电动汽车与汽油车的排放对比：用电池就有优势吗？
来源：宝鄂实业
2019-03-28 17:44
点击量：次
一直以来电动汽车在大家的心中都是零排量的，它以车载电源为动力，用电机驱动车轮行驶，在此过程中没有化石燃料的燃烧，自然也就不会排出废气，因此得到了各国政府的鼓励和支持，尤其在中国，更是获得了各级财政的巨额补贴。
但是最近，海外媒体发表多篇评论，质疑电动汽车尤其是中国电动车的环保性，其中外媒的报道具有代表性，指出：“以燃煤为主要发电模式的中国，如果电动汽车激剧增加，可能不是减少雾霾，而是加重雾霾，恶化大气环境。”而日本马自达“创驰蓝天”之父--人见光夫更是直接指出“电动汽车环保”就是个伪命题，因为即使在煤电比例极低的日本，发电排放的二氧化碳，也比内燃机汽车的排放严重得多。
事实真是如此吗？孰是孰非，笔者试图通过电动车和汽油车的排放对比，探其究竟。
电动汽车的废气排放
我们先来看一看电动汽车的基本工作原理：蓄电池--电流--电力调节器--电动机--动力传动系统--驱动汽车行驶。
我们可以看见，电动汽车的行驶依然是个化学能转化为动能的过程。不过它用一个蓄电池代替了整个发动机来为汽车提供驱动能源而已。那么问题也就来了，汽车的能源来自于汽油等化石燃料，所以有了废气的排放，那电动汽车的能源电是怎么来的呢？
电当然是发电厂发的。那发电厂又是用什么来发电的呢？我们来看一看中国的电力结构
电动汽车与汽油车的排放对比：用电池就有优势吗？
2015年全年全国绝对发电量56184亿千瓦时。其中，火电绝对发电量42102亿千瓦时，我们使用的电力大部分都来自于火力发电。占比第二的水电其每年的装机容量是固定的，无法生产更多电力。其他的发电装机容量基本上也是固定的。在这种情况下，要想增加发电量，就只能用火力发电。电动汽车所用的电，就是火力发的电。
在中国，火力发电的燃料绝大部分是煤炭。这也就意味着路透社的报道没错，电动汽车是在变相的烧着煤炭。在中国，平均供电煤耗320克/度，发一度电需要煤炭320克。燃烧一千克标准煤，2.493千克二氧化碳，0.68千克碳，0.68千克粉尘，0.075千克二氧化硫，0.0375千克氮氧化物。
如果你开电动车跑了十五公里，用了三度电，那你基本上就用了一千克煤，排放量就达到了燃烧1千克煤产生的废气。
“三度电，一升油”。给大家解释一下这个说法是怎么来的。一度电的能量是1000w的功率做功一小时及3.6MJ，三度电10.8MJ。汽油的热值46MJ／kg，汽油密度0.75kg/L，一升汽油的热量34.5MJ。电动机效率90%以上，汽油机30%左右，一升汽油有用功10.35MJ，基本和三度电的有用功相等。
发三度电，平均耗煤0.96千克，我们近似地看做一千克煤。燃烧一千克煤，排放2.493千克二氧化碳。燃烧一千克汽油，排放2.25千克二氧化碳，燃烧一升汽油排放1.69千克二氧化碳。毫不夸张地说，用电的排放要高于汽油。加上燃烧煤炭的其他污染物如粉尘、二氧化硫等要高于汽油，用电比用油更破坏环境。
然后，我们来进行能量转化效率的对比。能量转化效率简单说就是有用功除以总功，就是拿来推动汽车运动的能量除以你总的消耗的能量。目前，汽油机的能量转化效率只有30%左右，而高效电机的能量转化效率能达到90%以上。但是电力传输的过程中也有不可避免的损耗，在我国，现有的电网传输系统在传输过程损耗约8％－10％，在充电的时候也有能量的损耗，而煤炭发电的能量转化效率在40%左右。同时汽油也是需要提炼的，笔者实在没找到提炼石油需要多少能量，但也是用煤炭来提供能量的。姑且算作提炼需要损耗10%的能量吧。综合来看，汽油车的总的能量利用率在25%-30%之间，电动车的能量总利用率在30%-35%之间，电动车的总效率要比汽油车的总效率高。考虑到煤炭对环境的污染更大，电动车对环境的污染不见得比汽油车小。
下面，我们来比较一下主流的电动汽车和汽油车的碳排放
特斯拉model s 70和雷克萨斯es 200。特斯拉model s 70，车重2.1吨，电池容量70KWh，续航里程420公里，实际在350公里左右，大约每百公里耗电大约20KWh。雷克萨斯es 200，工信部油耗6.9L/100Km。20KWh电耗煤6.4Kg，二氧化碳排放量15.96Kg。6.9L汽油，二氧化碳排放量11.66Kg。就算加上提炼汽油的能耗，在排放上汽油车仍有优势。虽然两车重量有差距，但二者用途基本相同，较大的车重，是目前电动车必须承受的代价。更高的车重，就意味着更大的能耗，更大的排放。
