充電好還是換電好？電動(dòng)汽車補(bǔ)能模式爭(zhēng)議再起，不同企業(yè)也給出了不同的看法，換電模式又一次被推向了風(fēng)口浪尖。站在“3060目標(biāo)”的背景下，我們從生命周期角度分析一下?lián)Q電模式對(duì)純電動(dòng)汽車碳足跡的影響。
1、純電動(dòng)汽車具有減排優(yōu)勢(shì)，但存在6年左右減排滯后期
根據(jù)《中國(guó)汽車低碳行動(dòng)計(jì)劃研究報(bào)告（2020）》的研究成果，純電動(dòng)乘用車平均生命周期碳強(qiáng)度比傳統(tǒng)汽油車低26%（按生命周期15萬(wàn)km計(jì)算），純電動(dòng)汽車在碳排放方面對(duì)傳統(tǒng)汽油車具有明顯優(yōu)勢(shì)，如圖1所示。
圖1 2019年不同燃料類型量產(chǎn)乘用車平均單位行駛里程碳排放
然而，將汽車生命周期碳排放放在時(shí)間的維度上，汽車制造階段是短時(shí)間的集中排放，一般不會(huì)超過(guò)一年，使用階段是長(zhǎng)時(shí)間的減排過(guò)程，一般會(huì)持續(xù)10多年，一輛A級(jí)純電動(dòng)乘用車相較于A級(jí)汽油車，約需要6年才具有碳減排優(yōu)勢(shì)，純電動(dòng)的減排滯后期很有可能導(dǎo)致汽車電動(dòng)化實(shí)現(xiàn)道路交通碳中和面臨挑戰(zhàn)。引起減排滯后期的主要原因是動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)過(guò)程的高碳排放和動(dòng)力蓄電池的低效利用，動(dòng)力蓄電池生產(chǎn)過(guò)程碳排放占到純電動(dòng)汽車制造環(huán)節(jié)50%的碳排放，而我國(guó)目前的純電動(dòng)汽車年均行駛里程不過(guò)8806km（國(guó)家新能源汽車數(shù)據(jù)監(jiān)控平臺(tái)）導(dǎo)致動(dòng)力蓄電池利用率不足。
2、換電模式使純電動(dòng)汽車生命周期碳排放較汽油車降低36%
所謂換電模式，即是通過(guò)集中型充電站對(duì)大量電池集中存儲(chǔ)、集中充電、統(tǒng)一配送，并在電池配送站內(nèi)對(duì)電動(dòng)汽車進(jìn)行更換服務(wù)的商業(yè)模式。換電模式雖然無(wú)法降低動(dòng)力蓄電池制造階段碳排放，但大幅度提高了動(dòng)力蓄電池使用效率，根據(jù)相關(guān)車企統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，換電模式下，動(dòng)力蓄電池一般在行駛300,000km-450,000km后，容量下降為原先的80%。
同樣以A級(jí)乘用車為例，根據(jù)《中國(guó)汽車低碳行動(dòng)計(jì)劃研究報(bào)告（2020）》的研究成果，A級(jí)純電動(dòng)乘用車生命周期碳排放較A級(jí)傳統(tǒng)汽油車低27%（按生命周期15km計(jì)算）。此次，中汽數(shù)據(jù)有限公司進(jìn)一步測(cè)算了換電模式下，純電動(dòng)乘用車的減排優(yōu)勢(shì)。我們假設(shè)，動(dòng)力蓄電池分別在行駛300,000km和450,000km后，容量衰減為原先的80%，并且換電站會(huì)留有總電池保有量的10%作為儲(chǔ)備，以保證電池供給。按乘用車生命周期行駛150,000km計(jì)算，一組電池全生命周期可分別供兩輛、三輛車使用，考慮上換電站的電池準(zhǔn)備率10%，相當(dāng)于一顆電池生命周期的碳排放下降為原本的55%、37%。以A級(jí)車為例，如圖2所示。
換電模式并考慮換電站10%電池準(zhǔn)備率的情境下，30萬(wàn)km動(dòng)力蓄電池和45萬(wàn)公里動(dòng)力蓄電池的純電動(dòng)車碳排放較汽油車生命周期碳排放分別下34%和36%。
圖2 2019年A級(jí)汽油與純電動(dòng)乘用車平均單位行駛里程碳排放
3、換電模式將純電動(dòng)汽車減排滯后期降低到2年~4年，大幅提升純電動(dòng)汽車部署對(duì)道路交通碳減排的貢獻(xiàn)
另外，換電模式下，動(dòng)力蓄電池利用率較高，將A級(jí)純電動(dòng)汽車減排滯后期降低到2年~4年（如下表所示），即A級(jí)純電動(dòng)汽車使用2年~4年即可抵消其生產(chǎn)階段較A級(jí)汽油車高出的碳排放。
A級(jí)乘用車生命周期各階段碳排放量
