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所谓的新能源汽车一定环保吗?
新能源,汽车,电池所谓的新能源汽车一定环保吗?
发布时间:2019-02-08加入收藏来源:互联网点击:
所谓的新能源汽车一定环保吗?
回答于 2019-09-11 08:43:50
回答于 2019-09-11 08:43:50
首先,摆明自己的观点:针对中国国情和发展情况,现在的新能源车并不比内燃机汽车更环保;但是未来,新能源车一定能做到比内燃机汽车更环保。
这里先作出两个定义,一个是新能源车,另一个是环保。对于新能源车的定义,我们在2019年先姑且不考虑燃料电池汽车这种几乎还没有量产的氢能源汽车,那新能源车主要为两类:混动(包括插电混动plug-in)和纯电动汽车,那所对应的一面就是内燃机的传统汽车了。衡量环保与否的一个重要就是碳排量。这里的碳排量,不仅仅指的是汽车行驶过程中的碳排量,更是整个产业链中所产生的碳排量总和,包括了:能源转化、汽车生产、基础设施建设(比如加油站或者是充电桩)等等。另外还包括材料的可回收,污染性等等,上海垃圾分类这么火,那汽车属于什么垃圾呢?抖个机灵,这些后面我也会提到。
好了,那现在我们先从传统汽车,也就是内燃机汽车说起。我们都知道,汽油车有个变速箱。那为什么汽油车需要这个变速箱呢?让我们看图说话吧。
这张图反映了内燃机扭矩、燃油经济性和转速三者之间的关系。从红线可以看到,发动机扭矩在2500-3000转左右达到了峰值;而这些等高线则可以表明,如果保持发动机扭矩不变,也就意味着负载不变,那最省油的转速区间在2000转左右。所以变速箱的作用就是可以让马儿跑得好,又让马儿草吃得少。近几十年来,无数汽车工程师都致力于如何让内燃机的效率更高,更好的燃油雾化效果,可变节气门控制发动机的进气和排气,更好的变速箱,甚至是正在研究的发动机内喷水技术,让同马力的汽车相比于10年前大约下降了20%的油耗。那现在内燃机效率最高能达到多少呢?40%。记住这个数字,之后我们还会拿来比较。
现在我们来看看电机。一样,我们先来看图说话:
这张图一样是反映了电动机扭矩、效率和转速之间的关系。我们可以看到,在低速情况下,电动机已经能达到最大扭矩。也就是说,同马力条件下,电动车的起步可以甩内燃机汽车大概10086条街;另外,电动机在中低速下效率可以达到90%以上,不过高速时效率就会降到60%左右了,相比于内燃机就没有多大优势了。
那知道了内燃机和电动机的特性之后,混合动力汽车就孕育而生了。普通的混合动力利用发动机在高效率工况下给电池充电。而增程式plug-in混动可以额外用外接电源给电池充电。起步用电机,高速用发动机,那效率岂不是美滋滋?配合制动能量回收系统,刹车还能给电机充电,又能节省10%-15%的能源。所以说,混合动力汽车是一定能比内燃机汽车效率更高的,同样的,碳排放更少也就意味着更环保。
当我们扔掉了内燃机,纯电动汽车是不是效率会更好呢?如果单从行驶过程来看,答案无疑是肯定的:电动机效率最差也有个50%-60%,刚才说的制动能量回收又能提高效率,怎么也比最高效率只有40%的内燃机强吧。但是是否有想过,电,是从哪里来的呢?这里,我从国外文献里找到了一组数据:
2016年,中国煤炭发电总量占到了总发电量的58%,哪怕到了2040年,这一比例依然高达32%。那煤炭发电的效率是多少呢?来看下面这组数据:
基本上可以说,火力发电效率的天花板也就是40%了。怎么样,这个40%是不是很熟悉?烧汽油,变成汽车行驶的动力,效率最高40%;现在烧煤,变成电,再通过电动机变成汽车行驶的动力,效率就得在40%再打个八折了。虽然煤炭不是发电的唯一来源,但是看到这里,我想也能对电动车实际的效率有个数了吧。那效率和碳排放基本上是成正比的。内燃机汽车,现在都要符合国五、国六排放标准,那煤炭发电呢?烧煤产生的碳排放,真的会明显少于烧汽油所产生的碳排放吗?就暂且不算上额外的充电桩建设、电池组生产等等所产生的碳排放,我想每个人心中都已经有了答案。最后再上一个图:
ICV,HEV,BEV分别表示了内燃机汽车、混动汽车和纯电动汽车。我们可以看到,中国的纯电动汽车,在算上能源生产之后,碳排放明显高于内燃机汽车和混动汽车。不过,如果能合理调整发电结构,例如上图中的北欧国家瑞典。由于地广人稀,所以瑞典的主要发电方式为风力发电。利用可再生能源发电可以很大程度的减少碳排放,所以在瑞典,电动车可以真正做到几乎0排放。
此外,电池的污染也是一个不能忽略的方面。现在国内电动车发展也就是差不多10个年头,还没有涉及到电动车报废和电池报废等一系列问题。小时候老师都告诉我们,一节5号电池就可以污染很大一片土地,更何况是数百公斤重的汽车电池。这些垃圾日后怎么处理也值得人们去思考。
作个总结,混合动力汽车本质上来看可以看作是内燃机汽车的效率升级版,可以减少碳排放也就更环保。而国家的发电结构决定了电动车的碳排放,在未来,随着火力发电的比重越来越低,可再生能源越来越多的利用,可以真真正正的降低电动汽车的碳排放。另外,可回收电池技术在未来应该能有充分的发展,电动汽车电池的再利用可以解决电池污染的问题。两方面结合才能真正做到新能源汽车的环保。
回答于 2019-09-11 08:43:50
至少这两样都可以集中治理,每辆车都在排尾气怎么治理。
回答于 2019-09-11 08:43:50
新能源是能降低污染,但是后期电池如何处理,在哪处理,问题很大的
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