今日提示:网站收录、自媒体推广、建站学习与休闲,请认准小金子;本平台基于反向链接实时更新,每日打卡(从您网站点入),均将自动排到首页及目录页第一名!
点此一键登录提交您的网站»  首页 > 综合目录 > 小金子学院 > 创业学院 > 电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比

电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比

分享者:admin  阅读量:393  更新日期:2021/4/16
▼ §㊊A 図 围 囵
电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比

电动汽车如今大行其道,市面的电动汽车车型琳琅满目,而人们对它的接受度也有了很大的提升。就算是这样,还有很多人针对电动汽车有异议,认为他们不环保,只是把污染换成另一种方式。

关于电动汽车的常见误区

误区1,电动汽车只是将污染和能源消耗从汽车本身转移到其他地方,如石油、天然气、煤炭或核电站。

解惑:从物理学来看,任何对抗空气阻力的加速或前进运动都需要能量。然而,我们将主要能源(如石油和天然气)转化为前进运动的效率非常重要。内燃机需要足够小,以适应车辆内部(装得下);需要足够轻,以确保车辆能够移动;需要足够清洁,人类才能忍受。每台发动机只能为一辆汽车提供动力,而且需要一直生产新的发动机。发动机获得初级能量并将其转换为每分钟6000次--,推动车辆向前运动。

对于电动车来说,从初级能源到电力的转换走的是一条完全不同的道路。位于城市之外的大型发电站几乎没有大小或重量限制,它们也不需要移动。一个发电站可以为数百万辆汽车和机器提供服务。所产生的污染甚至可以从一个单一的来源进行过滤,从而使环境控制投资变得更加有效。

正如物理学证明的那样,任何机器都会面临能源转换效率与其他限制之间的妥协。如果机器必须更小、更轻、按比例制造或更灵活,它肯定会失去效率。所有这些妥协的结果是,汽车内部的内燃机的效率仅为20%,而发电厂的效率为70%。因此,允许行驶100公里的10升汽油,如果被用于发电厂发电,将产生足够的电力可以行驶超过350公里。如果考虑到把原油炼制成汽油并将其运输到世界各地的加油站,这里需要的成本和能源消耗,二者的效率差别会更大。

误区2,电动汽车技术不能让我们如同在加油站给汽车加油那般快速充电(充电焦虑),也不能让消费者长途旅行(里程焦虑)。

解惑:对于充电焦虑的问题,人们应看到使用电动车不用把车开到加油站,这其实是一个优势。与加油站不同,电力无处不在。加油站不仅会因漏油而产生嗅觉污染和地下水污染,还会在拥挤的城市里占据宝贵的空间,降低当地的房产价值。相比之下,电动汽车充电设施几乎用不到房产,而且可以很容易地整合到现有的停车场和车库的基础设施中。因此,电动汽车在不使用的时候可以持续充电。

考虑到工业化国家的汽车平均每天使用的时间不到5%,给电池充电需要多长时间的问题其实并不重要。消费者不需要等汽车装满电再使用(不像内燃机),也不需要等电量耗尽再充电。只要有可能,他们就把给汽车充电,即使剩下80%的能量。

对于“里程焦虑”的问题,根据欧盟委员会对6个欧洲国家驾车人的一项调查,意大利平均每人工作日开车距离为15公里,西班牙略低于35公里;而英国每天驾驶的总平均距离为40公里,波兰为80公里。该调查的结论是“目前市场上已有的电动汽车可以轻松完成上述行驶里程”。也就是说,电动汽车非常适合日常通勤。考虑到人们偶尔会驾车进行漫长的公路旅行或长途旅行至度假目的地,似乎里程焦虑是合理的。

误区3,由于用电需求增加,我们的电量供应不及,电网将会崩溃。

解惑:电力网络无法应对电力需求增加的依据是什么?以德国4000万辆汽车来举例说明,假定每辆汽车(包括传统汽车和电动车)每年行驶约1万公里,而每100公里电动汽车消耗的能源约20kWh。因此,如果所有德国汽车都被电动汽车取代,那么每年将增加8亿kWh(或人均1000kWh)的电能消耗。目前,德国人均每年使用6600kWh。而这也只是把德国的电力消耗水平提升到与俄罗斯、日本、比利时和瑞士相当的程度,仍低于韩国、澳大利亚和新西兰,也远不及美国、加拿大。

值得一提的是,电动汽车的充电模式有助于缓解用电高峰的紧张。电力消耗从上午6点起增加,在上午9点左右达到稳定水平,从下午6点开始下降,从晚上11点开始大幅下降。而电动汽车的充电工作正好以相反的方式工作——当人们在晚上7点到家时充电所需能耗上升,整晚上保持稳定,并在早上7点车辆开始投入使用后开始下降。

特斯拉马斯克认为,当前提炼原油为燃油这一步消耗的电力就足够特斯拉的电动车充电。目前,提炼一升燃油需要1.6kWh。在每100公里10升的燃油消耗标准下,提炼这部分燃油消耗了16kWh,而每100公里电动汽车消耗的能源约20kWh,二者相差不大。

误区4,电动汽车电池的生产和最终处置构成了另一个危险的污染源。

解惑:当前在电动汽车电池的生产和处理领域的研究正越发热门,在汽车电池回收和更新方面不断涌现出不错的解决方案。恢复电池化学性就是其中之一。此外,人们还可以在电动车报废后将车载电池用于其他方面。业内人士称,即使使用当前的专门技术,废旧电池仍能够稳定使用超过。而且值得一提的是,传统的汽车也需要用到电池。

电动汽车与氢能源汽车的优劣对比

上面我们谈到了电动汽车的几个常见误区,但依然不可否认电动汽车在电动续航里程和充电时间上的不足。

在过去十年中,由于锂电池技术及产业化的突飞猛进,氢燃料电池技术被过度轻视。而最近一两年,氢燃料电池又重新引起了注意,原因之一就是纯电动车遇到了两个硬核问题:

续航卡在下一代锂电池技术突破:随着电动车行业的迅速崛起,消费者的选择越来越多,相应的,对续航也会在满足日常使用情况的要求下逐渐提高。假设若一辆纯电车工况续航能达到800公里,这也许需要依赖于下一代锂电池技术的突破。

能量密度卡在物理化学的极限:锂电池能量密度太低,若以多堆电池的方法增加续航,就会造成过多能量浪费在运输电池本身的尴尬情况,既不经济,也不合理。在过去十年中,锂电池的能量密度已经提高了2.5倍,就不能再给力一点,再提高2倍吗?答案是很困难,因为这种涉及物理化学原理的东西,不可能遵循摩尔定律,再提升就触碰到了安全极限,性能与安全不可兼得了。要想解决这个问题,得在锂固态电池的技术路线上努力了。

东方不亮西方亮。消费者在对于纯电动续航里程和充电时间上的期待,不正是氢燃料电池的拿手好戏吗?很多方面,氢燃料汽车避免了纯电车的短板,反而与传统燃油车的特性很像,例如:

氢气的能量密度比燃油大,比锂电池高上百倍。我们都知道,燃油与氢气释放能量都是一个氧化过程,要么是原子量为12的碳被氧化、要么是原子量为1的氢被氧化。汽油柴油都是碳氢化合物,而氢气只含氢,所以能量密度甚至更高。当然,考虑到比油箱复杂得多的储氢系统,情况会不一样。

加氢与加油都只需要三五分钟。如此一来,车主就不必到处找充电桩,免去充电等待的时间了。当然,加氢站不像加油站到处都是,基础设施建设是个问题。

如此说来,在续航与充能方面,氢燃料电池车与传统燃油车,真的很像啊!只不过一个是烧油,一个是烧氢。既然这么像,咱们为啥不直接用传统燃油车,还要开发氢燃料电池车呢?答案就是,相对于传统燃油车,氢燃料电池车同时具有节能减排的新能源车属性:

减排:氢燃料电池的反应方程式非常简单:氢气+氧气→水。不仅没有氮氧化物这种有毒气体,就连二氧化碳都没有啊!当然,这一点与电动车碳排放的争议相似,从全生命周期的角度来看,制氢是免不了有碳排放的。目前的主流观点是:即便是考虑70%的火电,纯电动车的碳排放还是优于燃油车,氢燃料电池车则与纯电动相当或更好。

可再生能源:相对地柴油汽油,氢能源最大的优势就是可再生。除了工业副产品制氢之外,还能通过煤制氢、利用谷电电解水制氢等,全生命周期的能源效率要优于汽油柴油。退一万步讲,能源效率还不如汽油柴油,但氢能源作为可再生能源,对石油对外依赖很强的中国、日本来说,依然是很有吸引力的选项。

和电动车相比,氢燃料电池车续航足、加氢快;和传统燃油车比,氢燃料电池车又具有节能减排的属性。虽然和两边比都有优势,但普遍认为燃料电池的产业化进程,要比纯电动慢5-10年,原因就在于有几个待解决的关键问题:

车载储氢技术:要论同样的重量,氢气的能量密度不低。然而,汽油柴油在自然条件下就是液体,而氢气要压缩成液体,还要保证安全,就需要一个挺大的储氢系统了。目前70兆怕的储氢系统,能量密度才每升800Wh。

燃料电池技术:主要是膜电极与空压机技术。一个是寿命问题,国内还只能做到几千小时耐久,日本丰田已经可以做到上万甚至几万小时;另外一个就是供应链问题,很多部件还依赖进口,成本大大上升。

加氢站基础设施建设:纯电动车目前面临充电不便的基础设施问题,氢燃料电池车也逃不过,甚至更严峻。纯电动车虽然充电慢,但除了超级快充站,在家里、单位里也能慢慢充,勉强可以用。若出行特性比较规律,甚至还挺方便,毕竟在家充电也省得跑加油站了,用车成本也更低。

氢燃料电池车没办法在家里加氢,只能依赖于加氢站;而加氢站成本很高,若用户规模不起来,那就得持续亏本运营,这种鸡生蛋、蛋生鸡的问题就非常难解决。所以普遍认为氢燃料电池车应该先应用在商用车上,因为商用车的路线比较规律,对加氢站数量的需求就比较小了。除此之外,当前的工业副产品氢的纯度不够,在进一步提纯之前,无法直接用于氢燃料电池系统。

电动汽车与氢燃料电池汽车是对立的吗?

对大多数人来说,氢燃料电池车可能是于2018年第一次进入公众视野。有媒体将访问日本丰田事件过度解读,说国内电动汽车技术路线将改弦更张,几千亿补贴打了水漂之类的,想象力丰富。这种说法,实际上就是将氢燃料电池与电动汽车两个技术路线对立了起来。实际情况是这样吗?

首先我们看一下氢燃料电池车的工作原理

氢燃料电池发动机,虽然叫做发动机,但并不直接输出扭转。更准确地说,它是一台“发电机”,输出电能驱动电机,同时也可以给锂电池充电。

这个结构图怎么有点似曾相识?对了,这不就是串联式混合动力汽车吗?事实上的确如此,包括丰田Mirai在内,氢燃料电池车都是“锂电池”+“燃料电池发动机”的混合体,区别只是谁的成分多一点,谁的少一点罢了

如果电池大一点、可外接充电,那不就成了增程式电动汽车,和李想的理想智造ONE差不多啦?其实,就是差不多,只不过李想的增程式是烧油的,而氢燃料电池车的增程器是“烧”氢气的,这就是最主要的区别!

所以说,氢燃料电池车很多情况下,也是增程式电动汽车。既然二者在技术本质上就有如此深的渊源,那么贸然地将两个技术路线置于针锋相对的位置,肯定是不合理的。

理性的观点应该是,电动汽车路线与氢燃料电池技术路线是互补的、相辅相成的。

综上,我们可以得出结论,纯电动车的碳排放优于燃油车,但不能被称作新能源汽车,氢能源汽车才是真正的新能源汽车。氢能源汽车可以有效解决我国原油对外依存度高的问题。

氢能源汽车对环境的影响如何

在汽车市场上大规模使用氢燃料电池汽车的主要挑战之一是储氢。根据美国能源部的说法,氢气在所有燃料中的单位质量能量最高,但其低的环境温度密度最终导致单位体积的能量较低,因此需要开发可能产生更高能量的先进存储方法密度。

尽管市场上已经有少量的轻型燃料电池汽车,但仍在开发足够的车载系统,同时缺乏足够的加氢站来支持全国性的燃料电池汽车推广。氢燃料电池汽车的最终目标是300英里续航里程无压力,并且可以轻松、快速地加氢燃料。

氢能作为一种燃料被运用其实已经不是一件新鲜事了。早在19世纪,人们就已经开始对氢能应用装置进行探索,以氢燃料电池和氢内燃机为代表的应用装置原型机也得以开发,而且在航天航空领域,氢能已经得到了广泛的应用。液氢作为火箭发动机的首选燃料,在包括阿波罗登月任务、旅行者号土星任务在内的许多太空任务中被用于运载火箭的高级阶段推进剂。

之所以选择氢能,最为重要的原因在于其燃烧热值非常高,相当于同等质量汽油的3倍。简单来说,若完全利用燃料所含化学能,同样质量的氢能可以提供三倍于同等质量的汽油的能量;且氢能来源广泛,燃烧产物是水,清洁无污染,能够满足人类社会可持续发展的需要。因此,无论从能源的角度还是环保的角度,氢能无疑是最具前景的能源之一。

氢能虽然有非常多的优势,但不可否认的是,一些劣势也影响了对它的直接运用。氢气不仅具有非常宽的燃烧界限,并且其点火能量非常低,仅需要0.02 mJ,远小于汽油和天然气的点火能量。以内燃机系统进行氢能的利用,氢气与空气压缩混合后在气缸内燃烧,然后将其蕴含的化学能转化为机械能,从而实现动能的输出。这种方式不仅能源转换效率不高,而且由于氢气的特质,还有易发生氢内燃机早燃、回火以及爆燃等弊端,对氢能的安全利用带来挑战。

为了更为安全高效地将氢能运用到交通领域,人们转向开发相对更安全的氢燃料电池,将氢能的化学能直接转换为电能。氢燃料电池的工作原理是将氢气的燃烧反应拆分成两个半反应,利用两个半反应之间的电位差实现电能输出的一种能源转化装置。如图1所示,空气和氢气在燃料电池中并不会直接接触,而是通过正负极分别发生还原和氧化反应,完成氢气的“燃烧”。这种方式不仅可以避免空气和氢气直接接触燃烧,使得氢气的使用更为安全,还直接将化学能转化为电能,极大地提高了能源转换效率。

在氢燃料电池汽车中还有一个安全系统,在这时也会被触发,从而关闭高压氢气瓶的阀门,防止氢气从罐中喷出。如果发生火灾导致氢气瓶周围的温度升得过高,安全系统还设置了最后一重保护,强制将氢气从燃料箱排出到大气中,从而避免全车被焚化的悲剧。

那么,氢能源汽车对环境的影响又如何呢?

我们知道,目前的电动汽车并不能称为“新能源汽车”,在于电动汽车无法做到真正的环保,汽车电池在制造过程中会有二氧化碳产生,还有废电池的处理问题,并且锂离子的电池中的钴、镍等金属元素的开采也在变相挖空环境。

氢燃料电池汽车的最大优势在于,它只会产生对环境无害的水和空气。相比之下,传统的汽油和柴油动力车辆会产生氮氧化物,碳氢化合物和颗粒物,所有这些都会增加空气污染并对环境造成负面影响。根据,约三分之一的二氧化碳排放量是由运输部门产生的。驾驶氢燃料电池驱动的汽车将消除温室气体,并有助于减少空气污染。

燃料电池汽车对环境的影响的一个重要考虑因素是氢的产生方式。如果使用电网通过氢电解的方式,会产生二氧化碳,这对环境不友好。因此,由太阳能,风能和水力发电等可再生能源产生的氢气将是最环保的方法。当然氢气也可以从天然气中产生,,这种气体可将温室气体排放量减少50%,但是相比之下,风产生的氢气将有害气体减少了90%。

期待全面实现绿色出行

虽然氢燃料电池汽车已经实现了商业化,但目前看来,其发展依旧处于初级阶段,距离大规模的市场普及还有非常长的道路要走。特别是在国内,有关氢燃料电池汽车的关键技术及检测手段,还需要进一步突破;对于中游加氢装备以及加氢基础设施的建设,还需要进行大规模的普及化。由于燃料电池对于氢源的要求较高,上游氢源的纯化以及高质量绿色氢能的产制技术还需要进一步攻关。我们坚信在不久的未来,传统燃油汽车或被氢能源汽车所取代,真正实现全民绿色出行。


♂㊐E 国 图 ㊨㊚

小金子目录网站 www.xiaojinzi.com

本文标签:电动汽车  氢能源汽车  新能源汽车  

特别提醒您,本资料由本站会员admin提供。
如需转载,请注明出处,资料来源小金子分类目录:https://www.xiaojinzi.com/net/m1262582com.
《电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比》感谢您的支持!

»如果您觉得'电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比'相关资料不全,请点此协作更新!
轻轻踩一下0
赞一下,顶到首页!1
*温馨提示:顶到小金子分类目录首页及目录展示页,分享给更多网友!

网友评论区(393人围观)

抢首评!所有评论均需人工审核后,方可显示;您的评论将给其他网友提供参考,请认真填写评论内容,感谢您的分享!
评论
1楼 本站特约评论员 [*.*.*.*] 发表于 2021年04月16日 10:09
电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比:电动汽车如今大行其道,市面的电动汽车车型琳琅满目,而人们对它的接受度也有了很大的提升。就算是这样,还有很多人针对电动汽车有异议,认为他们不环保,只是把污染换成另一种方式。

  评论提示:欢迎您第一个就此网站发表评论! 欢迎您给我们留言。网络评论,也要认真哟!一言一行彰显您的素质,请文明评论!


您的姓名: * 可选项
评论内容:
剩余字数:  * 按 Ctrl + Enter 发送.
           
小金子分类目录温馨提示:本资料由本站会员自行发布,请大家自辩真伪;评论只需提交一次,请耐心等候审核通过,方可显示。
本页为您展示的是:《电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比》。电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比:电动汽车如今大行其道,市面的电动汽车车型琳琅满目,而人们对它的接受度也有了很大的提升。就算是这样,还有很多人针对电动汽车有异议,认为他们不环保,只是把污染换成另一种方式。小金子分类目录为您精心整理分享《电动汽车的误区及与氢能源汽车的优劣对比》相关的资料,祝您使用愉快!小金子分类目录每天都有大量的优秀网站加入,您不仅可以在这里免费查询网站资料、学习各类建站知识,还可以免费发布您的网站,想提交您的网站给小金子目录收录吗?赶紧免费注册(或一键登录)提交吧!

大家在看

收录优选: