基于LCA下新能源轎車節能減排效果的分析與評價

陳昊 趙玲娜

摘 要：隨著可持續發展理念的不斷深入，新能源轎車在日常生活中得到廣泛應用，使生態環境得到有效保護。基于此，本文就基于LCA下的新能源轎車節能減排效果分析與評價進行研究，首先就新能源轎車的應用現狀進行分析，然后從生命周期評價、GREET模型、研究對象和清單分析的角度分析新能源轎車節能減排的效果，最后從全生命周期能源消耗和環境排放的角度，對新能源轎車的節能減排效果進行評價。

關鍵詞：新能源轎車；節能減排效果；生命周期評價

引言：隨著人民生活水平的不斷提升，汽車逐漸成為一種常見的代步工具，使人們的生活得到極大便利。傳統燃油汽車的使用雖然能夠節省人們的時間，但是卻造成油氣資源的消耗，同時還造成大氣污染、環境破壞，因此必須用新能源轎車替代傳統轎車，對環境破壞和資源消耗的現狀進行改變。為進一步提升新能源轎車的應用水平，對這一課題的研究是很有必要的。

一、新能源轎車的應用現狀分析

近年來我國社會經濟水平不斷提升，城市化建設進程也不斷加快，因此汽車保有量大大增加。就國家統計局2016年對社會民用汽車的統計數據來看，2016年底已經超過9000萬輛。民用汽車數量的不斷攀升一方面對城市交通造成嚴重擁堵，另一方面極大推動社會對石油的消費水平，從而使能源的消耗量顯著增強。根據國際能源網對2016年國內石油消耗的數據來看，2016年相比較2015年，石油消耗總量直接上升13.1%，極不利于社會經濟的可持續發展。另外，民用汽車的大量使用還造成大氣環境的嚴重污染，例如北京、河北、上海等眾多人口密集型城市都出現程度不一的霧霾現象，這與汽車尾氣排放具有密不可分的關系。

在這種背景下，我國針對汽車節能減排出臺各項政策，例如對燃油企業的制造技術進行提升、對汽車的產品結構進行調整等，因此新能源汽車隨之誕生。新能源汽車指的是不使用傳統車用燃料實現汽車驅動的新型汽車，這種汽車主要在環保理念和節能理念的基礎上，實現技術的創新應用，從而實現電力發電、太陽能發電、氫發動機驅動等，不僅能夠有效解決燃料尾氣問題，還具有低耗能優勢，因此在汽車市場上具有顯著的競爭優勢。為了進一步提升新能源汽車的應用水平，必須從LCA（Life Cycle Assessment）的角度，對新能源轎車的材料提取、材料加工、產品制造、實際應用和再生循環這一整個生面周期進行分析和評價，從而對新能源轎車節能減排的效果給予科學評估[1]。

二、基于LCA下新能源轎車節能減排的效果分析

（一）研究方法

1.生命周期評價

LCA指的是生命周期評價，這一概念最初只有一個簡單框架，經過國際標準化組織的完善后，逐漸形成完整的生命周期評價原則和生命周期評價框架，從而對環境實現有效管理。具體來看，生命周期評價主要包括四方面內容，第一階段確定評價的目標及評價的范圍；第二階段對評價清單進行分析；第三階段影響評價的因素進行分析；第四階段對評價的結果給予解釋說明。利用生命周期評價的方式對新能源轎車的節能減排效果進行分析，就要從這四個階段出發，分別就新能源汽車的制造、燃料、應用和再生循環進行分析。例如在清單分析中，著重對不同類型轎車的能源消耗情況和尾氣排放情況進行分析比較，從而評估對環境造成的影響[2]。

2.GREET模型

利用生命周期評價對新能源轎車的節能減排效果給予分析時，最重要的環節就是環境影響評價，因此本文采用GREET模型對這一階段給予科學評價。GREET模型的構建主要采用的是計算方式，具體對新能源汽車的燃料制造、能源消耗及污染排放給予評價。在新能源汽車產出能量時同樣需要輸入能量，因此能源的輸入效率可以通過以下公式計算：

，這一公式表示的新能源汽車在輸出1千焦能源下的能源輸入效率。

在對新能源轎車的污染物排放量進行計算時，可以采用以下計算公式：

，這一公式主要區分新能源汽車的原料能量和燃料能量。

由于不同新能源汽車使用的動力原料不同，因此可以用下列計算公式表示某一計算新能源汽車在使用i種動力原料使產生的污染物排放量：

（二）數據材料

1.研究對象

民用轎車在我國機動車中占有極大比例，因此新能源轎車的推廣未來將會以民用汽車作為主要市場。本文對新能源汽車節能減排消耗的生命周期分析主要以民用汽車作為研究對象，選擇汽油車、氫燃料電池車、混合動力車、乙醇汽油車和純電動車作為評估類型，著重選擇中國汽車工業協會統計的具有典型性的桑塔納、普銳斯和比亞迪作為代表轎車[3]。

2.清單分析

清單分析主要分為以下幾方面內容，分別是汽車制造階段、動力生產階段和拆解報廢階段。就汽車制造階段來看，傳統汽油轎車的整備質量為1100千克，剩余質量為1007.6千克；混合動力轎車的整備質量為1345千克，剩余質量為1231.44千克；氫燃料電池轎車的整備質量為1624.8千克，剩余質量為1558.78千克；純電動汽車的整備質量為2098千克，剩余質量為1566千克；乙醇汽油汽車的整備質量為1100千克，剩余質量為1007.6千克。在制造中需要利用鋼、鐵、鋁、鎂、火法煉銅、濕法煉銅、橡膠、塑料等材料，材料的能源消耗和環境污染物排放如下表1所示：

根據GREET模型中的各項計算公式，可以對這幾種轎車的內部材料能源消耗和環境和污染物排放系數、汽車行駛階段的能源消耗和污染物排放系數進行計算，最終分析可知各個類型轎車的全生命周期消耗和生命周期環境影響潛值如下表2和表3所示：

分析可得，傳統汽油車對環境影響最大，氫燃料電池轎車和純電動轎車的綜合影響力最小，因此新能源轎車在節能減排方面具有顯著優勢。

綜上所述，針對基于LCA下的新能源轎車節能減排效果分析與評價的探究是非常必要的。當前新能源轎車的應用已經成為社會發展的必然趨勢，為進一步提升新能源轎車的應用水平，有必要對該汽車節能減排的效果進行科學評價。根據大量的比較研究發現，新能源轎車對環境的保護效益遠遠高于傳統汽車，對資源的節約程度也具有顯著優勢。

參考文獻：

[1]何丹妮.危機變機遇迎新能源市場春天[J].國外內燃機，2016，48（05）：5-8.