汽車環(huán)境的影響力分析,應(yīng)當(dāng)根據(jù)能量從采掘到終端能量傳遞全過程的累計(jì)排放量,來衡量汽車單位行駛里程的CO2排放量(g-CO2/km)。據(jù)此得出“清潔能源汽車不同于新能源汽車,新能源汽車未必是環(huán)保型汽車”是本文亮明的觀點(diǎn)。
一、什么清潔能源
(1)可再生能源:消耗后可得到恢復(fù)補(bǔ)充,不產(chǎn)生或極少產(chǎn)生污染物。如太陽能、風(fēng)能,生物能、水能,地?zé)崮埽瑲淠艿取?/p>
(2)非再生能源:在生產(chǎn)及消費(fèi)過程中盡可能減少對生態(tài)環(huán)境的污染,包括使用低污染的化石能源(如天然氣等)和利用清潔能源技術(shù)處理過的化石能源,如:潔凈煤、潔凈油等。
(3)核能:雖然屬于清潔能源,但消耗鈾燃料,不是可再生能源,投資高且安全風(fēng)險(xiǎn)大。
(以上文字摘錄“中文維基百科-搜狗百科”)
二、新能源汽車定義與功能定位
新能源汽車定義已經(jīng)多次修改,2017版明確為:“本規(guī)定所稱新能源汽車,是指采用新型動力系統(tǒng),完全或者主要依靠新型能源驅(qū)動的汽車,包括插電式混合動力(含增程式)汽車、純電動汽車和燃料電池汽車等”。(摘自2017年1月6日公布的《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)定》)。
這里需要強(qiáng)調(diào)新版定義的兩個(gè)核心名詞。一是“采用新型動力”實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排,指包括插電式混合動力(含增程式)汽車。二是“依靠新型能源”實(shí)現(xiàn)能源替代,指純電動汽車和燃料電池汽車等。其中,插電式混合動力(含増程式)也有部分以“電”代“油”功能。
提醒讀者注意,我國定義的新能源汽車,強(qiáng)調(diào)“采用新動力”的同時(shí),更注重以“電”代“油”和以“氫燃料”代“油”的功能,這種能源替代戰(zhàn)略旨在降低汽車對石油的依賴程度,亦簡稱“去石油化”功能。從接下來的分析可以看出,由于電力排放原單位(kg-CO2/kWh)過高,導(dǎo)致我國新能源汽車的環(huán)境友好性很差。
三、新能源汽車的環(huán)保水平如何界定
如果按前述清潔能源的定義,新能源汽車均不能納入清潔能源之列。那么,新能源汽車的環(huán)境影響力如何評定?采用LCA( L ife Cycle Assessment)法,分析不可再生能源從采掘到車輪(Well to Wheel)消耗整個(gè)生命周期的CO2排放量。其中,對于插電混合動力和純電動汽車,涉及電網(wǎng)電力CO2排放原單位指標(biāo);對于燃料電池汽車,涉及氫燃料制取及其所消耗的能源性質(zhì)。
1、電動汽車的環(huán)境評價(jià)基準(zhǔn)
以汽車CO2排放水平作為衡量標(biāo)準(zhǔn),評價(jià)其環(huán)境影響有實(shí)用性(參見圖1)。這里以標(biāo)準(zhǔn)小型汽車為例:圖1箭頭4所指粉色橫線,標(biāo)明混合動力汽車每公里二氧化碳排放量為一恒定值:131.5G-CO2/km(汽油車能耗取主流車型平均值4.69L/100km)。由于混合動力汽車無需通過電網(wǎng)額外補(bǔ)充電力,故綜合碳排放值為一條直線。
就圖1所示的4種汽車動力形式的排放水平而言,每公里二氧化碳排放不應(yīng)高于混合動力汽車(131.5g-CO2/km)為底線,來評價(jià)電動汽車的環(huán)境影響力并不為過。因?yàn)?,汽油混合動力汽車是在不改變能源性質(zhì)的前提下,依靠自身技術(shù)進(jìn)步來實(shí)現(xiàn)節(jié)能和減排的。
如果以電動汽車綜合排放,不及一般混合動力排放水平的話,對環(huán)境的影響力就是負(fù)面的,也就沒有資格被認(rèn)定為環(huán)保型新能源汽車。
對照圖1可以看出,對于插電式混合動力和純電動汽車,當(dāng)電力CO2排放原單位達(dá)到0.63kg-CO2/kWh時(shí),其CO2/km排放量與混合動力汽車持平。
如果電力排放原單位大于0.63kg-CO2/kWh時(shí),CO2/km排放量就會超過傳統(tǒng)混合動力汽車。從環(huán)保角度出發(fā),非但不適宜使用插電混合動力汽車,尤其不適合大力推廣純電動汽車。當(dāng)電力排放原單位達(dá)到1.04kg-CO2/kWh時(shí),純電動汽車CO2排放原單位與傳統(tǒng)汽油車相當(dāng),會給環(huán)境造成更大的負(fù)面影響。
圖1 環(huán)保型新能源汽車的認(rèn)定基準(zhǔn)
這種評價(jià)方法,既可以作為對插電混合動力和純電動汽車CO2排放水平的評價(jià)基準(zhǔn),也可用以對燃料電池汽車的評價(jià)。其存在的意義在于:是界定新能源汽車環(huán)保水平的分水嶺。當(dāng)然,該基準(zhǔn)線可以隨著汽車產(chǎn)業(yè)的技術(shù)進(jìn)步,由政府或國際組織與時(shí)俱進(jìn)加以修訂。
圖中標(biāo)明以下國家電力CO2排放原單位分別為:法國0.08763 kg-CO2/kWh;巴西0.09840kg-CO2/kWh;加拿大0.22358kg-CO2/kWh;歐盟27國0.39295kg-CO2/kWh;日本0.44820kg-CO2/kWh;德國0.45788kg-CO2/kWh;英國0.53715kg-CO2/kWh;美國0.6129kg-CO2/kWh;中國0.8356kg-CO2/kWh;澳大利亞0.95253kg-CO2/kWh;印度1.27053kg-CO2/kWh(已越出邊界)。
上述國家中,原子能發(fā)電約占80%、水力發(fā)電約占10%的法國,CO2排放原單位0.087 kg-CO2/kWh。水力發(fā)電約占80%、原子能發(fā)電約占3%的巴西,CO2排放原單位0.09840 kg-CO2/kWh。水力發(fā)電約占60%、原子能發(fā)電約占15%的加拿大,CO2排放原單位0.022 kg-CO2/kWh。顯然,在這些國家推廣電動汽車CO2排放量才會更低。
結(jié)論是:由于中國電網(wǎng)電力排放原單位高于0.63kg-CO2/kWh,所以在相當(dāng)長的一個(gè)時(shí)期內(nèi)都不適合大力推廣純電動汽車。即使推廣使用插電式混合動力汽車,也要看其燃料消耗與電耗的實(shí)際水平,是否能夠等于或者小于典型混合汽車。
2、警惕燃料電池汽車的高排放
這里以氫燃料汽車為例,形象地說明了氫燃料汽車能源從采掘到消耗的全過程(圖2)。
圖2 氫燃料汽車能源從采掘到消耗全過程
圖3是日本日本自動車研究所作的研究與分析。其中燃料電池汽車的實(shí)際排放與不同制氫方法,亦即氫燃料的能源消耗源密切相關(guān)。
圖3 天燃?xì)夂碗娏χ茪涞娜剂想姵仄嚺欧鸥?/p>
由此可見,氫燃料汽車的“熱”炒和氫燃料汽車“零”排放宣傳,是有悖于科學(xué)發(fā)展觀的。尤其值得我們注意的是:在日本,天然氣制氫、電力制氫的燃料電池汽車,即使加裝了車載儲能回收裝置,從采掘到車輪(Well to Wheel)CO2排放量,也遠(yuǎn)高于混合動力汽車。更何況,日本是在電力排放原單位0.49kg-CO2/kWh條件下制氫。我國呢?如果在電力排放原單位0.8356kg-CO2/kWh條件下制氫,可想而知,燃料電池汽車的CO2排放量該有多高!