Как построить электромобиль своими руками

Часть 3. Экологичность электротранспорта

(Продолжение. Начало в №11)

В данной статье мы продолжим ознакомление с побудительными причинами создания электромобиля. Вы сможете ознакомиться с таким аспектом электротранспорта, как экологичность.

Не буду описывать методику расчетов, она практически полностью приведена в предыдущей статье об энергоэффективности электромобилей. Приведу только данные расчетов, сведенные в таблицу сравнения экологической эффективности различных типов автомобилей. В таблице отражена экологическая эффективность исходя из выделения парниковых газов в атмосферу при сжигании исходного вида топлива.

Технология Авто-
мобиль
Исходный источник энергии Количество выделяемого углекислого газа при сгорании топлива Полная энерге-
тическая эффек-
тивность
Количество выделяемого углекислого газа на километр пути
Двигатель на природном газе Honda Civic GX Природный газ 14,4 г/МДж 0,32 км/МДж 45 г/км
Водородные топливные элементы Honda FCX Природный газ 14,4 г/МДж 0,43 км/МДж 33,5 г/км
Дизельный двигатель VW Jetta Diesel Нефть 19,9 г/МДж 0,42 км/МДж 47,4 г/км
Бензиновый двигатель Honda Civic Нефть 19,9 г/МДж 0,38 км/МДж 52,4 г/км
Гибридный автомобиль (Бензин / Электро) Honda Civic Hybrid Нефть 19,9 г/МДж 0,46 км/МДж 43,3 г/км
Электро Tesla Roadster Природный газ 14,4 г/МДж 0,97 км/МДж 14,8 г/км
 

Можно долго рассуждать о необходимости введения все более жестких экологических норм для автомобилей, однако какие бы не вводились санкции, автомобили с двигателями внутреннего сгорания никогда не достигнут уровня автомобиля на водородных топливных элементах (и, тем более, электромобиля) по объему выделения парниковых газов в атмосферу Земли. Водородомобиль выделяет в 1,5 раза меньше углекислого газа (электромобиль в 3 раза меньше), чем большинство обычных автомобилей. Следует отметить, что сравнение электромобилей (или водородомобилей) и автомобилей с двигателем внутреннего сгорания ведется без учета возможности использования энергии атомных, ветряных, солнечных и гидроэлектростанций (при этом эмиссии углекислого газа вообще равны нулю).

Итак, мы пришли к ожидаемому выводу, что электромобиль является самой перспективной из существующих транспортных технологий в плане выделения вредных веществ в месте использования. В отличие от автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, топливо если и сжигается, то на достаточно большом расстоянии от города в топках ТЭЦ, что может радикально улучшить экологическую ситуацию внутри мегаполисов.

Остается посчитать другие источники опасности для окружающей среды со стороны электротранспорта. Разберем эти угрозы экологии подробнее.

Наибольшие опасения в плане экологичности внушает аккумуляторная батарея электромобиля. Что и говорить, во многих типах аккумуляторных батарей содержится большое количество тяжелых металлов, достаточно опасных для окружающей среды. Хочу сказать, что в настоящее время отработанные аккумуляторные батареи являются ценным вторичным ресурсом для производства новых аккумуляторов. Цена этого ресурса достаточно высока, поэтому владельцы электромобилей, скорее, продадут отработавшую свой срок батарею на переработку, чем выбросят ее на свалку. Существуют также экологически безопасные аккумуляторные батареи (к примеру, ZEBRA или чуть менее безопасные литий-ионные аккумуляторы), выбрасывание которых на свалку не приведет к экологической катастрофе. Таким образом, мы убедились, что и с этой стороны экологичность электромобилей достаточно хороша.

В электромобилях не требуется использовать такого количества смазочных материалов, как для автомобиля - не надо доливать масло в двигатель. В большинстве серийных электромобилей коробка передач отсутствует, что также ведет к отсутствию необходимости смены трансмиссионного масла.

О кузове и элементах подвески можно сказать одно - угроза экологии одинакова со стороны любого вида автомобиля, так как технология изготовления одинакова. В то же время ресурс электрооборудования (электродвигатель с контроллером) позволяет использовать начинку электромобиля даже после того, как кузов утилизируют.

Надежность электромобиля приводит к меньшей трате ресурсов на его обслуживание и ремонт. Этот момент ведет не только к уменьшению загрязнения окружающей среды, но и к существенной экономии средств на содержание электромобиля.

Сейчас модны рассуждения о том, что при снижении добычи нефти и газа человечество может перейти на использование биотоплива. Однако в настоящее время количество сельскохозяйственных угодий не сможет обеспечить весь парк существующих автомобилей достаточным количеством топлива. Таким образом, сохранение современной автомобильной промышленности обернется перспективой голода большей части населения нашей планеты. Выход из этой ситуации имеется - использование более экономичных и экологичных альтернативных транспортных технологий. Хотелось бы верить, что целесообразность внедрения электротранспорта превысит нежелание изменять существующую ситуацию со стороны правительств мира, лоббируемых нефтяными и автомобильными корпорациями.

(Продолжение следует)

Дмитрий СПИЦЫН

Версия для печатиВерсия для печати

Номер: 

14 за 2008 год

Рубрика: 

Новые технологии
Заметили ошибку? Выделите ее мышкой и нажмите Ctrl+Enter!
 

Комментарии

Страницы

Аватар пользователя SF
Проблема не только в электромобилях, производители ноутбуков сейчас тоже озабочены эффективными способами накопления электроэнергии. А троллейбусы уже не убирают - научились делать свои, и всё стало ОК.
Аватар пользователя Инкогнито
2 mike:

1. КПД электростанций выше, чем ДВЗ, даже с потерями на транспортировку электичества и потерями в электродвигателе.

2. При централизованном производстве энергии, есть возможность более эффективно отфильтровывать вредные выбросы, чем просто ставить катализаторы в каждую машину. Вы разве против, чтобы воздух в городе стал гораздо чище? Люди станут здоровее и меньше будут болеть.

3. Не будет проблем с качеством топлива на заправках :)

Аватар пользователя mike
>КПД электростанций выше, чем ДВЗ, даже с потерями на транспортировку электичества и потерями в электродвигателе.

Не совсем так. И ДВС, и ТЭС - тепловые машины, поэтому при полной оптимизации циклов их КПД будут близки, вспомним о Карно. Сегодня КПД ДВС составляет 35% при оптимальных условиях эксплуатации, а КПД лучших ТЭС без потерь на транспортировку - 40%, с потерями - КПД тот же, что и у ДВС, но при _ЕЗДЕ_ПО_ПРОВОДАМ_. При химаккуммулировании примерно четверть доставленной от ЭС энергии теряется на обогрев воздуха.

>При централизованном производстве энергии, есть возможность более эффективно отфильтровывать вредные выбросы.

Я занимался компьютерным мониторингом выбросов на котельных и могу доказать вам, что это не так, если сжигается не газ, а мазут, как в большинстве ТЭС. При сжигании угольной пыли ситуация ещё хуже, + проблема золы.

>Не будет проблем с качеством топлива на заправках. :)

Зато будут проблемы с качеством акумуляторов, с которыми знакомы все юзеры буков и мобил. Старятся, знаете ли. :) Да и заряжаются небыстро.

Аватар пользователя mike
>Вы разве против, чтобы воздух в городе стал гораздо чище?

Я "за". Но достигуть этого можно (убеждён!) только отказом от личных а/м.

Аватар пользователя Инкогнито
А если не обычные ТЭС, а паро-газовую установки использовать? Там электрический кпд до 60%, и экологичнее, чем мазут палить. Другое дело, что мы пока до этого не доросли, у нас еще даже березовые поленья сжигаются на мини-тэц (в Вилейке, например).
Аватар пользователя mike
>А если не обычные ТЭС, а паро-газовую установки использовать? Там электрический кпд до 60%, и экологичнее, чем мазут палить.

Что такое "электрический КПД" - не понял. Газотурбинные установки имеют КПД выше, чем парогенераторы, однако есть ещё и такая хрень, как __себестоимость__ э/энергии. Поэтому ГТУ юзают, как пиковые агрегаты (но сейчас в РБ при дефиците энергии нет дефицита мощности) или прибамбашивают к техпроцессу, попутно вырабатывая киловаттчасы.

Экологически озабоченным. Если не построим АЭС, надо будет переходить на уголёк. Воздух будет, как в Катовице.

Аватар пользователя Эдуард
Общий КПД у ТЭС, если затем использовать отработанный пар для отопления может доходить до 80%. Но КПД по выработке электроэнергии все равно будет, разумеется около 40%. Т.е. 40% тепла от сожженого топлива на выработку электроэнергии, 40% - на отопление.
Аватар пользователя mike
>Общий КПД у ТЭС, если затем использовать отработанный пар для отопления может доходить до 80%

Верно! Так из ТЭС получается ТЭЦ. Но электромобиля при этом не получаецца. :(

Аватар пользователя mike
>электромобиля при этом не получаецца. :(

Чтобы не гадали почему, объясню. Использовать отработанный пар для отопления можно только в отопительный сезон. В остальное время холодильник (се атрибут тепловой машины) - градирни. Поэтому заманчивый КПД, который "может доходить до 80%" - недостижим. Приходицца довольствоваться значением 40%, но, повторяю, это почти верхушка.

Работая с энергетиками, мне пришлось многому у них учиться. Ответственности у них поболее, чем у программистов. Электромобилей не изобретают.

Аватар пользователя Дмитрий Спицын
Почитал форум...

Радует, что все-таки мои статьи нашли отклик в умах читателей.

Насчет КПД ДВС автомобилей - теоретически он, может быть, и выше 30%, да только в реальной эксплуатации редко какой двигатель автомобиля работает в благоприятном режиме, так что и 10% КПД в таком случае много.

Насчет теплоэлектростанций - скоро их можно не будет брать в расчет, так как будет собственная АЭС, ночной электроэнергии хватит на любой парк электромобилей, который сможет появиться в Беларуси в ближайшие 5-7 лет.

По поводу суперконденсаторов - лучшие производимые тяговые суперконденсаторы имеют удельную емкость 5-7Вт*ч/кг - что 7-8 раз меньше удельной емкости тяговых свинцово-кислотных батарей при цене в 20 раз большей.

Насчет бреда о заговоре нефте-газовых концернов: патент на никель-металлгидридные аккумуляторы выкупила Тексако у Дженерал Моторс, после чего запретила производство больших никель-металлгидридных аккумуляторов. Это положило крест на производство EV1 и Toyota RAV4 EV. К слову, эти батареи являются наиболее перспективными для использования в электротранспорте - ресурс более 2000 циклов позволяет использовать батарею на протяжении жизни электромобиля без замены. Недаром, что в серийных гибридных автомобилях используются, в основном, именно эти аккумуляторы. Только емкость их составляет около 1,3КВт*ч (из-за ограничений владельца патента из маленьких аккумуляторов бОльшую батарею сделать не получается - слишком дорога BMS для батареи).

P.S. У редактора уже лежат следующие две статьи о серийных электромобилях.

В завершение цикла планируется две статьи о собственно постройке электромобиля и реальных примерах электромобилей на постсоветском пространстве.

Страницы