中國儲能網訊:電動汽車,作為一個新興的行業(yè),由于其尾氣零排放受到政府高度青睞,大幅度的補貼政策使其大力發(fā)展。但是貌似事與愿違,節(jié)能減排的效果并沒有突出顯現(xiàn),補貼并不是長久之計,失去政府補貼的電動汽車將何去何從?
近年來我國新能源汽車行業(yè)迅速發(fā)展。據中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計,2015年我國新能源汽車產銷量分別為34.01萬輛和33.1萬輛,其中純電動汽車產銷量分別為25.4萬輛和24.7萬輛。在當今環(huán)境污染加劇的情景下,由于電動汽車使用過程中的尾氣零排放受到越來越多的關注,但是從汽車全生命周期視角來看,電動汽車所使用的電能主要來自于燃煤電廠,因此并沒有做到比傳統(tǒng)燃油汽車更節(jié)能減排,甚至高于傳統(tǒng)燃油汽車。由此來看,單方面的依靠補貼和政策強行推廣電動汽車使用是盲目且不切實際的。
汽車的全生命周期包括車輛制造周期和車用燃料周期。其中車輛制造周期包括原材料的獲取、生產、車輛裝配、分配,以及使用維修階段。從電動汽車車身制造角度來看,為了降低電動汽車的整車質量,汽車主體多采用輕質材料,這一材料的制造相比于傳統(tǒng)燃油汽車原材料的制造過程需要消耗更多的能量,以及排放更多的二氧化碳。在對汽車車輛周期內能量消耗和溫室氣體排放進行測算,得出電動汽車和傳統(tǒng)燃油汽車能量消耗每公里分別為0.81兆焦、0.75兆焦,溫室氣體排放分別是每公里0.05千克、0.04千克。由此來看,電動汽車比傳統(tǒng)燃油汽車排放更多的溫室氣體和消耗更多的能量。
燃料鏈指的是傳統(tǒng)燃油汽車燃料從油井到車輪周期,包括車用燃料的獲取、生產、配送和消耗。以化石能源開采為起點,至燃料在加油站加入汽車油箱消耗為終點。電動汽車的能量來源是電力,家用插座或充電站相當于傳統(tǒng)意義上的加油站。我國目前是混合發(fā)電模式,由2015年中國統(tǒng)計年鑒可知,煤炭是我國主要發(fā)電模式,占到76%,天然氣占到1.9%,可再生能源中水能占比高,達到16.9%。通過分析電力和汽油生產過程中的能耗以及溫室氣體排放,可知在我國以煤電為主的背景下,充滿電情況下,純電動汽車平均正??尚旭?75公里,采取市內正常行駛計算純電動汽車每公里耗電0.13千瓦時,燃油汽車每公里消耗汽油0.07升。由于純電動汽車行駛階段沒有尾氣排放,即從燃料周期角度可知每公里電動汽車能源消耗2.91兆焦,溫室氣體排放0.208千克。燃油汽車每公里消耗化石能源2.6兆焦,排放溫室氣體0.25千克。由此可以看出,從汽車的全生命周期角度來看,電動汽車的能源消耗量稍大與傳統(tǒng)燃油汽車,溫室氣體排放相差不大。
全生命周期視角下電動汽車比傳統(tǒng)燃油汽車能耗更大、排放量相差不大,并沒有起到真正意義上的節(jié)能減排作用。與此同時,大規(guī)模電動汽車的充放電將直接威脅到電網的安全,加劇電網峰谷差、增加發(fā)電的邊際成本。從電動汽車的全生命周期來分析,可以得出導致上述結果的重要原因是電能主要來自于燃煤電廠,電動汽車對電能的大量消耗導致燃煤電廠發(fā)電量增加。但是電動汽車相對于傳統(tǒng)燃油汽車最大的優(yōu)勢是電池的分布式儲能,在當前以煤電為主的情景下卻無法將這一優(yōu)勢發(fā)揮出來。所以一味地推廣電動汽車的發(fā)展而不改變我國的發(fā)電模式,無法達到最優(yōu)的目的。
可再生能源發(fā)電的特點是近零排放、發(fā)電間隙性以及發(fā)電過程中的“鴨形曲線”現(xiàn)象。電動汽車由于使用電池作為能量來源,如果將清潔的可再生能源作為電動汽車的電力來源,電動汽車既可作為電力系統(tǒng)消費側分布式儲能設施,調節(jié)電網用電負荷,消納可再生能源,又可作為分布式電源反方向提供電力,削弱用電峰谷;另一方面,由于電動汽車使用階段的零排放,對環(huán)境起到很好地改善作用,最終實現(xiàn)交通行業(yè)節(jié)能減排的同時又提高了可再生能源的利用效率和電網的穩(wěn)定性。
根據我國交通部門公布的數(shù)據顯示,居民在8時至17時時間段中汽車行駛的路程占到全天行駛路程的60%以上,這一階段是太陽能最豐富的階段,可以為電動汽車電池進行充電。假設太陽能每天生產電量43.8千瓦時,太陽能電動汽車通過太陽板可吸收20%左右,每天可儲能8千瓦時至10千瓦時,可供電動汽車行駛大約70公里。在凌晨到5時這一階段的行駛里程僅僅占不到2%,這一階段風能是最旺盛的階段,因此在這一階段可以有效地利用風電,且在這一階段電能由于沒有消耗則完全被儲備。
綜上所述,單方面發(fā)展電動汽車并沒有起到節(jié)能減排的效果,如果電動汽車與可再生能源能夠協(xié)同發(fā)展,在大力發(fā)展電動汽車的同時提高可再生能源發(fā)電的比例,在很大程度上能夠起到相互促進作用,電動汽車的大力發(fā)展為可再生能源發(fā)電發(fā)揮一個很好的調峰作用,更大程度上提高了可再生能源的利用率;可再生能源的大力發(fā)展降低了電動汽車全生命周期中的能耗及排放量,為大規(guī)模發(fā)展電動汽車創(chuàng)造可行的條件。(方肖為中國石油大學(北京)碩士研究生。馮連勇為該校教授、博士生導師)




