發展電動汽車污染物減排效果分析

王艷

摘 要：環境污染日益嚴重，電動汽車因其在行駛過程中的“零排放”，得到政府的大力推廣。該文在預測燃油汽車和電動汽車保有量的基礎上，建立污染物減排效果模型來分析電動汽車的發展對環境的改善效果。結果證實：隨著電動汽車比例的增加，電動汽車的減排效果十分顯著。

關鍵詞：電動汽車 污染減排 保有量 BASS

中圖分類號：U469.7 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（b）-0048-03

隨著我國經濟以及國民生活水平的普遍提高，汽車已成為一種無法替代的交通工具，汽車產業在整個國民經濟發展中扮演著越來越重要的角色。汽車的普及在給人們的生活帶來便利的同時，對環境的負面效應也越來越大，汽車尾氣排放成為許多大城市的主要大氣污染源。據統計，汽車尾氣排放的污染物占了大氣污染的30%～60%。國家“十二五”規劃綱要明確提出，重點發展以電動汽車為主的新能源汽車。應用和推廣電動汽車被視為替代燃油汽車、減少汽車污染物排放、降低環境危害的重要工具。該文將研究發展電動汽車污染物減排的效果。

1 電動汽車污染物減排效果模型

調查顯示，我國汽車尾氣中的主要污染物為一氧化碳CO、碳氫化合物CH、氮氧化物NOx和二氧化硫SO2，故該文以這4種污染物減排效果來衡量電動汽車環境的影響效益。

污染物減排效果（PREt）表達式如下：

（1）

式中，NV（t）表示第t年傳統燃油汽車的保有量；NEVE（t）為第t年電動汽車保有量；PEIV（t）為每輛燃油汽車第年的污染物排放強度； PEIEV（t）是每輛電動汽車接入電網后第t年的污染物排放強度

每輛燃油汽車第t年的污染物排放強度PEIV（t）的表達式如下：

（2）

式中：分別代表污染物CO、CH、NOx、SO2；ωi代表i種污染物的環境影響度，采用標準后的電力工業污染物環境價值來表示，，且；為第t年每輛傳統燃油汽車行駛每公里所排放的第i類污染物的排放量；s代表車輛的年平均行駛公里數；

PEIEV（t）是每輛電動汽車接入電網后第年的污染物排放強度。電動汽車在行駛過程中幾乎是“零排放”，但其驅動消耗的電能，在生產的過程中會排放污染氣體。PEIEV與電動汽車運營方式、充電負荷大小、電能傳輸過程中的電網網損等多方面因素相關，需要綜合考慮這些因素之間的彼此聯系，其公式為：

（3）

式中：代表第t年每輛電動汽車的年平均用電量；為第t年電動汽車保有量；為煤炭發電生產單位電能的第i種污染物排放量；為城市電網綜合網損率；為第t年煤炭發電占比。

2 燃油汽車保有量預測模型

近10年來，我國汽車保有量增長幅度遠遠超過GDP的增長幅度。根據美國、日本和歐洲等國的發展經驗，千人汽車保有量的飽和值在400～500輛之間，目前我國不到100輛，可以預見，我國汽車數量還將在很長一段時間保持高速增長。用彈性系數法對汽車保有量進行預測。

（4）

式中：為第t年燃油汽車保有量彈性系數；為第t年燃油汽車保有量增長率；為第t年GDP增長率；

（5）

3 電動汽車保有量預測模型

電動汽車在國內剛剛開始推廣，屬于新技術產品，可以應用BASS模型來預測電動汽車的保有量。由于缺乏電動汽車的歷史數據，無法直接對BASS擴散模型進行參數估計。故采用類比法進行參數估計，傳統汽車與電動汽車的擴散發展路徑相似，該文選取傳統汽車的歷史數據，根據傳統汽車的相關信息計算出傳統汽車擴散的內部影響因素pv值和內部影響因素qv，再根據兩種汽車的內外部影響因素差異得出內外部因素調整系數，進而得到電動汽車的值。電動汽車的最大市場潛量me單獨進行估計。

電動汽車參數具體為：

（6）

電動汽車t時的保有量為

（7）

4 西安發展電動汽車環境效益分析

4.1 基礎數據

私家車主要以上下班以及休閑娛樂為主，1 d的行駛里程約為60 km，1年的平均行駛里程約為20 000 km。參考中國排污總量收費標準與中國電力行業各種污染物減排量的環境價值標準，各種污染物減排的環境價值標準為：CO為1元/kg，CH為0.529元/kg，SO2為6元/kg，NOx為8元/kg，歸一化后得到ωi。根據文獻和《國家重大科技產業工程項目電動汽車實施方案》，可以得到燃油汽車每公里各污染物排放量Fi（t）見表1。

目前電動汽車每百公里的平均耗電量約為12 kwh，假設未來5年電動汽車耗電量未有明顯提升，則2 400 kmh。假設西安市城市電網綜合，西安煤炭發電占比為80%。

西安市近十年來經濟發展迅速，GDP一直保持兩位數的高數增長，考慮國家未來5年經濟轉型，預測燃油汽車保有量時GDP增長率以9%為底。

假定每個家庭未來至少有一輛汽車，城市道路的承受范圍有限。根據西安市第六次全國人口普查數據，西安市常住人口為846.78萬人，全市常住人口共有家庭戶250.42戶。這里取西安市汽車最大市場潛力為350萬輛。以1995年作為起始年份，運用Matlab軟件，采用非線性最小二乘法對值進行估計，經計算的估計值分別為0.000 7， 0.30，且R2=0.995 3，表明結果的擬合度非常好。由于電動汽車受到政府的價格補貼的刺激，同時增加了充電樁等配套設施的建設，通過專家打分法，設外部因素調整系數。另一方面，電動汽車的價格、續航里程、市場認可度也對電動汽車銷售有影響，通過專家打分法，設內部因素調整系數。根據（6）式，得到西安市私人電動汽車分別為0.001 2，0.190 9。

4.2 西安市污染減排效果分析

5 結論

由于電動汽車在行駛過程中“零排放”，隨著電動汽車比例的增加，煤炭發電比例的減小，電動汽車的減排效果十分顯著，是改善大氣污染有一項有限措施，應大力發展、推廣電動汽車。

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Analysis on the Effect of Developing Electric Vehicle Pollutant Emission Reduction

—Taking Xian city as an Example

Yang Wei Wang Yan

（College of General Education， Xian Eurasia University，Xian Shaanxi，710065，China）

Abstract：Environmental pollution is increasingly serious， electric cars heavily promoted by the government because of its "zero emissions" on driving. In this paper， first we build models to predict the ownership of fuel cars and electric cars. Then， pollutants emission reduction effect model is established to analyze the improvement of the environment effect by developing electric cars .The result has proved that with the increase of proportion of electric cars， emission reduction effect is significant.

Key Words：Electric vehicle； Pollution reduction； Holding capacity； BASS