是时候抛弃石油了,LY混动车与沼气的完美结合(下篇)
摘要:1:回顾电动车及增程车的发展历史。(上篇内容)
2:回顾沼气应用的发展历史。(中篇内容)
3:沼气与LY混动车的结合,使得沼气将取代石油成为交通的第一大能源。(下篇内容)
LY混动车其实就是轻量化后的增程式电动车,增程器是由油箱+发动机组成。增程器和燃料的总重量在30~50KG,通过机械装拆,可以搬运到车上、或由车上搬下来。LY混动车,在短途出行时,只使用纯电续航,车上没有增程器。长途旅行,将增程器搬到车上,车载发电。
图 1 LY混动车结构示意图
较理想的增程器是以二甲醚为燃料的内燃发动机。成熟的二甲醚发动机热电效率在30%以上。而这样的发动机也可以沼气为燃料,沼气发电的发电机、发动机投资成本非常大。利用了LY混动车的这个免费的平台,将沼气变成高价值的交通能源。
目前,大规模的沼气应用中,材料成本占比很大。比如餐厨垃圾处理行业中,餐厨垃圾的收集、转运成本占比约50%,而沼渣沼液的处理成本占20~30%。而沼气的发电设备、厌氧等建设、运维成本较低。如果将餐厨垃圾就地处理,建设大量100~1000立方的沼气池。LY混动车就近利用沼气发电。那么,餐厨垃圾和其他有机废弃物的处理成本会大幅降低,而餐厨垃圾行业的上网电价是0.69元/度,而电动车大功率充电桩售电价格是1.2~1.8+元/度。成本降低的同时收益却翻倍。沼气发电产生的余热可以产生大量热水供生产生活使用。沼气的能量利用效率有可能高达80%以上。
当然,餐厨垃圾为LY混动车供电不是特例。秸秆、养殖业产生的粪便、园林废弃物和收集成本低廉的杂草同样可以为LY混动车供电。在发酵原料获得成本较低廉情况下,获得足够的生物质,沼气发电可以供给全国的电动车所需能源。
先粗略评估一下全国汽车改为电动车需要多少电能。
2018年全中国机动车保有量3.2亿辆。其中汽车保有量达2.29亿辆,以个人名义登记的小型载客汽车和微型载客汽车(私家车)保有量达1.8亿辆,占汽车总量的78.6%。
如果1.8亿辆汽车换成纯电动车。则有
商用车和货运车的耗能无法估计。但可以从石油替代来预估。2018年全国原油消耗约5亿吨。扣除沥青、化工消耗、重油和航空、轮船的消耗。剩下的柴油、汽油供陆地汽车使用。这个数值是无法准确统计的。有一个较可行的估算办法,约3~4亿吨柴油、汽油是用于陆地汽车使用的。而汽油柴油的有效做功约为30~40%。换算电能是3.6~4.8度/KG。由此可以粗略估算3~4亿吨汽油柴油相当于10800~19200亿度。大致相当于2018年发电量的16%~30%(数值误差超过10%)而且这些电能需求是集中、无序的,需要新建设的发电设施将会超过0.4倍2018年发电装机容量。甚至会超过1倍当前发电容量。电网的建设也会是同等规模,充电设施也是同等规模。这么大的用电负荷建设成本将会是数万亿、甚至上十万亿的。
而这些建设成本,最终会摊到电动车使用者身上。
LY混动车,则可以完全省略这些成本。
当然、生物质总量是否具有这么大的能源供给能力是个问题!
我们知道干秸秆1吨产沼气350~500标方,每标方可发电1.6~2.2度。全国有8亿吨秸秆,按最低1吨秸秆350标方,1标方发电1.8度计算。可发电量为5040亿度。全国还有40亿吨粪便,数亿吨生活有机废弃物,可以低成本收集的杂草或生物质更可能有十亿吨级。按照这样的总量计算。生物质和LY混动车结合,发电量不会低于2万亿度。相当于2018年30%以上。完全可以满足电动车的用电需求。
当然上面只是从总量上估算,实际中还要经济上可行。大量免费的有机废弃物、如粪便、秸秆、餐厨垃圾的沼气利用和LY混动车结合是财务上可行的。其他生物质如能源作物沼气应用相关数据还无法给出,有可能财务上可行,也可能不可行。
沼气、LY混动车结合也存在技术不成熟、发电效率不高等等缺点有待克服。
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