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電動車環保嗎?
2014/03/10 23:14:25瀏覽1282|回應1|推薦10

Tesla最近成了一個很夯的話題,但是話題是話題,只是電動車真的是環保的希望嗎?讓我們來分析下吧!

    首先我們需要知道一個很基本的熱力學定律,內燃機的最大效益是

E max = (T1-T2)/T1

T絕對溫度,也就是約為室溫加上273C

簡單一點講,如果你的汽車引擎中的溫度是90C,外界溫度為25C,那汽車引擎最大的效益為   (363-298)/363 = 18% 左右,這個定律是宇宙作基本的定律,許多科學家甚至宣稱相對論或許會被推翻,但這個熱力學定律不可能。所以基本上我們可以瞭解,為什麼車廠一直想要發明更抗高溫材料的引擎,因為在其他變數一樣的情形下,這是提升車輛效率的最佳方法。而到目前為止據我瞭解,一般車輛能夠達到25%已經很不錯了。知道嘛!實際上汽油所發出的能量大多數是變成熱能溢散出去了。

大家同時有個問題,為什麼車輛測事實耗油都遠比實際低,因為測試時是在無承重的狀態下,因此不考慮車重,加上一般的車子,內燃機引擎是無法在等紅綠燈停止,只能降低轉速至怠速,這也就是為什麼大引擎的車子在城市中越耗油,但是在高速公路的表現卻不會差太多的理由。但是電動車就不一樣了,因為電磁引擎理論上應該沒有溫度差(就算有也很小),因此從電池的能源轉成汽車動能的效率很高,加上等紅綠燈或是低速時,電動馬達基本上都可以最佳化,加上如煞車能量回收系統,使的能量轉換效率遠高於傳統內燃機,因此電動車成了環保的代名詞。

但是且慢,這麼快下結論是目前人類的通病,我們忘了一個重要環節,那就是電從哪裡來?這個問題似乎有些蠢,當然是電廠來的,那問題就來了,電廠怎麼有電?那當然就是化石燃料或是核能(核能我們先不考慮)或是綠能(綠能不穩且少),同樣的電廠也是利用同樣的熱力學原理,燃燒石化燃料加熱水然後去推動渦輪機來發電。根據剛才說明,如果電廠加熱的溫度和你汽車的內燃機一樣,那麼電動車肯定是不環保的(因為輸電系統和充電時都會浪費能源,你充手機時電池會發熱就是熱量損耗),沒錯,目前發電廠會採用所謂超高臨界複式發電系統來提高效益,但是目前最高也不過就是60%左右,如果我們理想化輸電損失(因為距離會有差異)和充電損失,理論上從電廠發電到電動車充好電效益應該是

            0.6 * 0.8 * 0.9 = 0.432

這看起來是比內燃機強一些,但是不要忘記了,電池充電效率是會衰減的,而且電動車的電池體積大重量重,因此實際上有大量能源消耗在運送電池上,這就是所謂電池能量密度偏低的問題40公升的汽油(32公斤)可以跑400 KM,但是一個重達100Kg的電池,充保電卻只有不到300KM的距離,因此所謂電動比內燃機有效率或環保是一種不準確的說法。

    那你一定會說,難道電動車真的是一場空,這到也不是,因為電動車和內燃機在不同場合下是有不同效益的,正如剛才所提,如果你是開市區居多,電動車的確比較省能源,但是如果是開高速公路,內燃機並不一定比電動車差,這是適用性的問題,不是誰比誰一定環保的問題!希望大家不要迷失在人云亦云的所謂環保口號中。

 

*各種車種效率當然不相同,所以我只能用概算方式,請大家理解。

( 時事評論環保生態 )
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引用網址:http://classic-blog.udn.com/article/trackback.jsp?uid=CMC3242&aid=11641888

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2014/03/11 01:13
電動車的優點是不會排放廢氣.
新雙城記(CMC3242) 於 2014-03-11 10:43 回覆:
這是不精確的說法,因為廢氣是由電廠排放了.所謂電動車零排放是騙人的.