鉅大LARGE | 點擊量：276次 | 2023年10月25日
研究表明動力鋰電池電動汽車對二氧化碳減排貢獻力度最大
劍橋工程師的最新分析顯示，電池電動汽車的廣泛采用提供了最大的能源效率和二氧化碳減排潛力。
但他們警告說，為了讓電池電動汽車（BEV）的全部潛能得到釋放，為了滿足日益增長的電力需求，電網(wǎng)的改進是必要的，還需要努力提高充電站的可用性，以緩解所謂的“射程焦慮癥”——即擔心BEV的乘客會因續(xù)航不足而被困在路上。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《應用能源》雜志上。
使用全電動路徑的BEV和需要使用氫氣的燃料電池電動汽車（FCEV）是減少交通部門溫室氣體排放的兩個最前沿的選擇。
可持續(xù)道路貨運中心副研究員莫莉·豪根博士和能源部能源研究小組的同事對輕型（即汽車）和重型貨車的低碳方案的能源消耗進行了隨機分析。
為了確定哪種能源途徑是更好的選擇，研究人員關注了以下適用于當前和未來能源系統(tǒng)的電動和氫動力道路運輸領域：
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
1、氫與電動汽車能源效率
2、天然氣能源效率
3、電網(wǎng)能效
4、碳強度集中在車輛運行時的能源生產(chǎn)和使用上
5、天然氣和電網(wǎng)能源途徑產(chǎn)生的二氧化碳強度
6、未來燃料路徑的財政限制。
他們的分析表明，BEV能持續(xù)減少溫室氣體排放。輕型BEV能源路徑通過減少輸入能源浪費，將CO2排放降至最低，比使用電網(wǎng)能源的輕型FCEV效率高65%。隨著電網(wǎng)的脫碳和技術的進步，研究人員說，通過這一途徑進一步減少二氧化碳排放是可能的。在體積和有效載荷有限的情況下，電池重型車輛也能夠實現(xiàn)較低的二氧化碳排放，而電動道路系統(tǒng)是最節(jié)能的途徑。
同時，在最大拖車容量的情況下，電動和燃料電池重型車輛具有類似的天然氣一次能源的預測碳強度。然而，與燃料電池重型貨車相比，使用傳統(tǒng)電池系統(tǒng)或電動道路系統(tǒng)的電動重型貨車能夠分別實現(xiàn)55%和67%的碳減排。
相比之下，燃料電池電動汽車使用的氫氣系統(tǒng)的碳足跡（每行駛公里數(shù)）由于系統(tǒng)效率低下而高出2到3倍，并且需要比電能系統(tǒng)多出2到3倍的可再生能源。
豪根博士說，電池電動汽車（BEV）和燃料電池電動汽車（FCEV）是低碳的選擇，可以減少尾氣排放，但在整體效率、相關碳強度和成本上有所不同。隨著我們離英國政府承諾的2050年最后期限越來越近，要求英國在這一天之前將其所有溫室氣體排放量降至凈零，我們需要決定在哪條道路上使用全電或全氫來投入資源、資金和研究。
我們評估了電動和氫燃料電池汽車能源系統(tǒng)，從能源來源到能源使用，并強調了系統(tǒng)在哪里損失能量；這些組件如何影響整個系統(tǒng)效率；以及相關的二氧化碳排放量。
加州勞倫斯伯克利國家實驗室和加州斯坦福大學研究人員早前研究發(fā)現(xiàn)電動汽車的任何應用都必須通過發(fā)展清潔能源網(wǎng)來反映，以減輕氣候變化和空氣污染。
他們研究了美國最有利于交通運輸?shù)钠嚾剂霞夹g，以及脫碳（氣候）和空氣污染（健康）緩解之間的權衡。
合著者之一、斯坦福大學的InêsM.L.Azevedo教授說：“運輸部門是美國二氧化碳排放的最大貢獻者。它對健康和環(huán)境的影響也很大。溫室氣體和空氣污染物以不同的方式影響不同的地方。溫室氣體在全球范圍內擴散，在大氣中停留數(shù)十年至數(shù)百年，其影響在全球范圍內有所不同，但這種影響并不取決于排放源。標準污染物的壽命要短得多，其影響取決于排放發(fā)生的地點。”
這項研究估計了美國乘用車、SUV和公交客車的溫室氣體排放和標準空氣污染物排放造成的生命周期貨幣化損害。它研究了四種不同燃料類型的汽車：汽油、柴油、CNG和電網(wǎng)電力，以及三種汽車技術：內燃機汽車（ICEV）、混合動力電動汽車（HEV）和電池電動汽車（BEV）。
它使用邊際損害方法來估算與溫室氣體（CO2、CH4、N2O）相關的氣候變化貨幣化損害以及標準空氣污染物（SO2、NOx、CO、PM2.5和VOCs）造成的健康和環(huán)境貨幣化損害。
來自勞倫斯伯克利國家實驗室的共同作者范彤博士說：“我們發(fā)現(xiàn)汽車電氣化在減少氣候變化損害和空氣污染損害方面有著巨大的潛力。與西海岸和新英格蘭的傳統(tǒng)石油汽車相比，2014年的電網(wǎng)，汽車電氣化已經(jīng)可以減少氣候變化造成的損害?！?/p>
然而，在某些地方，電池電動汽車可能導致比傳統(tǒng)汽油/柴油汽車更高的空氣污染損害。這發(fā)生在煤炭仍然盛行的地區(qū)（如中西部和東南部）。
即使在美國電網(wǎng)相對清潔的地區(qū)（如西海岸和新英格蘭），電池電動汽車也只能部分減少空氣污染損害。我們的研究結果強調了不斷清潔和脫碳電網(wǎng)的重要性，例如隨著可再生能源技術和核能的增加，以及提高車輛效率。接近零排放的清潔電網(wǎng)不僅有利于電力部門和建筑物等傳統(tǒng)電力消費者，而且對可持續(xù)交通的未來也變得越來越重要。
