是時(shí)候拋棄石油了,LY混動(dòng)車與沼氣的完美結(jié)合(下篇)
摘要:1:回顧電動(dòng)車及增程車的發(fā)展歷史。(上篇內(nèi)容)
2:回顧沼氣應(yīng)用的發(fā)展歷史。(中篇內(nèi)容)
3:沼氣與LY混動(dòng)車的結(jié)合,使得沼氣將取代石油成為交通的第一大能源。(下篇內(nèi)容)
LY混動(dòng)車其實(shí)就是輕量化后的增程式電動(dòng)車,增程器是由油箱+發(fā)動(dòng)機(jī)組成。增程器和燃料的總重量在30~50KG,通過(guò)機(jī)械裝拆,可以搬運(yùn)到車上、或由車上搬下來(lái)。LY混動(dòng)車,在短途出行時(shí),只使用純電續(xù)航,車上沒(méi)有增程器。長(zhǎng)途旅行,將增程器搬到車上,車載發(fā)電。
圖 1 LY混動(dòng)車結(jié)構(gòu)示意圖
較理想的增程器是以二甲醚為燃料的內(nèi)燃發(fā)動(dòng)機(jī)。成熟的二甲醚發(fā)動(dòng)機(jī)熱電效率在30%以上。而這樣的發(fā)動(dòng)機(jī)也可以沼氣為燃料,沼氣發(fā)電的發(fā)電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)投資成本非常大。利用了LY混動(dòng)車的這個(gè)免費(fèi)的平臺(tái),將沼氣變成高價(jià)值的交通能源。
目前,大規(guī)模的沼氣應(yīng)用中,材料成本占比很大。比如餐廚垃圾處理行業(yè)中,餐廚垃圾的收集、轉(zhuǎn)運(yùn)成本占比約50%,而沼渣沼液的處理成本占20~30%。而沼氣的發(fā)電設(shè)備、厭氧等建設(shè)、運(yùn)維成本較低。如果將餐廚垃圾就地處理,建設(shè)大量100~1000立方的沼氣池。LY混動(dòng)車就近利用沼氣發(fā)電。那么,餐廚垃圾和其他有機(jī)廢棄物的處理成本會(huì)大幅降低,而餐廚垃圾行業(yè)的上網(wǎng)電價(jià)是0.69元/度,而電動(dòng)車大功率充電樁售電價(jià)格是1.2~1.8+元/度。成本降低的同時(shí)收益卻翻倍。沼氣發(fā)電產(chǎn)生的余熱可以產(chǎn)生大量熱水供生產(chǎn)生活使用。沼氣的能量利用效率有可能高達(dá)80%以上。
當(dāng)然,餐廚垃圾為L(zhǎng)Y混動(dòng)車供電不是特例。秸稈、養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的糞便、園林廢棄物和收集成本低廉的雜草同樣可以為L(zhǎng)Y混動(dòng)車供電。在發(fā)酵原料獲得成本較低廉情況下,獲得足夠的生物質(zhì),沼氣發(fā)電可以供給全國(guó)的電動(dòng)車所需能源。
先粗略評(píng)估一下全國(guó)汽車改為電動(dòng)車需要多少電能。
2018年全中國(guó)機(jī)動(dòng)車保有量3.2億輛。其中汽車保有量達(dá)2.29億輛,以個(gè)人名義登記的小型載客汽車和微型載客汽車(私家車)保有量達(dá)1.8億輛,占汽車總量的78.6%。
如果1.8億輛汽車換成純電動(dòng)車。則有
商用車和貨運(yùn)車的耗能無(wú)法估計(jì)。但可以從石油替代來(lái)預(yù)估。2018年全國(guó)原油消耗約5億噸?鄢秊r青、化工消耗、重油和航空、輪船的消耗。剩下的柴油、汽油供陸地汽車使用。這個(gè)數(shù)值是無(wú)法準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì)的。有一個(gè)較可行的估算辦法,約3~4億噸柴油、汽油是用于陸地汽車使用的。而汽油柴油的有效做功約為30~40%。換算電能是3.6~4.8度/KG。由此可以粗略估算3~4億噸汽油柴油相當(dāng)于10800~19200億度。大致相當(dāng)于2018年發(fā)電量的16%~30%(數(shù)值誤差超過(guò)10%)而且這些電能需求是集中、無(wú)序的,需要新建設(shè)的發(fā)電設(shè)施將會(huì)超過(guò)0.4倍2018年發(fā)電裝機(jī)容量。甚至?xí)^(guò)1倍當(dāng)前發(fā)電容量。電網(wǎng)的建設(shè)也會(huì)是同等規(guī)模,充電設(shè)施也是同等規(guī)模。這么大的用電負(fù)荷建設(shè)成本將會(huì)是數(shù)萬(wàn)億、甚至上十萬(wàn)億的。
而這些建設(shè)成本,最終會(huì)攤到電動(dòng)車使用者身上。
LY混動(dòng)車,則可以完全省略這些成本。
當(dāng)然、生物質(zhì)總量是否具有這么大的能源供給能力是個(gè)問(wèn)題!
我們知道干秸稈1噸產(chǎn)沼氣350~500標(biāo)方,每標(biāo)方可發(fā)電1.6~2.2度。全國(guó)有8億噸秸稈,按最低1噸秸稈350標(biāo)方,1標(biāo)方發(fā)電1.8度計(jì)算?砂l(fā)電量為5040億度。全國(guó)還有40億噸糞便,數(shù)億噸生活有機(jī)廢棄物,可以低成本收集的雜草或生物質(zhì)更可能有十億噸級(jí)。按照這樣的總量計(jì)算。生物質(zhì)和LY混動(dòng)車結(jié)合,發(fā)電量不會(huì)低于2萬(wàn)億度。相當(dāng)于2018年30%以上。完全可以滿足電動(dòng)車的用電需求。
當(dāng)然上面只是從總量上估算,實(shí)際中還要經(jīng)濟(jì)上可行。大量免費(fèi)的有機(jī)廢棄物、如糞便、秸稈、餐廚垃圾的沼氣利用和LY混動(dòng)車結(jié)合是財(cái)務(wù)上可行的。其他生物質(zhì)如能源作物沼氣應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)還無(wú)法給出,有可能財(cái)務(wù)上可行,也可能不可行。
沼氣、LY混動(dòng)車結(jié)合也存在技術(shù)不成熟、發(fā)電效率不高等等缺點(diǎn)有待克服。
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