薛柏陽
摘 要:汽車的尾氣排放是目前環(huán)境污染的一大來源之一。目前國家正在推動電動車的發(fā)展以保護環(huán)境,但是電能是二次能源。因此電能的使用可能是具有間接污染的,火力發(fā)電并非長久之計,唯有改進或替代。而氫能和生
物質能發(fā)電很有可能替代火力發(fā)電成為解決能源危機的方式。關鍵詞:電動汽車;間接污染;生物質能源;能源當量;氫能源
如今,汽車已有百余年的發(fā)展歷史。它們是人類智慧的結晶,是劃時代的產物。在不斷地改進與創(chuàng)新中,它伴隨我們譜寫著歷史篇章,同時也與我們并肩而行,放眼未來。在此,我想淺談汽車的現(xiàn)狀與未來發(fā)展趨勢以及可能面臨的一系列問題。
無處不在的汽車,在縱橫交錯的路網中穿梭。在我國,汽車正以飛速發(fā)展,大家有目共睹。隨之而來的,也是一系列的問題——尾氣排放,噪音污染,化石燃料的逐漸減少……這些問題都難以解決,我們急需改進與創(chuàng)新。最難解決的問題之一,就是能源問題。目前中國年產汽油億萬噸,也許就在數十年后,化石能源就會枯竭,應當尋求另一種可靠的,對環(huán)境破壞最小的方式為汽車提供動力。
就這樣,各種新能源,新概念,新形式的汽車在近十余年來快速涌現(xiàn)出來,太陽能,電能,鹽水驅動,油電混合,甚至核能。然而,很多新能源汽車難以實現(xiàn),有多種無法逾越的困難與障礙,生產成本,生產污染,城市路況,能源來源,城市規(guī)劃等很多因素都在影響新能源汽車的發(fā)展。而目前,最為主流,也是政府推薦的新能源汽車均是以電能為動力的,直接到充電站或私家充電樁補充電力,電動汽車表面上有很多優(yōu)點,例如能源成本較低。在同樣的路況下,行駛相同距離電動車相比汽油車更加經濟,成本更低,并且表面上更加的環(huán)保。然而,目前,電動車的弊卻大于利。從使用者角度看,電動車車主用車成本十分高昂,保養(yǎng)費用,充電樁等附加費用,并且保值率低,更需要時刻關注電量,無法遠門出行,空調等電器的使用會影響整車的使用。從技術層面的角度看,電池在容量和壽命上問題嚴重,電池會隨外界環(huán)境改變以及時間的推移發(fā)生容量縮水,發(fā)生用電虛高的現(xiàn)象。然而,最嚴重的問題——電是二次能源!中國目前大部分電力來自于火力發(fā)電,而且其他形式的發(fā)電可靠性較低。簡而言之——電動車的能源大部分來自于燒煤。間接污染是可怕的,甚至間接造成的污染比內燃機造成的污染更加可怕。根據資料,燃煤的理想效率約為 40%,其余的 60%均以熱能形式散失掉了,同時有大量硫化污染物和碳排放,大量的電能也會在輸送過程中損耗掉;反觀內燃機,燃油效率多在 30-40%之間,并不差于火力發(fā)電,所用的汽油或者柴油同為二次能源,來源于石油,石油在分餾過程中會形成多種產物,分別為燃料,潤滑油,蠟,瀝青,石油焦,溶劑,化工原料等。雖然石油分餾同樣會生成有害物,但是相比燒煤發(fā)電的有害物要少得多,并且利用率比多重損耗的燒煤發(fā)電利用率高。目前來看,電動車是一筆賠本買賣。
因此至少在未來的十余年中,混合動力依舊是主流,并非插電式混合動力,混合動力的“電”與插電混合動力的“電”是兩個完全不同的概念。前者的“電”來自于汽車啟動和制動時能量回收,而后者的“電”則來自于外來的電源。前者是對能量高效利用的一種極致追求,后者,卻是一種偽環(huán)保的技術。因此,油電混合動力汽車是目前在群眾當中最可行,最環(huán)保的技術之一。
那么,有沒有一種能源的利用,可以發(fā)揚物盡其用的精神,同時在此類能源的發(fā)電場廠建立之后,能夠提供大量并且穩(wěn)定的電力輸出,并且對自然環(huán)境和人類健康無影響或者影響較?。看鸢甘强隙ǖ?。生物質能在經過加工后可以進行發(fā)電。生物質能包括植物、動物排泄物、垃圾和有機廢水等。其能源當量(一個計量單位的能源本身所具有的能量,一般用折標系數折成標準煤來表示)僅次于煤、油、天然氣。我國目前此類能源應用并不十分充足。以農業(yè)廢棄物為例,僅僅秸稈每年的資源量就相當于 3.08億噸標準煤。隨著人們生活品質的提高,人們不再利用秸稈這種燃燒率僅為 10-20%且產生濃煙的傳統(tǒng)燃料,少量秸稈被作為飼料,大量的秸稈被燃燒在土地當中,伴隨形成大量有害灰塵。若將這些資源收集起來,進行粉碎,混合,擠壓,烘干等工序,制成成型新型清潔燃料。資料顯示,其燃燒值(單位體積放熱量) ≥ 99%,熱效率(有效輸出能量與輸入能量之比) ≥ 87%,排塵濃度≥ 80mg/m3,氧
37.94%,氮 0.08% ,硫 0.02% ,氫 5.27%,灰份 1.5%,水分 %。此種能源有如下優(yōu)勢:發(fā)熱量較大,在 900~4800千卡 /千克左右,經炭化后的發(fā)熱量高達 7000—8000千卡 /千克;燃燒生成的碳、硫化物含量極低,對環(huán)境影響極小;在充分燃燒后剩余的灰燼是高品質有機肥。因此,從收集到加工與利用,全程低碳排放,低污染物排放,成本可控,物盡其用,形成一條良性循環(huán)鏈。此類生物質能發(fā)電方式的興起是大勢所趨。因為此種發(fā)電方式不同于火力發(fā)電,生物發(fā)電的間接污染近乎為零。生物質能發(fā)電目前在我國不是十分普遍,希望在不久之后,我們能夠充分利用我國生物質能資源豐富的優(yōu)勢,逐漸的讓生物質能發(fā)電代替火力發(fā)電。
與電動汽車同樣還有大量發(fā)展空間的,還有氫能源、乙醇燃料和空氣動力汽車。氫能源很可能是未來最終的能源解決方案。由于重量輕,方便運輸,導熱性好,作為原料的水來源廣泛,生成物只有水,燃燒性能極佳,單位體積放熱多,氫能源成為了未來新能源的最佳選擇。氫氣來自于水的分解,“水中取火”并非易事,有一種方法為在水中加入昂貴金屬釕的化合物作為水解催化劑,在陽光的照射下生成氫氣,這種高成本的方式顯然是不可行的。幸運的是,許多細菌是可以制氫的,生物法可以將各種廢料充分利用,農副產品廢水廢渣,乳制品加工產生的廢物均可作為培養(yǎng)基。每將廢料利用率提高一點,都是對環(huán)境的最佳保護,對未來人們的一個交代。氫能源,極其有可能是人類解決能源危機的最終方式之一。繼續(xù)深入研究與發(fā)展氫能源是十分必要的。
未來,屬于創(chuàng)造它的人。唯有技術的創(chuàng)新與發(fā)展,對環(huán)境和他人、后代的友好,能夠推動汽車發(fā)展,續(xù)寫人類文明的新篇章。