電動汽車推廣對能源、環境、行業的影響研究

劉冬++閆志軍++孫樹軍

【摘 要】本文研究電動汽車推廣使用對國家環境污染，能源消耗和企業發展的影響。首先，從化石能源發電結構和污染物排放角度建立傳統汽車與電動汽車能耗對比模型與排放對比模型，得出使用電動汽車能顯著節約化石能源消耗，減少溫室氣體的排放，但會導致其它污染物排放量增加。其次，分別建立電動汽車廣泛使用對化石能源消費和環境污染的影響模型，并分析電動汽車廣泛使用對化石能源消費以及環境污染的影響，并提出煤電油合理轉換建議。

【關鍵詞】 電動汽車 能源 環境 節能

1 引言

當今環境污染問題和能源消耗比重成為企業發展的主要研究方向。煤炭企業對日益嚴重的環境污染和不可再生能源的浪費有直接的責任。本文從當今社會的能源消耗和環境污染的直接體汽車研究出發，用數學模型客觀證明煤炭企業煤制油和煤轉電效率的重要性。

2 電動汽車與傳統汽車在節能、減排等方面的對比模型

2.1 傳統汽車與電動汽車能耗對比模型

（2）能耗對比結果。傳統汽車平均百公里耗油10升，即7.25千克；電動汽車平均百公里耗電量為20千瓦時；汽車年均里程25000公里，火電廠煤耗平均值0.31千克/千瓦，氣電發電標氣耗0.1913立方米/千瓦時，油電發電油耗0.2千克/千瓦時。

根據模型式（1-3）計算美國，中國，日本以及世界的電動汽車與傳統汽車耗能情況如表1。

（3）能耗對比結果分析。由表1可以看出，美國，中國，日本以及世界總計使用電動汽車均能節約化石能源，其中在日本使用電動汽車節約化石能源幅度最大，高達59.3%；在化石能源發電比例較高的中國，使用電動汽車節約化石能源的比例也達到47.6%；世界范圍內使用電動汽車，平均比傳統汽車節約化石能源54.98%。

2.2 傳統汽車與電動汽車溫室氣體與污染物排放對比模型

汽車主要排放空氣污染物和溫室氣體，汽車生產階段與使用階段均有排放。溫室氣體（GHG）排放主要以二氧化碳為主，傳統燃油汽車在行使過程中空氣污染物（AP）排放主要以粉塵，二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）為主。

（1）傳統汽車與電動汽車生產階段排放對環境影響對比模型。設，分別為電動汽車在生產階段空氣污染排放量和溫室氣體排放量，，分別為傳統汽車在生產階段空氣污染排放量和溫室氣體排放量，和分別為汽車和蓄電池質量，和分別為生產每千克汽車和蓄電池產生空氣污染物排放量，和分別為生產每千克汽車和溫室氣體產生溫室氣體排放量。則生產每輛傳統汽車污染物與溫室氣體排放模型為：

（2）傳統汽車與電動汽車使用階段排放對環境影響對比模型。傳統汽車行駛過程中消耗石油，排放溫室氣體和污染物，設、分別為傳統汽車每百公里溫室氣體排放量和空氣污染排放量，本文按照歐洲汽車尾氣排放標準計算百公里溫室氣體排放量和空氣污染排放量；汽車年均里程為，則傳統汽車行駛過程中年均排放的污染物與溫室氣體分別為：

（3）排放對比結果。汽車生產階段的污染物與溫室氣體排放基本穩定，根據模型式（4-5）計算電動汽車與傳統汽車生產階段空氣污染排放量和溫室氣體排放量情況如表2。

傳統汽車每百公里產生空氣污染和溫室氣體排放量根據歐洲汽車尾氣排放標準折算得到，對空氣污染的考慮，空氣中的污染物CO，NOx，SOx和揮發性有機化合物的特點是通過以下的加權系數：0.017，1，1.3和0.64。傳統汽車汽車使用階段排放對環境影響如表3：

根據相關報告，煤、油、氣生產每千瓦時電產生溫室氣體排放量分別為：，，；中國煤、油、氣生產每千瓦時電產生污染物排放量分別為：，，；據統計發達國家發電效率比發展中國家的高40%左右，據此推算發達國家煤、油、氣生產每千瓦時電產生污染物排放量分別為，，。

根據模型式（7-8）計算世界及主要國家的能源結構下使用電動汽車年均污染物及溫室氣體排放比較情況及生產與使用階段年均總排放情況如表4。

（4）排放對比結果分析。由表4可以看出，各國和地區使用電動汽車均能大幅度減少溫室氣體的排放。由于煤炭發電在各國比重較大，電動汽車雖然在行使過程中本身不排放污染物，但是由于發電排放的污染物遠超過傳統汽車排放的污染物。中國表現最為明顯，由于中國煤電發電比例高達79.1%，在中國使用電動汽車比傳統汽車空氣污染物的排放量高出4.6倍。

3 電動汽車廣泛使用的影響

3.1 電動汽車廣泛使用對化石能源消耗的影響

本節分別研究當電動汽車占汽車總數比例達到30%，50%，70%，100%四種情境下，由于推廣電動汽車節約的化石能源量，以及所節約的化石能源量占該國家或地區能源消費總量的比例。推廣電動汽車節約化石能源量為： （9）

為電動汽車每百公里消耗化石能源量；為傳統汽車每百公里耗油量。得到四種情境下，由于推廣電動汽車節約的化石能源量，以及所節約的化石能源量占該國家或地區能源消費總量的比例如表5。

3.2 電動汽車廣泛使用對環境的影響

本節分別研究當電動汽車占汽車總數比例達到30%，50%，70%，100%四種情境下，由于推廣電動汽車溫室氣體與污染物排放變化情況。根據表5，得到四種情境下，由于推廣電動汽車排放溫室氣體與污染物變化情況如表6。

根據碳監測行動（CARMA）網站提供的數據，根據全球各國的CO2排放量排名數據，給出了電動車市場占有率分別為30%，50%，70%，100%情況時，二氧化碳年均減排量如占總排放量的比例如表7。

由表6-7可以看出，電動汽車的推廣使用，對溫室氣體有著明顯的減排效果，但是會多排其他空氣污染物。

4 結語

由模型結果可以看出，因為在中國發電領域煤炭發電所占比重較大，現階段支持電動汽車的發展受益不大。

參考文獻：

[1]陳細林.新能源電動汽車[D].北京科技大學，2012.

[2]JIANGSU JIME SOLAR CO，LTD.太陽能發電產品節能減排效果顯著.2010.