电动汽车与传统燃油汽车在环境效益与能耗领域的比较分析

电动汽车与传统燃油汽车在环境效益与能耗领域的比较分析

两百多年来，全世界的汽车工业从无到有，经历了长足发展。汽车离人们的生活越来越近，在创造巨大经济价值的同时，汽车行驶排放的温室气体是全球气候变暖的主要致因，伴随而来的能源枯竭和环境污染却让国家不堪重负。 随着汽车总量的增加，减少交通运输过程中的温室气体排放，是中国在全球气候变暖的严峻形势下所要面对的重要环境问题。中国的石油资源相对匮乏，早在1993年中国已成为石油净进口国，并且随着我国汽车保有量的不断攀升，汽车已逐渐成为石油消耗的第一大户。随着人口的进一步增加与资源的不断消耗，中国面临的能源与环境问题十分严峻。 电动汽车作为新型清洁能源汽车的出现，将降低中国对石油产品的依赖，大幅减少温室气体排放并有效降低城市污染，是中国建设资源节约型、环境友好型社会的重要技术途径。以下将对电动汽车和传统汽车在环境影响和能源消耗等方面进行详细对比分析。 电动汽车与传统燃油汽车在环境效益与能耗领域的比较分析 (1)能源消耗评价

在燃料采集加工运输阶段，将功能单位统一设定为在加油(气、氢)机、充电口，低热值为1MJ(兆焦耳)的燃料。车行驶1km的全生命周期能耗=客车1公里燃料耗量×(单位燃料燃烧的能耗+生产单位燃料所导致的能耗)。为了比较电动汽车与传统汽车的节能效应，通过车辆行驶每百公里所消耗的能量和汽车能源转化效率两个方面进行比较。如图1所示，以车辆行驶每公里所消耗热能计算，电动汽车能量消耗比传统车辆减少50%，节能效应明显。

图2为全生命周期汽油车与电动车能源转化效率比较情况，从能源转化效率进行比较看，电动汽车经过发电、输电以及充电到车轮驱动等复杂的过程后在能源转化效率方面仍然表现出明显优势。

表1为燃油出租车与电动出租车的能耗成本比较，如不考虑电动汽车的电池使用寿命，每年的能耗费用将是非常显著，每公里减少能耗成本为4.25元。每辆出租车每年直接减少燃油1万升，可节约能耗运行成本42500元。

以上分析表明电动汽车替代普通汽车不仅直接减少燃油的使用，降低国家对能源的依赖，提高中国能源安全，而且与传统车辆进行比较具有明显的节能效应，降低对一次能源的使用。

(3)全生命周期污染物排放评价公交车是城市中最重要的交通工具，选取不同类型的公交车对其环境污染的影响进行比较。机动车行驶1km的全生命周期某种污染物排放=1公里燃料耗量×(单位燃料燃烧的该种污染物排放量+生产单位燃料所导致的该种污染物排放量)。比较环境指标有一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOX)、微粒(PM)和噪声。车辆行驶1km，电动汽车几乎没有排放HC和PM，只有少许NOX和CO。 表2为燃油汽车和电动汽车在不同车速下的噪声(dB)，从表中统计数据可以看出电动汽车对降低城市噪声污染方面有显著优势。

电动车和汽油车的百公里费用对比分析研究 汽车的发展方向与低碳经济是一致的，低碳经济旨在降低人类对环境的破坏以及对不可再生资源的合理应用，而汽车一直以节能、环保和安全作为发展主导方向。故在未来的日子里，作为减少温室气体排放和减轻对原油进口依赖的解决方案之一，新能源汽车将成为各国汽车工业发展的大势所趋。以下将根据电动车和燃油机车的百公里费用数据进行分析，对比得出二者之间的优缺点在哪里。

可能大多数人都不太清楚。 为了使这种比较具有公平性、合理性，特选择外形和重量完全相同的电动车和汽油车。

(比如奥迪A4车型，车重1.6吨) 可以从网上查到，汽油发动机的效率大约是30 ，电动机的效率大约是90 。 (根据专业测试，当汽车以100 km/h的车速匀速行驶时，主要会受到空气阻力、汽车内部部件之间的摩擦力以及轮胎的滚动阻力这三种阻力的影响。三者分别占到全部阻力的60、15和25。) 假如车以100km/h的车速匀速行驶，汽油车的百公里油耗是10升，下面求电动车的百公里电耗。

汽油的燃烧值：4.66 107焦耳，即每公斤汽油蕴含的能量是46600000焦耳。 90号汽油的比重：0.722公斤/升 10升汽油的化学能是：0.722 10 46600000焦耳 336452000焦耳 10升汽油的化学能只有30转化为机械能(336452000 0.3 100935600焦耳)，用来克服汽车内部阻力和外部阻力做功。

电动车和汽油车所做的功是一样的，同样是100935600焦耳。要输出这么多的功，电动机需要消耗的电量是：100935600焦耳 / 0.9 112150667焦耳 31.15千瓦时 每度电蕴含的能量：1千瓦时1000瓦 3600秒 3600000焦耳 由上可知，电动车在上述条件下的能源消耗是112150667焦耳，汽油车的能源消耗是336452000焦耳，是电动车的 3 倍。

假如分析到此为止，那么，明显是电动车要节省能源。不过，情况并非如此简单。因为

汽油或者电能都不是凭空来的，也需要耗费相当的能源。比如，原油的勘探，开采，运输，炼化，成品油的运输，都需要消耗能源。同样，电力的生产也是如此，煤炭的开采，运输，热力发电，输变电，充电，也都需要消耗相当的电能。相比之下，电力生产的效率要低的多。热电厂的发电效率大约是30 ，输变电的效率能是多少呢?充电效率大约是70 (综合考虑，电动车每充20度电，至少需要消耗100千瓦时的能量)如果考虑到所有这些因素，也许电动车的能耗更高吧? 经计算，按前文条件： 汽油车的百公里能耗大于336兆焦耳 电动车的百公里能耗大于560兆焦耳 等同热量的石油比煤炭价格要贵得多。而且，石油的工业用途比媒体也高得多。 所以，从节省能源和资源成本上来比较，电动车的优势是汽油车无法比拟的。 如果蓄电池的储能比达到 0.5千瓦时/千克 以上，价格在 500元/千克 以下，配置200公斤蓄电池，车的自重将变化不大。假定两车的基本情况相同，城市交通平均时速50千米/小时，行驶里程20万公里，下面简单计算一下，在现时的电价和油价情况下，两种车的费用。 1、三滤，汽油机，变速箱，启动机和铅酸电池的保养，至少500元/万公里 ，从保养上来说，汽油车至少多花费10000元。 2、电动车传动系统简单，环节少，内阻小，传动效率高，考虑到这个情况，平均时速为50公里的百公里电耗应小于20千瓦，而汽油车在这种城市交通状况下的油耗应大于10升。

下图是电池车和汽油车的内部性能用途分析。从分析中可以看出，电动车在未来比汽油车有更大的发展空间，而汽油车在现今能源的补充快捷性和便利性方面占有一定的优势。

结论

综上所述，电动汽车与传统汽车相比较具有明显的环境效益。电动汽车节能效果最好，能量消耗比传统车辆减少50%。无论从能源转化效率还是通过计算每公里消耗能源进行比较，电动汽车在减少一次能源消耗方面显示其优越性。广泛应用电动汽车不仅可以产生直接的能源效益，而且可以改善和优化能源结构，电动汽车替代燃油汽车将改变交通领域过分依赖有限石油资源的现状，实现交通领域能源利用的多元化和洁净化，尤其是推动煤炭资源的高效利用，提高我国能源的安全性。

电动汽车的价格比内燃机汽车高，决定了电动汽车的初期投入大、费用支出多，但是电动汽车的维修保养费用低，随着使用年限的延长，其使用费用支出会逐渐降低，甚至会低于内燃机汽车使用成本。

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