必赢体育 11

新车速递

必赢体育说到电动汽车的全生命周期,所以新能源车减排是瞎扯

27 12月 , 2019  

首先我对电动汽车全生命周期的意义简要介绍一下。我们在全生命周期计算的时候,分为两个阶段,一个是WTT阶段,以及下游的电动汽车运行阶段,通过我们的模型参数计算,分析从总能量消耗、化石能量消耗,石油能量消耗角度做了一个分析。我采用不同的电力生产方式的排放因子的输入,各种燃料的使用比例,以及我们的地理比例等等都对我们全生命周期二氧化碳排放产生很重要的影响。

必赢体育 1

电动汽车是一种高档消费品,虽然和传统燃油汽车一样,它是一种高级交通工具,但是我们应该充分认识到,它有许多不同于传统燃油汽车的功能和特点,比如庞大的蓄电池、高效的电动机、可以不断升级的强大的电子控制系统。在产品开发和生产环节,我们的高级技术人员,应该站在电动汽车的角度,认真理解和掌握这些功能和特点,而不是站在燃油汽车的角度去设计和开发这些功能。设计和开发电动汽车的高级技术人员如何理解和掌握这些特点,将直接影响电动汽车从产品出厂到产品报废全生命周期的使用效果。

因为中国现在是一个煤碳占据了非常重要的地位,魏秘书长也讲过,我们煤碳还可以使用200年左右。我们从电力生产开始,效率可以达到97%,接下来包括燃油发电,以及电网传输过程当中,都会经过一个非常复杂的计算,输入到全生命周期的计算模型中去。我们会计算在整个阶段中,它和传统汽油车,和燃油的开采、运输到最后使用产生汽油车的运行给他做一个对比,我们的条件选取包括燃油发电、生物质发电等等,我们会对他有不同的技术路径。

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

作为消费者,能够认真学习和掌握电动汽车的特点和特性是非常必要的,可以帮助自己选择最适合自己的那一款电动汽车,可以满足自己最大限度合理地使用电动汽车,可以帮助自己在电动汽车全生命周期实现增值保值。

这个是我们中国目前电力结构和发电效率,中国目前燃油发电肯定是要真到70%以上。综合的效率大概在36.4%左右,目前我们现在选择典型的中国目前纯电动汽车也是以小型化为主的,我们选择了一个A级的车,和他同平台的汽油车百公里的耗油量是8升。我们也对同平台下的柴油车,燃料电池车进行了一个等热值的经济性的折算。

文| 腾马丁博士

说到电动汽车的全生命周期,从大的说,要追溯到源头,从小的说,只是现实中正在使用的某个产品从出产到报废。由于电动汽车产品用途不同,它们的技术开发目标也是不同的,因此它们的全生命周期会有很大的差别。在这里仅针对乘用车中的私家车进行分析和探讨。说到储能应用,这是电动汽车的独有功能,用好了对电网起到填谷作用,也可以为车主节约开支;再进一步用好了,可以起到削峰作用,也可以给电动汽车实现增值保值;用不好,很多电动汽车在用电高峰时快速充电将会给电网带来无法想象的灾难。我们就先从大的说起。

我们看一下研究结果,我们这条红线可以看出是传统汽油车的一个基准,我们可以看到我们的BEV下面有不同的燃油燃煤燃气等等,最左边是我们的汽油车,无论是在我们的任何一种发电方式下,纯电动汽车在全生命周期尽管我们在电力生产过程当中,可能我们会有很大一部分能源消耗,但是由于纯电动汽车效率非常高,因此总能量消耗都是远远优于传统汽油车的。这里我也把这种甲醇单拿出来了,可以看到在红线中最左边的是电动汽车。我从我们的能量消耗和温室气体排放角度来讲,如果从技术性成本可能要有一个综合的分析。

车图腾出品,未经许可,谢绝转载

随着我国社会主义现代化事业在党中央的领导下得到快速的发展,我国综合国力有了很大的提高,人们的生活水平达到一个实现小康的新阶段,除了购买房产以外,最大的花费就是汽车,传统燃油汽车已经在我国得到快速普及,在北京、上海、广州、深圳等人口相对集中的大城市,人均汽车占有量达到了很高的水平,方便快捷的出行方式受到了中青年的青睐,在这样的现实状况下,我们有必要减少燃油汽车的数量,而大力推广使用电动汽车吗?凡事都要从实际出发,我国煤炭资源丰富,而石油资源匮乏,离开这个基本国情,我们放着煤炭资源不用,把自己辛苦挣来的大量外汇扔给外国企业,换回石油来满足我们日益增长的汽车用油需求,无论怎么说都是不明智的。因此,可以说国家把大力发展电动汽车上升到国家发展战略,是一个非常明智的做法,是符合全国人民利益最大化的英明举措。我们应该相信这样的决策已经决定任何时候都不会动摇,今后数十年电动汽车会大力发展,燃油汽车会逐步减少,这是必然的。既然要从电动汽车全生命周期来进行分析,就不能不从煤炭发电说起。

我们看一下使用能量的消耗,这个是无需质疑的。如果我们采用的是燃料电池或者是其他的煤质甲醇、油,从保护石油资源的角度来讲都表现出了节省的特点。我们看下温室气体排放的情况,我们可以看到BEV里面,基本上都仅占了汽油车50%以上的。尽管我们的电力生产过程当中产生了大量的二氧化碳排放,但是由于传统的电动车效率非常高,在全生命周期角度来说,还是表现了非常良好的,减少二氧化碳的效果。

大力发展新能源汽车,既是实现“汽车强国”的战略支撑,也是推动节能减排的重要途径。但是,一直以来舆论针对后者存在争议。争议主要围绕两个焦点:

前几年我国清华大学相关专家学者欧训民、张希良、覃一宁、齐天宇在“未来煤电驱动电动汽车的全生命周期分析”一文中利用清华大学Tsinghua-CA3EM模型的从矿井到车轮(Well-to-Wheels,WTW)模块,以2020年为目标年份,对5条煤电技术供电驱动电动汽车路线进行了全生命周期能耗和温室气体排放定量计算,并与综合电网供电路线和传统汽油车路线进行了对比分析。在电力使用环节分析基础上全面考虑了资源开采、运输和电力输配等阶段能耗和排放情况。结果表明:电动汽车的全生命周期能耗为1123~1592kJ/km,温室气体排放当量CO2为131~162g/km;相对汽油车路线,电动汽车路线的节能减排优势明显,节能35%以上,减排20%左右;电动汽车替代汽油车,煤炭消耗增加3~5倍,但石油消耗减少97%以上,符合中国以煤代油的能源战略;采用整体煤气化联合循环发电和碳捕捉及封存技术组合的先进供电技术供电驱动电动汽车,与汽油车路线相比,温室气体减排达80%,能耗降低仍达40%。

从碳排放的综合治理角度来讲,纯电动汽车相当于是把污染物从数量众多的污染源转移到了数量有限的电力生产的固定污染源,非常便于对污染物集中的处理。我们从不同的区域来分析一下,考虑到我们电力结构的变化,我们推动纯电动汽车的时候,节能减排的效果是不一样的。在东北煤电占到30%以上,但是在北方是水电。我们可以看到随着可再生能源的利用,像南方地区无论是能量的消耗还是温室气体的排放都要大大优于东北地区。我们电动汽车的推广肯定也是要比传统汽油车推广的时候二氧化碳减排优于很多的。

一、我国火力发电比例约70%,新能源汽车是否比燃油车更减排?

从上述分析可以看出,使用煤炭发电为主,并不能得出电动汽车全生命周期不比燃油汽车环保的结论,专家们以国际上通行的研究方法,用充分的研究成果证实,即使现在以煤炭发电为主,电动汽车节能减排的优势也远远超过燃油汽车,更何况我国正在大力发展的太阳能、风能等清洁能源比例逐年上升,所以电动汽车全生命周期环保应用特性是不容质疑的。至于电动汽车锂电池在报废后的处置问题,已经有地方政府制定法规,明确由生产企业负责回收进行循环应用处理。目前锂电池的报废处理已经引起各方关注,相信能够有效解决这一问题。

我们看一下纯电动汽车未来大规模发展情况下一个综合的节能减排效果,我们利用了一个模型曲线,无论是电动汽车还是新兴的事物,他在大规模推广的时候都要经历的曲线型的,我们对他进行了模型预测,具体我就不介绍了。

二、如果考虑全生命周期因素,新能源汽车是否可能比燃油车增加排放?

对于电动汽车的全生命周期,从大的方面说,已经形成广泛共识,它是一个节能环保产品,值得大力推广使用。我们把电动汽车称为新能源汽车,也是一个最好的证明。

如果我从一个全生命周期的角度来讲,如果我采用了是电网电的话,我们二氧化碳的减排是有一个下降的。他大概减到200万吨,其中有700万吨消耗到了生产阶段。但是我们是太阳能发电的话,我们会比车辆运行阶段会有一个更大的节能减排的效果。我们的绿色部分可以说是非常小的,从总量上来说,电动汽车不会对我们的电网产生任何的影响。当然我们要考虑在某一天负荷曲线会产生波峰波谷的变化。

基于行业普遍认为新能源汽车节能效果优于燃油车,所以本文将重点讨论新能源汽车的减排效果问题。(下文中的“新能源车”特指“纯电汽车”)

现在我们从产品的角度来看看电动汽车的全生命周期。站在生产者的角度,电动汽车首先是一个交通工具。传统燃油汽车生产者,有着非常丰富的经验和教训。一个着名车企负责人对于生产电动汽车,曾经这样说,第一个问题,要生产一个产品不是主要的问题,因为产品的生产是需要技术的支撑,如果没有成熟的技术不可能生产出令人放心的产品,现在大批量生产的产品,这个就是主要的。第二个问题,还有一个成本的竞争力。虽然,你具备了技术上生产的可能性,但是,你的生产的成本,达不到消费者的要求,达不到满足他购买这样的功能所愿意付出商品的价格的要求。这个也不具备产业化的条件,第一个我认为核心的还是技术。第二个,它的生产的成本是不是具备了消费者愿意购买的能力和价格范围,第三个就是消费者买完这个车使用的便利性,它是不是充分具备了使用的便利性。这些说法反映了部分传统车企对于生产电动汽车的一些顾虑。

刚才我们讨论的时候也说过,如果我们是采用风能、太阳能、可再生能源会在全生命周期角度有一个大的节能减排的效果。目前我们风能、太阳能波动率是很大的,电动汽车的电池可以有效的平抑电力波动,成为一个非常重要的技术,因此我认为从这个方面,纯电动汽车作为智能电网的分散式储能单元,在当前的发展结构情况下,无论我们采用的是全生命周期的能耗和温室气体的排放,都是优于传统的汽油车的。

必赢体育 2

12345下一页>

另外,从我们的煤机燃料的角度来讲,采用煤驱动电动汽车是有效利用我国煤碳资源的最佳途径。如果全部采用太阳能等能源发电,我们二氧化碳排放将达到2500万吨,这个还是非常可观,他可以对国家节能减排产生积极的作用。另外电动汽车对于可再生能源的利用也是有非常重要的作用,提高了清洁能源的接纳能力,达到节能减排的作用。

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

我国火力发电约占70%,电动车仍然更减排?

要回答“新能源汽车是否减排”这个问题,首先要清楚的是,汽车的排放包含两个阶段——燃料生成和运行阶段。

不过在运行阶段,新能源汽车是以车载电源为动力,以电机代替燃油发动机,电能代替热能转化成动能,驱使车轮前进形式,在这个过程中,没有燃料燃烧,不排出尾气。

必赢体育 3

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

因此,新能源汽车的排放与燃料生成阶段密切相关,也就是说,发电方式直接决定了污染的排放量。

根据《中国能源统计年鉴2017》和《中国电力行业年度发展报告2018》数据:“2017年,全国全口径发电量64,171亿千瓦时,其中,煤电发电量41,498亿千瓦时,占比约为64.67%。”

必赢体育 4

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

(可再生能源在发电中的比例将不断提高)

既然我国的电力生产仍以煤电发电为主,那么,发电过程中产生的污染就必须作为重要因素参与到新能源汽车减排效果的计算中去。

在众多关于电动车减排效果的讨论中,较为主流的是2018年9月,中国汽车工程学会发布的《汽车生命周期温室气体及大气污染物排放评价报告》。

《报告》的结论是,在汽车燃料周期(含汽车燃料周期上游阶段和运行阶段)内,纯电动乘用车的温室气体减排效益优于油车35%;纯电动乘用车可显著削减VOCs和NOs的排放,有助于改善城市空气质量。但由于目前国内电力主体是燃煤发电,部分纯电动乘用车的PM2.5和SO2在燃料周期的排放并不比燃油车少(具体测算过程在此不予展开)。

也就是说,即使当前中国发电结构约70%为火力发电,电动车仍然更加减排。

必赢体育 5

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

而且,科技越发展,电动车减排效果将更明显。

我们需要从两点出发:一是能源结构比例;二为清洁发电技术。

从能源结构上看,据中国能源历年统计年鉴显示:2011年,我国煤电发电占比约70%;2017年,煤电发电占比约64.67%,较2011年下降5.33%。从清洁发电技术上看,仅2017年,水电、核电、并网风电和太阳能发电等非化石能源发电量,合计比2016年增长10.1%,占全口径发电量的比重为30.3%,提高1.0个百分点。

必赢体育 6

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

可以看到,科技进步带来了能源结构的改善。随着煤电清洁技术将不断提高,电力生产过程会远比现在清洁。反观燃油车,其污染水平的可优化空间远不如电力来源。

必赢体育 7

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

这里的结论是,在“汽车全生命周期”,电动车减排效果更优。

关于“全生命周期”的疑问

但是,结论好像没有那么简单。

对于汽车来讲,全生命周期包括两条路径:一个是车辆使用能源的生命周期,另一个是车辆的材料生命周期。

能源生命周期从能源的开采算起,经过运输、加工、利用,整个过程中要考虑到不同阶段的能源消耗以及排放。对于电力来讲,从原煤的开采做起,对于核电来讲,核原料的开采都要考虑进去。这是上文已经计算出来的。

必赢体育 8

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

但是,上述观点并未提到车辆的材料生命周期。新能源汽车在材料周期包括汽车原材料的采集、运输、加工、制造和回收(比如动力电池原材料开采和生产回收)过程中产生的排放,可能影响总体结论。

东京大学名誉教授御园生诚曾指出,“纯电动汽车对减排二氧化碳没帮助”。御园生诚专家称,虽然纯电动汽车相比传统燃油车在行驶中产生的二氧化碳排放量较少,但如计算加入新能源汽车制造时的能源消耗,纯新能源汽车的二氧化碳排放量更多。

什么意思呢?

就是说,如果以电动车行驶过程为基点,那么向上一环追溯,即发电过程(排放依然小于燃油车),再向前追溯一环,即电动车制造这一过程,产生的排放很可能高于燃油车。这才是完整的“全生命周期”。

必赢体育 9

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

遗憾的是,时至今日,尚没有一个包含动力电池的制造、生产、报废阶段的完整的排放评测结论共识,甚至各方结论相悖。

总的来说,许多高校和研究机构的研究结果显示:动力电池制造阶段能耗远高于发动机,其主要原因是上游原材料种类繁多,原料开采和生产过程中就消耗了大量能源,产生了大量废弃物,例如磷酸铁锂、镍钴锰酸锂的制备过程等,且这个过程对锂、钴、镍等矿产资源耗竭值高。而动力电池回收过程中的能耗方面,电力消耗是发动机的3倍,天然气消耗则是10倍以上。

必赢体育 10

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

有专业人士估算了国内场景下动力电池的能耗:一辆装电40度汽车动力电池,在制造环节的能耗约为12,528kwh,折合标准供电煤为2.8吨。如果将国内约2,800万辆的汽车产量全部换为纯新能源汽车,则所需电力供应的标准煤耗为7,840万吨,理论上每制造一台车的动力电池,二氧化碳排放量放为7,000kg。

必赢体育 11

中国70%是火电,所以新能源车减排是瞎扯?

根据清华大学汽车工程系教授、汽车产业与技术战略研究院院长赵福全博士的测算,从全生命周期的角度出发,得出结论:对于中续航里程的新能源汽车来说,合计全生命周期碳排放总量比传统燃油车低约28%,主要是新能源汽车的使用阶段的低碳排放可以在很大程度上弥补其生产阶段排放较高的劣势;对于长续航里程的新能源汽车来说,全生命周期碳排放比中续航里程新能源汽车高12%。

赵福全进一步指出,展望未来,通过电网条件的不断改善,到2025年,续航里程为360公里将成为减排分界点:续航高于360公里的新能源汽车减排效果不及燃油车,低于360公里则电动车减排更优。

当然,我国大力发展新能源车,除了节能减排的考虑,还有其他重要考虑,再次就不赘述了。所以,看问题不能只着眼于一点…

注:电动车排放包含二氧化碳的排放,也包含二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、颗粒物、硫酸及硫酸盐气溶胶、硝酸等。本文引用各方测算结论,不予重点区分。​​​

, ,


相关文章

发表评论

电子邮件地址不会被公开。 必填项已用*标注

网站地图xml地图