03.04 電動汽車環保概念解析:電來自哪裡?

本篇討論內容為:電動汽車是否環保,增程技術與火力發電的合理性

電動汽車分為兩大類型,第一類是純電動汽車,第二類為增程式電動汽車。解析車輛能量的來源首先要排除增程式,因為這種動力系統比較特殊,適合的車型也比較小眾,且只能作為過渡期內的過渡產品。本篇分兩節解析兩類車型。

電動汽車環保概念解析:電來自哪裡?



第一節:增程式電動汽車的“電”“油”“氫”

增程式電動車首先是電動汽車,車輛的動力系統與儲能系統均與普通電動車不無二致。運行的模式是由動力電池組為電動機供電,電流在電機內形成電磁場與永磁體互斥驅動轉子運轉,也就是輸出轉矩並轉化為動力。原理非常簡單,特點在於如何實現長續航。

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此類車日常代步仍採用純電模式,續航里程在100公里左右可滿足短途通勤;長途駕駛則主要以增程式為主,所謂增程其本質是“增電”——行駛中發電。

  • 普及率最高的是燃油動力增程式商用汽車,以中大型客車(大巴)為主。電驅系統不發生任何變化,另增加一組內燃機與發電電機的組合。車輛行駛中內燃機只用以發電,電流源源不斷輸送至電池組,車輛仍以電力驅動。這種模式要比內燃機直驅的燃油車更節能,因為內燃機驅動車輛對排量(動力)有嚴格要求,而只用以發電則能有節油的小排量發動機恆功率運行。量產車中可參考L6000型中卡,該車燃油版內燃機排量超6L,而增程版的雙缸內燃機只有1.2L,省油沒有爭議。


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  • 普及率最低的是氫燃料增程式電動汽車,以小微型載客汽車為主。這類車有兩個電池組,其一為常規的動力電池組,其二為用以發電的燃料電池堆。所謂燃料電池本質是一個組“化學發電器”,與內燃機增程系統的動態發電產生的結果相同,但是發電過程中的損耗太大。發電20kwh約需要消耗1升氫燃料,利用電解制造一升氫燃料需要消耗約60kwh的電,倍數級的損耗決定了這種愚蠢的系統不會普及,全球範圍內氫燃料汽車保有量低到可以忽略不計。


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綜上所述,增程式電動汽車的能源有三種:電,油,氫,不過最終都會轉化為電能驅動車輛行駛。這類車的出現主要是因動力電池的製造成本過高,導致量產車的續航里程不能滿足各車型的需求;出於對成本控制的需求所以催生出這種混動增程車,但是電動汽車最終會擺脫這些增程器。原因為電池類型的豐富不斷降低製造成本,未來還有可能普及無線有有線充電道路,利用道路可以實現電動汽車的無限續航。

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第二節:電動汽車的電來自哪裡?

很多人認為電動汽車並不環保,因為發電也會產生排放。這種思維方式的基礎是隻瞭解傳統的火力發電,而且對火力發電的清潔程度一無所知。火力發電不否認是存在排放的,但是強制火電站裝備的脫硫脫硝去粉塵蒸汽輪機已經做到了相對清潔(比汽車尾氣排放影響小),火電站的每個“煙囪”上都會有PM2.5檢測設備,設備的數據反饋直接到最高層,電廠是連拆修的權利都沒有的,所以火電站並沒有想象中的排放高,這點從火電站周邊近年來飄散物的大幅降低即可印證。

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重點-火力發電佔比在逐年下降,目前火力發電的佔比已經低於70%,剩餘30%多則為清潔能源發電。比如風力發電、水力發電、光伏發電、核電站以及少量地熱能與潮汐能發電,這些能源是從自然界直接獲取,源源不斷且用之不竭,同時發電過程中沒有排放。所以這些發電方式是環保的,且電動汽車現有保有量的耗電量還遠遠不足新能源發電總量十分之一;這些車輛大多又是在夜間充電,對於調控恆定發電量的新能源峰谷電耗有很重要的意義,其次電動汽車還能推動新能源發電量的增長。

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汽車的動力電池與傳統燃油車使用的“電瓶”不是同一概念,電瓶用到異常放電就算報廢了,鉛酸電瓶還存在很嚴重的汙染。而汽車使用的鎳、鈷、錳、鋰、磷、鐵等主要物質並不屬於重金屬,對於環境的影響遠遠低於鉛;且這些電池在汽車使用之後還有二次利用的價值——在電力領域當作儲能電池使用,使用週期平均30~50年。電動汽車的動力電池在溯源平臺的管控下,電池會源源不斷地送入電力領域,儲能障礙不斷被突破則可以加速新能源發電的增長,實現逐步取代傳統火電站以實現最終的清潔電能。

電動汽車環保概念解析:電來自哪裡?



總結:電動汽車的電最終會實現零排放,現階段則為車輛終端零排放。增程式電動汽車以及普通的並聯式插電混動汽車屬於過渡類型,在電池技術成熟以及配套道路建設完備後,純電動汽車會是最終形態。

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