閑談能源電車和環保

來源: Duckmaster 於 2021-11-25 12:07:53 [檔案] [博客] [舊帖] [給我悄悄話] 本文已被閱讀：次 (5653 bytes)

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拜登早先宣布政府引導電車到2030擁有40%的市場份額，最近又因通脹壓力，要求OPEC+增產和釋放原油儲備。這似乎有些首鼠兩端的態度，受到環保人士的謳病，其實反映的是能源，電車和環保三者之間的長短期的矛盾。鬥膽閑聊幾句這個話題，有不同看法請商榷。

1. 可再生能源會完全取代煤和油氣嗎？

近二十年，美國煤電減少了一半（見下圖）。在核電舉步不前的情況下，缺口大部分被天然氣發電填補了。原因是北美天然氣物美價廉，發電效率比煤還要高一些，但更重要的是天然氣的CO2排放隻有煤的一半。在可預見的二三十年，天然氣是較“清潔”的電資源。

可再生能源發電在穩步上升，但這部分電的來源深受地域和天氣的影響。天賞飯吃如冰島，地熱就可以維持舉國的能源需求。在北美，加州的清潔能源遠遠走在其它州的前頭。在很多地方，光伏和風能發的電卻因不穩定而被稱為垃圾電，給現有電力設備增加負擔，不是簡單拉電網和加電容就可以解決的。

2. 電車比內燃機車環保嗎？

一個前提是汽油車的尾氣處理催化劑的NOx/HC/CO轉化率已普遍超過99%，所以這部分姑且不計。隻考慮CO2的排放，也就是能量的利用效率（這裏不考慮驅動如軸輪，製動如刹車等的能耗）。

i. 內燃機車：汽油內燃機燃油效率 35-40%，柴油驅動車的效率達40-45%。原油到汽柴油的能量效率84.5%。以汽油車為例：

37.5% x 84.5% = 31.7%

ii. 電車：天然氣發電能量效率 42%，充電效率 85-90%，電動機驅動效率 85-90%。

42% x 87.5% x 87.5% = 32.5%

很多電車擁有者很自豪能開80-150mpg，注意這裏沒有考慮發電的CO2排放。假如把發電的能量效率考慮進去，電車並沒有優勢。就目前的電力來源，說電車環保是個偽命題，隻是轉嫁了排放。但不排除在將來，非碳的清潔能源占主導後而改變。

3. 除了電車之外，還有其它選擇嗎？

讀過一些有關未來能源的報告，裏麵的一些想法挺有意思的。比如，在內華達州的沙漠裏設大量的Solar Farms，產電量可輕鬆滿足全美的用電量，但電能的運輸和儲存不容易實現（現有技術基本無解）。於是想到用把電轉化為無碳的中介化學物質，如氫氣甚至氨氣。氫氣用電生產極其方便，運用燃料電池可高效轉化為車用，但運輸與安全目前不易實現。氨氣可以通過現有石油和天然氣管路來運輸等等，可是我們能想象開一輛液氨驅動的私家車嗎？

謝謝閱讀。

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