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        環境工程研究

        電動車究竟能不能使北京更清潔?哈佛大學研究發現取決于充電方式

        時間: 2019-01-15訪問: 1412

        雖然電動公交車的氣味比柴油公交車輕很多,但除非電網的運營靠無化石燃料,否則電力并不意味著零排放。為改善空氣污染問題,中國在推廣電動汽車的同時,增加了可再生能源發電的比重。為了了解這一變化會產生什么影響,哈佛大學陳新宇領導的一組研究人員模擬了北京2020年交通和電力系統的各種情況,并且得到了非常有啟發性的結論:電動車究竟是否“清潔”取決于你如何給它充電。

        何時充電?

        在不考慮電動汽車的情況下,研究人員研究了風力發電占北京發電量百分比從零到 40 %的情況,最終共減少了 29 %的二氧化碳排放量和 14 %的氮氧化物排放量。有趣的是,這些數字也隨著電動汽車的具體場景而改變。

        預計到 2020 年,560 萬輛私人汽油車將占北京二氧化碳排放總量的 10 %左右,燃煤電廠將占 85 %左右。將這些車輛電動化所帶來的二氧化碳減排效益幾乎完全取決于它對電網的影響,而這一效果又取決于這些車輛所使用的充電方式。

        研究人員使用合理的充電時間表來模擬電網上每小時的負荷。一種情況是這些車輛利用一夜時間的慢速充電。另一種情況是車輛在工作日結束時在家快速充電,這會造成用電需求高峰。

        由于分散了用電需求,慢速充電的車輛實際上有助于利用電網中的風能。在中國北方,風能的一個問題在于,煤電廠在冬天也會通過管道向建筑物供暖。這意味著,在有風的日子里,煤電廠不能關閉否則將無法供暖,因此風力渦輪機被關閉了。此時,慢速充電的汽車提供了可靠的電力需求,就可以使用額外的風能,并使渦輪機運轉更長時間。

        另一方面,快速充電汽車將電力需求集中在每天的峰值上,而這可能需要通過增加燃煤電廠的發電量來滿足。而且,燃煤電廠的產量越高,風力發電就會因過剩而被削減得越多。

        公交車的作用

        慢速充電的汽車可以通過利用風力發電的方式有效減少二氧化碳的排放,而快速充電的汽車則會削減風力發電。例如,如果風力渦輪機的發電量占北京電力總量的 40 %,則慢速充電汽車將把減少 29 %至 30 %的排放量,而快速充電汽車僅能減少 19 %。

        氮氧化物空氣污染的情況與此類似。將風電提高到 40 %,慢速充電車可減少 16 %的污染,快速充電車可減少 11 %的污染。

        把城市里的公交和出租車電動化有直接的益處。在有 30000 輛公交和 66000 輛出租車的情況下,電力的總需求并沒有顯著變動,充電所需的時間也與電網運行情況無關。這也意味著電動化對二氧化碳排放的影響不大,但汽柴油動力的公交車是空氣污染的主要來源。在實現電動化后,風力發電對降低空氣污染的作用從 14 個百分點提高到了 24 個百分點。

        以上研究使研究人員得出了一個結論,至少在上述情況下,“電動汽車是減少還是增加二氧化碳排放總量在很大程度上取決于車輛充電的方式和充電時間?!?/span>

        盡管這一事實被忽視了,但研究人員指出,有辦法來管理車輛的充電模式。一天中電價隨時間的變化就是一個很明顯的例子,在非高峰時段電價較低,人們就會在非高峰時段給車輛充電。不同的收費率也可以導致不同的定價,鼓勵那些不需要在幾個小時內完成車輛充電的人選擇慢速充電。

        看來,如果我們真的想通過更多的電動汽車來減少排放,就要認真注意這些細節。

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