時事評論

綠色革命油電混合車怎可缺席?

15 一月 , 2018  

退休教師 謝其政

18世紀瓦特發明的蒸汽機為人類的物質文明跨出一大步,動力機器如影隨形左右著人類的生活、工作、交通與娛樂。電氣化產品更是如巨獸般控制著人類的靈魂,尤其是手機、電腦、網路、汽車更是現代人生活中不可或缺的基本配備。魚與熊掌想兼而得之太貪心,既要滿足味蕾吃出美味又要吃出健康也太為難廚師。當能源政策遇到環保議題時,為滿足大量電氣化用電之需,如何獲得充足、穩定的高品質電力可說是國家機器運作中的重中之重。

未來,電力之需求與依賴當只增不減。為環保發展電動車已成一莫之能禦的風潮,如果電動車技術成熟,電瓶工藝有重大突破,內燃機動力車都走入歷史時,真能還給我們清潔的空氣、蔚藍的天空及燦爛的陽光照耀大地?能讓高濃度二氧化碳壓頂下的天候異常現象不再嗎?

內燃機不管是汽油引擎還是柴油引擎,其熱效率僅30%,柴油引擎稍高也很難突破40%。除此之外,理論上內燃機要有最佳的熱效率表現,通常要在其輸出扭矩最大的轉速時存在,而汽車為行車之需,引擎經常是在低效率、低負載情境下工作,有時還會在怠速、空轉中浪費燃料。所以,理論上內燃機熱效率雖有30%,但若將燃料從油箱出發將熱能轉換成動能,再將此動能傳送到車輪端,其熱效率僅剩14.6%。

不管是汽油、柴油或是燃煤,只要有燃燒都會產生一種無毒但有害環保的氣體二氧化碳。工廠、發電廠的燃燒燒出了人類的物質文明,也燒出了大量的二氧化碳。汽油引擎排放廢氣中還有有毒物質如氮氧化合物、一氧化碳及碳氫化合物(NOx、CO及HC)。燃煤發電及柴油引擎在燃燒過程中除產生熱能外,會伴隨產生固體浮懸微粒PM2.5,汙染了空氣,傷害了呼吸系統。

為了寶貝我們唯一的地球,節能減碳乃環保團體、組織為地球發聲所做出卑微的請求。節「能」節的是燃料,燃料利用燃燒產生熱能,再將熱能轉換成動能直接工作,或帶動發電機產生電能。減「碳」減少的是燃料燃燒後所排放出的二氧化碳。不管是燒燃煤、石化油料、天然氣,都會排放大量二氧化碳,且每燃燒1kg的特定燃料,所產生之二氧化碳質量為一常數(註1),要靠改良設備、提高燃燒效率對減碳幫助有限,因此若要達到減碳的效果,減少不同燃料之燃燒量是治本之法。

減少燃燒量之法有二:其一,節約能源如:開發綠能、隨手關燈、少搭車或少使用油耗高的大排氣量私家車、多使用大眾運輸工具…..等等。其二,提高燃料的使用效率如:改善發電廠機組設備,提高效率、選擇二氧化碳排放量相對低的乾淨能源(註2)、大量推廣油電混合車…..等等。

油電混合車搭載汽油引擎、發電機及電動馬達。其設計理念為:當動力電瓶貯存電量充足時,由電動馬達驅動車輛行車,行車中動力電瓶貯存電量不足時,車內電腦發出啟動引擎指令,改由引擎驅動行車,當引擎溫車後將引擎轉速提升到輸出效率、性能最佳狀態下工作。並將引擎驅動行車時剩下的動能帶動發電機,直到發電機把動力電瓶充滿後,引擎熄火,改由馬達工作。如此周而復始,讓能源效率提升。在油電混合車中尚有再生模組、動力並聯模組等設計,因限於篇幅且太過專業,不再贅述。

如果聚焦在節能減碳,推電動汽、機車案,且供電量及充電站問題解決,利用電動汽機車吸納夜間離峰電力,當是很好的選項。若從多元化的能源政策出發,錢應花在刀口上。若擔心滿街都是電動汽、機車所造成電力缺口無法補實,具有高能源效率的省油一哥—-油電混合車怎可缺席。

註1:汽油燃燒方程式為C7H15+10.75O2→7CO2+7.5H2O+△H,每燃燒1kg的汽油約產生3.11kg的二氧化碳,汽油之比重以0.725計,則每燃燒1公升的汽油約產生2.26kg的二氧化碳。

註2:天然氣燃燒所產生之二氧化碳排放量相較於燃媒低,屬乾淨能源,但使用成本高。

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