12个省份已经实现了充电站的“县县全覆盖”、充电桩的“乡乡全覆盖”。
中国目前并没有对服务区数量进行完善的统计，所以各个渠道获得的数据稍有一些差异。另有一个统计数据是包含停车区（目前无任何服务设施，仅供停车休息的区域，但未来很容易建设充电设施）到2021年就达到7692个（每对服务区有双向两个）。
因为每个充电站的建设成本大约在30万到100万，因此，即使计算所有服务区（含停车区）全部累积的充电网络建设费用，并且每个以100万的最大投资量计算，也就是约77亿。目前剩下还未建设充电站的服务区数量最多也就20%以下。即使也以最大数量和投资计算，只需要15.4亿以下就可实现中国所有服务区（含停车区）充电网络覆盖率100%。
根据交通部2024年2月份刚刚印发的《关于加快推进2024年公路服务区充电基础设施建设工作的通知》，今年（2024年）年底前，除高寒高海拔以外区域的高速公路服务区充电桩覆盖率要达到100％。
一旦实现这一目标，以普遍服务方式到2025年实现所有高寒高海拔地区高速公路至少100公里充电网络覆盖率100%并不需要多少投资。甚至所有高寒高海拔地区国道的100公里充电网络覆盖率100%也不是难事。
一定要理解到一点：必须要将一切道路都实现100公里充电网络覆盖率100%，这并不仅仅是一个普遍服务问题，而且是给其他业务繁忙地区的所有纯电动车用户一个信心：只要你买了纯电动车，无论你在中国任何地方的道路上，都能绝对保证100公里内一定可以找到充电站。这样的信心才是最为关键的。
以219国道为例，即使从拉萨算起到喀什，总长度为2750公里。每百公里建一个充电站（国道上不需要成对建设），总数为27个。即使考虑到有些无电网地区需要采用风电或太阳能电站投资量大一些，以每个约200万计算，总投资额也不会超过5000万。这和一条道路动则上百亿的投资相比微不足道。这些建成的充电站可以承包给当地有技术的村民管理，收入也基本归他们，就算扶贫项目来考虑，就可以解决全国所有高速和国道充电网络100%的网络覆盖率。因此，到2026年，就不存在任何充电网络覆盖上的问题了。
这就是说，到2026年，中国完全可以实现在任何高速和国道上的任何一个地方，向目的地最多行驶100公里以内都绝对可以找到充电的地方。这样一来，充电网络的覆盖率甚至比现在加油网络的覆盖率还要好。原因不仅在于大致同等情况下的充电站建设成本远低于加油站，而且充电站都是无人值守的，运营成本远低于加油站。
另一方面，采用自带便携式充电枪（一个几百元钱），交流慢充桩（一般2000元以内），其成本更是远远低于直流充电站。虽然他们补能的速度慢一些，但可以使充电网络的密度远远高于加油网络。另外，随着非常高效的钙钛矿太阳能电池商用化，还可以随车携带太阳能电池自行采集太阳能充电，这样在完全的无人区都可以有条件自己补充电量。2023年12月25日，由中国华能牵头建设的全球最大商用尺寸兆瓦级钙钛矿组件光伏示范项目在华能青海共和光伏电站全面投运，标志着我国钙钛矿光伏电池技术商业化应用取得了重要进展。钙钛矿的理论转化效率可以达到43%，远高于单晶硅太阳能电池的29.4%。
2023年11月3日，在第19届太阳能硅及光伏发电研讨会上，隆基绿能宣布其自主研发的晶硅-钙钛矿叠层电池效率达到33.9%，首次超越单结电池的肖克利-奎伊瑟(S-Q)理论效率极限33.7%，这也是目前全球晶硅-钙钛矿叠层电池效率的最高纪录。此前该电池效率的世界纪录是33.7%，由沙特国王科技大学于2023年5月份突破。
目前钙钛矿太阳能电池的主要弱项是不如晶硅材料稳定，性能衰减相对较快。但如果用于户外租用太阳能电池领域，材料稳定性上的缺陷就可以相对回避。
节假日充电的潮汐问题，其实对各种网络服务都存在，但充电网络解决这个问题在技术上是相对最容易的，就是采用移动充电车。
目前国网纯电动等充电网络服务商已经配备了大量的这类移动充电车。
四、为什么400-600km是万岁续航里程？
网络终端用户的自主服务时间或距离设置为多长合适，是一个需要综合平衡经济性、技术性、网络覆盖率等多方面因素的结果。如果单纯从消除里程焦虑等角度来说，纯电动车续航里程是越长越好。所以网上时不时传出某国或某厂开发出1600公里，2000公里，4000公里续航里程的纯电动车技术。但事实上这么长的续航里程无论技术上能否实现，商业上都是不可能普及的。
很早就有厂家开发出待机时间高达一个星期，甚至一个月的长待机、超长待机的手机，但这种手机在中国从来就没有普及过。主流的手机待机时间从来没超过3天，一般就是1天到2天。是不是这样就能绝对保证消除手机电用光的焦虑？当然不是。但如果有焦虑，另外买个充电宝就是了，不会去买待机时间一个星期的手机。因为不会为了解决3天不充电后手机会没电的需求就愿意多花几百块钱。现在到处都能找到充电的地方，干嘛要多备那么多电量？不要指望绝对消除纯电动车的里程焦虑问题，我遇到过有朋友把燃油车的油一直开完停在路上，提着矿泉水瓶子去加油站加油的。不要以为燃油车的里程焦虑就绝对解决了。
解决里程焦虑最主要的途径是确保全中国所有道路上100公里充电网络覆盖率100%。即使最偏远的地方都绝对能在100公里内充上电。那你干嘛要在平时98%以上在城市跑的时候增加一个大电池的重量，多花几万、十几万，仅仅为了多几百公里没多大必要性的续航里程？
续航里程的确不能太短，太短了不仅会带来难以跑长途，而且从电池保护角度来说也是不合适的，因为很容易使电池过放（电池电量用到20%以下）和过充（充满电还在继续充）。当剩余电池容量为60%时充电，对电池保护是最好的，其寿命可以比标称的高4倍，这也是纯电动车使用文化的一部分。如果每次都接近用完了才充电，对电池寿命衰减是最大化的。
所以，如果要保证40%的电量使用跑出可观的距离（假设500公里续航，40%就是200公里），400到600km是相对比较合适的。这也是目前很多纯电动车厂家可以承诺电池终身保修的原因所在，事实上电池寿命已经长到在纯电动车的使用期内根本不需要换电池了。当然，高端豪华车型可以在600至1000km，但即使是高端豪华车型，超过1000km的续航里程也是没有意义的。即使算上未来可以将纯电动车里的电量向外输出，过多的电池电量必要性也极小，不会成为主流车型。
总结前一篇文章“汪涛产业定律”与本文分析，到2026年不仅纯电动车的价格将开始最低，而且中国充电网络覆盖率也达到100%的最理想状态，里程焦虑问题彻底消失。在这种情况下，任何理性的购车者都没有理由不买纯电动车。
五、燃油车的加油难和里程焦虑将在2030至2035年开始显现
推动汽车业向纯电动转向的另一方面的动力是燃油车使用环境的持续恶化，会在2030-2035年间出现燃油车加油难和里程焦虑问题。
根据隆众资讯及其他多个渠道的数据，2021年中国加油站数量达到最高峰约12万座，此后开始下降。2022至2023年，实际运营的加油站数量减少了7000-8000座。虽然各方面的统计数据略有不同，但目前中国加油站数量已经达到顶峰并开始下降，是各方相对比较一致的看法。
从另一个方面也可预料到燃油车使用环境将越来越不友好的证据。公安部车辆管理系统是负责车辆上牌和注册的部门，他们的数据最符合中国使用中的汽车业实际。根据公安部提供的数据，截至2023年底：
中国汽车总的保有量为3.36亿，新注册2456万，报废756万（其中新能源车报废量12万），净增1700万（与2022年相同）。
其中燃油车保有量为3.156亿，净增969万（同比减少205万）。其中新注册1713万（同比减少75万），报废744万（同比增加124万）。
新能源车保有量2041万辆，新注册743万，报废12万（2022年是9万），净增731万（同比增加205万）。
2023年新能源车销售为949.5万辆，同比增长37.9%；国内销售829.2万辆，同比增长33.5％；出口120.3万辆，同比增长77.6％。
根据多年发展趋势，预测2024年新能源车新注册量会增加约560万，达到约1300万。报废量约为20万，净增1280万。保有量达到3300万以上。燃油车净增量会因新增注册降低500万和报废增加230万而降到200万以下。燃油车保有量达到峰值，略小于3.2亿。
2025年燃油车保有量会变为负增长500万以上，并且以后每年的降幅会迅速加大。新能源车的保有量会超过5000万，开始形成显著规模。
2023年2月28日，中国石油集团经济技术研究院发布《2023年国内外油气行业发展报告》预计，2024年，我国石油需求稳中有升；成品油消费增速显著回落，总量接近达峰。其依据是中国两会刚宣布的2024年我国GDP同比增速达5%左右，石油与油品消费会保持增长。但考虑到电动汽车对交通用油加速替代等因素，该报告预计，2024年，我国石油表观消费量为7.64亿吨，同比增长1.0%，增速处于较低水平。国内成品油需求为4.0亿吨，同比增长0.3%，消费增速显著回落，消费总量接近达峰；全年国内成品油供应增长快于需求，产需差约为5000万吨，相比2023年扩大10%以上，市场供需呈宽松态势。这些不同角度和来源的预测与我们所作的新能源车的发展趋势相互之间是吻合和相互佐证的。
由此将导致加油站的运营越来越出现困难，并且大量关闭。到2030年左右，我们会看到每年都将关闭上万座加油站的情况。燃油车的加油难和里程焦虑问题开始逐步出现，并越来越严重。燃油车网络服务质量与保有量两者间陷入负向的循环加快过程。因此，2030至2035年开始出现加油难和燃油车的里程焦虑问题之后，不仅早就已经没人买燃油车，而且存量的燃油车也会以最高峰时每年保有量减少4000万到5000万的速度迅速雪崩到零。2035年以后，中国燃油车的保有量将基本归零。这是前文所说的“惊涛骇浪”含义中最微不足道的方面之一。
根据汪涛产业定律，那时同等容量锂电池的价格将是现在的3分之1。所以，不要心存任何幻想。无论您对燃油车多么留念，当加不到油的时候就只能放弃。
六、清场式领先的理论基础——汪涛产业定律与汪涛经典经济学
汪涛产业定律可以从三个层次来理解。
从最表层看，可以理解为很多非常有规律的指数增长产业发展过程。如摩尔定律，吉尔德定律，太阳能电池价格每年下降10%，锂电池价格每年下降10%，甚至还有一个国家的GDP或某个产业领域，在某一个时间段每年大致可以保持一个有规律的指数增长率。这些都是汪涛产业定律的具体表现形式。在一般的场景里直接这么表达就可以了。
中间层次，是要理解到可以形成显著的有规律指数增长的条件。在不同的条件下，汪涛产业定律可以表现为各种各样不同的发展状态和发展模式。
最深层最抽象的层次：一切经济发展过程都是一种循环因果过程——汪涛产业循环。就是从当前时间点来看，下一年度或未来一个五年计划等的经济发展，必然是建立在历史累积到当前时间点的基础上，而下一年度或下一个五年计划的实际产业发展又会形成新的发展基础，这是一种循环因果的过程。这种过程在特定的条件下，会形成指数增长、停滞、指数下降（经济危机、经济崩溃）等多种表现形式。所以，一切经济发展过程都是汪涛产业循环。
《科学经济学原理》中的经济学三大定律相当于牛顿三大定律，他们是完全严格地建立在第三代科学基础之上的。汪涛产业定律相当于万有引力定律，因此也可称为“万有经济发展定律”。他们组合在一起，其地位就相当于构成了经济世界最普遍适用的“牛顿经典力学”——“汪涛经典经济学”。一切原有的经济学理论，经济学课程，所有诺贝尔经济学奖的研究内容，任何与汪涛经典经济学不一致的地方，不能还原到汪涛经典经济学理论的部分，全都是错的，需要逐步地全部纠正过来。
如果您对“汪涛产业定律”的表达认为不够谦虚的话，请认真了解一下“汪涛经典经济学”。
如果您对“汪涛经典经济学”的表达认为不够谦虚的话，请认真了解一下汪涛所创立的第三代科学。
为什么我要强调这一点？因为经济学这门学科本身在西方并没有真正实现科学化，同时它又非常地重要，可以深度地对一个国家的整个经济和命脉产生重大影响。问题更严重的一面在于：整个西方是人为地深度将经济学作为忽悠和认识战的一种工具，中国主流经济学界也基本都已经被洗脑。这并不是说西方的经济学全是错的，最麻烦的问题并不是面对从头到尾全是错误的理论，而是人为地将好坏、对错、营养与毒素精心混在一起，并且打上各种高贵学术头衔，并不在诺贝尔遗嘱范围内的诺贝尔经济科学奖精心包装。
仅靠中国经济学界自身是不可能从这样深不见底的泥潭中自我挣扎出来的，不要有任何指望。因此，我们必须要完全重建整个经济学这门学科。这种重建当然不是毫无依据，随心所欲，而是必须绝对严格地按照举世公认，一切科学、尤其最为成熟的自然科学都遵从的最基本科学规矩来行事 —— 一切经济学都必须以经济测量学为基础，一切经济学理论都必须接受实践的检验，这就是第三代科学标准。
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