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身陷“碳排放囹圄”的纯电动汽车,据何量刑?

2016-05-13撰文曹锦

新能源汽车新闻 2016年4期
关键词:燃油电动车发电

撰文/N.E.S 曹锦



身陷“碳排放囹圄”的纯电动汽车,据何量刑?

撰文/N.E.S 曹锦

空前高涨的热情,加上空前激烈的争议,这就是当下新能源汽车推广的现状。在所有新能源汽车产品中,锂离子电池驱动的纯电动汽车,似乎成为了新能源汽车家族中最“受宠”却也最受质疑的产品。

在终极环保方案仍未出现的背景下,车企们在政策驱动下摩拳擦掌地研发和推广着新能源汽车。但是,诸如“如何才是现实的方案”、“究竟纯电动汽车是否环保”、“电池生产的瓶颈如何突破”等问题仍没有准确的答案。在马自达的“创驰蓝天之父”人见光夫提出了“内燃发动机将比纯电动汽车制造的二氧化碳排放量更低”之后,关于“纯电动车是否环保”的讨论再次被触发。

其实,关于电池生命周期产生的污染一直被人诟病,人见光夫的观点也是触发了一片“点赞”。可从他提出的结论来看,又是否能就此否定纯电动汽车呢?

关键性的“前提”能否成立?

“在现在的发电方法不改变的前提下,将内燃机的实际油耗改善大约25%,就可以实现CO2排放量与电动汽车同水准。”人见光夫的这一观点,得到了业内人士的广泛关注,其中也包括丰田中国首席代表西泽学。

“从个人的角度来说,我支持人见光夫先生的观点。但是他也提到了,这是在‘现在的发电方法不改变’的前提下。”丰田中国首席代表西泽学对《新能源汽车新闻》记者说道。而他注意到的地方,和笔者一样,那就是“前提”。

既然混动车型既不需要设备支持,还减少了二氧化碳排放,纯电动车是否就没有推广的必要了呢?

西泽先生为笔者搜集了部分相关资料,其中,按照日本资源能源厅的统计,全球火力发电的比例占据了68%,其中燃煤发电占41.3%,天然气发电占21.9%,石油发现为4.8%。由于燃煤发电的成本较低,中国的该项发电方式比例高达79%,在八个能源大国中居于首位。而根据业内专家在此背景下进行的测算结果,在中国1度电的碳排放量约为0.18kg,CO2排放量约为0.67kg,每升汽油排放量约为2.12kg;而按照百公里油耗/电耗来计算,高续驶里程的纯电动车型碳排放基本不会低于混动车型。或许也有人认为,现在混动车保有量仍不如普通燃油车,那么纯电动车和传统车对比起来又如何呢?

在人见光夫的技术讲解会上,曾提及一份来自庆应义塾大学的关于“纯电动车与燃油汽车生命周期碳排放对比”的资料。据此,笔者搜集了部分相关调研,均与该大学联手38家企业研发的电动汽车——ELIICA相关。这是一款以轮轴诱导电机来驱动的高速汽车,采用了容量更高、寿命更长的高性能锂离子电池。

根据调研资料的数据,在制造过程中,由于ELIICA不管哪种车型,排放的二氧化碳都相当于传统燃油车的三倍左右,其中相当一部分来源于锂离子电池的生产环节。但是,在使用过程中,ELIICA产生的二氧化碳只相当于燃油车的1/4左右。在研究团队的四次案例测算中,ELIICA的生命周期碳排放有两次低于燃油车,一次高于燃油车,还有一次基本等量。该资料的结尾部分提出,纯电动汽车仍然面临清洁能源、峰谷用电以及提高电池寿命等课题。

前不久,特斯拉MODEL S在新加坡吃了一张罚单,就是因为该车型每行驶一千米,就需要耗费大约444kW.h,而即使在新加坡主打天然气和石油发电的背景下,这样的耗电量产生的碳排放也要比燃油车高得多。

上述这些资料,的确可能刷新了大家对于纯电动车环保度的认知。那么,既然混动车型既不需要设备支持,还减少了二氧化碳排放,纯电动车是否就没有推广的必要了呢?恐怕人见光夫提出的“前提”,也并非这么简单。

尾气与电动车碳排放的出口差异

在中国、印度、南非等国家,最主要的污染源就是燃煤,这点毋庸置疑。不过,相对于个体汽车的尾气排放来说,由纯电动车耗电产生的污染,是否会更容易管控一些?

目前,由于国家的硬性要求,目前几乎100%的发电厂都已装备脱硫和脱硝的设备,如今还开始通过技术改造强制开启脱硫设备。这上个月,全国政协人口资源环境委员会副主任解振华就指出,2015年全球碳排量放没有增加,主要的贡献就源自中国。虽说这话听起来有点“别扭”,但中国发电厂二氧化碳和氮化物排放的大幅减少,也是不争的事实。根据中国、美国、英国和印度四国科学家联合完成的气候变化风险评估报告,中国2014年的碳排放较2005年下降了33%,环比减少2900万吨。

中国必然还将持续以燃煤发电为主,且大规模的纯电动汽车推广使用或导致用电需求也随之上涨。

另外,要知道燃油汽车产生的主要污染并不是CO2,而是伴随产生的二氧化硫(SO2)、氮氧化物(NOx)和碳化物(PM),其中大家最熟悉就是PM了,雾霾的成分。因此,以CO2排放量作为依据,将燃油车与纯电动车作对比,似乎也不大公平。

那么,纯电动汽车就此可以得到肯定了吗?不,因为还有质疑需要解释——为何说火力发电厂的污染处理设备安装了,且设备成熟,但雾霾和污染依然严重呢?这又要说到反方的观点了:虽然设备非常有效,但由于用电需求持续上涨,导致发电量和碳排放的基数巨大,即使通过处理,排出的二氧化碳等有害物质依然超过了环境的承载力。同时,环境的恶化也暴露了目前部分发电厂为了节约成本,简化污染处理设备,甚至违规关闭防污设备的问题。

现在,我们必须认清一个事实:中国必然还将持续以燃煤发电为主,且大规模的纯电动汽车推广使用或导致用电需求也随之上涨。那么,说到这里,似乎前文中提到的“前提”也可以成立了。不过,这一前提中的时间设定——“未来”,又指的是多久呢?

未来与现在

宏观的趋势看起来有些离题,但其实却与纯电动车未来的命运息息相关。

按照马自达的规划,该品牌将于2020年覆盖第二代创驰蓝天技术,并将CO2排放量降低30%。而此前,中国明确提出了INDC(自主贡献目标),提出到 2030年左右会出现中国二氧化碳排放的峰值,有条件的城市将率先在2020年达成。在3月份的“两会”期间,全国人大代表、中科院科技政策与管理科学研究所所长王毅就此议题,提供了《关于科学设定与实施国家十三五碳排放总量控制目标的建议》。

王毅认为,根据“煤炭消费总量控制”研究课题组的模型模拟情景,可以推算出在“十三五”末期,也就是2020年的碳排放总量控制目标约为105亿吨左右,而2030年达到峰值时则应该在110亿吨左右。

对此,解振华也曾指出,近年来中国大力发展可再生能源,其中水电在10年间已增加了2.57倍,风电增加了90倍,光伏发电装机增加了近400倍。“十三五”规划在环境能源约束目标上已经形成了一个隐形的碳总量约束,而这些目标包括:2020年碳排放强度在2005年基础上下降 40%~45%,同时非化石能源消费比例达到15%,2030年非化石能源消费比例达到20%。至于2020年的一次能源消费总量,则将控制在48亿吨标准煤左右,煤炭消费总量控制在42亿吨左右。如果对比一下中国国家统计局的数据,2015年的全国煤炭消费总量为43亿吨。在“十三五”规划的内容中,也明确提出了“实施煤电节能减排升级与改造行动计划,使所有现役电厂每千瓦时平均煤耗低于310克、新建电厂平均煤耗低于300克。除此之外,中国还计划于2017年启动全国碳排放交易体系,将覆盖钢铁、电力、化工、建材、造纸和有色金属等重点工业行业。

可以肯定的是,改善发电方法、大幅度减少碳排放肯定不是短期内可以实现的目标。可是依据上述一系列的措施,也令人有理由相信,中国,乃至国际上的发电减排任务已被排在了日程的前端。因此,在笔者看来,纯电动汽车的发展方向并不能被完全否定,只是大规模推广的时机有待商榷。引用曾担任工信部规划司处长的夏胜枝撰写的《北京拒绝混动车为何如此“底气十足”?》一文观点,续驶里程超过150km的纯电动汽车也并不环保。而之所以北京市强推纯电动汽车,也是出于地方保护的因素。同时,夏胜枝还指出,国务院已经提出,要积极发展交通燃油替代产品,加快发展纯电动汽车、混合动力汽车和天然气汽车。因此,与纯电动汽车并列的车型不应遭到剪枝,反而应被当作眼下最为实际的重点节能车型。

再看目前正在大力推广纯电动汽车的德国、英国和法国,德国的燃煤发电比例为45%,英国为30%,而以核电为绝对主力的法国更是只有3%。中国如果想要普及纯电动汽车,那么进一步降低燃煤消费总量的基数,并使得污染处理能力得到质变,才会更具备说服力。以一句话总结,那就是“纯电动汽车是终极目标,混合动力车是过渡产品。”

就在上个月,吉利联合科力远为中国自主的混合动力系统CHS举行了发布会,其首款产品也将于下半年面市。虽然仍然属于起步阶段,但CHS与几家中国汽车品牌的合作,终归也让人看到了一丝希望。而北京市的政策能否逐渐动摇,尚不得而知。

延伸阅读

“终极环保方案”为何屡屡受挫

ELLICA研发团队的领头人——清水浩教授指出,光能发电可以成为减少碳排放的关键对策,也就是要利用锂离子电池存储太阳能产生的电,并供给给电动车,而炼铁也可以利用光伏发电产生的氢。如此一来,整个纯电动汽车生命周期的碳排放可以下降95%。那么,既然太阳能如此美妙,而中国又大力推崇扶持光伏发电,为什么还是得不到普及呢?

首先,由于太阳能发电受制于阳光,和风能一样具备不稳定性,且不够智能。而目前使用的大部分太阳能板,由于能量密度低,能量转化率只有20%左右,导致需要占用大量的空间,才能达到用电需求。其次,说到空间的问题,也是阻碍光伏发展的一大原因。在中国,建造光伏发电站,需要通过发改委和电网审批,抛开土地资源的紧缺因素不说,由于我国的土地政策,许多业主并不具备明晰的产权证明。更何况,即便有土地也有申请资质,投资光伏发电站也需要勇气——建立光伏发电站需要投入大量的资金,政府的补贴也只是杯水车薪。另外,其资本回收周期较长,项目涉及到的风险也就比较广。其中不仅有成本风险,还有经济环境风险、自然灾害风险、电力市场风险等等。由于光伏并非刚性需求,目前还依靠政策激励,没有成熟的市场和商业模式。这一系列原因,导致了目前光伏发电企业的普遍亏损。

但是,在“两会”后发布的“十三五”规划中仍然提出,要“实现新一代光伏、大功率高效风电、生物质能、氢能与燃料电池、智能电网、新型储能装置等核心关键技术突破和产业化……继续推进风电、光伏发电发展,积极支持光热发电。”可见,光伏发电在中国仍被视为填补发电量缺口的重要方式,只是政策、技术及商业模式仍有待改良。

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