國(guó)家將研究燃油車(chē)禁售時(shí)間表的戰(zhàn)略提議一出，業(yè)界反響強(qiáng)烈，各種觀點(diǎn)的討論迭出，新能源板塊股票也隨之大漲。

目前，普遍的觀點(diǎn)是電動(dòng)化的時(shí)代不可避免，大規(guī)模的電動(dòng)汽車(chē)應(yīng)用必將帶來(lái)上下游行業(yè)和社會(huì)配套設(shè)施的系列變化。但這些變化是否都是有利的，各方意見(jiàn)并不統(tǒng)一，比如一直以來(lái)都是討論熱點(diǎn)的“電動(dòng)汽車(chē)是否真的節(jié)能環(huán)?！边@一問(wèn)題，就有完全不同的觀點(diǎn)。

本文謹(jǐn)嘗試從理論的角度，對(duì)燃油車(chē)與電動(dòng)汽車(chē)兩類(lèi)車(chē)的能耗以及排放進(jìn)行對(duì)比，并提出如何使電動(dòng)汽車(chē)規(guī)?；瘧?yīng)用更清潔的若干建議。

1. 能耗對(duì)比

按照標(biāo)準(zhǔn)GB／T12545規(guī)定，汽車(chē)燃料消耗采用十五工況循環(huán)試驗(yàn)，其中有怠速、加速、等速等，全循環(huán)累計(jì)時(shí)間195 S，并采用重量法確定百公里燃料消耗量。為方便對(duì)比，電動(dòng)汽車(chē)以江淮IEV5純電動(dòng)為例，其百公里耗電量為13kwh，同級(jí)別自動(dòng)檔燃油汽車(chē)百公里油耗約為7L。

1.1燃油車(chē)能耗   

按照GB／T2589.2008《綜合能耗計(jì)算通則》的內(nèi)容，每千克汽油的熱值為43070kJ，取汽油密度0.725kg／L，計(jì)算可得7L汽油所含總熱量為218580KJ。

1.2電動(dòng)汽車(chē)能耗  

電動(dòng)汽車(chē)屬于二次能源利用，所以計(jì)算其能耗需從全生命周期考量。從發(fā)電到充電需要經(jīng)過(guò)下圖過(guò)程中的傳輸:

根據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)規(guī)劃發(fā)展部發(fā)布的《全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)2016》中顯示:  

• 2016全國(guó)全口徑發(fā)電量59897億千瓦時(shí)，其中火電71.6%、水電19.7%，核電、并網(wǎng)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電8.7%。

• 全國(guó)電網(wǎng)輸電線路損失率為6.47%。  

發(fā)電廠內(nèi)機(jī)組的運(yùn)轉(zhuǎn)和控制設(shè)備的工作都要消耗一定的電能，此電能直接來(lái)自廠內(nèi)發(fā)電，稱為廠用電，通常的廠用電率為5％～10％，而像擁有300 MW機(jī)組的發(fā)電廠則達(dá)到5％，這里取用5％。充電機(jī)效率取一般值94％。

我國(guó)各大電網(wǎng)之間的電力類(lèi)型比例不同，為方便計(jì)算，按照我國(guó)的發(fā)電類(lèi)型平均比例71.6%為火電計(jì)算，電動(dòng)汽車(chē)百公里耗電為13度電時(shí)需要的火電廠側(cè)的發(fā)電量為：

13×71.6％（火電比例）÷94％(充電效率)÷93.53％（電網(wǎng)效率）÷95％（去廠內(nèi)用電）=11kWh

根據(jù)《全國(guó)電力工業(yè)統(tǒng)計(jì)快報(bào)2016》信息，我國(guó)6000 kW以上級(jí)發(fā)電企業(yè)供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗為312g/kwh。轉(zhuǎn)化為供電標(biāo)準(zhǔn)煤：11×0.312=3.5kg

按照GB／T2589.2008《綜合能耗計(jì)算通則》的規(guī)定，每千克標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值為29307kJ，則電動(dòng)汽車(chē)所需的總熱量為：3.5×29307=102574 KJ

對(duì)比可知，同樣百公里，純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)電側(cè)消耗的總熱量為同級(jí)別汽車(chē)消耗燃油熱量值的47%，在能耗上有明顯優(yōu)勢(shì)。

2. 排放對(duì)比

2.1燃油車(chē)的排放

傳統(tǒng)汽車(chē)的主要排放物為以下幾類(lèi)：二氧化碳CO2、一氧化碳CO、氮氧化物NOx、碳?xì)浠颒C等，其中99%為CO2。汽油是對(duì)分子含碳量在5—8的一類(lèi)烷烴的通稱。汽油標(biāo)號(hào)一般是以正辛烷的含量來(lái)標(biāo)定的，正辛烷含量越高，汽油的標(biāo)號(hào)越高，汽油分子量在90—120。以93#汽油為例，可以根據(jù)下面方程式計(jì)算汽油燃燒時(shí)理論上的CO2排放量：

汽油密度一般為725g/L，則一升汽油完全燃燒排放的CO2質(zhì)量為:

725×(44x16)÷(114×2)=2.238kg

基于以上理論值計(jì)算可得燃油汽車(chē)百公里7升的CO2總排放量為：7×2.239=15.7kg

2.2電動(dòng)汽車(chē)的排放

火力發(fā)電的主要排放物為二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、氮氧化物NOx等，不含碳?xì)浠颒C。按照標(biāo)準(zhǔn)煤的碳元素含量68％ (重量)，C分子量12，CO2分子量44，根據(jù)反應(yīng)式：C+02=C02，從理論上計(jì)算電廠每發(fā)出一度電產(chǎn)生的二氧化碳為：312×0.68/12x44=788克。

根據(jù)相關(guān)資料查詢，實(shí)際的不同煤種的污染排放如下表，也和理論值接近：

根據(jù)前面計(jì)算電動(dòng)汽車(chē)百公里13度電需要的供電標(biāo)準(zhǔn)煤為3.5kg，則電動(dòng)汽車(chē)總CO2 排放量為8.7kg，約為同級(jí)別汽車(chē)的55%。但是增加了傳統(tǒng)車(chē)沒(méi)有的二氧化硫SO2 排放量1.65g。

3. 變量分析及應(yīng)用建議

如果全面電動(dòng)化真的是不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，那么以當(dāng)前的能源生產(chǎn)方式比如清潔發(fā)電水平，恐怕還不足以實(shí)現(xiàn)零排放，尤其是需要從電動(dòng)汽車(chē)的全生命周期看待其對(duì)環(huán)境的影響，因此在這一預(yù)期下謹(jǐn)提出以下建議。

3.1減小火電比例

本文計(jì)算的火電占比是按全國(guó)平均水平計(jì)算的，但我國(guó)電力裝機(jī)分布具有顯著的區(qū)域特征，在電動(dòng)汽車(chē)推廣較好的京津冀地區(qū)，火電占據(jù)了90%以上的份額。假定未來(lái)電動(dòng)汽車(chē)的充電來(lái)源均為火電，則同樣的車(chē)型百公里的CO2的排放量增加到12.15kg。可以看出，推廣電動(dòng)汽車(chē)的同時(shí)，還要改善電力結(jié)構(gòu)，增加水電、風(fēng)電和核電等清潔能源比例，以及提高燃煤發(fā)電的清潔水平，如此才能更好可以起到低碳環(huán)保的效果。

3.2減小百公里能耗

如果未來(lái)國(guó)內(nèi)電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)繼續(xù)延續(xù)當(dāng)前A00級(jí)車(chē)主導(dǎo)的態(tài)勢(shì)，那么它不足以支撐真實(shí)的終端消費(fèi)需求，結(jié)構(gòu)化升級(jí)是必然，那么A級(jí)車(chē)甚至B級(jí)車(chē)的比重增加以后，相關(guān)的能耗將高于上文的理論預(yù)測(cè)。

以特斯拉P85為大型電動(dòng)車(chē)為代表，根據(jù)車(chē)行網(wǎng)等的實(shí)測(cè)，其百公里綜合路況實(shí)測(cè)能耗為19.2kwh，則總的百公里CO2的排放量增加到18kg，相比IEV5增加排放量約64%，與百公里8L油耗的汽油車(chē)CO2排放相當(dāng)，節(jié)能效果并沒(méi)有明顯體現(xiàn)。因此中小級(jí)別車(chē)，尤其是微型車(chē)，對(duì)于節(jié)能減排的作用要更加明顯一些。

3.3加強(qiáng)發(fā)電側(cè)污染治理

電動(dòng)汽車(chē)對(duì)環(huán)境的污染不能僅著眼于行駛環(huán)節(jié)，還需追溯到上游發(fā)電企業(yè)，可認(rèn)為發(fā)電廠排放的廢氣等價(jià)于電動(dòng)車(chē)的尾氣。電動(dòng)汽車(chē)排放尾氣中的有害成份的種類(lèi)，比內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)要少一些，尤其是對(duì)大氣污染危害較大的碳?xì)浠颒C和一氧化碳CO。但是，電動(dòng)汽車(chē)NOx和SO2的排放高于傳統(tǒng)汽車(chē)，為減小這類(lèi)排放，需要在火電廠加強(qiáng)對(duì)廢氣的脫硝、脫硫處理。否則會(huì)出現(xiàn)把空氣污染物從城市轉(zhuǎn)移到遠(yuǎn)離城市的周邊地區(qū)和發(fā)電能源基地的情況。

3.4動(dòng)力電池的回收污染

從全生命周期看，電動(dòng)汽車(chē)比傳統(tǒng)車(chē)的污染排放中多出了動(dòng)力電池的回收環(huán)節(jié)，當(dāng)前我國(guó)的車(chē)用動(dòng)力電池報(bào)廢還未達(dá)到規(guī)模級(jí)，相關(guān)的回收利用也沒(méi)有形成系統(tǒng)化的產(chǎn)業(yè)。但是，一旦禁售燃油車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)成為汽車(chē)主流，這一問(wèn)題將無(wú)法回避，因此批量大規(guī)模使用電動(dòng)汽車(chē)還需盡早解決此問(wèn)題。

動(dòng)力電池拆解回收過(guò)程主要產(chǎn)生廢氣、廢液、廢渣等污染，3類(lèi)污染的產(chǎn)生原因如下表所示，其中不少物質(zhì)對(duì)環(huán)境的污染都是必須要認(rèn)真應(yīng)對(duì)的。

3.5建立智能充電策略

全面電動(dòng)化帶來(lái)的大規(guī)模充電問(wèn)題同樣必須提早考慮應(yīng)對(duì)。由于私家車(chē)等主要集中于夜間在居民區(qū)充電、白天在單位充電，如此一來(lái)勢(shì)必造成充電負(fù)荷出現(xiàn)兩個(gè)負(fù)荷尖峰，并且兩個(gè)負(fù)荷尖峰與常規(guī)日負(fù)荷曲線尖峰相疊加。這種無(wú)序充電的隨機(jī)性和不確定性，將會(huì)增大電網(wǎng)運(yùn)行管理的難度，增大網(wǎng)絡(luò)損耗、降低電能質(zhì)量等。

因此，迎接汽車(chē)電動(dòng)化時(shí)代，需要提前考慮智能化的充電控制引導(dǎo)策略，讓電動(dòng)汽車(chē)充放電行為得到有效調(diào)控，以使其可作為一種負(fù)荷響應(yīng)形式與輸電側(cè)的風(fēng)電等新能源協(xié)調(diào)互動(dòng)，從而提高風(fēng)電等的利用率，這樣也可以在一定程度上減少污染物的排放。

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