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浅谈家用电动汽车节能减排发展路径

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摘要:传统汽车应用需要消耗大量能源,同时还会产生大量的污染排放物气体,对人类生活环境造成一定破坏,这一问题在现代汽车普及的背景下逐渐严重,因此引起了社会各界的重视。为了降低汽车能源消耗以及污染气体排放量,现代研究人员推出了家用新能源电动汽车,该汽车摆脱了传统能源的限制,理论上具有良好节能减排效果,本文出于实践考虑,将对此进行分析。

关键词:汽车能耗;排放量;家用新能源电动汽车;节能减排

引言

家用新能源电动汽车是一种利用电能来代替传统燃油能源,实现汽车行驶动能生产的新型汽车,该汽车产品在现代技术背景下已经基本研制成本,且进入了实际应用当中,从应用结果上来看,家用新能源电动汽车在动能、能耗、减排等方面,均有满足当下要求的表现,但与预期要求还有一段距离,说明关于家用新能源电动汽车的研究还需要继续开展,通过此类研究使得该汽车产品发展,提高其推广价值。

1家用新能源电动汽车节能减排效应分析

1.1车用燃料生命周期分析法介绍

车用燃料生命周期分析法应用当中,主要围绕汽车能源应用循环,将循环分为上游与下游两个阶段来进行分析,其中上游阶段分析主要针对能源生产、运输、转化进行分析,下游阶段主要涉及汽车能源应用,通过这两个阶段分析,可以获取到汽车能源转化效率、能源应用效率、二氧化碳排放率等数据。在本文的研究当中,将采用这种方法对纯电能汽车、混合能汽车、燃油汽车进行分析[1]。

1.2能耗计算

围绕车用燃料生命周期分析法,分别对纯电能汽车、混合能汽车、燃油汽车的能耗进行计算,计算具体内容如下文所述。

1.2.1纯电能汽车能耗计算计算基础方面主要考虑电能来源,根据我国发电行业发展现况大体包括:煤炭、水能、天然气、风能、核能、太阳能六种电能来源,在此基础上,需要对各种电能来源的发电结构、能耗收集、发电效率进行计算,此部分结合车用燃料生命周期分析法理论得到计算公式(1)。式中Ai代表某一种电能来源在年度总发电量当中的比重;V代表某一种发电来源;姿p,i代表某一种电能来源的采集效率;姿t,i代表某一种电能来源的运输效率;姿e,i代表某一种电能来源的发电效率。在公式(1)基础上结合公式(2)可以计算得出单辆纯电动汽车年能耗量。式中浊ev代表纯电动汽车每年电耗总量;uev代表纯电动汽车行驶里程均值;akm,ev代表纯电动汽车每一百公里的电能消耗量;姿tran代表电能供给效率;姿total代表发电综合效率。

1.2.2混合能汽车能耗计算混合能汽车是一种依靠油、电能源混合运行产生动力的一种汽车产品,但在该产品的发展背景下可见,其只有在低速条件下才消耗电能,那么结合汽车常规行驶需求,其电能消耗量微乎其微,所以混合能汽车更偏向于燃油汽车,但不完全相同,因此在本文计算当中将不考虑其电能消耗,直接对其油耗进行计算。在混合能汽车条件下,对其年能耗进行计算,计算方法如公式(3)所示[3]。式中浊ev代表混合能汽车行驶过程中的年度耗油量;ucv代表混合能汽车行驶里程均值;akm,ev代表纯电动汽车每一百公里的电能消耗量;Qoil代表燃油单位热值;poil代表汽油密度;姿p,oil代表燃油开采供给效率;姿pro代表燃油运输效率。

1.2.3燃油汽车能耗计算燃油汽车即为现代常见的汽车产品。其行驶动能均来自于内部燃油机组对燃油能源的热量转化,此类汽车产品在很早之前都被开发处理,发展至今已经相当成熟,同时在节能领域当中也有一定的成绩。关于燃油汽车能耗的计算方法,与上述混合能汽车能耗计算方法相同,因为两者均采用燃油作为主要能源,同时上述计算方法并不涉及混合能中的电能,因此在燃油汽车与混合能汽车之间,上述计算方法具有通用性。

1.3二氧化碳排放计算

目前随着我国汽车数量的增加,汽车尾气排放量也逐渐上涨,导致城市环境当中出现了很多污染现象,例如雾霾等,这些现象说明当前汽车尾气排放量对城市环境具有较大影响,有必要对此进行控制。关于汽车尾气排放问题,根据相关研究理论得知,尾气当中除了污染性的颗粒因子以外,主要气体成分为二氧化碳,因此要对排放量进行控制,就需要先了解当前尾气中二氧化碳的具体占比,下文结合车用燃料生命周期分析法中的二氧化碳排放计算方法,对纯电能汽车、混合能汽车、燃油汽车的尾气二氧化碳排放情况进行计算,具体内容如下文所述。

1.3.1纯电能汽车二氧化碳排放计算关于纯电能汽车二氧化碳排放的计算方法见公式(4)。式中Cev代表纯电能汽车年度行驶里程的二氧化碳排放总量;cp,i代表某种电能能源条件下,电能生产热值所产生的二氧化碳排放因子;cb,j代表某种能源在开采及运输中的二氧化碳排放因子。

1.3.2混合能汽车二氧化碳排放计算混合能汽车二氧化碳排放计算方法如公式(5)所示式中Ccv代表混合能汽车年度行驶里程的二氧化碳排放总量;cp,oil代表燃油开采、运输中对二氧化碳排放量造成影响的因子;cb,oil代表燃油应用过程当中的二氧化碳排放量。

1.3.3燃油汽车二氧化碳排放计算燃油汽车二氧化碳排放计算方法与上述混合能汽车二氧化碳排放计算,原因如(3)燃油汽车能耗计算所示,因此此处将不多加赘述。

1.4计算结果对比

将上述纯电能汽车、混合能汽车、燃油汽车各计算方法得出的结果进行对比得到差值,根据差值表现特征判断纯电能汽车、混合能汽车、燃油汽车在能耗、二氧化碳排放方面的优劣。介于上述分析内容只提到了公式方法,没有具体数据支撑,对此本文将结合实例来完成对比工作,具体内容如下所述。

1.4.1纯电能汽车、混合能汽车、燃油汽车能耗对比主要结合我国2012年至2020年的发电能源结构、综合发电效率进行能耗对比分析,发电能源结构、综合发电效率具体数据见表1、2。根据图1可见纯电能汽车的能耗较低,因此说明纯电能汽车在能耗上具有最优表现。

1.4.2纯电能汽车、混合能汽车、燃油汽车排放量对比结合上述表1、2数据以及各种燃料的排放因子进行排放量对比,结果如图2所示,表3为各种燃料的排放因子表现。根据图2可见纯电能汽车的排放量较低,因此说明纯电能汽车在排放上具有最优表现。

2家用新能源电动汽车发展路径

根据上述分析内容可见,家用新能源电动汽车在能耗上与排放量上均具有良好表现,同时关于家用新能源电动汽车能耗、排放量的研究也一直在持续开展,说明之后该汽车产品在这两个方面的发展会更加优异。但结合实际情况上来看,家用新能源电动汽车的应用存在动能不足的问题,介于现代社会人群对交通出行的需求,当前家用新能源电动汽车的行驶速度并不能满足预期效果,而如果一味加大形驶速度,又会增加能耗与排放量,所以在未来发展当中,需要侧重于家用新能源电动汽车行驶速度与能耗、排放量的平衡。

3结语

家用新能源电动汽车在本文对比分析当中具有最优表现,次之为混合能汽车,说明家用新能源电动汽车具有良好的节能减排效果;家用新能源电动汽车在当前研究水平下,存在行驶速度不如预期的问题,所以在未来研究中,应当以此为方向展开相关工作。

参考文献

[1]胡晓芳,闫雪艳.新能源电动汽车节能减排效应及发展路径研究[J].科技经济市场,2018(1):70-71.

[2]唐葆君,马也.“十三五”北京市新能源汽车节能减排潜力[J].北京理工大学学报:社会科学版,2016,18(2):13-17.

[3]牛牧遥.典型电动汽车节能减排特性调研及分析[J].电力与能源,2017,38(2):167-169.

作者:高银桥 单位:广东科技学院

浅谈家用电动汽车节能减排发展路径责任编辑:张雨    阅读:人次
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