純電動(dòng)汽車(chē)不是“偽環(huán)?！?

        為促進(jìn)汽車(chē)行業(yè)的節能減排，近年來(lái)純電動(dòng)汽車(chē)成為中國新能源汽車(chē)發(fā)展的重點(diǎn)。國家和地方政府均出臺了各項扶持政策，以推動(dòng)純電動(dòng)汽車(chē)的市場(chǎng)化發(fā)展。去年中國純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量為45048輛，比2013年增長(cháng)2.1倍。

隨著(zhù)純電動(dòng)汽車(chē)在國內的迅猛發(fā)展，針對中國純電動(dòng)汽車(chē)“零排放”等環(huán)保光環(huán)的質(zhì)疑也伴隨而來(lái)。主要的質(zhì)疑包括：由于中國電網(wǎng)發(fā)電結構主要由燃煤電廠(chǎng)構成，而該發(fā)電方式具有較高的大氣污染物排放強度，因此中國純電動(dòng)汽車(chē)所需電力并不清潔，純電動(dòng)汽車(chē)的使用僅僅是把機動(dòng)車(chē)污染排放從道路轉移到電廠(chǎng)，并非“零排放”;純電動(dòng)汽車(chē)，尤其是驅動(dòng)汽車(chē)所需電池的生產(chǎn)環(huán)節及電池報廢處理涉及環(huán)境風(fēng)險。為此，有人將中國純電動(dòng)汽車(chē)斥為“偽環(huán)保”。

究竟純電動(dòng)汽車(chē)的節能環(huán)保效果如何?筆者將從純電動(dòng)汽車(chē)在節能、降低溫室氣體排放，以及降低細顆粒物(PM2.5)排放的角度，結合國際研究成果，對中國純電動(dòng)汽車(chē)的現狀及其發(fā)展的節能環(huán)保效果做一簡(jiǎn)要分析。

純電動(dòng)汽車(chē)具有顯著(zhù)的油耗替代效應

由于純電動(dòng)汽車(chē)的驅動(dòng)動(dòng)力來(lái)自于電力，而非石油，因此純電動(dòng)汽車(chē)的使用僅在電力生產(chǎn)環(huán)節、電池及整車(chē)生產(chǎn)環(huán)節涉及少量石油的消耗。美國阿貢國家實(shí)驗室研究顯示，相比汽油車(chē)，美國純電動(dòng)汽車(chē)單位行駛里程可減少95%以上的石油消費量?？紤]到中國的電網(wǎng)結構以及一次能源開(kāi)采利用的效率，中國純電動(dòng)汽車(chē)相比汽油車(chē)的單位行駛里程石油消費削減率也在95%以上。

對于純電動(dòng)汽車(chē)顯著(zhù)的油耗替代效應以及對加強石油安全的積極意義，國內外研究機構均未有異議。

充電電力來(lái)源決定純電動(dòng)汽車(chē)的減排效果

影響純電動(dòng)汽車(chē)溫室氣體排放強度的主要因素包括：煤電比例和純電動(dòng)汽車(chē)相比汽油車(chē)的驅動(dòng)能量轉化效率。大量文獻研究結果表明，與汽油車(chē)相比，純電動(dòng)汽車(chē)能否減少溫室氣體排放及其減排潛力，主要取決于充電電力來(lái)源。風(fēng)電和水電等清潔電力占電網(wǎng)比例越高、煤電所占比例越低，減排潛力越大。2012年，美國憂(yōu)思科學(xué)家聯(lián)盟(UnionofCon-cernedScientists)對純電動(dòng)汽車(chē)使用美國各州當地電網(wǎng)電力情況下，相比汽油車(chē)的溫室氣體減排潛力做了細致分析。結果表明，即使是在以煤電為主的美國中西部地區，與汽油車(chē)相比，純電動(dòng)汽車(chē)也能不同程度地降低溫室氣體排放;而在西部大量使用水電等低碳可再生電力的地區，純電動(dòng)汽車(chē)相比汽油車(chē)具有非常顯著(zhù)的溫室氣體減排效果。

為說(shuō)明以上兩個(gè)因素對中國純電動(dòng)汽車(chē)溫室氣體排放強度的影響情況，筆者應用GREET模型，基于2015年中國汽油車(chē)油耗標準為每百公里6.9升汽油，以及現有純電動(dòng)汽車(chē)相對現有汽油車(chē)具有大約3~4倍的能源轉換效率的情況，并考慮到純電動(dòng)汽車(chē)及汽油車(chē)的零部件生產(chǎn)、組裝與報廢，相應車(chē)用燃料生產(chǎn)、運輸與使用等環(huán)節，繪制了中國純電動(dòng)汽車(chē)相比汽油車(chē)的全生命周期溫室氣體減排潛力圖。

排放比率低于100%，說(shuō)明純電動(dòng)汽車(chē)相比汽油車(chē)具有較低的溫室氣體排放量。如圖所示，純電動(dòng)汽車(chē)溫室氣體排放比率會(huì )隨著(zhù)燃煤電力在電網(wǎng)中所占比例的下降而下降，同時(shí)隨著(zhù)純電動(dòng)汽車(chē)相對汽油車(chē)能效的提高而下降。

在現有中國電網(wǎng)燃煤電力占比約為75%的情況下，如果中國純電動(dòng)汽車(chē)相對能效達到400%，那么中國純電動(dòng)汽車(chē)相對于汽油車(chē)，將實(shí)現約21%的單位行駛里程溫室氣體減排。隨著(zhù)中國汽油車(chē)油耗標準將于2020年提高至每百公里5升汽油，即使純電動(dòng)汽車(chē)的絕對能效仍維持在2015年水平，如果煤電占比降至60%以下，中國純電動(dòng)汽車(chē)相對汽油車(chē)仍具有約15%以上的溫室氣體減排潛力。

在實(shí)際情況下，電動(dòng)汽車(chē)無(wú)論從電池技術(shù)，還是從電機及整車(chē)動(dòng)力集成技術(shù)方面，仍具備能效提升空間。為了取得市場(chǎng)競爭優(yōu)勢，電動(dòng)汽車(chē)廠(chǎng)商正在不斷加大研發(fā)力度，并很可能取得能效及其他車(chē)輛性能方面的實(shí)質(zhì)性技術(shù)進(jìn)步。因此，中國純電動(dòng)汽車(chē)相對汽油車(chē)的溫室氣體減排潛力將更為樂(lè )觀(guān)。

此外，“十二五”期間，中國電力行業(yè)出臺了多項關(guān)于可再生電力的發(fā)展規劃，如《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規劃》和《太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展“十二五”規劃》。這些規劃的實(shí)施，將推動(dòng)中國電網(wǎng)結構中可再生清潔電力不斷擴大規模，進(jìn)而降低煤電比重。隨著(zhù)未來(lái)中國電網(wǎng)可再生能源占比的提高和煤電占比的下降，中國純電動(dòng)汽車(chē)相比汽油車(chē)將更具有溫室氣體減排優(yōu)勢。短期看，即使煤電占比無(wú)法迅速降低，但考慮到中國燃煤電廠(chǎng)的發(fā)電效率處于世界領(lǐng)先水平，并已經(jīng)投入運行超過(guò)60臺、發(fā)電效率達39%的百萬(wàn)千瓦超超臨界機組，促使中國燃煤電力的溫室氣體排放強度低于美國等很多發(fā)達國家。高水平的發(fā)電效率，在一定程度上降低了煤電主導的中國電網(wǎng)結構對純電動(dòng)汽車(chē)環(huán)保效果的不利影響。

值得一提的是，圖中純電動(dòng)汽車(chē)溫室氣體的相對排放比率已經(jīng)同時(shí)考慮了純電動(dòng)汽車(chē)制造，尤其是鋰電池制造以及汽油車(chē)制造過(guò)程中的溫室氣體排放負荷。美國阿貢國家實(shí)驗室的分析表明，考慮到純電動(dòng)汽車(chē)具有與汽油車(chē)相當的行駛里程壽命，以及美國電池相關(guān)行業(yè)具備較低的能耗和較高的清潔生產(chǎn)技術(shù)條件，在將生產(chǎn)環(huán)節產(chǎn)生的一次性溫室氣體排放平攤到電動(dòng)車(chē)使用壽命之后，鋰電池制造過(guò)程中所產(chǎn)生的溫室氣體排放，僅占純電動(dòng)汽車(chē)從制造、使用到電池回收利用等全生命周期環(huán)節所涉及的總排放量的約6%。因此，從溫室氣體排放的角度看，純電動(dòng)汽車(chē)使用鋰電池對環(huán)境的影響很小。但是，在回收處理鋰電池、鎳氫電池或鉛酸電池的過(guò)程中，需要科學(xué)地化解其他環(huán)境風(fēng)險。

煤電行業(yè)節能減排升級將降低純電動(dòng)汽車(chē)排放

影響純電動(dòng)汽車(chē)PM2.5排放的主要因素有電網(wǎng)結構、燃煤的灰分和硫分、燃煤鍋爐采用的除塵設備及其除塵效率，以及發(fā)電機組的發(fā)電效率等。美國阿貢國家實(shí)驗室的研究顯示，相比汽油車(chē)，盡管美國平均電網(wǎng)電力的純電動(dòng)汽車(chē)會(huì )增加PM2.5排放，但大部分排放發(fā)生在人口稀少的郊區。此外，使用美國平均電網(wǎng)電力的純電動(dòng)汽車(chē)，可以降低一氧化碳和揮發(fā)性有機物的排放;使用更為清潔的加州電力的純電動(dòng)汽車(chē)，則可以大幅降低一氧化碳、揮發(fā)性有機物和氮氧化物排放量，有利于降低當地出現大氣光化學(xué)污染的風(fēng)險。

為了降低燃煤電廠(chǎng)的大氣污染物排放，中國目前實(shí)施了較為嚴格的燃煤電廠(chǎng)污染物排放標準，所有大型電廠(chǎng)均要求安裝和運行脫硫、脫硝以及除塵設備，同時(shí)還關(guān)停了大量小規模、缺乏有效排污控制的老舊燃煤電廠(chǎng)。目前，中國燃煤電廠(chǎng)除塵設備安裝率幾乎達100%，而脫硫設備安裝率也已達95%以上，這不僅對減少燃煤電廠(chǎng)二氧化硫排放至關(guān)重要，同時(shí)也有利于控制其PM2.5排放。

2014年，由國家發(fā)改委、環(huán)保部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《煤電節能減排升級與改造行動(dòng)計劃》規定，華東地區新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值，其中顆粒物排放限制為10毫克每立方米?！队媱潯愤€要求加強電煤質(zhì)量和計量控制，著(zhù)力提升動(dòng)力煤供應質(zhì)量，鼓勵采用低硫分、低灰分優(yōu)質(zhì)燃煤，限制高硫分、高灰分煤炭的開(kāi)采和異地利用，禁止進(jìn)口劣質(zhì)煤炭用于發(fā)電。同時(shí)，該《計劃》規定了基于裝機容量和機組類(lèi)型的供電煤耗，促進(jìn)提升新建機組發(fā)電效率。

因此，有理由相信，隨著(zhù)中國燃煤發(fā)電機組發(fā)電效率的提升，將改善直接影響PM2.5排放的燃煤品質(zhì)，而大氣污染物排放控制標準的不斷加嚴，以及高效的布袋除塵器和低溫靜電除塵器等除塵設備的廣泛使用，中國煤電行業(yè)勢必降低包括顆粒物在內的主要大氣污染物的排放水平。未來(lái)，隨著(zhù)中國電網(wǎng)清潔化、高效化的不斷深入發(fā)展，中國純電動(dòng)汽車(chē)的污染排放水平也將不斷降低。

綜上所述，中國和美國純電動(dòng)汽車(chē)的發(fā)展具有巨大的省油效益。在美國，純電動(dòng)汽車(chē)在所有州均具有不同程度的溫室氣體減排效益。電池作為純電動(dòng)汽車(chē)的核心部件之一，其生產(chǎn)和組裝等環(huán)節并不會(huì )大幅提高純電動(dòng)汽車(chē)的溫室氣體排放強度。在中國，即使在以煤電為主導的電網(wǎng)結構下，目前純電動(dòng)汽車(chē)仍有利于降低汽油機動(dòng)車(chē)溫室氣體排放水平。而且，隨著(zhù)中國電網(wǎng)中清潔可再生電力占比的提高，以及純電動(dòng)汽車(chē)能效的提升，溫室氣體減排潛力將不斷釋放。隨著(zhù)中國電網(wǎng)結構中，清潔可再生電力比重的提高，以及燃煤發(fā)電機組能效和污染控制水平的提高，中國純電動(dòng)汽車(chē)的污染物排放將不斷降低。

與汽油車(chē)等傳統汽車(chē)類(lèi)似，純電動(dòng)汽車(chē)在報廢、材料回收和處理環(huán)節存在環(huán)境污染風(fēng)險，需要通過(guò)建立和健全針對純電動(dòng)汽車(chē)報廢和回收利用的市場(chǎng)運行與監管機制，加強配套設施建設與管理、核心技術(shù)研發(fā)，重視從業(yè)人員資質(zhì)認證與技術(shù)培訓等，并建立和完善相關(guān)環(huán)節的法律法規，科學(xué)、規范地予以應對。(作者蔡皓為美國阿貢國家實(shí)驗室能源系統部助理研究員，王全錄為美國阿貢國家實(shí)驗室車(chē)輛技術(shù)與交通燃料系統評價(jià)學(xué)科帶頭人、系統分析研究室主任)

中國純電動(dòng)汽車(chē)全生命周期溫室氣體減排潛力圖