【新能源的三大流派:换电、充电、氢燃料,到底哪一个会是未来?】
[威武]一、乘用车:充电逐渐成熟,换电拼死一搏
首先,充电基本设施一直在稳步发展,多层次的充电方式满足不同场景。每个场景均存在一些问题,但改进的路径是清晰的:
- 家用慢充:无论充电换电,家用慢充都是最主要的补能方式。从古老的3.3kW到如今主流的7.7kW,将来可能还会有11kW-20kW的三相交流慢充甚至无线充电。从小区整体来看,未来需要有序充电、公共电桩等方式来解决配电额度问题。
- 商场慢充:大型商场停车场逐渐开始有充电桩,多为7.7kW慢充;品牌的超充桩也在这里建设,功率可达80-150kW。实际上,这种停车2-4小时的场景,慢充太慢,快充太快(建设成本高,需要提前挪车),最适合的应该是20kW的「中速充电」。
目的地慢充:度假酒店的慢充,现在普及的还比较少,实际上非常实用必要。不必快充,慢充即可。
- 城市快充: 没有家用充电桩的话,城市快充就成了主要的补能方式。一般建于商场停车场或专用停车场,很多品牌专属桩也属于此形式。
- 高速快充: 这是目前最薄弱的环节,高速上建桩比较困难(牵扯单位比较多)、旺季淡季的客流量差异也大,盈利困难。特斯拉、小鹏等头部新势力也在发力超快充。
可以看到,从补能方式的角度来讲,换电模式在场景4与5的优势很大,但场景1、2、3并没有什么优势。
总体来说,就算没人发展换电了,仅发展充电模式也并不存在解决不了的根本难题。换电起步比较晚,要想占据一席之地,就需要有不可替代的优势。
[威武]1. 换电难并不等于蔚来难
私家乘用车领域,说要换电必提蔚来。我上面说换电拼死一博,并不是说蔚来拼死一搏 —— 蔚来这家企业发展形势乐观,以换电为核心的服务也成为品牌优势之一,可以说蔚来已经把换电模式做到了商业闭环的程度。
但是,蔚来的换电只能给蔚来车主来用,虽然蔚来说换电技术是公开给其它企业的,但目前看不到其它车企真的基本蔚来换电平台开发的可能性。
这既有商业竞争上的考虑,也有换电模式对产品设计制约的考虑 —— 蔚来的通用电池包不算小,所以ES8、ES6、ET7都是大车,ET5算是中等尺寸的车但是很宽,这样的车一般定价都不会低。蔚来品牌可以撑得起这个价格,其它自主品牌车企有信心撑起这个价格吗?
所以,蔚来换电成功≠换电模式崛起。
[威武]2. 蔚来换电有可能服务于全行业吗
中石化与蔚来展开了合作,一年合作建立了175年换电站,可以说双方都是真金白银的投入。【图1】
显然,中石化搞这些事情肯定不是为蔚来锦上添花的,而是想借这个契机将「加油站」转化为「综合补能站」 —— 既能加油,也能充电、换电、加氢,以确保自己在中国双碳战略中不掉队。
但是,怎么才能将蔚来换电推广给全行业? 在推广过程中,中石化与蔚来分别扮演什么角色? 这一切变数很大,我们不好估计。站在今天这个时间点,我们只能说:蔚来换电成功≠换电模式崛起。
[威武]3. 换电的根本优势是什么?
提起换电优势,我们想的是场景4与5的便利:就像加油一样的3分钟换电,比充电1小时方便多了。此外,还避免了大功率充电对电网的冲击、对电容量的要求低。【图2】
实际上,这点优势超快充也能实现,比如即将发布的小鹏G9,基于800V平台可以实现5分钟充200公里。实际上,充电功率达到400kW这个水平之后,换电/充电是3分钟还是10分钟,对消费者并没有什么区别了,除非你正在跑F1。
480kW对电网的冲击是很大的,这点劣势怎么破? 自建储能可以破:储能电池平时充电就行,这和换电电池仓库平时慢充是差不多的。【图3】
所以,将目光往未来看个两三年,补能速度并不是换电的根本优势。如果只关注补能速度,就会觉得换电没有前途,超充一统江湖。
换电的根本优势是什么呢? 需要从宁德时代发布的换电品牌EVOGO和「巧克力换电块」上寻找答案。
宁德换电的主要意义在于「可掰开可组合」。【图4】
为什么说「可掰开可组合」非常重要,因为它指出了电动汽车的一个根本问题:一个80度电的长续航电动车,其中前26度是高频使用的电,中间26度是低频使用的电,后26度是应急使用的电。
从消费者的角度来讲,前26度最值钱,但后52度又不得不买。从产品角度来讲,虽然大部分情况下使用的是前26/52度电,但26度电池的重量每时每刻都在承担着。
总结一下这种「可掰开可组合」换电模式的意义:
- 消费者角度:只需要花一半的电池钱,就可以满足日常短途通勤+偶尔长途自驾的全部需求。
- 行业角度:车重降低20%,相当于碳减排20%,这么大的收益,光从电机效率上是扣不回来的;降低了全行业的锂资源消耗,促进行业健康发展。
这才是换电模式的根本意义,也是充电模式不可能实现的效果。【图5】
[威武]4. 换电的根本劣势是什么?
考虑换电的根本劣势,我们需要做一个思想试验: 假设宁德时代的EVOGO「巧克力换电块」已经搞成功了,那是不是所有车企都会选择兼容呢?
你的回答也许是肯定的。因为兼容了「巧克力换电块」,就意味着低成本实现了超快充、多了很多第三方换电站、降低了整车成本,这对产品竞争力的增强是显而易见的。反过来,如果不兼容的话,可能就卖不出去了。【图6】
我们不只能看到好处,还要看到代价:无法采用液冷、整包能量密度较低、无法采用底盘电池一体化技术。
总体来说,就是采用「巧克力电池包」不利于打造极致的产品,因而不适用于头部车企。必须指出的是,所谓的极致是相对而言的,「巧克力电池包」的技术本身并不差,只是不极致:
- 能量密度高:在可掰开、可灵活组合的前提下,能量密度高达160Wh/kg、体积能量密度高达325Wh/L,性能表现非常优秀!—— 可以查一下,2022年的一些电动车能量密度还不到160Wh/kg。
- CTP技术:能实现这么高的能量密度,离不开宁德时代的CTP(Cell to Pack)技术 —— 电芯直接组成电池包,省去了模组(Module)这一步。
- 无线BMS技术:这项前沿技术使换电块外部只有高压正负接口,提高插拔部件的可靠性。另外一家用上无线BMS技术的就是凯迪拉克Lyriq,但不像「巧克力换电块」可以把这项技术的优势发挥得这么彻底。
还有一个额外的代价,目前还没显现出来:选择了换电,就拒绝了「底盘电池一体化」技术路线。
特斯拉 Structure Battery【图7】
所以我们可以看到,就算宁德时代「巧克力换电块」的换电模式做成功了,也不可能一统江湖。那时候的电动车,会呈现两极分化的趋势:
- 追求极致的集成化:采用「底盘电池一体化」技术,降低车重、提升空间利用率、降低成本,打造极致的车型。因为电池包比较贵,所以相对来说更适合做中高端车型。
- 追求极致的灵活性:采用宁德时代的「巧克力换电块」,平时只装一块电池,长途装三块电池,既省钱又灵活,换电也方便,追求极致的经济性,相对来说更适合做平价家用车型
。
注意,以上这种假设,是基于宁德时代EVOGO能做成功。现在它才刚刚起步,而且在to C领域也没有成功的经验,未来能不能搞成功还很难讲。
如果搞不成的话,将来的格局很可能是蔚来换电一枝独秀,网约车出租车换电有一席之地,其它私家电动车全部充电模式。所以说:充电逐渐成熟,换电拼死一搏。
[威武]二、商用车:重卡虽少但重要,氢能与换电在角逐
商用的种类特别多,微卡、轻卡、皮卡、客车、重卡。除重卡外,其它几种类型的电动化路线都很显然:纯电+充电。【图8】
从绝对数量上来说,重卡也不多,但不可轻视:商用车碳排放占所有车的64.6%,而重卡占商用车83.5%。也就是说,这1000多万辆重卡的碳排放,比所有轿车SUV加起来还多!
解决了重卡的新能源问题,就建成了汽车电动化的半壁江山啊。
重卡的充电模式存在难以解决的难题:【图9】
- 充电时间:乘用车90%的时间都是闲置的,大部分情况下搁家里慢慢充就行;商用客车、轻卡也不需要24小时连轴跑。重卡不行,一般是两班倒不停地开,要是充个10小时的电,相当于运力减一半,划不来啊!麦肯锡出过一个报告,说德国纯电重卡充电比换电好,主要是国情不一样,他们国土面积小,重卡不是两班倒。
大电池占用运力、成本高:电动乘用车2吨重,坐人载货最多400公斤;重卡不一样,装个几十吨货拉走,这就需要超级大的电池。但电池本身也重,占用运气,赚钱效率又低了;电池也贵,初期成本高,也更难赚钱。
- 路线固定:重卡一般就在干线上跑,不进城市,所以这降低了对加氢站、换电站的选址要求。
考虑到锂电技术再有大突破很困难,所以氢燃料电池重卡基本上是立于不败之地的。换个角度,氢能和燃油的属性相似,就凭这一点,锂电池是很难追上能量密度的,这也就决定了氢燃料电池在重卡领域的不败之地:
氢燃料电池立于不败之地,换电重卡能吃掉多少份额,要看它在十四五规划的五年间都取得多大进展了。【图10】
从这个意义上来说,氢能与纯电之争,主要只体现在重卡领域了。
有人说特斯拉Semitruck满载36吨的续航800公里,充电30分钟可以600公里。这听起来也很不错,为啥咱们不走这个路线呢?关于这个问题,我还没仔细研究,大体估摸着应该是成本、安全性、充电电网冲击待方面存在困难。有空再研究吧!本文就不展开了。
[威武]小结
- 乘用车领域:充电技术逐渐完善,立于不败之地;蔚来换电只是企业行为,难以拓展为全行业;宁德换电对行业有意义,但起步较晚能否做成需要观察。
- 商用车领域:聚焦到重卡领域,充电重卡存在困难,氢能重卡立于不败之地,换电重卡在未来5年努力发展,争取份额。
#微博新知博主##车圈新星驾到#
[威武]一、乘用车:充电逐渐成熟,换电拼死一搏
首先,充电基本设施一直在稳步发展,多层次的充电方式满足不同场景。每个场景均存在一些问题,但改进的路径是清晰的:
- 家用慢充:无论充电换电,家用慢充都是最主要的补能方式。从古老的3.3kW到如今主流的7.7kW,将来可能还会有11kW-20kW的三相交流慢充甚至无线充电。从小区整体来看,未来需要有序充电、公共电桩等方式来解决配电额度问题。
- 商场慢充:大型商场停车场逐渐开始有充电桩,多为7.7kW慢充;品牌的超充桩也在这里建设,功率可达80-150kW。实际上,这种停车2-4小时的场景,慢充太慢,快充太快(建设成本高,需要提前挪车),最适合的应该是20kW的「中速充电」。
目的地慢充:度假酒店的慢充,现在普及的还比较少,实际上非常实用必要。不必快充,慢充即可。
- 城市快充: 没有家用充电桩的话,城市快充就成了主要的补能方式。一般建于商场停车场或专用停车场,很多品牌专属桩也属于此形式。
- 高速快充: 这是目前最薄弱的环节,高速上建桩比较困难(牵扯单位比较多)、旺季淡季的客流量差异也大,盈利困难。特斯拉、小鹏等头部新势力也在发力超快充。
可以看到,从补能方式的角度来讲,换电模式在场景4与5的优势很大,但场景1、2、3并没有什么优势。
总体来说,就算没人发展换电了,仅发展充电模式也并不存在解决不了的根本难题。换电起步比较晚,要想占据一席之地,就需要有不可替代的优势。
[威武]1. 换电难并不等于蔚来难
私家乘用车领域,说要换电必提蔚来。我上面说换电拼死一博,并不是说蔚来拼死一搏 —— 蔚来这家企业发展形势乐观,以换电为核心的服务也成为品牌优势之一,可以说蔚来已经把换电模式做到了商业闭环的程度。
但是,蔚来的换电只能给蔚来车主来用,虽然蔚来说换电技术是公开给其它企业的,但目前看不到其它车企真的基本蔚来换电平台开发的可能性。
这既有商业竞争上的考虑,也有换电模式对产品设计制约的考虑 —— 蔚来的通用电池包不算小,所以ES8、ES6、ET7都是大车,ET5算是中等尺寸的车但是很宽,这样的车一般定价都不会低。蔚来品牌可以撑得起这个价格,其它自主品牌车企有信心撑起这个价格吗?
所以,蔚来换电成功≠换电模式崛起。
[威武]2. 蔚来换电有可能服务于全行业吗
中石化与蔚来展开了合作,一年合作建立了175年换电站,可以说双方都是真金白银的投入。【图1】
显然,中石化搞这些事情肯定不是为蔚来锦上添花的,而是想借这个契机将「加油站」转化为「综合补能站」 —— 既能加油,也能充电、换电、加氢,以确保自己在中国双碳战略中不掉队。
但是,怎么才能将蔚来换电推广给全行业? 在推广过程中,中石化与蔚来分别扮演什么角色? 这一切变数很大,我们不好估计。站在今天这个时间点,我们只能说:蔚来换电成功≠换电模式崛起。
[威武]3. 换电的根本优势是什么?
提起换电优势,我们想的是场景4与5的便利:就像加油一样的3分钟换电,比充电1小时方便多了。此外,还避免了大功率充电对电网的冲击、对电容量的要求低。【图2】
实际上,这点优势超快充也能实现,比如即将发布的小鹏G9,基于800V平台可以实现5分钟充200公里。实际上,充电功率达到400kW这个水平之后,换电/充电是3分钟还是10分钟,对消费者并没有什么区别了,除非你正在跑F1。
480kW对电网的冲击是很大的,这点劣势怎么破? 自建储能可以破:储能电池平时充电就行,这和换电电池仓库平时慢充是差不多的。【图3】
所以,将目光往未来看个两三年,补能速度并不是换电的根本优势。如果只关注补能速度,就会觉得换电没有前途,超充一统江湖。
换电的根本优势是什么呢? 需要从宁德时代发布的换电品牌EVOGO和「巧克力换电块」上寻找答案。
宁德换电的主要意义在于「可掰开可组合」。【图4】
为什么说「可掰开可组合」非常重要,因为它指出了电动汽车的一个根本问题:一个80度电的长续航电动车,其中前26度是高频使用的电,中间26度是低频使用的电,后26度是应急使用的电。
从消费者的角度来讲,前26度最值钱,但后52度又不得不买。从产品角度来讲,虽然大部分情况下使用的是前26/52度电,但26度电池的重量每时每刻都在承担着。
总结一下这种「可掰开可组合」换电模式的意义:
- 消费者角度:只需要花一半的电池钱,就可以满足日常短途通勤+偶尔长途自驾的全部需求。
- 行业角度:车重降低20%,相当于碳减排20%,这么大的收益,光从电机效率上是扣不回来的;降低了全行业的锂资源消耗,促进行业健康发展。
这才是换电模式的根本意义,也是充电模式不可能实现的效果。【图5】
[威武]4. 换电的根本劣势是什么?
考虑换电的根本劣势,我们需要做一个思想试验: 假设宁德时代的EVOGO「巧克力换电块」已经搞成功了,那是不是所有车企都会选择兼容呢?
你的回答也许是肯定的。因为兼容了「巧克力换电块」,就意味着低成本实现了超快充、多了很多第三方换电站、降低了整车成本,这对产品竞争力的增强是显而易见的。反过来,如果不兼容的话,可能就卖不出去了。【图6】
我们不只能看到好处,还要看到代价:无法采用液冷、整包能量密度较低、无法采用底盘电池一体化技术。
总体来说,就是采用「巧克力电池包」不利于打造极致的产品,因而不适用于头部车企。必须指出的是,所谓的极致是相对而言的,「巧克力电池包」的技术本身并不差,只是不极致:
- 能量密度高:在可掰开、可灵活组合的前提下,能量密度高达160Wh/kg、体积能量密度高达325Wh/L,性能表现非常优秀!—— 可以查一下,2022年的一些电动车能量密度还不到160Wh/kg。
- CTP技术:能实现这么高的能量密度,离不开宁德时代的CTP(Cell to Pack)技术 —— 电芯直接组成电池包,省去了模组(Module)这一步。
- 无线BMS技术:这项前沿技术使换电块外部只有高压正负接口,提高插拔部件的可靠性。另外一家用上无线BMS技术的就是凯迪拉克Lyriq,但不像「巧克力换电块」可以把这项技术的优势发挥得这么彻底。
还有一个额外的代价,目前还没显现出来:选择了换电,就拒绝了「底盘电池一体化」技术路线。
特斯拉 Structure Battery【图7】
所以我们可以看到,就算宁德时代「巧克力换电块」的换电模式做成功了,也不可能一统江湖。那时候的电动车,会呈现两极分化的趋势:
- 追求极致的集成化:采用「底盘电池一体化」技术,降低车重、提升空间利用率、降低成本,打造极致的车型。因为电池包比较贵,所以相对来说更适合做中高端车型。
- 追求极致的灵活性:采用宁德时代的「巧克力换电块」,平时只装一块电池,长途装三块电池,既省钱又灵活,换电也方便,追求极致的经济性,相对来说更适合做平价家用车型
。
注意,以上这种假设,是基于宁德时代EVOGO能做成功。现在它才刚刚起步,而且在to C领域也没有成功的经验,未来能不能搞成功还很难讲。
如果搞不成的话,将来的格局很可能是蔚来换电一枝独秀,网约车出租车换电有一席之地,其它私家电动车全部充电模式。所以说:充电逐渐成熟,换电拼死一搏。
[威武]二、商用车:重卡虽少但重要,氢能与换电在角逐
商用的种类特别多,微卡、轻卡、皮卡、客车、重卡。除重卡外,其它几种类型的电动化路线都很显然:纯电+充电。【图8】
从绝对数量上来说,重卡也不多,但不可轻视:商用车碳排放占所有车的64.6%,而重卡占商用车83.5%。也就是说,这1000多万辆重卡的碳排放,比所有轿车SUV加起来还多!
解决了重卡的新能源问题,就建成了汽车电动化的半壁江山啊。
重卡的充电模式存在难以解决的难题:【图9】
- 充电时间:乘用车90%的时间都是闲置的,大部分情况下搁家里慢慢充就行;商用客车、轻卡也不需要24小时连轴跑。重卡不行,一般是两班倒不停地开,要是充个10小时的电,相当于运力减一半,划不来啊!麦肯锡出过一个报告,说德国纯电重卡充电比换电好,主要是国情不一样,他们国土面积小,重卡不是两班倒。
大电池占用运力、成本高:电动乘用车2吨重,坐人载货最多400公斤;重卡不一样,装个几十吨货拉走,这就需要超级大的电池。但电池本身也重,占用运气,赚钱效率又低了;电池也贵,初期成本高,也更难赚钱。
- 路线固定:重卡一般就在干线上跑,不进城市,所以这降低了对加氢站、换电站的选址要求。
考虑到锂电技术再有大突破很困难,所以氢燃料电池重卡基本上是立于不败之地的。换个角度,氢能和燃油的属性相似,就凭这一点,锂电池是很难追上能量密度的,这也就决定了氢燃料电池在重卡领域的不败之地:
氢燃料电池立于不败之地,换电重卡能吃掉多少份额,要看它在十四五规划的五年间都取得多大进展了。【图10】
从这个意义上来说,氢能与纯电之争,主要只体现在重卡领域了。
有人说特斯拉Semitruck满载36吨的续航800公里,充电30分钟可以600公里。这听起来也很不错,为啥咱们不走这个路线呢?关于这个问题,我还没仔细研究,大体估摸着应该是成本、安全性、充电电网冲击待方面存在困难。有空再研究吧!本文就不展开了。
[威武]小结
- 乘用车领域:充电技术逐渐完善,立于不败之地;蔚来换电只是企业行为,难以拓展为全行业;宁德换电对行业有意义,但起步较晚能否做成需要观察。
- 商用车领域:聚焦到重卡领域,充电重卡存在困难,氢能重卡立于不败之地,换电重卡在未来5年努力发展,争取份额。
#微博新知博主##车圈新星驾到#
就像Jeremydufour 这样的人不要说这身衣物的价值,就说说审美观。。。。是不能想象的样子……这些衣物都是机器人总动员男朋友系列产品之一的标配。(比机器人保安要穿得漂亮些)。。。。。就这样还要幻想这些是谁谁的脸?(jeremydufour 的)。不好意思第三图是jeremydufour 的长相款式。卖的都是垃圾小叶紫檀(可能是真货,全部都是上了漆与蜡“为了遮盖密度的不足与垃圾分类边角料”。。这个小叶紫檀价格就说明一切了……
构成我们身体所有化学物质的成本是多少?不要惊讶!#人体结构##人体化学元素##人体构成##科普[超话]#
在五金店里,我们可以买到构成人体的所有化学物质,不要惊讶,真的有人这么干了。在2013年的剑桥科学节上,来自皇家化学学会的科学家计算了构建演员本尼迪克特·康伯巴奇必需的所有元素要花多少钱。
根据皇家化学学会的计算(详见学会官网),构建一个人需要59种元素。其中6种——碳、氧、氢、氮、钙和磷——占了我们身体的99.1%(称之为常量元素),其余的大部分元素是由微量元素钼、钒、锰、锡和铜等组成了我们身体所需,我们人类对部分元素的需求量其实非常少,只能以百万分之几,甚至十亿分之几来度量。例如,身体中每出现999,999,999又1/2个其他所有原子,其中就只有20个钴原子[2]和30个铬原子。
人体里最多的成分是氧,占可用空间的61%。所以说,几乎2/3的我们是由这种无味气体组成的,这似乎有点违反我们的常识。我们之所以不像气球那么飘浮,原因是身体里的氧跟氢相结合后,构成了水(氢占10%),而水的重量也不轻。你试试下雨天穿着衣服走在大街上,或穿着衣服游泳,你就知道水有多沉了。自然界中最轻的两种东西——氧和氢——组合成了一种很重的东西,这个事实可能大多数人都不知道(对化学一无所知的人),但这就是你作为人的本质。
氧和氢也是我们体内较为廉价的两种元素。据皇家化学学会的描述:假设你的体形跟本尼迪克特·康伯巴奇相当,你体内的氧价值8.90英镑(按当年的成本约等于73人民币),氢价值16英镑多一点(按当年132人民币)。身体面的氮(占2.6%)单价更高,但按体内的含量,仅值27便士。
听到这里,你会不会觉得很惊讶“觉得完美很廉价”?但这却是由权威机构皇家化学学会测算的结果。讲到这里,不由让我想起我国的一句古语“物以稀为”,这句能深刻概括构成我们身体的常量化学元素为什么这么便宜,即便一个普通的没学过经济学人人都能理解,这里我就不占用篇幅了。
从整个成本结构看,在构成人体所需的所有元素中,微量元素是最昂贵的。
为了方便国人的阅读体验,接下来涉及钱的部分,我会用人民币标价。根据英国皇家化学学会的数据,你需要大约13.6千克的碳,花费367490元成本购买,并且各种元素只用纯度最高的那种。英国皇家化学学会是不可能用便宜货来造人的。钙、磷和钾,虽然需要的量极少,但它们会让你的价值再增加389888元人民币。其余的大多数元素,每单位体积的价值更加昂贵,好在你只需要很微小的分量。钍的价格差不多是每克16591元,但因为它只构成了你的0.0000001%,所以,按你的身体所需,你用1.7元就能买到。你需要的所有锡,价值0.33元,而锆和铌只花你0.16元。0.000000007%的你是钐,但它显然都不值得你花钱,在皇家化学学会的账本上,它的登记费用是0.00英镑!
在我们体内发现的59种元素里,有24种传统上被称为“基本元素”,因为我们没有它们是不行的。其余的则好坏参半:有些是有益的;有些也许有益,但科学家们还说不准是哪些方面的有益;其他的既不有害也不有益,只是搭了个便车;只有极少的几种是彻底的坏家伙。例如,镉是体内最常见的第23种元素,占你体重的0.1%,但毒性严重。我们拥有它不是因为身体渴望它,而是因为它通过土壤进入了植物,而我们食用植物时也顺便摄入了它。日常生活中,蔬菜水果是我们必不可少的,你可能每天会摄入大约80微克的镉,但它对人体来说并没有半点好处。
人体在元素水平上的绝大部分运作方式,都是科学家们至今仍在研究的课题。把你体内几乎所有的细胞抽出来,它们还包含了100多万个硒原子,我们现在知道,硒能制成两种重要的酶,高血压、关节炎、贫血、某些癌症都与缺少硒有关,甚至还可能使精子数量减少。因此,多食用一些硒(坚果、全麦面包和鱼类,是很有必要的(这些食物中的硒很丰富),但是,如果摄入过多的话,你的肝脏会受到无可挽回的毒害。所以,在饮食方面,我需要找到一种平衡,特别是营养类物质,摄入过多未必是件好事。
总的来说,按皇家化学学会的说法,构建一个全新人类的全部成本(以本尼迪克特·康伯巴奇为样板)约为800904人民币。当然,劳动力和增值税会进一步提高成本。用不到1659100人民币换一个能带回家的本尼迪克特·康伯巴奇,应该是个很合理的价格——考虑到这是个人,所以不能算一笔大钱。据说,2012年,美国电视网PBS在老牌科学节目《新星》(Nova)里播出了名为《寻找元素》(Hunting the Elements)的一集,做了一项和英国皇家化学学院完全相同的研究,计算出人身体内基本组成要素的总价值是168美元。
在科普的道路上,我才刚刚开始!有你们的支持才是我持续更新的动力。当我的文章被阅读时,我会很高兴,因为我夜以继日地调阅各种文献,实际上很耗费精力。但是,有了你们的支持、陪伴和转发,我就觉得特别满足!
谢谢每一位阅读过我文章的朋友,祝你们一切顺利、身体健康!
在五金店里,我们可以买到构成人体的所有化学物质,不要惊讶,真的有人这么干了。在2013年的剑桥科学节上,来自皇家化学学会的科学家计算了构建演员本尼迪克特·康伯巴奇必需的所有元素要花多少钱。
根据皇家化学学会的计算(详见学会官网),构建一个人需要59种元素。其中6种——碳、氧、氢、氮、钙和磷——占了我们身体的99.1%(称之为常量元素),其余的大部分元素是由微量元素钼、钒、锰、锡和铜等组成了我们身体所需,我们人类对部分元素的需求量其实非常少,只能以百万分之几,甚至十亿分之几来度量。例如,身体中每出现999,999,999又1/2个其他所有原子,其中就只有20个钴原子[2]和30个铬原子。
人体里最多的成分是氧,占可用空间的61%。所以说,几乎2/3的我们是由这种无味气体组成的,这似乎有点违反我们的常识。我们之所以不像气球那么飘浮,原因是身体里的氧跟氢相结合后,构成了水(氢占10%),而水的重量也不轻。你试试下雨天穿着衣服走在大街上,或穿着衣服游泳,你就知道水有多沉了。自然界中最轻的两种东西——氧和氢——组合成了一种很重的东西,这个事实可能大多数人都不知道(对化学一无所知的人),但这就是你作为人的本质。
氧和氢也是我们体内较为廉价的两种元素。据皇家化学学会的描述:假设你的体形跟本尼迪克特·康伯巴奇相当,你体内的氧价值8.90英镑(按当年的成本约等于73人民币),氢价值16英镑多一点(按当年132人民币)。身体面的氮(占2.6%)单价更高,但按体内的含量,仅值27便士。
听到这里,你会不会觉得很惊讶“觉得完美很廉价”?但这却是由权威机构皇家化学学会测算的结果。讲到这里,不由让我想起我国的一句古语“物以稀为”,这句能深刻概括构成我们身体的常量化学元素为什么这么便宜,即便一个普通的没学过经济学人人都能理解,这里我就不占用篇幅了。
从整个成本结构看,在构成人体所需的所有元素中,微量元素是最昂贵的。
为了方便国人的阅读体验,接下来涉及钱的部分,我会用人民币标价。根据英国皇家化学学会的数据,你需要大约13.6千克的碳,花费367490元成本购买,并且各种元素只用纯度最高的那种。英国皇家化学学会是不可能用便宜货来造人的。钙、磷和钾,虽然需要的量极少,但它们会让你的价值再增加389888元人民币。其余的大多数元素,每单位体积的价值更加昂贵,好在你只需要很微小的分量。钍的价格差不多是每克16591元,但因为它只构成了你的0.0000001%,所以,按你的身体所需,你用1.7元就能买到。你需要的所有锡,价值0.33元,而锆和铌只花你0.16元。0.000000007%的你是钐,但它显然都不值得你花钱,在皇家化学学会的账本上,它的登记费用是0.00英镑!
在我们体内发现的59种元素里,有24种传统上被称为“基本元素”,因为我们没有它们是不行的。其余的则好坏参半:有些是有益的;有些也许有益,但科学家们还说不准是哪些方面的有益;其他的既不有害也不有益,只是搭了个便车;只有极少的几种是彻底的坏家伙。例如,镉是体内最常见的第23种元素,占你体重的0.1%,但毒性严重。我们拥有它不是因为身体渴望它,而是因为它通过土壤进入了植物,而我们食用植物时也顺便摄入了它。日常生活中,蔬菜水果是我们必不可少的,你可能每天会摄入大约80微克的镉,但它对人体来说并没有半点好处。
人体在元素水平上的绝大部分运作方式,都是科学家们至今仍在研究的课题。把你体内几乎所有的细胞抽出来,它们还包含了100多万个硒原子,我们现在知道,硒能制成两种重要的酶,高血压、关节炎、贫血、某些癌症都与缺少硒有关,甚至还可能使精子数量减少。因此,多食用一些硒(坚果、全麦面包和鱼类,是很有必要的(这些食物中的硒很丰富),但是,如果摄入过多的话,你的肝脏会受到无可挽回的毒害。所以,在饮食方面,我需要找到一种平衡,特别是营养类物质,摄入过多未必是件好事。
总的来说,按皇家化学学会的说法,构建一个全新人类的全部成本(以本尼迪克特·康伯巴奇为样板)约为800904人民币。当然,劳动力和增值税会进一步提高成本。用不到1659100人民币换一个能带回家的本尼迪克特·康伯巴奇,应该是个很合理的价格——考虑到这是个人,所以不能算一笔大钱。据说,2012年,美国电视网PBS在老牌科学节目《新星》(Nova)里播出了名为《寻找元素》(Hunting the Elements)的一集,做了一项和英国皇家化学学院完全相同的研究,计算出人身体内基本组成要素的总价值是168美元。
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