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纯电动

 爱萨摩 2019-01-09
作者对于纯电动的能量利用链和价格进行了大量计算,其计算使用的参数都是公开可以获取的,但似乎没人这样计算过,所以得出的结果让人耳目一新。

现将其计算结果公布如下,我详细披露第1个计算的过程,后续的计算只给结果。

计算1:纯电车和燃油车的能耗对比分析

计算分析的前提条件:

汽油平均热值:4400/kg
92号汽油平均比重:1kg=1342升
1度电=3600kJ
燃油车油耗:10升/百公里
纯电动车电耗:16度/百公里

计算结果如下:

①每92号汽油单位热值=(4400kg)(1.342升/kg)=32787kJ/升
②燃油车单位能耗=10升/百公里×32787kJ/升=327870kJ/百公里
③纯电动车单位能耗=(16度/百公里)×(3600kJ/度)=57600kJ/百公里
燃油车单位能耗与纯电动车之比=②)/③=5.69

结论:

燃油车的直接能耗是纯电车的5.69倍!

纯电动车直接能耗水平的确要比燃油车低得多,能量效率非常高。这是纯电动车能耗成本远低于燃油车的重要基础之一,也是现在市场上油电混合动力车之所以能够节能的根本原因所在。

这里作者产生一个很有兴趣的想法,如果不是用混合动力这种方案,而是直接用一台汽油发电机给一辆纯电动车充电,这样后果会是什么呢?

计算2:用燃油机发电驱动纯电车的效率(增程式混合动力车)

计算结果:燃油发电驱动的油耗为8.9升/百公里,仅比燃油车的10升/百公里少了10%

结论:增程式混合动力车节能效率有限。能节能的主要原因是:燃油车的发动机与速度需要用变速箱去匹配,这个过程会损失能量;如果燃油发动机去发电,那么可以固定转速运行,减少了能量损失。这个原理不难理解,就好比是走走停停不停换挡的油耗大,如果匀速80公里时速,油耗最小。

计算3:纯电行驶100公里,需要消耗多少燃煤

计算结果:考虑到燃煤发电的效率,电力传输的损耗,充电桩的损耗和电池内耗等因素,纯电行驶100公里,需要发电厂燃烧7800克标准煤,折算为能量即228587kJ,比燃油车百公里油耗的327870kJ少了30%。

结论:从能源源头算起,纯电车只比燃油车节能30%,没有想像的那么多。

计算4:燃油行驶100公里,需要消耗多少原油

计算结果:石油行业的能量利用率高于电力行业,从整个能量链的角度来看,燃油车的能耗只是纯电车能耗的1.51倍,比计算1里得到的5.69倍小很多。

结论:如果以燃煤发电来计算纯电车的能耗,并不比燃油低太多,是燃油车能耗的66%。但是,如果能源来源不是燃煤,而是风力、水力、太阳能,且实现了当地发电当地使用,那么这些电力能量转移过程的效率会高很多。

计算4:能源价格分析

计算结果:燃油的能源价格为5.36/万kJ,是煤的能源价格(1.39/万kJ)的3.85倍。

结论:如果说纯电池车省钱的话,主要是因为汽油的价格太贵了。打个比方:一个鸡蛋可以提供7克蛋白质,价格只是0.5元,相当于7.1元/100克。作为保健品的蛋白粉,每罐450克的平均价算200元,那么每100克蛋白质的价格是44.4元,是鸡蛋蛋白质的6.4倍。

计算5:能量转换效率整体分析

分析结果:虽然纯电车采用煤电时的全过程能量转换率(65.6%)明显低于燃油车(94.6%),但是纯电车本身的能量利用率是燃油车的5.69倍,因此平衡了煤电能量链的低效。

我的总结:

谈到新能源车,大家都知道节能/使用成本低,但和燃油相比到底优势如何,却没有详细的数据证明。即便有,多数也只是简单对比加油和充电的成本去考虑,缺乏全能量转换环节的宏观考量,因此往往被反对者驳斥而无法回应。

本书为我们展示了如何一步步计算纯电车与燃油车能量利用的各个环节,分析过程透明,逻辑严谨,结果和结论极具说服力。

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