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摘要:傳統汽車應用需要消耗大量能源,同時還會產生大量的污染排放物氣體,對人類生活環(huán)境造成一定破壞,這一問題在現代汽車普及的背景下逐漸嚴重,因此引起了社會各界的重視。為了降低汽車能源消耗以及污染氣體排放量,現代研究人員推出了家用新能源電動汽車,該汽車擺脫了傳統能源的限制,理論上具有良好節(jié)能減排效果,本文出于實踐考慮,將對此進行分析。
關鍵詞:汽車能耗;排放量;家用新能源電動汽車;節(jié)能減排
引言
家用新能源電動汽車是一種利用電能來代替?zhèn)鹘y燃油能源,實現汽車行駛動能生產的新型汽車,該汽車產品在現代技術背景下已經基本研制成本,且進入了實際應用當中,從應用結果上來看,家用新能源電動汽車在動能、能耗、減排等方面,均有滿足當下要求的表現,但與預期要求還有一段距離,說明關于家用新能源電動汽車的研究還需要繼續(xù)開展,通過此類研究使得該汽車產品發(fā)展,提高其推廣價值。
1家用新能源電動汽車節(jié)能減排效應分析
1.1車用燃料生命周期分析法介紹
車用燃料生命周期分析法應用當中,主要圍繞汽車能源應用循環(huán),將循環(huán)分為上游與下游兩個階段來進行分析,其中上游階段分析主要針對能源生產、運輸、轉化進行分析,下游階段主要涉及汽車能源應用,通過這兩個階段分析,可以獲取到汽車能源轉化效率、能源應用效率、二氧化碳排放率等數據。在本文的研究當中,將采用這種方法對純電能汽車、混合能汽車、燃油汽車進行分析[1]。
1.2能耗計算
圍繞車用燃料生命周期分析法,分別對純電能汽車、混合能汽車、燃油汽車的能耗進行計算,計算具體內容如下文所述。
1.2.1純電能汽車能耗計算計算基礎方面主要考慮電能來源,根據我國發(fā)電行業(yè)發(fā)展現況大體包括:煤炭、水能、天然氣、風能、核能、太陽能六種電能來源,在此基礎上,需要對各種電能來源的發(fā)電結構、能耗收集、發(fā)電效率進行計算,此部分結合車用燃料生命周期分析法理論得到計算公式(1)。式中Ai代表某一種電能來源在年度總發(fā)電量當中的比重;V代表某一種發(fā)電來源;姿p,i代表某一種電能來源的采集效率;姿t,i代表某一種電能來源的運輸效率;姿e,i代表某一種電能來源的發(fā)電效率。在公式(1)基礎上結合公式(2)可以計算得出單輛純電動汽車年能耗量。式中濁ev代表純電動汽車每年電耗總量;uev代表純電動汽車行駛里程均值;akm,ev代表純電動汽車每一百公里的電能消耗量;姿tran代表電能供給效率;姿total代表發(fā)電綜合效率。
1.2.2混合能汽車能耗計算混合能汽車是一種依靠油、電能源混合運行產生動力的一種汽車產品,但在該產品的發(fā)展背景下可見,其只有在低速條件下才消耗電能,那么結合汽車常規(guī)行駛需求,其電能消耗量微乎其微,所以混合能汽車更偏向于燃油汽車,但不完全相同,因此在本文計算當中將不考慮其電能消耗,直接對其油耗進行計算。在混合能汽車條件下,對其年能耗進行計算,計算方法如公式(3)所示[3]。式中濁ev代表混合能汽車行駛過程中的年度耗油量;ucv代表混合能汽車行駛里程均值;akm,ev代表純電動汽車每一百公里的電能消耗量;Qoil代表燃油單位熱值;poil代表汽油密度;姿p,oil代表燃油開采供給效率;姿pro代表燃油運輸效率。
1.2.3燃油汽車能耗計算燃油汽車即為現代常見的汽車產品。其行駛動能均來自于內部燃油機組對燃油能源的熱量轉化,此類汽車產品在很早之前都被開發(fā)處理,發(fā)展至今已經相當成熟,同時在節(jié)能領域當中也有一定的成績。關于燃油汽車能耗的計算方法,與上述混合能汽車能耗計算方法相同,因為兩者均采用燃油作為主要能源,同時上述計算方法并不涉及混合能中的電能,因此在燃油汽車與混合能汽車之間,上述計算方法具有通用性。
1.3二氧化碳排放計算
目前隨著我國汽車數量的增加,汽車尾氣排放量也逐漸上漲,導致城市環(huán)境當中出現了很多污染現象,例如霧霾等,這些現象說明當前汽車尾氣排放量對城市環(huán)境具有較大影響,有必要對此進行控制。關于汽車尾氣排放問題,根據相關研究理論得知,尾氣當中除了污染性的顆粒因子以外,主要氣體成分為二氧化碳,因此要對排放量進行控制,就需要先了解當前尾氣中二氧化碳的具體占比,下文結合車用燃料生命周期分析法中的二氧化碳排放計算方法,對純電能汽車、混合能汽車、燃油汽車的尾氣二氧化碳排放情況進行計算,具體內容如下文所述。
1.3.1純電能汽車二氧化碳排放計算關于純電能汽車二氧化碳排放的計算方法見公式(4)。式中Cev代表純電能汽車年度行駛里程的二氧化碳排放總量;cp,i代表某種電能能源條件下,電能生產熱值所產生的二氧化碳排放因子;cb,j代表某種能源在開采及運輸中的二氧化碳排放因子。
1.3.2混合能汽車二氧化碳排放計算混合能汽車二氧化碳排放計算方法如公式(5)所示式中Ccv代表混合能汽車年度行駛里程的二氧化碳排放總量;cp,oil代表燃油開采、運輸中對二氧化碳排放量造成影響的因子;cb,oil代表燃油應用過程當中的二氧化碳排放量。
1.3.3燃油汽車二氧化碳排放計算燃油汽車二氧化碳排放計算方法與上述混合能汽車二氧化碳排放計算,原因如(3)燃油汽車能耗計算所示,因此此處將不多加贅述。
1.4計算結果對比
將上述純電能汽車、混合能汽車、燃油汽車各計算方法得出的結果進行對比得到差值,根據差值表現特征判斷純電能汽車、混合能汽車、燃油汽車在能耗、二氧化碳排放方面的優(yōu)劣。介于上述分析內容只提到了公式方法,沒有具體數據支撐,對此本文將結合實例來完成對比工作,具體內容如下所述。
1.4.1純電能汽車、混合能汽車、燃油汽車能耗對比主要結合我國2012年至2020年的發(fā)電能源結構、綜合發(fā)電效率進行能耗對比分析,發(fā)電能源結構、綜合發(fā)電效率具體數據見表1、2。根據圖1可見純電能汽車的能耗較低,因此說明純電能汽車在能耗上具有最優(yōu)表現。
1.4.2純電能汽車、混合能汽車、燃油汽車排放量對比結合上述表1、2數據以及各種燃料的排放因子進行排放量對比,結果如圖2所示,表3為各種燃料的排放因子表現。根據圖2可見純電能汽車的排放量較低,因此說明純電能汽車在排放上具有最優(yōu)表現。
2家用新能源電動汽車發(fā)展路徑
根據上述分析內容可見,家用新能源電動汽車在能耗上與排放量上均具有良好表現,同時關于家用新能源電動汽車能耗、排放量的研究也一直在持續(xù)開展,說明之后該汽車產品在這兩個方面的發(fā)展會更加優(yōu)異。但結合實際情況上來看,家用新能源電動汽車的應用存在動能不足的問題,介于現代社會人群對交通出行的需求,當前家用新能源電動汽車的行駛速度并不能滿足預期效果,而如果一味加大形駛速度,又會增加能耗與排放量,所以在未來發(fā)展當中,需要側重于家用新能源電動汽車行駛速度與能耗、排放量的平衡。
3結語
家用新能源電動汽車在本文對比分析當中具有最優(yōu)表現,次之為混合能汽車,說明家用新能源電動汽車具有良好的節(jié)能減排效果;家用新能源電動汽車在當前研究水平下,存在行駛速度不如預期的問題,所以在未來研究中,應當以此為方向展開相關工作。
參考文獻
[1]胡曉芳,閆雪艷.新能源電動汽車節(jié)能減排效應及發(fā)展路徑研究[J].科技經濟市場,2018(1):70-71.
[2]唐葆君,馬也.“十三五”北京市新能源汽車節(jié)能減排潛力[J].北京理工大學學報:社會科學版,2016,18(2):13-17.
[3]牛牧遙.典型電動汽車節(jié)能減排特性調研及分析[J].電力與能源,2017,38(2):167-169.
作者:高銀橋 單位:廣東科技學院