撰文/N.E.S 曹錦
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身陷“碳排放囹圄”的純電動汽車,據何量刑?
撰文/N.E.S 曹錦
空前高漲的熱情,加上空前激烈的爭議,這就是當下新能源汽車推廣的現狀。在所有新能源汽車產品中,鋰離子電池驅動的純電動汽車,似乎成為了新能源汽車家族中最“受寵”卻也最受質疑的產品。
在終極環保方案仍未出現的背景下,車企們在政策驅動下摩拳擦掌地研發和推廣著新能源汽車。但是,諸如“如何才是現實的方案”、“究竟純電動汽車是否環保”、“電池生產的瓶頸如何突破”等問題仍沒有準確的答案。在馬自達的“創馳藍天之父”人見光夫提出了“內燃發動機將比純電動汽車制造的二氧化碳排放量更低”之后,關于“純電動車是否環保”的討論再次被觸發。
其實,關于電池生命周期產生的污染一直被人詬病,人見光夫的觀點也是觸發了一片“點贊”。可從他提出的結論來看,又是否能就此否定純電動汽車呢?
“在現在的發電方法不改變的前提下,將內燃機的實際油耗改善大約25%,就可以實現CO2排放量與電動汽車同水準。”人見光夫的這一觀點,得到了業內人士的廣泛關注,其中也包括豐田中國首席代表西澤學。
“從個人的角度來說,我支持人見光夫先生的觀點。但是他也提到了,這是在‘現在的發電方法不改變’的前提下。”豐田中國首席代表西澤學對《新能源汽車新聞》記者說道。而他注意到的地方,和筆者一樣,那就是“前提”。
既然混動車型既不需要設備支持,還減少了二氧化碳排放,純電動車是否就沒有推廣的必要了呢?
西澤先生為筆者搜集了部分相關資料,其中,按照日本資源能源廳的統計,全球火力發電的比例占據了68%,其中燃煤發電占41.3%,天然氣發電占21.9%,石油發現為4.8%。由于燃煤發電的成本較低,中國的該項發電方式比例高達79%,在八個能源大國中居于首位。而根據業內專家在此背景下進行的測算結果,在中國1度電的碳排放量約為0.18kg,CO2排放量約為0.67kg,每升汽油排放量約為2.12kg;而按照百公里油耗/電耗來計算,高續駛里程的純電動車型碳排放基本不會低于混動車型。或許也有人認為,現在混動車保有量仍不如普通燃油車,那么純電動車和傳統車對比起來又如何呢?
在人見光夫的技術講解會上,曾提及一份來自慶應義塾大學的關于“純電動車與燃油汽車生命周期碳排放對比”的資料。據此,筆者搜集了部分相關調研,均與該大學聯手38家企業研發的電動汽車——ELIICA相關。這是一款以輪軸誘導電機來驅動的高速汽車,采用了容量更高、壽命更長的高性能鋰離子電池。
根據調研資料的數據,在制造過程中,由于ELIICA不管哪種車型,排放的二氧化碳都相當于傳統燃油車的三倍左右,其中相當一部分來源于鋰離子電池的生產環節。但是,在使用過程中,ELIICA產生的二氧化碳只相當于燃油車的1/4左右。在研究團隊的四次案例測算中,ELIICA的生命周期碳排放有兩次低于燃油車,一次高于燃油車,還有一次基本等量。該資料的結尾部分提出,純電動汽車仍然面臨清潔能源、峰谷用電以及提高電池壽命等課題。
前不久,特斯拉MODEL S在新加坡吃了一張罰單,就是因為該車型每行駛一千米,就需要耗費大約444kW.h,而即使在新加坡主打天然氣和石油發電的背景下,這樣的耗電量產生的碳排放也要比燃油車高得多。
上述這些資料,的確可能刷新了大家對于純電動車環保度的認知。那么,既然混動車型既不需要設備支持,還減少了二氧化碳排放,純電動車是否就沒有推廣的必要了呢?恐怕人見光夫提出的“前提”,也并非這么簡單。
在中國、印度、南非等國家,最主要的污染源就是燃煤,這點毋庸置疑。不過,相對于個體汽車的尾氣排放來說,由純電動車耗電產生的污染,是否會更容易管控一些?
目前,由于國家的硬性要求,目前幾乎100%的發電廠都已裝備脫硫和脫硝的設備,如今還開始通過技術改造強制開啟脫硫設備。這上個月,全國政協人口資源環境委員會副主任解振華就指出,2015年全球碳排量放沒有增加,主要的貢獻就源自中國。雖說這話聽起來有點“別扭”,但中國發電廠二氧化碳和氮化物排放的大幅減少,也是不爭的事實。根據中國、美國、英國和印度四國科學家聯合完成的氣候變化風險評估報告,中國2014年的碳排放較2005年下降了33%,環比減少2900萬噸。
中國必然還將持續以燃煤發電為主,且大規模的純電動汽車推廣使用或導致用電需求也隨之上漲。
另外,要知道燃油汽車產生的主要污染并不是CO2,而是伴隨產生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和碳化物(PM),其中大家最熟悉就是PM了,霧霾的成分。因此,以CO2排放量作為依據,將燃油車與純電動車作對比,似乎也不大公平。
那么,純電動汽車就此可以得到肯定了嗎?不,因為還有質疑需要解釋——為何說火力發電廠的污染處理設備安裝了,且設備成熟,但霧霾和污染依然嚴重呢?這又要說到反方的觀點了:雖然設備非常有效,但由于用電需求持續上漲,導致發電量和碳排放的基數巨大,即使通過處理,排出的二氧化碳等有害物質依然超過了環境的承載力。同時,環境的惡化也暴露了目前部分發電廠為了節約成本,簡化污染處理設備,甚至違規關閉防污設備的問題。
現在,我們必須認清一個事實:中國必然還將持續以燃煤發電為主,且大規模的純電動汽車推廣使用或導致用電需求也隨之上漲。那么,說到這里,似乎前文中提到的“前提”也可以成立了。不過,這一前提中的時間設定——“未來”,又指的是多久呢?
宏觀的趨勢看起來有些離題,但其實卻與純電動車未來的命運息息相關。
按照馬自達的規劃,該品牌將于2020年覆蓋第二代創馳藍天技術,并將CO2排放量降低30%。而此前,中國明確提出了INDC(自主貢獻目標),提出到 2030年左右會出現中國二氧化碳排放的峰值,有條件的城市將率先在2020年達成。在3月份的“兩會”期間,全國人大代表、中科院科技政策與管理科學研究所所長王毅就此議題,提供了《關于科學設定與實施國家十三五碳排放總量控制目標的建議》。
王毅認為,根據“煤炭消費總量控制”研究課題組的模型模擬情景,可以推算出在“十三五”末期,也就是2020年的碳排放總量控制目標約為105億噸左右,而2030年達到峰值時則應該在110億噸左右。
對此,解振華也曾指出,近年來中國大力發展可再生能源,其中水電在10年間已增加了2.57倍,風電增加了90倍,光伏發電裝機增加了近400倍。“十三五”規劃在環境能源約束目標上已經形成了一個隱形的碳總量約束,而這些目標包括:2020年碳排放強度在2005年基礎上下降 40%~45%,同時非化石能源消費比例達到15%,2030年非化石能源消費比例達到20%。至于2020年的一次能源消費總量,則將控制在48億噸標準煤左右,煤炭消費總量控制在42億噸左右。如果對比一下中國國家統計局的數據,2015年的全國煤炭消費總量為43億噸。在“十三五”規劃的內容中,也明確提出了“實施煤電節能減排升級與改造行動計劃,使所有現役電廠每千瓦時平均煤耗低于310克、新建電廠平均煤耗低于300克。除此之外,中國還計劃于2017年啟動全國碳排放交易體系,將覆蓋鋼鐵、電力、化工、建材、造紙和有色金屬等重點工業行業。
可以肯定的是,改善發電方法、大幅度減少碳排放肯定不是短期內可以實現的目標。可是依據上述一系列的措施,也令人有理由相信,中國,乃至國際上的發電減排任務已被排在了日程的前端。因此,在筆者看來,純電動汽車的發展方向并不能被完全否定,只是大規模推廣的時機有待商榷。引用曾擔任工信部規劃司處長的夏勝枝撰寫的《北京拒絕混動車為何如此“底氣十足”?》一文觀點,續駛里程超過150km的純電動汽車也并不環保。而之所以北京市強推純電動汽車,也是出于地方保護的因素。同時,夏勝枝還指出,國務院已經提出,要積極發展交通燃油替代產品,加快發展純電動汽車、混合動力汽車和天然氣汽車。因此,與純電動汽車并列的車型不應遭到剪枝,反而應被當作眼下最為實際的重點節能車型。
再看目前正在大力推廣純電動汽車的德國、英國和法國,德國的燃煤發電比例為45%,英國為30%,而以核電為絕對主力的法國更是只有3%。中國如果想要普及純電動汽車,那么進一步降低燃煤消費總量的基數,并使得污染處理能力得到質變,才會更具備說服力。以一句話總結,那就是“純電動汽車是終極目標,混合動力車是過渡產品。”
就在上個月,吉利聯合科力遠為中國自主的混合動力系統CHS舉行了發布會,其首款產品也將于下半年面市。雖然仍然屬于起步階段,但CHS與幾家中國汽車品牌的合作,終歸也讓人看到了一絲希望。而北京市的政策能否逐漸動搖,尚不得而知。
延伸閱讀
“終極環保方案”為何屢屢受挫
ELLICA研發團隊的領頭人——清水浩教授指出,光能發電可以成為減少碳排放的關鍵對策,也就是要利用鋰離子電池存儲太陽能產生的電,并供給給電動車,而煉鐵也可以利用光伏發電產生的氫。如此一來,整個純電動汽車生命周期的碳排放可以下降95%。那么,既然太陽能如此美妙,而中國又大力推崇扶持光伏發電,為什么還是得不到普及呢?
首先,由于太陽能發電受制于陽光,和風能一樣具備不穩定性,且不夠智能。而目前使用的大部分太陽能板,由于能量密度低,能量轉化率只有20%左右,導致需要占用大量的空間,才能達到用電需求。其次,說到空間的問題,也是阻礙光伏發展的一大原因。在中國,建造光伏發電站,需要通過發改委和電網審批,拋開土地資源的緊缺因素不說,由于我國的土地政策,許多業主并不具備明晰的產權證明。更何況,即便有土地也有申請資質,投資光伏發電站也需要勇氣——建立光伏發電站需要投入大量的資金,政府的補貼也只是杯水車薪。另外,其資本回收周期較長,項目涉及到的風險也就比較廣。其中不僅有成本風險,還有經濟環境風險、自然災害風險、電力市場風險等等。由于光伏并非剛性需求,目前還依靠政策激勵,沒有成熟的市場和商業模式。這一系列原因,導致了目前光伏發電企業的普遍虧損。
但是,在“兩會”后發布的“十三五”規劃中仍然提出,要“實現新一代光伏、大功率高效風電、生物質能、氫能與燃料電池、智能電網、新型儲能裝置等核心關鍵技術突破和產業化……繼續推進風電、光伏發電發展,積極支持光熱發電。”可見,光伏發電在中國仍被視為填補發電量缺口的重要方式,只是政策、技術及商業模式仍有待改良。