特斯拉(電動車)不節能不環保?一篇文章梳理清楚

電動車電池太重,能量都拿去運輸電池自己了,長續航電動車根本就不節能減排。

汽油車熱效率只有10%到20%,電動車熱效率90%完勝。

電動車的電力來源主要還是火力發電廠,環保個屁。

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筆者常年被上面這些相反的觀點所困擾,搞不清楚特斯拉(電動車)到底節不節能,環不環保,就像得了精神分裂症一樣。知道我自己動手,動用了物理學和數學的知識算了一下。

先來計算一下能源利用效率。

電動車的支持者認為汽油車的熱效率低,即使是號稱熱效率最高的豐田發動機也只不過有40%的熱效率。而電機的能源利用效率能輕鬆的達到90%以上。另外,雖然現在發電廠也是主要靠燒煤發電,但是因為燒煤發電是在電廠規模化的發電,所以能源利用效率要好得多,即使考慮到電網傳輸到損耗。關於這一點,特斯拉CEO伊隆馬斯克自己也是這麼認為的,他還在TED上做過專門的闡述。

“如果你將天然氣用於大型發電裝置,你可以獲得60%的能源效率。而如果用在汽車上燃燒,你只能獲得20%的能源效率。即使考慮到電網傳輸到能源損耗,依然是前者更划算。

而電動車的反對者則認為,因為電池的能量密度遠低於汽油,所以導致電池的重量很大,雖然電機的能量利用效率高,但是需要花費大量的能量來運載笨重的電池,得不償失。

所以到底誰有理呢?

筆者認為最科學的方法,是使用實車表現進行計算。特斯拉model3是現在最節能的電動車之一,它的百公里電耗為15度(kwh)。而作為對比,我們選擇同級別寶馬3系,百度顯示車主平均的百公里油耗為10L。我們已知一升汽油完全燃燒可以釋放33580KJ的能量,所以寶馬3系行駛百公里需要消耗能量335800KJ。又因為1度電(kwh)等於3600KJ,所以model3行駛一百公里需要消耗能量54000KJ。看起來的確電動車的能量消耗遠低於汽油車,不是嗎?我們接著考慮,這些電都是煤電廠燃燒煤發的電,煤電廠的發電效率是33%,電網傳輸效率為88%,從充電樁充電到特斯拉電池的效率為80%,最後得出model3行駛一百公里換算成化石燃料的話需要消耗234800KJ。相比寶馬3系還是要節能一半左右。(ps:我們這裡還沒考慮石油是一種優質的化石燃料,比煤強多了,如果發電廠燒的是石油,那麼電動車的優勢會更大)

所以能源利用效率這一一塊,特斯拉為代表的電動車陣營輕鬆勝出。並且電動車還有一個優勢,是以上計算假設是電網的電完全來源於燃燒煤發電,但是隻要我們開啟了電動化路線,發電來源這方面一定可以逐漸過渡到清潔的發電方式的。而如果一直使用汽油車,那麼未來不會有任何改進。另外不要忘了model 3點效能比寶馬3系要好得多。相當於我們用更少的能源獲得更好的效能。

第二個關於環保的爭議是電池汙染大。這個方面特斯拉就與眾不同,特斯拉採用小型圓柱電池的原因之一就在於考慮到以後電池的回收利用。在電動車上拆下來的動力電池可以用於電網儲電,如果電網儲電也退役下來了,還可以回收(這裡寫的有趣一點可以寫成一塊電池的旅行)。而每個電池都是圓柱形的堅持可以極度的簡化電池回收的工作。甚至可能會像蘋果那個dasiy回收手機的機器人一樣快速將電池拆解再利用。蘋果有底氣宣稱電腦由100%的再生鋁製造,誰知道特斯拉會不會有一天也宣稱自己的電池也100%由再生鋰製造?

綜上,實際表現來看,特斯拉(電動車)是真的節能環保。

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