随着新能源汽车产业的崛起,电动车的环境影响及其与传统汽油车的对比成为业界和公众经久不衰的话题。由于电动车涉及汽车、环境、电力、交通等多个领域,影响因素快速变化,因此其环境效益的结论也不是一成不变的。

近日,这一话题再次成为热点。为了厘清业界对这个问题争议的原因和争议点,中国清洁交通伙伴关系从多个角度采访了几位专家,并将主要观点整理如下。


专家列表(按姓氏拼音排序)

刘   坚    国家发展改革委能源研究所

陆一川    能源基金会中国

欧训民    清华大学

孙   锌    中国汽车技术研究中心

王全录    美国能源部阿岗国家实验室

吴   烨    清华大学


关于“电动车的环境效益”争议点在哪里? 


【吴烨】

1.       需要动态考虑电动车和汽油车的对比问题。因为一些影响因素是不断变化的,其中最重要的三点:电力系统的清洁化程度、电动车的百公里电耗、汽油车的燃油经济性标准,需要动态观察前两者的综合结果和后者的对比。且数据来源不同,也可能导致不同的结论。

2.       关于电动车全生命周期中的材料部分:材料的排放不是主导,但也不容忽视。

3.       电池的环境影响目前没有成熟研究,不确定性大。

 

【刘坚】

1.       首先需要明确电动车到底跟谁比,和传统汽油车比还是跟混合动力汽车比较?目前看来和传统汽油车比电动车是有优势的,但混合动力未必。

2.       生命周期的范围:除了燃料生命周期是否包括材料周期?如果纳入电池材料的能耗计算,电动车未必是占优势的。

3.       跟电动车怎么充电也有关。如果能调节好电动车的充电时间,可以有效削峰填谷,甚至帮助消纳清洁电力,缓解弃风现象。

 

【王全录】

1.       考察电动车环境效益时,研究往往更多注重温室气体排放,其实污染物(PM2.5, NOx, SOx)是导致中国空气污染的重要因素。在考虑污染物时,应当考虑到不同地区的差异性,位置差异和浓度差异都很重要。

2.       考察环境效益时,应该将电动车与传统汽油车放在全生命周期模型中进行对比分析,比如美国阿贡国家实验室的GREET模型(http://greet.es.anl.gov)。

3.       电池制造和回收应该纳入考虑,美国能源部阿岗国家实验室的GREET模型纳入了电池全生命周期模块。

 

【欧训民】

1.       关于我国电力系统的清洁程度和各地的火电效率,认知差异可能导致结论的不同。我国的火电效率在过去十年内有了很大提升,然而有些观点持有者对这方面的认知可能还不够充分。除了碳排放,还有常规污染物方面,火电厂近年来的改造力度很大,如果没有把握最新的情况,可能会高估电动车负面的环境效益。

2.       电动车百公里电耗和传统汽油车百公里油耗的对应问题:对比电动车与汽油车时应该分车型、车重匹配相应的百公里电耗/油耗,两者的对标系数应该在科学的范围内。如果用电动车的实际电耗和汽油车的工况油耗(而非实际油耗)对比分析,得出的结论就是不科学的。

3.       电动车充电策略对电力系统的影响:关于电动车所充的电对电力供给的影响是总量上的,还是边际上的,有不同的观点。充电策略的相关优化,可以进一步强化电动车用电的清洁程度。

 

【孙锌】

根据中国汽车技术研究中心有限公司(以下简称“中汽中心”)数据资源中心的研究结果,在当前的电力结构和技术情景下,总体而言,与传统汽油车相比,纯电动汽车已经具备全生命周期碳(温室气体)减排优势,但在具体车型上,仍然存在差异。不是所有的新能源汽车与传统汽油车相比,从全生命周期的角度看都是有环境正效益的。

 

哪些环节应该纳入电动车环境效益的考量?


【刘坚】

1.       生产阶段:分为车辆和电池两部分,车辆部分电动车和传统燃油车能耗差不多。电池目前由于材料和制作过程复杂,环境影响还不明确,但排放占比并不大。

2.       运行阶段:排放主要来自电力系统

3.       电池回收

4.       外围其他部分:充电基础设施等

 

【王全录】

需要将电动车和传统汽油车对比研究才能凸显电动车的相对优势。

对电动车来说,关键因素有:电力结构、发电厂能源效率、发电厂排放、电动车百公里电耗、电池能耗和排放。

对传统车来说,关键因素有:原油的本土化生产和进口、炼油能效和排放、百公里油耗。

因此,需要持续跟踪这些因素。另外,要注意比较车型要相同,比如不能拿一辆电动小轿车和一辆汽油SUV比。

 

【孙锌】

汽车的全生命周期各个阶段都应该纳入到环境效益的考量中,用尾气排放衡量汽车是否环保远远不够。中国应当建立汽车全生命周期评价体系,包括原材料生产、零部件及整车的生产、燃料的生产和供应、汽车使用阶段以及汽车报废回收等阶段。

 

电网方面,排放因子的选取是否是争论的原因之一?


【刘坚】

1.       排放因子的选取会导致结果的差异。目前一些渠道公布的是平均值,但如果分地区、时段来看,结论可能都会不一样。

2.       电网清洁化程度、火电效率是影响电网排放因子的两大因素。

3.       政府还是有必要定期公布排放因子的,这可以避免很多无谓的争论。

 

【陆一川】

电网的排放因子按理说不应该成为争议问题。火电的二氧化碳排放大约是1度电0.9kg二氧化碳。目前火电占比为70%,输电损耗率是6.5%。所以电动车的用电排放应该是相对确定的。

 

【孙锌】

我国不同区域电网结构差异较大,不同区域电动车的环境表现不尽相同。电力结构中清洁能源比例的增加,会增加电动车正的环境效益。比如,同样是一辆A级的纯电动乘用车,如果在青海使用,将比其在内蒙古使用全生命周期温室气体排放降低约60%。其原因是两个省份背后的电力结构差异,中电联最新的数据显示,2017年内蒙古的发电结构中火电比例为84%,而青海的发电结构中清洁能源占比为75%。

 

电动车发展对电网的影响


【刘坚】

1.       电动车未来的电量需求不会超过用电总量的10%。

2.       电动车对电网来说是“双刃剑”。电动车充电时间的不同会影响电网负荷的波动。目前电动车的充电高峰与电网的用电高峰高度重合,增加了电网的调节压力和成本。如果能通过价格机制引导电动车用户在谷时充电,则可以帮助削峰填谷,保持电力系统的稳定。

如果再考虑电网的弃风弃光,使电动车帮助消纳清洁电力,那么电动车的排放就会进一步降低。

针对电动车充电的价格机制应该做相应的设计,引导电动车对电网和电力产生正面、清洁化的影响。

3.       电动车未来还可以作为储能工具,为电力调节增加很多灵活性

 

【陆一川】

电动车的用电比例虽小,但对电网的影响并不小。因为每辆车都可以看作一个大功率电源,尤其快充可达到100KW,如果大量电动车同时接入电网充电,对电网的调配会形成挑战,这就对配电网的改造提出要求。

但电动车对电力系统也是极大的可利用资源,可作为灵活调节电源,为电网带来高比例的可调节电力。但目前由于电力市场开放程度的限制,供给侧和需求侧都没有主动开发电动车作为储能工具的动力。目前中国日均用电量170亿度,一辆电动车充满电大约需要80-100度电,假设有1亿辆电动车,储能可达到日均80亿度。

 

电池回收和梯次利用对电动车环境效益的影响


【刘坚】

目前政府大规模做电池梯次利用难度较大,但商业公司可以探索小规模可盈利的模式,车用电池相比于消费电子的电池回收体系更完善。

 

【陆一川】

电池梯次利用目前还没有形成规模,原因主要是经济性不理想,但由于原料价格的提升,目前回收的动力还是比较充足的。电池厂商更愿意将电池作为原料回收。另外,电池的梯次利用需要考虑更多安全性上的风险。

 

【王全录】

电池的收集、循环、二次利用对电动车的环境效益和经济效益都很重要。中美欧的实践都比较有限,还需要做更多。相比于车用传统铅酸电池90%的循环利用率,锂电池在拆解上还存在技术挑战,需要进一步研发技术。

 

电动车电池全生命周期的环境影响


【王全录】

电池的制造和回收是电动车环境效益需要考量的重要部分,电池正负极材料制造过程中的能耗和排放较高。加上目前中国市场上的电池寿命较短,电动车电池一般5至6年就需要替换,这也需要纳入环境效益考量中。PM2.5和SOx是需要纳入的重要因素,其他环境影响如水污染是一个需要考量的新方向。

 

在电网清洁化和燃油经济性标准不断加严的趋势下,电动车和汽油车未来的减排前景哪个更高?


【吴烨】

与汽油车比,电动车环境影响的改善更为迅速。


【刘坚】

从潜力而言,内燃机的节能潜力毕竟有限,在运行阶段不可能做到零排放。但是电动车如果加以引导可以使用绿色电力,使运行阶段的排放趋于零。


【陆一川】

从潜力上看内燃机的能效提升空间已经不多,而电动车在电力体系清洁化进程中有望实现零排放,即使电力还没有实现完全的清洁化,也可以通过价格机制帮助电动车接入完全清洁的电力,不过这个前提是成功的电力市场改革。


【孙锌】

在电力结构变化、电力技术进步和热电联产规模扩大的背景下,并考虑汽车轻量化技术进步及燃油经济性的提升,预计到2020年,纯电动汽车相比传统汽油车全生命周期的温室气体排放低13%。随着我国电力结构中火电比例的降低、风电和太阳能等可再生能源储能装备的使用与并网,未来我国电力温室气体排放会进一步降低,纯电动汽车的温室气体减排潜力将进一步加大。

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