3.低碳汽车技术的考虑因素

3.低碳汽车技术的考虑因素

目前大众市场上可用的两种主要类型的低碳汽车是电力驱动的汽车(电池电动汽车、插入式混合动力汽车、增程电动汽车)和氢燃料电池驱动的汽车(FCEV)。电池电动汽车(BEV)纯粹依靠电力运行,而插电式混合动力汽车(PHEV)和增程电动汽车(E-REVs)在某些时候使用内燃机为车辆提供动力。当涉及到每种类型的技术、对环境的影响以及对制造商和最终用户的影响时,需要考虑几个因素。

LCV和排放

尽管电动汽车和PHEV(电动模式)在零尾气排放的情况下运行,但也有一些来自其电源的排放。因此,在全球基础设施向清洁电力转变之前,电动汽车不能真正被视为“零排放解决方案”。尽管如此,研究发现,瑞典和法国等国家的电动汽车在其使用寿命内的平均排放量约为100%比冰上交通工具高70%(因为它们的电力主要来自核能和可再生能源),而在英国,排放量降低了约30%。氢燃料电池汽车(简称FCEV)只排放水和空气,因此尾气排放量为零。然而,也有一个类似的挑战——目前,氢燃料是使用化石燃料生产并运输到泵上的,但随着需求的增加和技术投资的增加,基础设施将得以发展,我们也将能够减少供应链中的排放。

能量密度

从表面上看,消费类汽车的一个主要问题是其行驶范围。致力于LCV项目的制造商正在不断尝试寻找扩大替代燃料汽车范围的方法。目前,射程最长的BEV是特斯拉车型3,一次充电的续航里程为405英里(尽管目前这只是一个估计),比冰上车辆的平均续航里程长,大多数续航里程为250-300英里。PHEV和E-REVs可以匹配或超过冰上车辆的续航里程,但这一续航里程中只有一部分是纯电力驱动的。E-REVs的射程约为150英里,之后车载制冰机开始充电。PHEV电池的续航里程通常在20-30英里左右。BEV能够实现越来越长的射程,因为其内部使用的大型锂离子电池组具有较高的能量密度(约100-265 Wh/kg).

氢燃料电池汽车的续航里程可以达到300英里左右,与当前消费类汽车的平均续航里程相当,然而,这带来了一个额外的挑战。氢气的能量密度明显低于锂离子电池和汽油,约为8 mJ/L。为了满足当前的标准和消费类车辆的范围,需要在车上储存大量氢气,油箱容量约为5-13 kg氢气。虽然储氢装置的重量小于提供相同射程的锂离子电池,但人们担心的是这些储氢罐的体积以及它们需要占用的空间。因此,到目前为止,有人提出,氢燃料主要是一种适用于大型车辆的解决方案,不一定适用于乘用车。

能源效率

当然,当谈到为汽车提供动力时,不仅仅是你能储存多少能量,而是你能用它做什么。作者的研究大众研究发现,氢从“井到罐”(从生产到在车内使用)所遭受的能效损失明显高于锂离子电池。电动汽车的整体效率约为76%,而氢气的效率为30%。这是因为为了给汽车提供动力,必须对氢进行各种处理——从产生能量到进行电解、压缩和液化、运输和加注,然后进入燃料电池、低容量电池,再到发动机。相比之下,电能被产生、运输和储存,然后转移到高容量电池中,然后进入发动机。

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