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碳足跡背后的電動汽車環保真相

時間:2019-10-28    來源:中國科學報    點擊次數:0     字體:【大】 【中】 【小】    打印本頁
       今年以來,實行多年的汽車限購政策開始不斷“解禁”,新能源汽車更是一馬當先。
       6月6日,國家發展和改革委員會會同生態環境部、商務部共同推出《推動重點消費品更新升級 暢通資源循環利用實施方案(2019—2020年)》,要求未來各地不得對新能源汽車實行限行、限購,已實行的應當取消。
       今年8月,國務院辦公廳又印發《關于加快發展流通促進商業消費的意見》,再次提出釋放汽車消費潛力。實施汽車限購的地區要結合實際情況,探索推行逐步放寬或取消限購的具體措施。有條件的地方對購置新能源汽車給予積極支持。
       然而,作為新能源汽車中的代表,電動汽車是否真的“環保”一直是爭論不休的話題。
       跟隨電動汽車的碳足跡,或許能夠找到答案。近日,清華大學環境學院教授王燦團隊從分析電動汽車單位用電量背后產生的碳排放入手,探索了其全生命周期里對環境的影響。相關成果日前發表于《應用能源》。

電動汽車真的環保嗎

       “如果電源是清潔的,那么電動汽車從源頭到最終的使用都是清潔的。反之,如果電源結構是以煤電為主,其過程產生污染物,則電動汽車的發展可能通過燃煤發電環節增加污染物的排放。”該論文通訊作者王燦一語道破了當前電動汽車的環保爭議。
       近年來,在中國政府的大力支持下,電動汽車無論是產銷量的快速增長還是種類的豐富程度,都隱隱呈現全球行業領頭羊之勢。
       2015年,國家發改委、國家能源局、工信部和住建部在系統內部聯合印發了《電動汽車充電基礎設施發展指南(2015—2020)》。根據規劃,2020年我國將建成集中充換電站1.2萬座、分散充電樁480萬個,滿足全國500萬輛電動汽車充電需求。
       高度的鼓勵和發展遭遇爭議。曾有外媒專家表示,汽車投入電力的懷抱并不意味著就能立刻與化石燃料分道揚鑣,電力同樣可能產生自化石燃料當中。
       這一點在中國尤為突出。從這幾年的趨勢來看,雖然非化石能源發電量提升明顯,但國內電源結構仍將長期以火電為主,電動汽車的增長必然會帶動對火電的需求。他們認為,電動汽車的興起只是“將污染從一個地方轉換到另一個地方”。
       事實真的如此嗎?王燦告訴《中國科學報》,從全生命周期看,電動汽車對環境的影響主要分為制造和使用過程中直接和間接造成的影響。
       “電動汽車在制造過程中,從材料到鋰電池都可能會造成污染。使用過程中,能源經歷了一次能源開采及加工(如采煤)、發電和電力輸配等環節至充電站,通過充電機為電動汽車補充電能,這些環節也會造成環境污染。”他分析道。
       王燦表示,在判斷電動汽車環境影響的優劣時,還需要與燃油汽車的環境影響進行對比。而一輛車在不同的環境中,比如在擁堵路段和暢通路段、在人口密度差異顯著的區域,其環境影響也大有不同。

追尋電動汽車的碳足跡

       雖然電動汽車沒有尾氣排放,但其使用過程所產生的總體溫室氣體排放卻并不是小數目。這些排放大多取決于對汽車電池進行充電的電力來源和汽車的效率。
       論文第一作者、清華大學碩士研究生吳子揚告訴《中國科學報》:“不同區域電網的電源不同,從電力生產、輸送到最終用戶使用的整個過程中,我們核算單位用電量背后產生的碳排放,并把它平攤到電動汽車的行駛里程數上,計算單位行駛里程數所耗電的碳排放。”
       鑒于電動汽車生產的全球化,即便是國產汽車,很多零部件也是從國際上進口,因此團隊使用了一個全球的生命周期數據庫來追蹤其生產使用過程,隨后與中國的電力進行本地化匹配,探索全生命周期里對環境的影響。
       “區域電網的發電量都是結構化的,比如說多少天然氣發電、多少火力發電,都是有一定比例的。但是,到了終端用戶那里,還需要考慮跨電網輸配電的情況。”吳子揚說。
       調查結果發現,電動汽車不僅具有碳減排效益,而且還能節省石油,減少尾氣排放,減排效益最顯著的就是電力來源碳水平最低的地區。例如,在山東等部分省市,如果在現有政策的基礎上,增加鼓勵性政策,發展更多的電動汽車,會更好地實現本地污染物和溫室氣體的協同減排。
       “總體而言,發展電動汽車在改善環境質量、推動綠色發展,同時產生新的經濟增長等方面具有積極作用。”吳子揚說。

打造電動汽車低碳模式

       王燦認為,此項研究將電動汽車對城市的污染問題和全球溫室氣體排放的問題協同考慮,可以幫助政府決策部門更好地制定有關電動汽車的支撐性政策。
       “路網的基礎設施建設對電動汽車影響很大,電網亦然。”王燦表示,雖然我國現階段仍然是以火電為主,但是隨著風電、核電等能源的不斷開發和國家對電動汽車的政策支持,人們擔憂的“污染轉移”等問題將會逐漸減少。
       例如,部分電網公司曾推出“低碳打包”模式,包括但不限于對廢舊電廠提前淘汰、對老舊設施進行低排放改造等。
       “如果我們在此基礎上疊加新能源對于污染物的改善和對公共健康影響等因素,優化電動汽車的發展政策,例如充電樁的布局,將會實現更高的低碳和環境效益。”談及下一步打算,他如是說。
       為了加速我國電動汽車向低碳轉型,王燦建議,電動汽車制造商及其供應商應提高汽車制造過程中可再生能源電力和低碳材料與技術的使用比例。
       王燦還建議,政府各級政策制定者應采取新的或更有力的政策和方案來提高能源效率、促進可再生能源的部署。可取的選擇包括設制可再生能源電力標準、能源高效資源標準、碳定價機制、稅收優惠和其他經濟獎勵,以及改進電網運營、傳輸和資源規劃等。
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