120 年前的电动汽车和发电厂

第一批电动汽车使用什么电力组合?不仅主要是燃煤发电,而且是效率为 5%至 15%的燃煤发电。






20 世纪初的电动汽车究竟是什么样的?我亲身经历了这场戏剧,不是在 1905 年,而是在 2006 年至 2009 年期间,我第一次对电动轻便摩托车进行耐力测试。在零下 11 摄氏度的特劳恩施泰因(Traunstein)之旅后,我仍然对这些中国铅酸电池的出色冷却性能赞不绝口。

然而,当续航里程下降到仅有 4500 公里时,人们的幻想很快破灭了。耐久性测试结束时,第三组电池在经济驾驶模式下的续航里程也只有 18 公里,约为 17,300 公里。City-El 的电池续航时间稍长,一般为 10,000 公里。如果我的 E-Max S 加速非常柔和,而且没有上坡,也许电池组的续航时间会更长。高功率输出是铅的积累。

1991 年,当我第一次研究效率和发电问题时,假设燃煤发电厂的典型效率为 33%。2024 年大张旗鼓地炸毁的最现代化燃煤发电厂的效率为 46%。然而,这与第一辆电动汽车诞生时的情况相去甚远,基本上是在 1900 年至 1910 年间:5% 至 15%,视规模而定。1925 年,200 千瓦左右的小型发电站的典型效率为 8%至 12%,大型发电站为 18%至 20%。在城市中,大多数电动汽车都是在城市中行驶的,当时的电力组合中存在大量燃煤发电。

福特 T 需要 11 至 18 升/100 公里。一般为 14 至 16 升/100 公里。根据生产年份和车型的不同,福特 T 的重量仅为 570 至 750 千克。比我的第一辆车大众甲壳虫 1500(810 千克)还要轻。对于一辆慢速行驶的轻型车来说,油耗是足够的。

当时电动汽车的耗油量与今天的电动汽车相当。在时速 30 公里的情况下,空气动力学几乎不起任何作用,车身稍轻,但没有回收装置。与电动汽车相比,当时的汽油汽车耗油量极高,而电动汽车的混合电能每千瓦时可产生几公斤二氧化碳。

电力比汽油便宜,但更换寿命短的铅酸电池却增加了电动汽车的成本,以至于电动汽车败下阵来。这正是我从 2006 年到 2009 年的经历,也是 City-El 论坛的评价:如果当时我必须自己支付更换电池的费用,那么驾驶 Seat Alhambra 要比驾驶电动踏板车便宜。按照当时每百公里 6 欧元左右的柴油价格计算,更换电池的费用应该不超过 350 欧元。

  是谁扼杀了电动汽车?铅酸电池!


此外,还有镍铁电池作为铅酸电池的替代品,但价格昂贵得多,并未得到广泛应用。人们喜欢编造和传播阴谋论,但第一代电动汽车的终结显然是经济事实造成的。如果使用铅电池,特斯拉 Y 的电池容量仅为 15 千瓦时,续航里程为 100 公里,以 30 千瓦的功率加速已经是滥用铅电池的严重后果。

20 世纪 90 年代初,新一代镍镉电池电动汽车开始试用。2005 年,我撰写了一篇关于标致 106 电动汽车的测试报告。使用镍镉电池后,特斯拉 Y 的电池容量已达到 25 千瓦时,在短期内可实现 50 千瓦的加速度。

更好一点的是镍氢电池:电池容量为 30 千瓦时。

这三种失效的电池化学成分不仅对电动汽车毫无用处,而且原材料范围不足;现有的原材料储量不足以在全球范围内使用。已探明的原材料储量足以生产约为铅电池 80 倍的 LFP(磷酸铁锂)电池。钠就像海里的盐,所以原材料是无限的。

  可盈利的最大电网连接成本


我目前正在为 CORP.at 会议撰写论文。其中出现了 "最大盈利并网成本 "一词。根据 2005 年至 2020 年的每小时产量数据,在全球不同地点模拟了一个纯太阳能发电系统。首先,在 100 千瓦至 300 千瓦的分散式系统中,甲醇发电量为 50%,发电机效率为 35%。然后是效率更高的集中式系统,其甲醇转化率为 58%,发电效率为 54%。然后,模拟计算从发电量到 24×365 电力的转换效率。例如,卡马普拉 1 千瓦光伏发电系统的年发电量为 1,363 千瓦时。分散式的年发电量为 915 kWh/a(24×365 度),集中式的年发电量为 951 kWh/a(24×365 度)。因此只多出 5.1%。整个系统包括 2 兆瓦的光伏发电、10 兆瓦时的钠电池、100 千瓦的甲醇发电和一台简单的发电机,在 2030 年至 2035 年期间的成本约为 100 万欧元。如果甲醇发电厂和采用集中式大型技术的发电厂的发电量增加 5.1%,那么分散式发电厂的发电量可增加 5.1%。这个稍大的电厂将花费 100 万的 5.1%,即 51,000 欧元。这些都是可盈利的最大并网成本。

这些数值在各地并不相同。另一个极端是丹麦的奥尔堡(Aalborg),其电网连接的最高盈利成本为 30.2 万欧元。但这在 100 年前是什么样子呢?小型分散式燃煤发电厂的效率为 8% 至 12%,大型燃煤发电厂为 18% 至 20%。煤炭需求、运输成本和劳动力成本大幅提高,导致并网成本最高可达 100 万至 180 万欧元(根据通货膨胀率修正)。根据当时的技术水平,高压电网是一项重大的成本优化措施。

这就引出了今天时事通讯的主题:第一批电动汽车使用的是什么电力组合?不仅主要是燃煤发电,而且燃煤发电的效率只有 5%-15%。从 1905 年到 1925 年,发电站技术取得了长足的进步。

  清理地球的心态


将地球上的二氧化碳含量恢复到 350ppm 意味着,从大气中过滤出 1ppm 二氧化碳并将其回收利用为碳和氧气需要约 47,000 太瓦时的电力。谁能负担得起?只有富裕的人类(100 亿人口)才能做到。仅 100 万平方公里的能源优化居住区预计就能为全球繁荣和地球恢复提供 15 万太瓦时的电力。

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这与 20 年后股票的价值是 100 倍还是 1000 倍,或者是否只值几美分无关。这关系到我们所有人的未来。是生态法西斯主义与昨日化石之间的大决战,还是有可能克服社会中的深刻分歧,激励双方的支持者为伟大的新目标而奋斗?

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