電動(dòng)汽車(chē)與汽油車(chē)的排放對(duì)比:用電池就有優(yōu)勢(shì)嗎?
點(diǎn)擊:1083
A+ A-
所屬頻道:新聞中心
一直以來(lái)電動(dòng)汽車(chē)在大家的心中都是零排量的,它以車(chē)載電源為動(dòng)力,用電機(jī)驅(qū)動(dòng)車(chē)輪行駛,在此過(guò)程中沒(méi)有化石燃料的燃燒,自然也就不會(huì)排出廢氣,因此得到了各國(guó)政府的鼓勵(lì)和支持,尤其在中國(guó),更是獲得了各級(jí)財(cái)政的巨額補(bǔ)貼。
但是最近,海外媒體發(fā)表多篇評(píng)論,質(zhì)疑電動(dòng)汽車(chē)尤其是中國(guó)電動(dòng)車(chē)的環(huán)保性,其中外媒的報(bào)道具有代表性,指出:“以燃煤為主要發(fā)電模式的中國(guó),如果電動(dòng)汽車(chē)激劇增加,可能不是減少霧霾,而是加重霧霾,惡化大氣環(huán)境。”而日本馬自達(dá)“創(chuàng)馳藍(lán)天”之父--人見(jiàn)光夫更是直接指出“電動(dòng)汽車(chē)環(huán)保”就是個(gè)偽命題,因?yàn)榧词乖诿弘姳壤龢O低的日本,發(fā)電排放的二氧化碳,也比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)的排放嚴(yán)重得多。
事實(shí)真是如此嗎?孰是孰非,筆者試圖通過(guò)電動(dòng)車(chē)和汽油車(chē)的排放對(duì)比,探其究竟。
電動(dòng)汽車(chē)的廢氣排放
我們先來(lái)看一看電動(dòng)汽車(chē)的基本工作原理:蓄電池--電流--電力調(diào)節(jié)器--電動(dòng)機(jī)--動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)--驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。
我們可以看見(jiàn),電動(dòng)汽車(chē)的行駛依然是個(gè)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能的過(guò)程。不過(guò)它用一個(gè)蓄電池代替了整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)為汽車(chē)提供驅(qū)動(dòng)能源而已。那么問(wèn)題也就來(lái)了,汽車(chē)的能源來(lái)自于汽油等化石燃料,所以有了廢氣的排放,那電動(dòng)汽車(chē)的能源電是怎么來(lái)的呢?
電當(dāng)然是發(fā)電廠發(fā)的。那發(fā)電廠又是用什么來(lái)發(fā)電的呢?我們來(lái)看一看中國(guó)的電力結(jié)構(gòu)
2015年全年全國(guó)絕對(duì)發(fā)電量56184億千瓦時(shí)。其中,火電絕對(duì)發(fā)電量42102億千瓦時(shí),我們使用的電力大部分都來(lái)自于火力發(fā)電。占比第二的水電其每年的裝機(jī)容量是固定的,無(wú)法生產(chǎn)更多電力。其他的發(fā)電裝機(jī)容量基本上也是固定的。在這種情況下,要想增加發(fā)電量,就只能用火力發(fā)電。電動(dòng)汽車(chē)所用的電,就是火力發(fā)的電。
在中國(guó),火力發(fā)電的燃料絕大部分是煤炭。這也就意味著路透社的報(bào)道沒(méi)錯(cuò),電動(dòng)汽車(chē)是在變相的燒著煤炭。在中國(guó),平均供電煤耗320克/度,發(fā)一度電需要煤炭320克。燃燒一千克標(biāo)準(zhǔn)煤,2.493千克二氧化碳,0.68千克碳,0.68千克粉塵,0.075千克二氧化硫,0.0375千克氮氧化物。
如果你開(kāi)電動(dòng)車(chē)跑了十五公里,用了三度電,那你基本上就用了一千克煤,排放量就達(dá)到了燃燒1千克煤產(chǎn)生的廢氣。
看見(jiàn)這火電廠的巨大煙囪,你還認(rèn)為電動(dòng)汽車(chē)是零排放嗎?
電動(dòng)車(chē)和汽油車(chē)的對(duì)比
“三度電,一升油”。給大家解釋一下這個(gè)說(shuō)法是怎么來(lái)的。一度電的能量是1000w的功率做功一小時(shí)及3.6MJ,三度電10.8MJ。汽油的熱值46MJ/kg,汽油密度0.75kg/L,一升汽油的熱量34.5MJ。電動(dòng)機(jī)效率90%以上,汽油機(jī)30%左右,一升汽油有用功10.35MJ,基本和三度電的有用功相等。
發(fā)三度電,平均耗煤0.96千克,我們近似地看做一千克煤。燃燒一千克煤,排放2.493千克二氧化碳。燃燒一千克汽油,排放2.25千克二氧化碳,燃燒一升汽油排放1.69千克二氧化碳。毫不夸張地說(shuō),用電的排放要高于汽油。加上燃燒煤炭的其他污染物如粉塵、二氧化硫等要高于汽油,用電比用油更破壞環(huán)境。
然后,我們來(lái)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)化效率的對(duì)比。能量轉(zhuǎn)化效率簡(jiǎn)單說(shuō)就是有用功除以總功,就是拿來(lái)推動(dòng)汽車(chē)運(yùn)動(dòng)的能量除以你總的消耗的能量。目前,汽油機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率只有30%左右,而高效電機(jī)的能量轉(zhuǎn)化效率能達(dá)到90%以上。但是電力傳輸?shù)倪^(guò)程中也有不可避免的損耗,在我國(guó),現(xiàn)有的電網(wǎng)傳輸系統(tǒng)在傳輸過(guò)程損耗約8%-10%,在充電的時(shí)候也有能量的損耗,而煤炭發(fā)電的能量轉(zhuǎn)化效率在40%左右。同時(shí)汽油也是需要提煉的,筆者實(shí)在沒(méi)找到提煉石油需要多少能量,但也是用煤炭來(lái)提供能量的。姑且算作提煉需要損耗10%的能量吧。綜合來(lái)看,汽油車(chē)的總的能量利用率在25%-30%之間,電動(dòng)車(chē)的能量總利用率在30%-35%之間,電動(dòng)車(chē)的總效率要比汽油車(chē)的總效率高。考慮到煤炭對(duì)環(huán)境的污染更大,電動(dòng)車(chē)對(duì)環(huán)境的污染不見(jiàn)得比汽油車(chē)小。
下面,我們來(lái)比較一下主流的電動(dòng)汽車(chē)和汽油車(chē)的碳排放
特斯拉model s 70和雷克薩斯es 200。特斯拉model s 70,車(chē)重2.1噸,電池容量70KWh,續(xù)航里程420公里,實(shí)際在350公里左右,大約每百公里耗電大約20KWh。雷克薩斯es 200,工信部油耗6.9L/100Km。20KWh電耗煤6.4Kg,二氧化碳排放量15.96Kg。6.9L汽油,二氧化碳排放量11.66Kg。就算加上提煉汽油的能耗,在排放上汽油車(chē)仍有優(yōu)勢(shì)。雖然兩車(chē)重量有差距,但二者用途基本相同,較大的車(chē)重,是目前電動(dòng)車(chē)必須承受的代價(jià)。更高的車(chē)重,就意味著更大的能耗,更大的排放。
所以,在實(shí)際使用中,電動(dòng)汽車(chē)的排放也是高于汽油車(chē)的。
特斯拉model s
電動(dòng)車(chē)普及之路任重而道遠(yuǎn)
雖然近年來(lái)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展得很快,但很明顯,電動(dòng)汽車(chē)仍處于發(fā)育期,從其尚不完全成熟的技術(shù)和較低的市場(chǎng)銷(xiāo)量就能看出。電動(dòng)汽車(chē)優(yōu)點(diǎn)突出,缺點(diǎn)也非常明顯。對(duì)比汽油機(jī)車(chē),電動(dòng)車(chē)的行駛成本太低了,我們就以三度電一升油來(lái)計(jì)算,汽油價(jià)格5.51元/升(比起前幾年動(dòng)輒8塊的油價(jià),已經(jīng)很低了)。三度電1.71元,對(duì)比油價(jià),依然優(yōu)勢(shì)巨大。
其一,由于其技術(shù)并不太成熟,導(dǎo)致成本居高不下,大量的成本被用在了電池上。比如特斯拉model s的電池,就是由超過(guò)7000顆18650電池組成,市售的10000毫安時(shí)移動(dòng)電源就是由4-5節(jié)18650電池提供電源。在中國(guó),一顆松下18650電池的售價(jià)在30元左右,照這個(gè)價(jià)格,該電池的電芯成本就超過(guò)27萬(wàn)元。當(dāng)然特斯拉的成本不會(huì)這么多,但其電池的成本價(jià)至少也是 5-10萬(wàn)元。而這高昂的電池成本換來(lái)的不過(guò)是數(shù)百次的充放電,當(dāng)電池的使用壽命到頭后,車(chē)主還得花錢(qián)更換電池。電動(dòng)車(chē)高昂的成本讓它無(wú)法和同價(jià)位的汽油車(chē)競(jìng)爭(zhēng),即使有國(guó)家和政府的補(bǔ)貼。
特斯拉model s巨大的電池
其二,電池帶來(lái)的重量增加。這一點(diǎn)不用贅述,7000節(jié)電池帶來(lái)的直接結(jié)果是電池總重高達(dá)900公斤,國(guó)產(chǎn)比亞迪e6的電池也接近一噸種。重量的增加也許會(huì)增加駕駛的穩(wěn)定,但同時(shí)也會(huì)帶來(lái)能耗的增加。
其三,充電的問(wèn)題,中國(guó)的充電樁仍快速地建設(shè),但遠(yuǎn)未達(dá)到普及的地步。開(kāi)著一輛隨時(shí)都可能熄火的車(chē)在街上亂逛,兩眼發(fā)綠地尋找著空的充電樁,這也許就是電動(dòng)車(chē)主的真實(shí)寫(xiě)照,所以,電動(dòng)車(chē)普及之路任重而道遠(yuǎn)。
總結(jié)
到目前為止,電動(dòng)汽車(chē)遠(yuǎn)沒(méi)有對(duì)內(nèi)燃機(jī)車(chē)形成優(yōu)勢(shì)。在我國(guó),電動(dòng)汽車(chē)的“排放”與汽油車(chē)基本持平,不過(guò),在粉塵、硫化物、氮氧化物的排放方面甚至超過(guò)了汽油車(chē)。
那么,國(guó)家對(duì)電動(dòng)車(chē)的補(bǔ)助政策實(shí)際上不就是在變相地鼓勵(lì)大家破壞環(huán)境嗎?其實(shí)國(guó)家在戰(zhàn)略上怎么會(huì)如此短視。隨著我國(guó)新能源技術(shù)的發(fā)展,尤其是核電的發(fā)展,會(huì)為電力的供應(yīng)提供更環(huán)保的解決方案。到時(shí),隨著技術(shù)的成熟,新能源汽車(chē)將會(huì)引領(lǐng)一股新的潮流。如果到那個(gè)時(shí)候再去發(fā)展電動(dòng)汽車(chē),未免晚了吧。
(審核編輯: 滄海一土)
分享