純電動(dòng)汽車之于環(huán)保產(chǎn)業(yè)

文卞疆

綠色觀察

純電動(dòng)汽車之于環(huán)保產(chǎn)業(yè)

文卞疆

汽車是現(xiàn)代社會(huì)的重要交通工具，它為人們提供了便捷、舒適的出行服務(wù)。然而，傳統(tǒng)燃油車輛在使用過(guò)程中產(chǎn)生了大量的有害廢氣，并加劇了對(duì)不可再生石油資源的依賴。黨的十八大報(bào)告指出，努力建設(shè)美麗中國(guó)，實(shí)現(xiàn)中華民族永續(xù)發(fā)展，第一次提出“美麗中國(guó)”的全新概念。在2015年兩會(huì)政府工作報(bào)告中，李克強(qiáng)總理提出“要把節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)打造成新興的支柱產(chǎn)業(yè)”，從總理的講話中，我們可以看到國(guó)家為了守護(hù)綠水藍(lán)天的堅(jiān)定決心，也讓企業(yè)從《報(bào)告》中看出諸多行業(yè)發(fā)展走勢(shì)。

新能源汽車作為目前唯一能夠替代傳統(tǒng)汽油車的節(jié)能環(huán)保產(chǎn)業(yè)之一，同時(shí)也作為一種便捷、廉價(jià)的交通工具，廣受消費(fèi)者的青睞，特別是近些年來(lái)，隨著我國(guó)城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的逐步加快，純電動(dòng)汽車成為我國(guó)新能源汽車發(fā)展的重點(diǎn)。國(guó)家和地方政府均出臺(tái)了各項(xiàng)扶持政策，以推動(dòng)新能源汽車的市場(chǎng)化發(fā)展。

中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，去年國(guó)內(nèi)新能源汽車高速增長(zhǎng)。2014年，全國(guó)新能源汽車生產(chǎn)78499輛，銷售74763輛，比上年分別增長(zhǎng)3.5倍和3.2倍。

在這其中，國(guó)產(chǎn)品牌新能源汽車在我國(guó)市場(chǎng)上占據(jù)統(tǒng)治地位。2014年比亞迪累計(jì)銷售純電動(dòng)車20840輛。其中，插電混動(dòng)車“秦”的累計(jì)銷量為14747輛，未交付訂單超8500輛；純電動(dòng)車E6銷售3560輛；純電動(dòng)大巴K9銷售2533輛。比亞迪稱，如果電池產(chǎn)能充足，銷量會(huì)更好。北汽新能源，純電動(dòng)車生產(chǎn)7200輛、批發(fā)6000多輛、上牌5510輛，成為國(guó)內(nèi)純電動(dòng)汽車銷量第一的車企，同比增長(zhǎng)238%。主力車型為E150EV和威旺307EV純電動(dòng)汽車，E150EV主攻私家消費(fèi)，威旺307EV主攻企業(yè)客戶。上汽乘用車，累計(jì)銷量超過(guò)4000輛，主要車型為榮威550插電混動(dòng)車和E50純電動(dòng)車，其中絕大多數(shù)銷量由榮威550插電混動(dòng)車貢獻(xiàn)。上汽稱：今年產(chǎn)能瓶頸破除后，上汽插電混動(dòng)車銷量會(huì)突飛猛進(jìn)。除上述品牌之外，江淮汽車、奇瑞汽車、眾泰汽車、吉利康迪等國(guó)產(chǎn)品牌亦有非常出眾的表現(xiàn)，共同構(gòu)建了我國(guó)新能源汽車市場(chǎng)群雄逐鹿的風(fēng)光。

但是，隨著新能源汽車在我國(guó)的迅猛發(fā)展，針對(duì)中國(guó)新能源汽車尤其是純電動(dòng)汽車“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(guó)電網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)主要由燃煤電廠構(gòu)成，而該發(fā)電方式具有較高的大氣污染物排放強(qiáng)度，因此中國(guó)純電動(dòng)汽車所需電力并不清潔，純電動(dòng)汽車的使用僅僅是把機(jī)動(dòng)車污染排放從道路轉(zhuǎn)移到電廠，并非“零排放”；純電動(dòng)汽車，尤其是驅(qū)動(dòng)汽車所需電池的生產(chǎn)環(huán)節(jié)及電池報(bào)廢處理涉及環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。為此，有人將中國(guó)純電動(dòng)汽車斥為“偽環(huán)?！薄?/p>

究竟純電動(dòng)汽車的節(jié)能環(huán)保效果如何？筆者將從純電動(dòng)汽車在節(jié)能、降低溫室氣體排放，以及降低細(xì)顆粒物（PM2.5）排放的角度，結(jié)合國(guó)際研究成果，對(duì)中國(guó)純電動(dòng)汽車的現(xiàn)狀及其發(fā)展的節(jié)能環(huán)保效果做一簡(jiǎn)要分析。

一、純電動(dòng)汽車具有顯著的油耗替代效應(yīng)

由于純電動(dòng)汽車的驅(qū)動(dòng)動(dòng)力來(lái)自于電力，而非石油，因此純電動(dòng)汽車的使用僅在電力生產(chǎn)環(huán)節(jié)、電池及整車生產(chǎn)環(huán)節(jié)涉及少量石油的消耗。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研究顯示，相比汽油車，美國(guó)純電動(dòng)汽車單位行駛里程可減少95%以上的石油消費(fèi)量。考慮到中國(guó)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)以及一次能源開(kāi)采利用的效率，中國(guó)純電動(dòng)汽車相比汽油車的單位行駛里程石油消費(fèi)削減率也在95%以上。

對(duì)于純電動(dòng)汽車顯著的油耗替代效應(yīng)以及對(duì)加強(qiáng)石油安全的積極意義，國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)均未有異議。

二、充電電力來(lái)源決定純電動(dòng)汽車的減排效果

影響純電動(dòng)汽車溫室氣體排放強(qiáng)度的主要因素包括：煤電比例和純電動(dòng)汽車相比汽油車的驅(qū)動(dòng)能量轉(zhuǎn)化效率。大量文獻(xiàn)研究結(jié)果表明，與汽油車相比，純電動(dòng)汽車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(guó)憂思科學(xué)家聯(lián)盟（Union of Con－cerned

Scientists）對(duì)純電動(dòng)汽車使用美國(guó)各州當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)電力情況下，相比汽油車的溫室氣體減排潛力做了細(xì)致分析。結(jié)果表明，即使是在以煤電為主的美國(guó)中西部地區(qū)，與汽油車相比，純電動(dòng)汽車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(qū)，純電動(dòng)汽車相比汽油車具有非常顯著的溫室氣體減排效果。

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

在現(xiàn)有中國(guó)電網(wǎng)燃煤電力占比約為75%的情況下，如果中國(guó)純電動(dòng)汽車相對(duì)能效達(dá)到400%，那么中國(guó)純電動(dòng)汽車相對(duì)于汽油車，將實(shí)現(xiàn)約21%的單位行駛里程溫室氣體減排。隨著中國(guó)汽油車油耗標(biāo)準(zhǔn)將于2020年提高至每百公里5升汽油，即使純電動(dòng)汽車的絕對(duì)能效仍維持在2015年水平，如果煤電占比降至60%以下，中國(guó)純電動(dòng)汽車相對(duì)汽油車仍具有約15%以上的溫室氣體減排潛力。

在實(shí)際情況下，電動(dòng)汽車無(wú)論從電池技術(shù)，還是從電機(jī)及整車動(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(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，電動(dòng)汽車廠商正在不斷加大研發(fā)力度，并很可能取得能效及其他車輛性能方面的實(shí)質(zhì)性技術(shù)進(jìn)步。因此，中國(guó)純電動(dòng)汽車相對(duì)汽油車的溫室氣體減排潛力將更為樂(lè)觀。

此外，“十二五”期間，中國(guó)電力行業(yè)出臺(tái)了多項(xiàng)關(guān)于可再生電力的發(fā)展規(guī)劃，如《風(fēng)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《太陽(yáng)能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》。這些規(guī)劃的實(shí)施，將推動(dòng)中國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中可再生清潔電力不斷擴(kuò)大規(guī)模，進(jìn)而降低煤電比重。隨著未來(lái)中國(guó)電網(wǎng)可再生能源占比的提高和煤電占比的下降，中國(guó)純電動(dòng)汽車相比汽油車將更具有溫室氣體減排優(yōu)勢(shì)。短期看，即使煤電占比無(wú)法迅速降低，但考慮到中國(guó)燃煤電廠的發(fā)電效率處于世界領(lǐng)先水平，并已經(jīng)投入運(yùn)行超過(guò)60臺(tái)、發(fā)電效率達(dá)39%的百萬(wàn)千瓦超超臨界機(jī)組，促使中國(guó)燃煤電力的溫室氣體排放強(qiáng)度低于美國(guó)等很多發(fā)達(dá)國(guó)家。高水平的發(fā)電效率，在一定程度上降低了煤電主導(dǎo)的中國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)對(duì)純電動(dòng)汽車環(huán)保效果的不利影響。

值得一提的是，圖中純電動(dòng)汽車溫室氣體的相對(duì)排放比率已經(jīng)同時(shí)考慮了純電動(dòng)汽車制造，尤其是鋰電池制造以及汽油車制造過(guò)程中的溫室氣體排放負(fù)荷。美國(guó)阿貢國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的分析表明，考慮到純電動(dòng)汽車具有與汽油車相當(dāng)?shù)男旭偫锍虊勖?，以及美?guó)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(jié)產(chǎn)生的一次性溫室氣體排放平攤到電動(dòng)車使用壽命之后，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)汽車從制造、使用到電池回收利用等全生命周期環(huán)節(jié)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)汽車使用鋰電池對(duì)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(xiǎn)。

三、煤電行業(yè)節(jié)能減排升級(jí)將降低純電動(dòng)汽車排放

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

為了降低燃煤電廠的大氣污染物排放，中國(guó)目前實(shí)施了較為嚴(yán)格的燃煤電廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，所有大型電廠均要求安裝和運(yùn)行脫硫、脫硝以及除塵設(shè)備，同時(shí)還關(guān)停了大量小規(guī)模、缺乏有效排污控制的老舊燃煤電廠。目前，中國(guó)燃煤電廠除塵設(shè)備安裝率幾乎達(dá)100%，而脫硫設(shè)備安裝率也已達(dá)95%以上，這不僅對(duì)減少燃煤電廠二氧化硫排放至關(guān)重要，同時(shí)也有利于控制其PM2.5排放。

2014年，由國(guó)家發(fā)改委、環(huán)保部、國(guó)家能源局聯(lián)合發(fā)布的《煤電節(jié)能減排升級(jí)與改造行動(dòng)計(jì)劃》規(guī)定，華東地區(qū)新建燃煤發(fā)電機(jī)組大氣污染物排放濃度基本達(dá)到燃?xì)廨啓C(jī)組排放限值，其中顆粒物排放限制為10毫克每立方米。《計(jì)劃》還要求加強(qiáng)電煤質(zhì)量和計(jì)量控制，著力提升動(dòng)力煤供應(yīng)質(zhì)量，鼓勵(lì)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(jì)劃》規(guī)定了基于裝機(jī)容量和機(jī)組類型的供電煤耗，促進(jìn)提升新建機(jī)組發(fā)電效率。

因此，有理由相信，隨著中國(guó)燃煤發(fā)電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)的不斷加嚴(yán)，以及高效的布袋除塵器和低溫靜電除塵器等除塵設(shè)備的廣泛使用，中國(guó)煤電行業(yè)勢(shì)必降低包括顆粒物在內(nèi)的主要大氣污染物的排放水平。未來(lái)，隨著中國(guó)電網(wǎng)清潔化、高效化的不斷深入發(fā)展，中國(guó)純電動(dòng)汽車的污染排放水平也將不斷降低。

綜上所述，中國(guó)和美國(guó)純電動(dòng)汽車的發(fā)展具有巨大的省油效益。在美國(guó)，純電動(dòng)汽車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)汽車的核心部件之一，其生產(chǎn)和組裝等環(huán)節(jié)并不會(huì)大幅提高純電動(dòng)汽車的溫室氣體排放強(qiáng)度。在中國(guó)，即使在以煤電為主導(dǎo)的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)下，目前純電動(dòng)汽車仍有利于降低汽油機(jī)動(dòng)車溫室氣體排放水平。而且，隨著中國(guó)電網(wǎng)中清潔可再生電力占比的提高，以及純電動(dòng)汽車能效的提升，溫室氣體減排潛力將不斷釋放。隨著中國(guó)電網(wǎng)結(jié)構(gòu)中，清潔可再生電力比重的提高，以及燃煤發(fā)電機(jī)組能效和污染控制水平的提高，中國(guó)純電動(dòng)汽車的污染物排放將不斷降低。

與汽油車等傳統(tǒng)汽車類似，純電動(dòng)汽車在報(bào)廢、材料回收和處理環(huán)節(jié)存在環(huán)境污染風(fēng)險(xiǎn)，需要通過(guò)建立和健全針對(duì)純電動(dòng)汽車報(bào)廢和回收利用的市場(chǎng)運(yùn)行與監(jiān)管機(jī)制，加強(qiáng)配套設(shè)施建設(shè)與管理、核心技術(shù)研發(fā)，重視從業(yè)人員資質(zhì)認(rèn)證與技術(shù)培訓(xùn)等，并建立和完善相關(guān)環(huán)節(jié)的法律法規(guī)，科學(xué)、規(guī)范地予以應(yīng)對(duì)。