插電式混合動力汽車的真相

電動汽車有多環保?取決於你在哪裡充電

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在日產去年宣佈將很快推出世界上首款大眾市場電動汽車聆風(Leaf)後的幾個月裡,該公司開始了為期24個城市的“零排放之旅”,以展示這項技術。聆風的電動機從插入您車庫插座的電池組中獲取能量。它沒有發動機,沒有油箱,也沒有排氣管。在汽車行駛期間,它確實是一臺真正的零排放機器。但在晚上,在您的車庫裡,電池組必須用從附近發電廠收集的新鮮電子來補充白天駕駛損失的能量。而那絕不是零排放。

聆風應該是第一輛衝出起跑線的全電動汽車,但追隨者們正在後面快速趕上。雪佛蘭正在推出Volt,這是一款電動汽車,配有一個小型內燃機,用於保持電池充電。福特將在2011年推出其Focus的電動版,隨後豐田、沃爾沃、奧迪和現代也將推出車型。

要真正核算這些汽車對環境的影響,就必須包括為其供電的發電廠的排放。當美國能源部研究人員進行此類分析時,他們發現結果因地區而異。


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研究人員將美國大陸劃分為北美電力可靠性公司定義的13個區域,並檢查了每個區域內的電力來源組合——通常是煤炭、天然氣和核能的組合,並摻雜了一些可再生能源。然後,他們研究了新的電動汽車車隊將如何改變這種供應。核能和可再生能源加起來佔美國電力供應的不到四分之一,是“始終線上”的能源。它們的能量很快就被日常任務消耗殆盡,幾乎沒有剩餘的綠色能源來幫助為蓬勃發展的電動汽車車隊充電。實際上,這意味著即使您住在風力發電場附近,其能量也已在您插入插電式汽車之前被預定。

在將核能和可再生能源排除在外後,研究人員得出結論,車隊的電力將主要來自煤炭和天然氣。如果您居住在天然氣占主導地位的地方,電動汽車將減少二氧化碳排放——在某些情況下,比普通混合動力汽車減少多達40%。在主要由煤炭(一種汙染更嚴重的燃料)供電的地區,電動汽車將導致釋放到大氣中的二氧化碳量增加。“零排放之旅”可能在今年春天結束了,但關於零的真正含義的爭議才剛剛開始。

電力來源
您的電力來自哪裡?答案取決於一天中的時間、一週中的哪一天以及您居住的地方。為了確定未來電動汽車車隊的能源來源,研究人員模擬了電動汽車車隊將給電網帶來的額外壓力。他們發現,增加的需求很可能由燃燒化石燃料的發電廠來滿足。事實上,在黃色突出顯示的六個區域中,煤炭的貢獻很大,這意味著插電式汽車排放的溫室氣體至少與普通混合動力汽車一樣多。

電動汽車的三種類型 純電動
像日產聆風這樣的汽車沒有汽油發動機,完全依靠電池動力執行。這將其續航里程限制在充電前約100英里。

插電式混合動力
像雪佛蘭Volt這樣的汽車像純電動汽車一樣插入電網,但它們也包括一個小型內燃機,可用於為電池充電。

混合動力
像豐田普銳斯這樣的汽車不連線到電網。電動馬達在低速時為汽車提供動力,而內燃機在高速時接管。

邁克爾·莫耶是《大眾科學》負責物理學和太空報道的編輯。此前,他在《大眾科學》雜誌工作了八年,擔任文章編輯。他的文章《通往第十維度的旅程》獲得了2005年美國物理學會科學寫作獎,並曾出現在哥倫比亞廣播公司、美國廣播公司、有線電視新聞網、福克斯新聞和探索頻道。他曾在加州大學伯克利分校和哥倫比亞大學學習物理學。

更多作者:邁克爾·莫耶
大眾科學 Magazine Vol 303 Issue 1本文最初以“插電式混合動力汽車的真相”為標題發表於《大眾科學》雜誌第303卷第1期(
doi:10.1038/scientificamerican072010-6lycwaRlQKn0qsKfibQ3KT
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