我们先来看一看电动汽车的基本工作原理:蓄电池--电流--电力调节器--电动机--动力传动系统--驱动汽车行驶。
我们可以看见,电动汽车的行驶依然是个化学能转化为动能的过程。不过它用一个蓄电池代替了整个发动机来为汽车提供驱动能源而已。那么问题也就来了,汽车的能源来自于汽油等化石燃料,所以有了废气的排放,那电动汽车的能源电是怎么来的呢?
电当然是发电厂发的。那发电厂又是用什么来发电的呢?我们来看一看中国的电力结构。
2015年全年全国绝对发电量56184亿千瓦时。其中,火电绝对发电量42102亿千瓦时,我们使用的电力大部分都来自于火力发电。占比第二的水电其每年的装机容量是固定的,无法生产更多电力。其他的发电装机容量基本上也是固定的。在这种情况下,要想增加发电量,就只能用火力发电。电动汽车所用的电,就是火力发的电。
在中国,火力发电的燃料绝大部分是煤炭。这也就意味着路透社的报道没错,电动汽车是在变相的烧着煤炭。在中国,平均供电煤耗320克/度,发一度电需要煤炭320克。燃烧一千克标准煤,2.493千克二氧化碳,0.68千克碳,0.68千克粉尘,0.075千克二氧化硫,0.0375千克氮氧化物。
如果你开电动车跑了十五公里,用了三度电,那你基本上就用了一千克煤,排放量就达到了燃烧1千克煤产生的废气。
电动车和汽油车的对比
“三度电,一升油”。给大家解释一下这个说法是怎么来的。一度电的能量是1000w的功率做功一小时及3.6MJ,三度电10.8MJ。汽油的热值46MJ/kg,汽油密度0.75kg/L,一升汽油的热量34.5MJ。电动机效率90%以上,汽油机30%左右,一升汽油有用功10.35MJ,基本和三度电的有用功相等。
发三度电,平均耗煤0.96千克,我们近似地看做一千克煤。燃烧一千克煤,排放2.493千克二氧化碳。燃烧一千克汽油,排放2.25千克二氧化碳,燃烧一升汽油排放1.69千克二氧化碳。毫不夸张地说,用电的排放要高于汽油。加上燃烧煤炭的其他污染物如粉尘、二氧化硫等要高于汽油,用电比用油更破坏环境。
然后,我们来进行能量转化效率的对比。能量转化效率简单说就是有用功除以总功,就是拿来推动汽车运动的能量除以你总的消耗的能量。目前,汽油机的能量转化效率只有30%左右,而高效电机的能量转化效率能达到90%以上。
但是电力传输的过程中也有不可避免的损耗,在我国,现有的电网传输系统在传输过程损耗约8%-10%,在充电的时候也有能量的损耗,而煤炭发电的能量转化效率在40%左右。
同时汽油也是需要提炼的,笔者实在没找到提炼石油需要多少能量,但也是用煤炭来提供能量的。姑且算作提炼需要损耗10%的能量吧。
综合来看,汽油车的总的能量利用率在25%-30%之间,电动车的能量总利用率在30%-35%之间,电动车的总效率要比汽油车的总效率高。考虑到煤炭对环境的污染更大,电动车对环境的污染不见得比汽油车小。
下面,我们来比较一下主流的电动汽车和汽油车的碳排放:
特斯拉model s 70和雷克萨斯es 200。特斯拉model s 70,车重2.1吨,电池容量70KWh,续航里程420公里,实际在350公里左右,大约每百公里耗电大约20KWh。
雷克萨斯es 200,工信部油耗6.9L/100Km。20KWh电耗煤6.4Kg,二氧化碳排放量15.96Kg。6.9L汽油,二氧化碳排放量11.66Kg。
就算加上提炼汽油的能耗,在排放上汽油车仍有优势。虽然两车重量有差距,但二者用途基本相同,较大的车重,是目前电动车必须承受的代价。更高的车重,就意味着更大的能耗,更大的排放。
所以,在实际使用中,电动汽车的排放也是高于汽油车的。
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