詳解Tesla 世界上最快最實(shí)用的純電動(dòng)車
● 發(fā)電需要消耗化石燃料 純電動(dòng)車真的環(huán)保?
這個(gè)問題是關(guān)注電動(dòng)車的朋友經(jīng)常提到的,目前來看,包括中國(guó)在內(nèi)的大部分國(guó)家,火力發(fā)電都是其主要電力來源。少數(shù)國(guó)家,如法國(guó)的核發(fā)電占80%。那么最終純電動(dòng)車依然是要消耗化石燃料,排放廢氣,真的環(huán)保嗎?其實(shí),這個(gè)問題一早已經(jīng)被解答了。在美國(guó)就有機(jī)構(gòu)測(cè)定插電式新能源車的發(fā)電效率油耗,在算上了轉(zhuǎn)換效率、發(fā)電效率等一系列能量損失后,美國(guó)方面測(cè)定出,一臺(tái)Tesla Roadster發(fā)電油耗值為1.95L/100km,而Model S為2.64L/100km。
這個(gè)數(shù)值可以如此理解:以當(dāng)前火力發(fā)電站的發(fā)電效率,用等同于2.64L汽油化石燃料所發(fā)的電能,再去為一臺(tái)Model S充電,可以讓Model S走100km。因此,即使考慮到發(fā)電效能問題,Tesla所開發(fā)的純電動(dòng)車依然有著遠(yuǎn)低于汽油車的油耗和排放,與Model S同級(jí)別的汽油車,平均油耗少說也在10L/100km以上。而且不可忽視的事,發(fā)電廠所在的位置可以遠(yuǎn)離居民區(qū),并且可以集中管理污染物,這比汽油車直接在市區(qū)內(nèi)排放廢氣要環(huán)保、干凈、而且健康得多。
而在不同的國(guó)家和地區(qū),這個(gè)數(shù)值還可以更低。比如核發(fā)電占到80%的法國(guó),風(fēng)力發(fā)電達(dá)到20%的丹麥,在這些國(guó)家和地區(qū)純電動(dòng)車的環(huán)保性就更高了?赡懿糠峙笥堰會(huì)疑惑,經(jīng)過多次能量轉(zhuǎn)換的電動(dòng)汽車,為何效率能比內(nèi)燃機(jī)汽油車更高?其實(shí),問題的答案在火車上就可以得到解答。
在電力充足的國(guó)家,基本上電力機(jī)火車都替代了內(nèi)燃機(jī)火車,最大原因就是電力機(jī)車效率高很多,目前火力發(fā)電技術(shù)效率可以達(dá)到40-50%,而內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)效率最多不過30%,因?yàn)楦蟾R全的發(fā)電設(shè)備,效率肯定要比車載設(shè)備更高。此外,電力機(jī)車不需要搭載笨重的內(nèi)燃機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī),電動(dòng)機(jī)的體積和重量都比內(nèi)燃機(jī)小多了,因此可以節(jié)省不必要的重量,增加效率。所以目前大部分國(guó)家的鐵路都盡可能采用電力機(jī)車,而且也只有電力機(jī)車才能發(fā)展出高鐵,也說明電動(dòng)機(jī)的實(shí)力更強(qiáng)。
當(dāng)然內(nèi)燃機(jī)火車是采用柴油發(fā)電行駛驅(qū)動(dòng),而電力火車不需要搭載電池,所以和汽車并不能一概而論。但即便如此,純電動(dòng)車的燃油效率依舊更高是不爭(zhēng)的事實(shí),這其中和電動(dòng)車與內(nèi)燃機(jī)車完全不同的工作方式有關(guān)。我們常見的汽油車需要點(diǎn)火啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),一旦發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng),發(fā)動(dòng)機(jī)就要持續(xù)消耗燃料(除了少數(shù)帶有自動(dòng)啟停功能的車),而且在低速狀態(tài)下,燃燒效率有限,動(dòng)力有很多損失在機(jī)械傳動(dòng)上,導(dǎo)致內(nèi)燃機(jī)尤其在低速、走停切換頻繁的狀態(tài)下非常耗油。
而純電動(dòng)車則完全不同,電機(jī)可以完全自由的調(diào)整動(dòng)力響應(yīng),比如在等紅燈的時(shí)候,發(fā)電機(jī)不會(huì)耗費(fèi)一絲電力(當(dāng)然車載電子設(shè)備會(huì)消耗一些能量),而基本上電力消耗和車速是階梯關(guān)系,你開得多快,電力就等比增長(zhǎng)多少。這也是為什么純電動(dòng)車在市區(qū)內(nèi)行走時(shí)反而續(xù)航里程更長(zhǎng)的原因。其實(shí)我們回頭看看混合動(dòng)力車就可以發(fā)現(xiàn),這類車的電力完全來自內(nèi)燃機(jī)充電,僅僅是這么一點(diǎn)電力存儲(chǔ)到電池中,就可以讓混合動(dòng)力車節(jié)省下非常多燃油,可見電動(dòng)機(jī)在中低速下的效率之高。以下圖標(biāo)可以方便大家了解內(nèi)燃機(jī)和電動(dòng)機(jī)的能量轉(zhuǎn)換過程:
而下表中的數(shù)據(jù),可以詳細(xì)表明純電動(dòng)車的能源效率比傳統(tǒng)動(dòng)力車更高:
項(xiàng)目 | Tesla純電動(dòng)車 | 混合動(dòng)力車 | 小排量汽油車 | 高性能汽油車 |
燃料來源 | 天然氣/煤炭 | 石油 | 石油 | 石油 |
燃料至供給站效率 | 52.5% | 81.7% | 81.7% | 81.7% |
車輛能耗里程 | 110Wh/km | 4L/100km | 5L/100km | 12L/100km |
車輛效率 | 2.18km/MJ | 0.68km/MJ | 0.63km/MJ | 0.24km/MJ |
燃料來源至車輛效率 | 1.14km/MJ | 0.56km/MJ | 0.48km/MJ | 0.2km/MJ |
可以看出,電動(dòng)車最大的能量損失在發(fā)電那一刻——美國(guó)現(xiàn)時(shí)好的火力發(fā)電站,算上電網(wǎng)傳遞損失,到加電站后效率大概只有52.5%。而從石油產(chǎn)地,再到提煉汽油等一系列損失后,到加油站時(shí)仍然有81.7%效能。但是一旦傳遞給車之后,最終的燃料至車輛的效能,Tesla的純電動(dòng)車比混合動(dòng)力車高了一倍有多,比同級(jí)別的高性能車高了5倍!而且由于電機(jī)能精準(zhǔn)的控制電量輸出,因此在一般駕駛中,高性能的電動(dòng)車和普通電動(dòng)車能耗差距并不大,所以性能強(qiáng)悍的Model S并不會(huì)比性能平平的日產(chǎn)聆風(fēng)耗電許多。不像高性能跑車,只是為了維持巨大氣缸的運(yùn)轉(zhuǎn)就要比小排量車耗油許多。
如果今后絕對(duì)清潔的核聚變發(fā)電技術(shù)獲得突破,各種新能源發(fā)電技術(shù)也有所突破,那么發(fā)電本身也會(huì)越來越清潔。因此僅從燃料消耗和廢氣排放角度來看,純電動(dòng)車毫無疑問比普通汽油車環(huán)保得多。其實(shí),相比燃料消耗,純電動(dòng)相對(duì)污染的地方在于其電池,廢舊電池的處理倒是個(gè)問題。這就有賴于電池技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展了,目前已經(jīng)有可自然降解的電池被研發(fā)出來,如果能普及到純電動(dòng)車上的話,那純電動(dòng)車的環(huán)保效應(yīng)將進(jìn)一步提升。
● 純電動(dòng)車的普及也將拯救內(nèi)燃機(jī)汽車
不少迷戀內(nèi)燃機(jī)汽車的網(wǎng)友可能會(huì)對(duì)純電動(dòng)車嗤之以鼻,確實(shí),無論純電動(dòng)車如何發(fā)展,某些方面也永遠(yuǎn)不可能超越汽油/柴油車,因?yàn)橛械娜司褪窍矚g汽油的味道、內(nèi)燃機(jī)車亢奮的轟鳴聲,因此他們可能會(huì)很排斥純電動(dòng)車。但也請(qǐng)這些朋友仔細(xì)思考,純電動(dòng)車的普及不但不會(huì)讓內(nèi)燃機(jī)汽車消失,反而可以延續(xù)內(nèi)燃機(jī)汽車的壽命。
其實(shí)道理很簡(jiǎn)單,如果純電動(dòng)車普及,那么全球?qū)剂系南淖匀粫?huì)下降。其原因有二:一來純電動(dòng)車本身燃油效率更高;二來可以將對(duì)石油的消耗轉(zhuǎn)嫁到其它能源上。首先,核發(fā)電在不斷普及,目前地球上探明的鈾礦足夠用超過100年,基本上夠我們下一輩的人用了,只要?jiǎng)e像日本那樣讓安全技術(shù)落后的福島核電站超期服役,其實(shí)核電站是很安全環(huán)保的。而水力、地?zé)崮、潮汐能發(fā)電都是清潔環(huán)保而且用之不竭的可再生發(fā)電方式。目前的火力發(fā)電也主要以天然氣和煤礦為燃料,對(duì)石油依賴度較低。
也就是說,如果純電動(dòng)車普及,那么全球?qū)κ偷南木蜁?huì)大幅度下降,如此一來結(jié)果就是石油的使用時(shí)間可大幅度延長(zhǎng),并且國(guó)際油價(jià)也不再會(huì)高高在上,如此一來,我們甚至可以說純電動(dòng)車是內(nèi)燃機(jī)車的救星!
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