问题

任志强:“汽车用电只是把污染换了个位置”,应该如何理解这一说法?

回答
任志强先生的这句话,“汽车用电只是把污染换了个位置”,其实是一个非常直观且富有洞察力的观察,背后蕴含着对能源生产和消费之间复杂关系的思考。要理解这句话,我们需要从以下几个方面来剖析:

1. 电力生产的本质:能源的转化与伴随的污染

首先,我们需要明白, electricity(电力)并非凭空产生,它是一个能源转化过程的产物。目前全球范围内,以及在中国,生产电力的主要方式还是依赖于各种能源,而这些能源在转化过程中,几乎都会产生不同程度的污染。

火力发电: 这是最主要的电力来源之一。燃烧煤炭、天然气等化石燃料会产生大量的温室气体(如二氧化碳,是气候变化的主要驱动因素)、硫氧化物(导致酸雨)、氮氧化物(加剧空气污染,形成雾霾)、以及颗粒物(PM2.5等,对人体呼吸系统造成严重危害)。即使有先进的脱硫脱硝设备,也无法做到零排放。
核能发电: 虽然核能发电过程中不产生直接的温室气体或空气污染物,但其潜在风险在于核废料的处理和储存问题,这是一种长期的、棘手的污染问题。一旦发生事故,其破坏力更是毁灭性的。
水力发电: 大型水电站的建设会对生态环境造成巨大影响,包括淹没土地、改变河流生态系统、影响鱼类洄游等,虽然不是传统意义上的“空气污染”,但也是一种环境破坏。
其他可再生能源(风能、太阳能): 这些能源的生产过程相对清洁,但其设备的制造、运输和最终的废弃处理,也会产生一定的碳排放和环境影响。例如,风力发电机叶片的生产需要消耗能源和原材料,退役后处理也面临挑战。太阳能电池板的生产过程也存在能源消耗和化学品使用。

2. 电动汽车的“清洁”:只看“尾气”的片面性

电动汽车(EVs)最大的优点在于其“零尾气排放”。在行驶过程中,它们不排放任何废气,这对于改善城市交通环境、降低市区空气污染有着直接且显著的作用。我们呼吸到的空气质量,在有大量电动汽车行驶的城市里,确实会因为少了这个污染源而有所改善。

但是,任志强先生所说的“换了个位置”,恰恰是指这个“零尾气”的背后,电力来源地可能正在承受着严重的污染。当我们给电动汽车充电时,我们实际上是在消耗来自发电厂的电能。如果这些电能主要是通过火力发电厂生产的,那么电动汽车“喝”下去的电,实际上是带着“烧煤”的污染来的。

3. 污染的转移与集中

这句话的核心在于“转移”和“集中”。

污染的转移: 从城市交通的末端(汽车尾气)转移到了发电厂的所在地。如果发电厂是集中在某个区域,那么这个区域将承担更多的空气污染和温室气体排放。对于生活在发电厂附近的居民来说,他们可能并没有享受到电动汽车带来的市区空气改善,反而可能因为集中了污染源而承受更大的环境压力。
污染的集中: 相对于分散在各个汽车上的尾气排放,发电厂是巨大的、集中的污染源。这意味着,虽然电动汽车本身没有排放,但其背后支撑的电力生产过程,将污染集中在一个或少数几个地点进行处理。这种集中式排放,虽然在技术上可能更容易进行污染物控制,但一旦排放超标或发生事故,其影响范围和程度都会非常大。

4. 全生命周期的考量

要全面评估电动汽车的环保性,我们不能仅仅停留在“使用阶段零排放”的层面,而需要进行“全生命周期”的考量。这包括:

电池的生产: 制造动力电池需要开采锂、钴、镍等矿产资源,这个过程本身就会对环境造成破坏,并消耗大量能源。电池的生产过程也可能涉及有害化学物质的使用和排放。
电力生产: 如前所述,电力生产的碳排放和污染物排放是关键环节。
车辆的制造: 任何汽车的制造都需要消耗能源和原材料,并产生相应的排放。
电池的回收与处理: 废弃的动力电池如果处理不当,也会对环境造成污染,例如重金属泄露。目前电池回收技术仍在发展中,效率和环保性有待提高。

5. 优化电力结构是关键

任志强先生的这句话,实际上也是在提醒我们:发展电动汽车是好事,但如果想真正实现绿色出行,关键在于优化我们生产电力的方式。只有当我们能够大力发展和使用清洁能源(如风能、太阳能、水电、核能),并提高能源利用效率,才能真正“不换位置”地解决污染问题,实现交通领域的脱碳目标。否则,我们只是把一个问题从一个地方搬到了另一个地方,或者换了一种形式,但问题的根源并没有解决。

总结来说,任志强先生的这句话,是要我们警惕“看起来很美”的表象,深入到问题的本质。电动汽车在解决城市空气污染方面有积极作用,但其背后依赖的电力生产如果仍然是污染密集型的,那么我们只是将污染从城市的街道转移到了发电厂的烟囱,或者从“看得见的尾气”转化为了“看不见的碳排放”或“潜在的核污染”,并没有从根本上消灭污染。真正的环保,需要整个能源体系的绿色转型。

网友意见

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知乎首答,菜鸟电力人一枚,感谢指教!

接地气科普文,非专业文,勿喷~

主要就我国目前发电形式来回答。

电能不能大规模储存,只能随用随发! 电能不能大规模储存,只能随用随发! 电能不能大规模储存,只能随用随发!

个人认为这是和化石能源直接使用的最大区别,也是制约发电规模发展的最大原因之一!

给大家普及一下什么叫随用随发:我们电业局(sgcc公司以及南方电网)有一个部门叫做调度中心。他的职能就是实时监控电网复合情况,调控供需平衡,保证电能质量(电压,频率之类的)。那么如何调控供需平衡(非专业名词,是这个意思)?


如图,这个东西叫日负荷曲线,调度调控的重要依据,根据各地区情况不同有所差异,不过大体规律都是这样的。

怎么操作呢?这东西有峰有谷,一般每天上午和晚上是高峰期(可能个别地区不是),这个时候调度就会提前通知那些侯着的电厂(火电举例):快发电!用电高峰来了! 然后早已侯着的电厂那边就往发电机锅炉里加煤,然后就发出来电了,然后调度并网一投,然后我们就有电用了!

但是!重点是!侯着的电厂!

什么叫侯着(非专业名词 )?火电发电机是个大电机啊!大电机转起来很费劲的!不可能这边让它转它马上就能达到稳定转速的(火电发电机发电需要达到稳定转速,我记得是3000转每分钟,只有这个固定转速发出来的才是工频50hz的电)!所以需要提前准备预热,那么需要准备预热多久才能达到调度一下令就能发电呢?我记得老师教的是大概4个小时左右(不准,好事的可以百度一下)

所以鉴于这种龟速投切的情况,火电最主要的作用是承担基核!就是日负荷曲线中最低的那个点以下的所有部分!面积最大,占比也最大,当然和它便宜有很大关系

鉴于火电的特点,目前我国的发展方向是废除小火电,发展大规模集中式火电,增加单台发电机发电容量,这样减少投切频率,主要负责基荷,集中处理环境污染也好治理。

扣题一下,你觉得一片地区,一根大烟囱好治理,还是满地的小烟囱好治理?这就是普及电动车和常规汽车的区别之一。

而且在能源运输上,一条铁路轨道拉着煤送到大火电厂和一地的油罐车拉着汽油送到各个加油站,你觉得哪个好?电能的传输优势是化石能源无法比拟的。

以上是从火电的角度来谈电动汽车普及与否对环境影响的区别。

接下来我们来谈谈其他能源发电方式,即清洁能源。

几种大家耳熟能详并且在发电方式中占比前几位的电能来源:太阳能(光伏),水电,风电,核电

1.光伏 好东西,省时省力绿色无污染,往那一摆自己发电,晒太阳就行。但能量转化效率极低,目前最高的不到20%,民用的15%就不错了,所以除非是大规模光伏基地(晶硅板面积以亩为单位的)那种的否则并不具备社会意义。不过个人家庭用着倒是还不错,尤其是农村地区一户一个大板子,既能满足家庭用电所需,还可以有一些额外收入(普及一下,目前政策是只要你装了太阳能光伏发电申请卖给电业局,电业局必须收。不过介于目前板子并不便宜,卖点不怎么挣钱,主要靠政策补贴) 所以,期待太阳能转化效率提升吧!跑题了,先不说了,想开源节流的自行百度去~

2.水电 这个是真.最靠谱能源(个人意见) 他有以下几个优点: 第一容量大:以三峡为例,2240万千瓦装机容量,世界第一。而对比之下火电就小多了,上图

这是2014年的统计,对比看看就行,而且火电做的大需要的经济投入要比水电大很多。

第二个优点:投切方便快捷。 简单点说,用的时候把闸拉起来放水,就有电了。因为它的转速要求很低,每分钟几百转就可以,还不用像火电那样预热锅炉(之前忘说了),所以准备时间很短。所以介于这种特性,水电是用来调节负荷峰谷的好东西啊!

第三个优点,也是我个人觉得最有利的优点:能量储存能力!

电能不能大规模储存!

但是!我们可以把它转换成其他能量形式啊!! 没有错,接下来我要说的就是抽水蓄能! 原理很简单,水电厂水坝上游(地势高的地方)搞个大水池(水库),当发电过剩用不了的时候,开水泵把水抽到水库里,电能转化为势能,当负荷过高发电量不足的时候把闸打开放水发电,势能转化为电能,天然大电池!简直完美!这也是目前世界各国都在大力发展的方向,但是地域条件要求比较高,路漫漫其修远。

对了,中国水电装机容量世界第一!

3.风电 风电这个东西在老百姓眼里还是不错的,类似于太阳能,省时省力有风就转,好东西!但是在行内人眼里这东西就是三个字来形容:不靠谱! why? 上面说过了负荷曲线这个东西,每天不同时间段有不同的用电需求量,但是风呢?md需要你的时候万里无云一丝风都没有,不要你的时候你呼呼呼挂的可厉害了,靠谱不?你说电业局的调度人员敢用这种不稳定电能来源吗?对电网冲击怎么办?

既然这个东西这么不靠谱,那还要它作甚? 这里就得再扣一下题了,发展电动汽车。电动汽车的储能方式是什么?电池! 电池啊!!!风电这么不靠谱的东西让它去充电啊!管它风大风小,把电池插上充着去呗,没事儿过来看一眼,充好的拿走,给车换上,没充好的继续扔那充! 中国风电装机容量世界第一,但是大部分基本没法用。但是风电+一地的电池(电动车普及)=绿色,清洁,完美!

4.核电 核电是好东西,容量大,真大,变态大。但是危险,技术要求高,投入大。目前国家也在大力发展,我分析这东西以后就是用来替代火电的位置,负责基荷供电,靠谱。 核电知道的不多,就不说了,等专业的来。

重点总结

节能减排,改善环境,清洁能源替代势在必行!而限制其发展的可以总结为“头”和“尾”两点:

头:清洁能源开发受地域资源制约,有的地方风大,有的地方水多,有的地方太阳足,而这些清洁能源资源丰富的地方往往离负荷中心很远。例如我国大西北的风大太阳足,西南地区水量大,但负荷中心却在华东华南京津冀等地区,所以这就需要一种更快捷高效的能量传输方式,电能是最好的选择。中国的特高压技术在全世界领先,新疆发的电可以送到华东去用,所以说,电能替代内能,清洁能源替代化石能源是未来的发展趋势。

尾:制约电能发展的最重要因素之一就是能量存储。人类科技目前还没有大规模储存电能的能力,所以发展普及电动汽车是最好的解决方式。化整为零,做不出大电池,可以做出一地的小电池啊!其对能源发展,环境改善具有划时代的意义。

综上所述,电动汽车发展普及对环境改善的意义,常规汽车根!本!没!法!比!

最后打个广告

全球能源互联网计划 宣传片地址m.youku.com/video/id_XM “电从远方来,来的是清洁电” 强烈建议诸君一观!

知乎首答,感谢各位大大指点!

------------------------------------2017.7.7----------------------------- 首答得到了很多知友的肯定与支持,也在被指正的过程中学到了许多东西,再次衷心感谢大家!~~

另就文中的几处漏洞改正一下,感谢各位专业人士的指正! 1.目前形势下调峰主力还是火电厂,火电不用每次都启停,可以变负荷。不过理论上抽水蓄能还是王道啊~ 2.对于“ 综上所述,电动汽车发展普及对环境改善的意义,常规汽车根!本!没!法!比!”这句解释下,主要指的是电动车大规模发展普及后带来的储能效益对清洁能源发电的发展和目前清洁能源发电不稳定性带来的过剩产能的有效利用有非常重要的积极意义,同时我也坚信电动车的普及是未来的发展方向。不过就目前来看还有很长的路要走,电池的制造与回收,充电时间长的问题,长距离输电带来的损耗等等等等,但前途是光明的,未来是美好的,总有一天我们的天空只有纯净的蓝(阴天晚上等等不算。。。)! 3.第一次回答,文笔垃圾,知识储备太少,错误百出,请大家多多谅解,感谢各位大大批评指正。我只是发表一下我自己的看法,您看后付之一笑就好,并不代表任何立场。每一条的评论我都会尽量回复,某些对人不对事儿的,走好,不送~

祝各位晴空万里!(记得抹防晒~)

--------------------------------------------------------2017.7.7-------------------------------------------------------------

再补一发,很多朋友提到电池的制造和回收过程中产生的污染问题,这方面我并不怎么了解,于是去网上查了一下,发现了一位专业人士的回答,与大家分享一下~

锂电池的生产和回收环节会造成哪些污染? - 知乎

感谢 @zola rao 的精彩分享

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