03.04 电动汽车环保概念解析:电来自哪里?

本篇讨论内容为:电动汽车是否环保,增程技术与火力发电的合理性

电动汽车分为两大类型,第一类是纯电动汽车,第二类为增程式电动汽车。解析车辆能量的来源首先要排除增程式,因为这种动力系统比较特殊,适合的车型也比较小众,且只能作为过渡期内的过渡产品。本篇分两节解析两类车型。


第一节:增程式电动汽车的“电”“油”“氢”

增程式电动车首先是电动汽车,车辆的动力系统与储能系统均与普通电动车不无二致。运行的模式是由动力电池组为电动机供电,电流在电机内形成电磁场与永磁体互斥驱动转子运转,也就是输出转矩并转化为动力。原理非常简单,特点在于如何实现长续航。


此类车日常代步仍采用纯电模式,续航里程在100公里左右可满足短途通勤;长途驾驶则主要以增程式为主,所谓增程其本质是“增电”——行驶中发电。

普及率最高的是燃油动力增程式商用汽车,以中大型客车(大巴)为主。电驱系统不发生任何变化,另增加一组内燃机与发电电机的组合。车辆行驶中内燃机只用以发电,电流源源不断输送至电池组,车辆仍以电力驱动。这种模式要比内燃机直驱的燃油车更节能,因为内燃机驱动车辆对排量(动力)有严格要求,而只用以发电则能有节油的小排量发动机恒功率运行。量产车中可参考L6000型中卡,该车燃油版内燃机排量超6L,而增程版的双缸内燃机只有1.2L,省油没有争议。



普及率最低的是氢燃料增程式电动汽车,以小微型载客汽车为主。这类车有两个电池组,其一为常规的动力电池组,其二为用以发电的燃料电池堆。所谓燃料电池本质是一个组“化学发电器”,与内燃机增程系统的动态发电产生的结果相同,但是发电过程中的损耗太大。发电20kwh约需要消耗1升氢燃料,利用电解制造一升氢燃料需要消耗约60kwh的电,倍数级的损耗决定了这种愚蠢的系统不会普及,全球范围内氢燃料汽车保有量低到可以忽略不计。


综上所述,增程式电动汽车的能源有三种:电,油,氢,不过最终都会转化为电能驱动车辆行驶。这类车的出现主要是因动力电池的制造成本过高,导致量产车的续航里程不能满足各车型的需求;出于对成本控制的需求所以催生出这种混动增程车,但是电动汽车最终会摆脱这些增程器。原因为电池类型的丰富不断降低制造成本,未来还有可能普及无线有有线充电道路,利用道路可以实现电动汽车的无限续航。


第二节:电动汽车的电来自哪里?

很多人认为电动汽车并不环保,因为发电也会产生排放。这种思维方式的基础是只了解传统的火力发电,而且对火力发电的清洁程度一无所知。火力发电不否认是存在排放的,但是强制火电站装备的脱硫脱硝去粉尘蒸汽轮机已经做到了相对清洁(比汽车尾气排放影响小),火电站的每个“烟囱”上都会有PM2.5检测设备,设备的数据反馈直接到最高层,电厂是连拆修的权利都没有的,所以火电站并没有想象中的排放高,这点从火电站周边近年来飘散物的大幅降低即可印证。


重点-火力发电占比在逐年下降,目前火力发电的占比已经低于70%,剩余30%多则为清洁能源发电。比如风力发电、水力发电、光伏发电、核电站以及少量地热能与潮汐能发电,这些能源是从自然界直接获取,源源不断且用之不竭,同时发电过程中没有排放。所以这些发电方式是环保的,且电动汽车现有保有量的耗电量还远远不足新能源发电总量十分之一;这些车辆大多又是在夜间充电,对于调控恒定发电量的新能源峰谷电耗有很重要的意义,其次电动汽车还能推动新能源发电量的增长。


汽车的动力电池与传统燃油车使用的“电瓶”不是同一概念,电瓶用到异常放电就算报废了,铅酸电瓶还存在很严重的污染。而汽车使用的镍、钴、锰、锂、磷、铁等主要物质并不属于重金属,对于环境的影响远远低于铅;且这些电池在汽车使用之后还有二次利用的价值——在电力领域当作储能电池使用,使用周期平均30~50年。电动汽车的动力电池在溯源平台的管控下,电池会源源不断地送入电力领域,储能障碍不断被突破则可以加速新能源发电的增长,实现逐步取代传统火电站以实现最终的清洁电能。


总结:电动汽车的电最终会实现零排放,现阶段则为车辆终端零排放。增程式电动汽车以及普通的并联式插电混动汽车属于过渡类型,在电池技术成熟以及配套道路建设完备后,纯电动汽车会是最终形态。


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