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閑談能源電車和環保

(2021-11-25 11:41:38) 下一個

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。天賞吃飯如冰島,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。

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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閱讀 ()評論 (10)
評論
J_man 回複 悄悄話 1. 可再生能源會完全取代煤和油氣嗎?
偽命題。隻要還存在可開采的煤炭和油氣,就會有人使用。
另外,石油加工製造的洗滌日化產品,塑料製品,瀝青,目前都沒有廉價的替代品。
光伏電不是垃圾電,房頂夠大的話,家庭用電可以讓電網倒貼錢給你。家家都用光伏發電的話,不用在內華達建Solar Farms就夠用了。
2. 電車比內燃機車環保嗎?
Absolutely YES.電車,0排放。內燃機,%#@&#.關於發電過程是否環保,與各國的新能源發電比例來決定,汽油的開采加工是肯定不環保的。覆蓋光伏板的電車lightyear One,每小時可以光伏充電12km,Sono Motors每周能靠太陽能充電149miles.
3. 除了電車之外,還有其它選擇嗎?
電車是最佳選擇,取用方便,0排放。其他燃料車哪怕不排放CO2,也有製造運輸儲存網點建設的巨大麻煩。
markyang 回複 悄悄話 電動車的終極目標不是替代某種能源,而是把車和電結合成為智能化網絡的一部分,至於電本身已經是網絡化,隻要解決了儲能,輸送等各種問題,至於是如何發電的都不是最重要的
Duckmaster 回複 悄悄話 回複 'MarsFather' 的評論 : 說得很對,電能是否清潔決定了電車是否清潔。不理解政府居然給電車發CO2排放的credit,Tesla每年光賣排放credit給傳統車廠,就入賬幾個B的美元。
MarsFather 回複 悄悄話 電動汽車減排的關鍵是發電。如果發電的排放不減,用高汙染的煤,重油,氣,發電,發電和電動汽車產生的總汙染比直接燒汽油產生的汙染嚴重得多。
Duckmaster 回複 悄悄話 回複 '大號螞蟻' 的評論 : 電車的趨勢已經形成,涉及產業更新換代,家用車智能化和駕駛體驗等。普及的過程可能會比很多人想象的要漫長一些。
大號螞蟻 回複 悄悄話 電池太陽能板的汙染也很嚴重。
大力政策性推進是違背自然規律的拔苗助長。隻能製造出更多的政策性產業經濟,滋生官僚腐敗。
電工車的好處不在環保,而在智能車。
Duckmaster 回複 悄悄話 回複 '半場休息' 的評論 : 在加拿大的冬天,電車充電一次可行駛的裏程會因取暖而降低40%。
半場休息 回複 悄悄話 考慮電池的重量,冬天取暖的用電,全電動車的效率會更低。
Duckmaster 回複 悄悄話 回複 'Shanechen' 的評論 : 是的。煤電會逐漸消失,天然氣發電會延續好幾代人,國內在增加核電。
Shanechen 回複 悄悄話 如果再生能源發電普及+ 核能發電,電動車的效率就非您所計算的了
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