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警惕累計高排放,如何定義清潔能源與環保型新能源汽車

來源:永續國際 瀏覽次數:654 發布日期:2017-03-23
 “鼓勵使用清潔能源汽車”成為國家意志,躍然于十二屆全國人大二次會議李克強總理所作的政府工作報告中。這次,沒有像以往歷次政府工作報告那樣,提出“大力發展和推廣以純電動汽車為主的新能源汽車”。

汽車環境的影響力分析,應當根據能量從采掘到終端能量傳遞全過程的累計排放量,來衡量汽車單位行駛里程的CO2排放量(g-CO2/km)。據此得出“清潔能源汽車不同于新能源汽車,新能源汽車未必是環保型汽車”是本文亮明的觀點。

警惕累計高排放,如何定義清潔能源與環保型新能源汽車

一、什么清潔能源

(1)可再生能源:消耗后可得到恢復補充,不產生或極少產生污染物。如太陽能、風能,生物能、水能,地熱能,氫能等。

(2)非再生能源:在生產及消費過程中盡可能減少對生態環境的污染,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,投資高且安全風險大。

(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多次修改,2017版明確為:“本規定所稱新能源汽車,是指采用新型動力系統,完全或者主要依靠新型能源驅動的汽車,包括插電式混合動力(含增程式)汽車、純電動汽車燃料電池汽車等”。(摘自2017年1月6日公布的《新能源汽車生產企業及產品準入管理規定》)。

這里需要強調新版定義的兩個核心名詞。一是“采用新型動力”實現節能減排,指包括插電式混合動力(含增程式)汽車。二是“依靠新型能源”實現能源替代,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,強調“采用新動力”的同時,更注重以“電”代“油”和以“氫燃料”代“油”的功能,這種能源替代戰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,導致我國新能源汽車的環境友好性很差。

三、新能源汽車的環保水平如何界定

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,涉及電網電力CO2排放原單位指標;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。

1、電動汽車的環境評價基準

以汽車CO2排放水平作為衡量標準,評價其環境影響有實用性(參見圖1)。這里以標準小型汽車為例:圖1箭頭4所指粉色橫線,標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額外補充電力,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高于混合動力汽車(131.5g-CO2/km)為底線,來評價電動汽車的環境影響力并不為過。因為,汽油混合動力汽車是在不改變能源性質的前提下,依靠自身技術進步來實現節能和減排的。

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,對環境的影響力就是負面的,也就沒有資格被認定為環保型新能源汽車。

對照圖1可以看出,對于插電式混合動力和純電動汽車,當電力CO2排放原單位達到0.63kg-CO2/kWh時,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,CO2/km排放量就會超過傳統混合動力汽車。從環保角度出發,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。當電力排放原單位達到1.04kg-CO2/kWh時,純電動汽車CO2排放原單位與傳統汽油車相當,會給環境造成更大的負面影響。

第一電動網新聞圖片

圖1 環保型新能源汽車的認定基準

這種評價方法,既可以作為對插電混合動力和純電動汽車CO2排放水平的評價基準,也可用以對燃料電池汽車的評價。其存在的意義在于:是界定新能源汽車環保水平的分水嶺。當然,該基準線可以隨著汽車產業的技術進步,由政府或國際組織與時俱進加以修訂。

圖中標明以下國家電力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,原子能發電約占80%、水力發電約占10%的法國,CO2排放原單位0.087 kg-CO2/kWh。水力發電約占80%、原子能發電約占3%的巴西,CO2排放原單位0.09840 kg-CO2/kWh。水力發電約占60%、原子能發電約占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。

結論是:由于中國電網電力排放原單位高于0.63kg-CO2/kWh,所以在相當長的一個時期內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)。

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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。

第一電動網新聞圖片

圖3 天燃氣和電力制氫的燃料電池汽車排放更高

由此可見,氫燃料汽車的“熱”炒和氫燃料汽車“零”排放宣傳,是有悖于科學發展觀的。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!

標簽:  新能源汽車
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