电动汽车真的节能环保吗?

电动汽车是未来吗?其实真的未必如此。本人作为一个暖通科班出身,从能源知识的角度上来分析分析。首先扔出结论,电动汽车在当下不环保也不节能,在未来环保但是不节能。因此未必是将来的唯一选择。具体待我细细道来。

首先要明确一个知识点,就是节能和环保很多时候并不是画等号的。举个简单的例子就能理解,一辆老式的摩托车,和一辆新式的汽车。摩托车显然能耗低得多,但是排放上可就真心不环保了。我们经常把两个话题放在一起,只能说明这两件事情都是大家日常生活都狠重要的追求而已。

好了,说完了环保牌,那么说节能的话题了。这个还真得我们专业的人来聊聊。首先,大家目前对电动车的印象就是里程成本低,充电的状态下,一公里成本几分钱到一两毛钱不等。而目前内燃机效率最高的比亚迪dmi混动,至少成本也是2毛钱一公里起步。所以,从节能的角度上来说,好像是电池车赢了。其实这是一个误区,因为能源的费用是不等价的。电费我们20年没怎么涨价,是宏观上刻意调整的结果,并不是市场化竞争的结果。民用电的成本其实是低于市场价值的。而汽油是高税收包含了养路费的。这么比较一下,自然就差距出来了。所以,能源成本和能源的消耗量并不能画上等号。

那么我们还是来正正经经算算能耗吧。我们稍微简化一下,我们把能耗的起点算在燃料那一级别,比如怎么精炼煤,怎么炼油就不算了。火电厂的能源效率是40%以上,发出来的电再进过充电储存到电池中再拿出来使用,姑且算个8折,那么也就是30%的转化率。电动机的好处就在于在不同状态下效率不会差别很大。而内燃机就差别大了去了。内燃机在高效区域可以有接近40%的热效率,但是一旦在怠速的时候,那效率低得没法看。大家开车的人应该有经验,在通畅的高架上开出百公里4到5升的油耗,但是在极度拥堵的时候,百公里超过20升也未必。但有了高效混动的加持,其实燃油车和电动车的效率也就是差不多的水平,谁也别笑话谁。

但是,动力并不是耗能的唯一诉求,车辆还有一个诉求就是空调。算上空调,尤其是冬季空调的话,那就是另外一个世界了。刚才算的电动车能耗的时候,是没有算冬天电池效能下降的,也没有考虑冬季加热需求的。加上了之后,那电动车的效率就极度堪忧了。这个在能源行业有一个名字叫热电联产。一般的火电厂的综合效率是60%到70%,这多出来的部分是啥呢?就是余热的利用。发电产生的热量生成热蒸汽或者热水,向周边的工厂或者居民区提供热源。同样的一份燃料,经过两次利用,综合效率就上去了。而电池车则没有这个好处,不管是行进的动力还是取暖用的热量,都需要从电池储存的能量去取。即便是未来电池技术升级,冬天损耗问题解决了。那么效率依然是突破不了30%的天花板。但是内燃机的余热利用,综合效率是肯定比刚才算下来的30%~40%高的。

毕竟我们的气候是以温带大陆季风性气候为主,普遍都有一个冻死人的冬天。冬天工况是不可能不考虑的。另外,你以为夏天电池车就不吃亏吗?其实,还有一个技术这几十年一直在努力只是还没有突破,叫做冷热电三联产。用余热其实是可以制冷的,只是效率还没有上来。如果这个技术在将来可以突破的话,内燃机车在夏天也会比纯电池车有明显的优势。是的,这可不是我乱说的。大家去看看清华大学出版的《工程热力学》,那里面在20多年前就介绍了用热来驱动的吸附式空调,这个当时就是为了在汽车上使用而研发的。不过一直没有达到商用的程度而已,但谁说未来不行呢?

所以,综合来说,随着今年国产品牌在混动技术上的全面开花,燃油车综合上比电动车节能已经成为现实。而且随着科技的发展,未来混动车型的节能效果会比一般的电池车更明显。毕竟混动车的主要优势在于把能源的一次转化过程放在了车辆上,因此可以充分得利用余热作文章。这是纯电车完全不可比拟的优势。当然,我不是一定要和目前的纯电车大趋势唱反调,发展电动车还是非常有必要的。而且,石油毕竟是不可再生资源,尽管效率可能更高,但是我们也得想办法摆脱依赖啊。所以这个话题还有下集,我会一一解释。

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