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闲谈能源电车和环保

(2021-11-25 11:41:38) 下一个

拜登早先宣布政府引导电车到2030拥有40%的市场份额,最近又因通胀压力,要求OPEC+增产和释放原油储备。这似乎有些首鼠两端的态度,受到环保人士的讴病,其实反映的是能源,电车和环保三者之间的长短期的矛盾。斗胆闲聊几句这个话题,有不同看法请商榷。

1. 可再生能源会完全取代煤和油气吗?

近二十年,美国煤电减少了一半(见下图)。在核电举步不前的情况下,缺口大部分被天然气发电填补了。原因是北美天然气物美价廉,发电效率比煤还要高一些,但更重要的是天然气的CO2排放只有煤的一半。在可预见的二三十年,天然气是较“清洁”的电资源。

可再生能源发电在稳步上升,但这部分电的来源深受地域和天气的影响。天赏吃饭如冰岛,地热就可以维持举国的能源需求。在北美,加州的清洁能源远远走在其它州的前头。在很多地方,光伏和风能发的电却因不稳定而被称为垃圾电,给现有电力设备增加负担,不是简单拉电网和加电容就可以解决的。

2. 电车比内燃机车环保吗?

一个前提是汽油车的尾气处理催化剂的NOx/HC/CO转化率已普遍超过99%,所以这部分姑且不计。只考虑CO2的排放,也就是能量的利用效率。

i. 内燃机车:汽油内燃机燃油效率 35-40%,柴油驱动车的效率达40-45%。原油到汽柴油的能量效率84.5%。以汽油车为例:

            37.5% x 84.5% = 31.7%

ii. 电车:天然气发电能量效率 42%, 充电效率 85-90%, 电动机驱动效率 85-90%。

             42% x 87.5% x 87.5% = 32.5%

很多电车拥有者很自豪能开80-150mpg,注意这里没有考虑发电的CO2排放。假如把发电的能量效率考虑进去,电车并没有优势。就目前的电力来源,说电车环保是个伪命题,只是转嫁了排放。但不排除在将来,非碳的清洁能源占主导后而改变。

3. 除了电车之外,还有其它选择吗?

读过一些有关未来能源的报告,里面的一些想法挺有意思的。比如,在内华达州的沙漠里设大量的Solar Farms, 产电量可轻松满足全美的用电量,但电能的运输和储存不容易实现(现有技术基本无解)。于是想到用把电转化为无碳的中介化学物质,如氢气甚至氨气。氢气用电生产极其方便,运用燃料电池可高效转化为车用,但运输与安全目前不易实现。氨气可以通过现有石油和天然气管路来运输等等,可是我们能想象开一辆液氨驱动的私家车吗?

谢谢阅读。

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评论
J_man 回复 悄悄话 1. 可再生能源会完全取代煤和油气吗?
伪命题。只要还存在可开采的煤炭和油气,就会有人使用。
另外,石油加工制造的洗涤日化产品,塑料制品,沥青,目前都没有廉价的替代品。
光伏电不是垃圾电,房顶够大的话,家庭用电可以让电网倒贴钱给你。家家都用光伏发电的话,不用在内华达建Solar Farms就够用了。
2. 电车比内燃机车环保吗?
Absolutely YES.电车,0排放。内燃机,%#@&#.关于发电过程是否环保,与各国的新能源发电比例来决定,汽油的开采加工是肯定不环保的。覆盖光伏板的电车lightyear One,每小时可以光伏充电12km,Sono Motors每周能靠太阳能充电149miles.
3. 除了电车之外,还有其它选择吗?
电车是最佳选择,取用方便,0排放。其他燃料车哪怕不排放CO2,也有制造运输储存网点建设的巨大麻烦。
markyang 回复 悄悄话 电动车的终极目标不是替代某种能源,而是把车和电结合成为智能化网络的一部分,至于电本身已经是网络化,只要解决了储能,输送等各种问题,至于是如何发电的都不是最重要的
Duckmaster 回复 悄悄话 回复 'MarsFather' 的评论 : 说得很对,电能是否清洁决定了电车是否清洁。不理解政府居然给电车发CO2排放的credit,Tesla每年光卖排放credit给传统车厂,就入账几个B的美元。
MarsFather 回复 悄悄话 电动汽车减排的关键是发电。如果发电的排放不减,用高污染的煤,重油,气,发电,发电和电动汽车产生的总污染比直接烧汽油产生的污染严重得多。
Duckmaster 回复 悄悄话 回复 '大号蚂蚁' 的评论 : 电车的趋势已经形成,涉及产业更新换代,家用车智能化和驾驶体验等。普及的过程可能会比很多人想象的要漫长一些。
大号蚂蚁 回复 悄悄话 电池太阳能板的污染也很严重。
大力政策性推进是违背自然规律的拔苗助长。只能制造出更多的政策性产业经济,滋生官僚腐败。
电工车的好处不在环保,而在智能车。
Duckmaster 回复 悄悄话 回复 '半场休息' 的评论 : 在加拿大的冬天,电车充电一次可行驶的里程会因取暖而降低40%。
半场休息 回复 悄悄话 考虑电池的重量,冬天取暖的用电,全电动车的效率会更低。
Duckmaster 回复 悄悄话 回复 'Shanechen' 的评论 : 是的。煤电会逐渐消失,天然气发电会延续好几代人,国内在增加核电。
Shanechen 回复 悄悄话 如果再生能源发电普及+ 核能发电,电动车的效率就非您所计算的了
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