尤可為:電動汽車全生命周期二氧化碳零排放

2020-12-20 網易汽車

在從能量消耗和溫室氣體排放的角度而言,使用燃煤發電驅動電動汽車是減少二氧化碳排放的一個最佳途徑。

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網易汽車9月2日報導 8月31日~9月2日,2012中國汽車產業發展(泰達)國際論壇將在天津濱海新區召開。在「經濟轉型與汽車產業變革」的年度主題下,來自政府、行業以及企業的高層領導以多元化的會議模式展開深入的討論。

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中國汽車技術研究中心尤可為博士在論壇上表示電動汽車全生命周期二氧化碳零排放,在從能量消耗和溫室氣體排放的角度而言,使用燃煤發電驅動電動汽車是減少二氧化碳排放的一個最佳途徑。


中國汽車技術研究中心 尤可為

以下是發言實錄:

大家好!非常高興跟大家探討。剛才各位專家從內燃機節能減排各個先進技術進行了探討。魏秘書長也提出一個觀點,就是電動車從技術、成本方面未來可能還有很長的路要走。今天我就從純電動汽車在全生命周期能耗和二氧化碳排放方面和傳統汽油機做一個對比,也給大家提出一個問題,和大家一起探討一下。

電動汽車全生命周期的意義,做一個簡要的介紹。為什麼要從全生命周期分析的角度對電動汽車進行分析?大家都知道,電動汽車在使用階段是屬於零排放的,很多人提出這個異議,就是說它是不是把二氧化碳排放從下遊運行階段轉嫁到上遊電力生產階段。因此要從全生命周期角度對它進行分析,看看它的能耗排放明晰帳,這樣才會有一個說服力的結果。從而引出全生命周期分析理論。

我們在計算時分為兩個階段,上遊電力生產階段,就是WTT階段。還有下遊汽車運行階段,也就是TW階段。通過模型參數計算分別從總能量消耗、汙染物排放等等角度和傳統汽油車進行對比。

這是我們全生命周期計算邏輯,包括會採用不同電力生產方式的排放因子輸入,各種燃燒技術的份額,能量效率,燃料使用比例,地理位置等等,都對電力生產乃至最後電動汽車運行之後全生命周期二氧化碳排放產生一個很重要的影響。現在中國煤炭佔據著非常重要的地位,魏秘書長也講過,煤炭大概可以使用200年左右。從煤炭開採,中國效率大概能達到97%,還有包括電網傳輸當中也要考慮很多問題,這些要經過複雜計算輸入到全生命周期計算模型當中去。整個計算從燃油開採、運輸、使用傳統汽油車的運行來對它進行一個對比。我們的編輯條件選取不僅僅包括電力、燃煤發電、天然氣發電、核能發電等等,會對它有不同的技術路徑。這是我們中國目前電力結構和發電效率設定,目前中國這塊佔到70%以上,潔淨煤發電比率很低,是在5%以下。綜合效率在36.4%左右。

目前中國純電動汽車以小型化為主,我們在計算中就選擇了A級車,和它同平臺汽油車百公裡耗油量在8升,在同平臺下的柴油車、傳統汽油車、混合動力車進行了一個折算,從而進行計算。

下面看一下研究結果。這條紅線可以看出是傳統汽油車的基準。下面包括燃油、燃煤、燃氣的對比。無論是任何發電方式下,純電動汽車在全生命周期,儘管在電力生產過程當中會有很大的一部分能量消耗,但是由於純電動汽車效率非常高,因此它的總能量消耗都是遠優於傳統汽油車的。也可以看到煤機燃料,除了燃煤發電電動驅動汽車,我也把甲醇拿出來了,以及不同路徑單拿出來。紅線當中最左邊的兩個是電動汽車,從煤炭的角度來講,燃煤發電驅動電動汽車它的總能量消耗也是最低的。最高的是煤間接制油驅動壓燃式的汽車。

所以,燃煤發電驅動電動汽車是一個最佳途徑。這是從能量消耗和溫室氣體排放角度來講。如果從其他方面講還要進行更綜合分析。

如果傳統汽油車是大量消耗原油的,無論是BEV還是煤制甲醇、煤制油。其中有一個最高的就是M10,也就是10%的甲醇和汽油。

還有溫室氣體排放情況,紅線是傳統汽油車作為一個基準。在BEV裡面,基本上僅佔了汽油車的50%以內的,也就是說儘管電力生產過程當中產生了大量的二氧化碳排放,但是由於傳統電動車效率非常高,在整個的全生命周期角度來說它還是表現出了非常良好的節約二氧化碳的一個效果。看一下煤機燃料,如果煤制油二氧化碳排放綜合量還是很高的。

從碳排放綜合治理來講,因為汽車是流動汙染源,純電動汽車就轉移到一個非常有限,固定的汙染源,非常便於對汙染物進行集中處理。

從不同區域來分析一下,2009年四部委啟動了「十城千輛」的純電動汽車的運行。不同地區效果也不一樣,東北地區煤電佔50%以上,南方有30%的水電,這種可再生能源利用使得電動汽車在不同區域推廣效果也不同。隨著可再生能源利用,像南方地區無論是能量消耗還是溫室氣體排放都大大優於東北地區,當然東北地區電動汽車的推廣肯定也是要比我們的傳統汽油車的推廣的時候,這個二氧化碳減排也要優於很多的。例如深圳能量消耗僅是東北地區的78.5%。

未來純電動汽車大規模發展它的綜合節能減排的效果。現在我們利用了一個模型曲線,進行預測。其中考慮了一些參數。時間關係就不具體介紹。2020年,電動汽車保有量預測大概能達到300萬,這個時候主要是小型純電動為主。我要跟大家分享的是在300萬輛的規模下,這是我們在車輛運行階段僅僅考慮車輛運行的時候,如果電動汽車可以達到300萬輛規模的話,那麼二氧化碳減排量可以達到1900萬噸。如果從全生命周期角度來講,如果採用電網電,那麼二氧化碳減排是有一個下降的,也就是說它不可能減到1900萬噸這麼多,大概減到1200萬噸,其中700萬噸消耗到電力生產的階段。如果我們能夠採用可再生能源發電,那麼整個生命周期裡都是零排放的。會比車輛運行階段有更大的減排效果,可以達到2500萬噸。

如果說電動汽車有300萬輛的規模,耗電量僅僅達到了200億千瓦時,只佔當年電網發電總量的1%左右。也就是說綠色部分可以說是非常小的。從總量上來說,電動汽車不會對電網產生任何影響。當然也要考慮在某一天的負荷曲線可能在電網波峰波谷的時候會產生變化。這個後續會做進一步討論。

剛才我們討論的時候也說過,如果是採用風能、太陽能等可再生能源會對全生命周期有一個大的節能減排的效果。我認為純電動汽車作為智能電網分散式儲能單元,可以實現其在全生命周期的零排放目標。

在當前的情況下,採用煤驅動電動汽車是有效利用我國煤炭資源發展的最佳途徑。只是從溫室氣體排放和總能量消耗來計算。如果全部採用太陽能可再生能源發電,二氧化碳排放將會達到2500萬噸,對我國整體溫室氣體減排會產生積極作用。另外電動汽車作為智能電網的分散式儲能單元對於可再生能源利用也有幫助,可以實現零排放的作用。謝謝大家!

本文來源:網易汽車 責任編輯:王曉易_NE0011

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