王曾澤
(武漢市第二中學湖北武漢430010)
穹頂之下:環保的電動汽車
王曾澤
(武漢市第二中學湖北武漢430010)
作為一款欲撼動世界的純電動汽車,特斯拉潮正席卷全球,并被市場形象地稱之為“電動汽車中的蘋果”??戳恕恫耢o霧霾調查》,許多人覺得電動汽車必將取而代之,但對特斯拉電動汽車環保的質疑聲此起彼伏。本文首先對電動汽車和傳統汽車的優缺點進行了對比,接著利用美國環保署和特斯拉公司提供的數據和材料對電動汽車的環保特性進行了論證,最后得出電動汽車普及有利于改善大氣環境的結論。
電動汽車;美國環保署;環保;《柴靜霧霾調查》
沒有人否認電動汽車是未來的發展趨勢,因為未來石油早晚用光。作為一款欲撼動世界的純電動汽車,特斯拉[1,2]潮正席卷全球,并被市場形象地稱之為“電動汽車中的蘋果”。從誕生之日起,特斯拉的品牌一直都與“環保”、“高科技”等標簽貼在一起,號召一部分人先“環保起來”??戳恕恫耢o霧霾調查》,許多人覺得汽油車對大氣會造成污染,電動汽車必將取而代之。
大氣污染,被稱為社會一大公害,越是交通發達的國家,由汽車尾氣排放的污染物越嚴重。根據檢測分析,汽車尾氣排放量已占大氣污染源的85%,治理大氣污染,減少汽車尾氣排放是重中之重。同時,化石能源資源有限,根據預測,未來石油可用年限僅40年、天然氣67年、煤炭190年,而且化石能源會排放大量空氣污染物與溫室氣體,成為環境污染與溫室效應元兇,必須提升能源使用效率并開發新能源,促進能源永續利用?;谶@些原因,電動汽車應運而生。
電動汽車是指以車載電源為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。由于對環境影響相對傳統汽車較小,其前景被廣泛看好。在外形上,電動汽車與傳統汽車并無顯著區別,它們的主要區別在于動力和驅動系統。與電動汽車不同的是,傳統燃油汽車是以液態的汽油或柴油為燃料,以燃油發動機為驅動系統。如果人們將燃油汽車看作是一臺機械動力設備,電動汽車則是典型的機電一體化的電氣設備。
電動汽車是典型的零排放車,本身不產生任何廢氣,也無冷卻劑、機油等污染物。有人錯誤地認為電動汽車只是將空氣污染從市區搬到了發電廠。實際上,電力的來源可以是多種多樣的,許多清潔的可再生能源,像水能、太陽能、潮汐能、氫能、核能等都可以高效地轉化為電能。即使將發電廠的污染都考慮在內,電動汽車比燃油汽車造成的空氣污染少得多。
在都市行車時,為了等候交通燈,必須不斷地停車和起動,這既造成了大量的能源浪費,又增加了業已十分嚴重的空氣污染,而電動汽車在遇到剎車減速或下坡行駛時,可以通過電子控制器將車輛的行車動能“再生”地轉化為電能并貯存于蓄電池之中。電動汽車的起動速度相當快,在遇到紅燈停車時,還可以不必讓電機空轉,大大提高能源的使用效率;重新起動,也不會產生大量的廢氣,可以減少空氣污染。與燃油汽車相比,由于電動機的運行噪音通常比燃油發動機小得多,電動汽車的運行基本上是寧靜的。而在大城市,汽車噪音已經成為一種嚴重的污染而危害到人們的身心健康。
同時,電動汽車的全生命周期節能效果十分明顯,傳統汽車的能源轉化率只有17%,考慮燃煤發電的效率損失,純電動汽車總效率大于30%,但如果直接燒汽柴油,則能源轉化效率只有17%。可以看出,電動汽車的能源效率約為傳統汽車的兩倍,并可視為無尾氣排放,具有節能環保、使用成本低等優點,可以大幅度減少石油消耗,甚至不使用石油,發展新能源汽車能夠降低對石油資源的對外依存度,對我國的能源安全有著現實意義。
卡爾·薩根有一句至理名言:“人們生活在一個依靠科技才能精巧地運行的社會里,但這個社會里的大多數人對科技都是一知半解。”實際上,很多人對特斯拉電動汽車并不了解。國內“有識之士”稱,特斯拉電動汽車只是把污染換了個位置,因為中國更多是靠煤來發電。提出質疑的并非只有國內人士,美國甚至有位“磚家”質疑特斯拉電動汽車的環保性。
作為一款全新的純電動汽車,特斯拉ModelS在造車工藝上堅持零妥協的同時,也在實踐著零排放的綠色環保理念,并攜手其每一位ModelS車主,用行動駛出中國的可持續交通和綠色之路。
事實勝于雄辯。美國環保署對燃油經濟性的評估表明,即便電動汽車使用的電力來源于排放大量二氧化碳的發電廠,從能源經濟性的角度考慮,電動汽車對環境的貢獻仍然遠遠高于燃油車。一般來說,燃油車的動力系統只能將14%~30%的能源轉化成動力,相比之下,電動汽車對能源的利用效率則遠遠高出這一水平。例如,來自特斯拉的數據顯示,其設計生產的ModelS能源利用率高達80%。
也就是說,即便綜合考慮到電力的各種來源,從火電到風電、水電和核電,ModelS的“碳足跡”也比汽油車少一半以上。假使現在有一輛ModelS,其電力完全由一家靠燒煤發電的火電廠提供,它每公里的排放仍然低于一輛全新汽油車的平均排放水平。而當電力來源于更清潔的能源供應,這輛ModelS對大氣的排放污染將趨于零。
特斯拉公司曾做過一項研究。西弗吉尼亞州嚴重依賴于火力發電,煤在能源結構中所占比例高達96%。如果人們生活在這里,每天開著普通汽油車跑65km的話,CO2排放量將超過12kg。如果人們生活在印第安納、肯塔基或俄亥俄州,情況也好不到哪兒去。但如果人們生活在一半電力來源于天然氣的加利福尼亞州,開電動汽車的環保優勢就會很明顯,碳排放量大大降低。如果人們生活在主要靠水力發電的愛達荷或華盛頓州,那么使用電動汽車的碳排放幾乎可以忽略不計。
“發電過程中煤的燃燒帶來了更嚴重的污染”,用這一論點來質疑電動汽車的環保性無疑是一種倒退。事實上,面對霧霾,目前最嚴重的問題仍然是人們對煤的依賴——制造、銷售和使用更多的純電動汽車,或許才能破解對不可再生能源的依賴,推動能源結構升級,唯此才能真正實現“零排放”。
2014年4月11日,漢能成為首家和特斯拉達成合作協議的中國充電站供應商,主要為特斯拉的超級充電樁提供光伏設備、車棚、儲能等支持。漢能薄膜光伏技術會為超級電站加分,光伏薄膜技術的特點是可以透光、柔性化,在建造光伏充電站時,夠酷、夠美觀對于追求產品完美的馬斯克來說必定會成為考慮的重要因素之一。用太陽能發電,就像特斯拉已經在美國嘗試的那樣。之所以這么做,是因為馬斯克希望電動汽車能真正實現環保,而不是把污染轉嫁到發電廠。
據特斯拉公布的數據[3,4],截至2015年2月,全球范圍內的特斯拉Model S行駛里程總數已超過12×108km,節省1.3×108L燃油。按照國五汽油標準測算,相當于減少排放了1200t一氧化碳、120t碳氫化物、72t氮氧化物,避免了大量PM2.5的產生。
眾多特斯拉車主懷著“從我做起”的單純想法,向綠色出行的新生活邁出了第一步?;蛟S連他們自己當初沒有意識到,自己的選擇為地球做出了怎樣的貢獻。
一份統計報告顯示,中國早在2006年就超過美國成為了世界上最大的碳排放國?,F在,中國每年平均向大氣中排放100× 108t二氧化碳。照現在的趨勢,到2030年,中國每年將向大氣中排放150×108t二氧化碳,超過全球其他國家碳排放的總和。
《滾石》雜志撰稿人杰夫·古德爾在《中國氣候,人們星球的未來》一文里寫道,中國領導人也逐漸認識到,近幾十年來經濟發展模式對于煤炭的依賴過大,使得煤炭價格一再推高,空氣污染成為中國大城市最棘手的“城市病”之一。非營利組織健康效果研究所在報告中指出,糟糕的空氣導致了許多中國人過早死亡的病例。
應該看到,汽車市場已經進入了一個微增長階段,市場競爭愈發激烈,如果人們還是要熱衷于大馬力、高耗能產品的投資,也許會有一些短期效應,但是面對石油資源的緊缺、環保要求的提升、碳排放限制的措施,長遠發展難以持續。中國政府已經發出了支持節能與新能源汽車的明確信號,希望企業和資本市場高度的重視。
汽車產業和市場需求已經站在了一個新的起點上,對新一代中國汽車人提出了更高的要求,如何減少人們對化石能源的依賴,如何更加環保、為消除霧霾做出實質性貢獻、如何更加安全有效的保障安全出行、如何更加智慧為交通通暢打好基礎,新一代中國人為清潔環保安全和智慧樹起了一個新的“汽車夢”,新一代中國汽車人要用創新發展的激情和努力來實現新時代的汽車夢,這就是人們的責任和未來!
[1]郎為民.特斯拉那些事兒[M].北京:人民郵電出版社,2015.
[2]郎為民.來自火星的馬斯克[M].北京:化學工業出版社,2015.
[3]Korzeniewski,Jeremy.TeslafilessuitagainstFiskerAutomotive[EB/OL]. http://www.autoblog.com/2008/04/15/tesla-files-suit-against-fisker-automotive,2008-04-15.
[4]特斯拉官方網站:http://www.tesla.com.
王曾澤(1998—),男,湖北省武漢市人,武漢市第二中學學生。