電動(dòng)汽車(chē)比燃油機(jī)動(dòng)車(chē)更清潔嗎？

習(xí)楠++王小

盡管新能源汽車(chē)減少了尾氣排放，可是，其高于燃油機(jī)動(dòng)車(chē)的一些污染物排放，令人難以安心，要想解決這一癥結(jié)，清潔的電是關(guān)鍵

這個(gè)“框架式”的方案難產(chǎn)了?！缎履茉雌?chē)碳配額管理辦法》征求意見(jiàn)稿，至今仍未有公開(kāi)信息顯示進(jìn)入試行階段。該意見(jiàn)稿在2016年對(duì)外公布，曾釋放將于2017年開(kāi)始試行的訊號(hào)。

“它僅僅提出了一個(gè)框架，對(duì)于碳排放量如何折算等細(xì)節(jié)，現(xiàn)在還沒(méi)有敲定?！币晃粯I(yè)內(nèi)人士對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者分析。

這份意見(jiàn)稿傳達(dá)了一個(gè)直白的信息，那就是新能源汽車(chē)將被納入到碳排放交易體系之中。

即便是以節(jié)能減排為主要“賣(mài)點(diǎn)”的新能源汽車(chē)，也并非從始至終都以“清潔”或“零排放”的面目示人，它的清潔是相對(duì)傳統(tǒng)的燃油機(jī)動(dòng)車(chē)而言。

有更加清潔的電網(wǎng)，才會(huì)有更清潔的電動(dòng)汽車(chē)

在國(guó)內(nèi)以煤炭為主要消費(fèi)能源的情況下，包括電動(dòng)汽車(chē)在內(nèi)的各種類(lèi)型新能源汽車(chē)，其所使用的電，依然大多從燃煤而來(lái)，電能從發(fā)電廠轉(zhuǎn)化為新能源汽車(chē)用電的過(guò)程中，污染排放不可避免。這使進(jìn)一步細(xì)分各類(lèi)新能源汽車(chē)的節(jié)能減排能力，據(jù)此來(lái)安排推廣順序顯得更加合理。

不同階段排放各有高低

民眾通常會(huì)把汽車(chē)的減排能力與尾氣排放量直接畫(huà)上等號(hào)，研究者更傾向于從全生命周期的角度來(lái)考察汽車(chē)溫室氣體排放能力。

全生命周期，是“從搖籃到墳?zāi)埂钡倪^(guò)程，不僅包括了車(chē)輛的生產(chǎn)、行駛、報(bào)廢這三個(gè)主要階段，還囊括了燃料的原料開(kāi)采、原料運(yùn)輸、生產(chǎn)、燃料運(yùn)輸、燃料加注等環(huán)節(jié)。

這種基于全生命周期的視角，對(duì)某一類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)行環(huán)境和資源影響評(píng)價(jià)的方法，在國(guó)外已普遍應(yīng)用，并形成了專(zhuān)門(mén)用于評(píng)價(jià)交通工具燃料的分析法WTW，即“油井到車(chē)輪”（Well To Wheel）。

從全生命周期的視角來(lái)考察電動(dòng)汽車(chē)的環(huán)境效應(yīng)，在學(xué)術(shù)界已得到廣泛認(rèn)同。中科院生態(tài)環(huán)境研究中心副研究員施曉清的團(tuán)隊(duì)將一款電動(dòng)出租車(chē)與一款燃油出租車(chē)做對(duì)比分析，對(duì)兩款車(chē)的生產(chǎn)、使用、報(bào)廢回收過(guò)程產(chǎn)生的環(huán)境影響進(jìn)行了定量評(píng)價(jià)。

這兩款車(chē)的全生命周期數(shù)據(jù)顯示，使用階段，電動(dòng)汽車(chē)比燃油機(jī)動(dòng)車(chē)碳排放量降低近一半;在生產(chǎn)階段，則呈現(xiàn)相反的趨勢(shì)，造一臺(tái)電動(dòng)汽車(chē)的總耗電量比造一臺(tái)燃油機(jī)動(dòng)車(chē)的總耗電量要多，這導(dǎo)致電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)階段的碳排放量高出了50%;進(jìn)入回收階段，電動(dòng)汽車(chē)依然沒(méi)有優(yōu)勢(shì)，因?yàn)殡妱?dòng)汽車(chē)可供回收的主要材料量比燃油機(jī)動(dòng)車(chē)低，所以其碳減排量低了七成多。

施曉清在對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者展示該項(xiàng)研究時(shí)表示，如果從對(duì)健康影響的角度來(lái)看，這款電動(dòng)汽車(chē)無(wú)疑對(duì)人體更有害，因?yàn)樗欧帕烁嗟闹脉参廴疚铩?/p>

原因是在行駛階段，電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)了尾氣污染物零排放，可如果換個(gè)角度，從驅(qū)動(dòng)能源，也就是電力的產(chǎn)生過(guò)程來(lái)看，情況出現(xiàn)了反轉(zhuǎn)。相比燃油機(jī)動(dòng)車(chē)，電動(dòng)汽車(chē)所排放的致霾污染物PM2.5數(shù)量要多得多，氮氧化物和硫化物的排放量也更多。

類(lèi)似的情況也存在于生產(chǎn)階段——電動(dòng)汽車(chē)六種致霾污染物的排放量均高于燃油機(jī)動(dòng)車(chē)。

研究者分析稱(chēng)，這是因?yàn)樯a(chǎn)電動(dòng)汽車(chē)更耗電，而電池生產(chǎn)在其中用去了很多電量。

在生產(chǎn)階段，電動(dòng)汽車(chē)并沒(méi)有比燃油機(jī)動(dòng)車(chē)節(jié)省更多的能源消耗，有些甚至?xí)叱龊芏?，其中硬煤和天然氣消耗量分別高約73%和51%。由于需要使用電池，電動(dòng)汽車(chē)還比燃油機(jī)動(dòng)車(chē)多消耗了一些原材料，比如鋰。

不過(guò)，把這些消耗轉(zhuǎn)化為污染物排放后，電動(dòng)汽車(chē)依然比燃油機(jī)動(dòng)車(chē)更干凈，因?yàn)樵诳傮w的二氧化碳、一氧化碳、氨氣等排放量上，電動(dòng)汽車(chē)還是低于燃油機(jī)動(dòng)車(chē)。

當(dāng)車(chē)輛報(bào)廢回收時(shí)，兩款車(chē)所回收的鋼材相差不多，而燃油機(jī)動(dòng)車(chē)在發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)時(shí)耗用了較大量的鋁，這意味著其能夠回收再利用的鋁也更多，因此其致霾污染物的減排量高于電動(dòng)汽車(chē)。遺憾的是，這沒(méi)能抵銷(xiāo)電動(dòng)汽車(chē)在其他階段的致霾污染物排放量。

這一研究也表明，有些事并不像想像中的那么美好，還需要用更多扎實(shí)的數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)話(huà)。下一步，應(yīng)經(jīng)過(guò)更廣泛的調(diào)研和論證，再來(lái)決定新能源汽車(chē)的推廣策略。

煤電為主，電動(dòng)汽車(chē)難“真清潔”

盡管新能源汽車(chē)減少了尾氣排放，甚至純電動(dòng)汽車(chē)能夠?qū)崿F(xiàn)尾氣零排放，可是，在生產(chǎn)階段遠(yuǎn)高于燃油機(jī)動(dòng)車(chē)的致霾污染物排放，無(wú)論怎樣都無(wú)法令人安心。

燃煤與此脫不開(kāi)干系，試圖扭轉(zhuǎn)這種局面，需要從能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)、電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變?nèi)胧帧?/p>

2015年，美國(guó)學(xué)者Stephen P.Holland等針對(duì)美國(guó)行駛的電動(dòng)汽車(chē)環(huán)境影響研究分析顯示，在全美范圍內(nèi)，平均而言，電動(dòng)汽車(chē)對(duì)環(huán)境造成的實(shí)際污染高于同品牌對(duì)應(yīng)型號(hào)的燃油機(jī)動(dòng)車(chē)，同時(shí)，這種情況存在地域間差異，根本原因是這些區(qū)域采用了不同的能源結(jié)構(gòu)。

研究發(fā)現(xiàn)，在美國(guó)各地，燃油機(jī)動(dòng)車(chē)帶來(lái)的污染物排放等環(huán)境問(wèn)題的差別并不大，由于城市聚集了更多的人口，所以城市的燃油機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放比農(nóng)村略高。

污染物排放區(qū)域間的顯著差異出現(xiàn)在電動(dòng)汽車(chē)身上。在美國(guó)西部地區(qū)，電動(dòng)汽車(chē)的污染物排放低于燃油機(jī)動(dòng)車(chē)，而在美國(guó)東部地區(qū)則剛好相反。這是因?yàn)?，美?guó)三大電網(wǎng)之間存在著巨大的能源結(jié)構(gòu)不同。

美國(guó)東部地區(qū)、西部地區(qū)以及德克薩斯州三大電網(wǎng)，共同構(gòu)成了美國(guó)電網(wǎng)體系。這三大電網(wǎng)體系的能源結(jié)構(gòu)事實(shí)上依托于自身的地區(qū)資源優(yōu)勢(shì)——西部地區(qū)水電較多，東部地區(qū)以煤電為主，德克薩斯則主要依靠天然氣發(fā)電。正是因此，在清潔能源方面明顯更勝一籌的西部地區(qū)，電動(dòng)汽車(chē)也有了由能源結(jié)構(gòu)帶來(lái)的先天優(yōu)勢(shì)，污染物排放明顯低于燃油機(jī)動(dòng)車(chē)。而在明顯以化石能源為主的另外兩大電網(wǎng)區(qū)域，即美國(guó)東部地區(qū)和德克薩斯州，反而是燃油機(jī)動(dòng)車(chē)比電動(dòng)汽車(chē)更“清潔”。

一份來(lái)自中國(guó)的研究印證了這一結(jié)論。

在剛剛過(guò)去的2016年，上海大學(xué)的研究人員王恩慈等人，在《基于GREET模型的新能源汽車(chē)污染排放特征分析》中指出，“以新能源為主的國(guó)家比較適合發(fā)展純電動(dòng)車(chē)，其排放量明顯少于以化石能源為主的國(guó)家的排放量”，“能源結(jié)構(gòu)和電源結(jié)構(gòu)對(duì)新能源汽車(chē)的環(huán)境性有重要影響”。

他們從全生命周期的視角，以美國(guó)、巴西、中國(guó)、法國(guó)這四個(gè)能源結(jié)構(gòu)差異明顯的國(guó)家為分析樣本，對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的能耗和排放進(jìn)行了分析。

在上述論文中，研究者指出，在汽車(chē)行駛階段，假設(shè)能耗一定，“由于美國(guó)和中國(guó)以化石能源為主，尤其是中國(guó)仍以煤炭為主，所以總耗能高于其他兩個(gè)國(guó)家”;巴西電源結(jié)構(gòu)以水能為主，法國(guó)則以核能為主，“在能耗上，巴西和法國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)比中國(guó)和美國(guó)的優(yōu)勢(shì)更明顯”。

在以核能為主要電力來(lái)源的法國(guó)，電動(dòng)汽車(chē)的排放量最低，尤其是固體顆粒物的排放量遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于中國(guó)和美國(guó)，以PM2.5為例，分別比中國(guó)和美國(guó)減少了88%和77%。

在美國(guó)的電力結(jié)構(gòu)下，該研究認(rèn)為，新能源汽車(chē)確實(shí)能夠比傳統(tǒng)汽車(chē)更少地排放溫室氣體，但在固體顆粒物的排放上，電動(dòng)汽車(chē)的排放量明顯高于傳統(tǒng)燃油機(jī)動(dòng)車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)和燃料電池車(chē)。原因可能在于美國(guó)的電源結(jié)構(gòu)，尤其是二氧化硫的排放，與電源結(jié)構(gòu)中40%多的煤炭使用可能有很大關(guān)系。

據(jù)此，研究者認(rèn)為，在同樣以化石燃料為主要能源的中國(guó)，也不可避免會(huì)出現(xiàn)同樣的情況。

這一說(shuō)法，在施曉清的研究中具體到了某一款的電動(dòng)汽車(chē)和燃油機(jī)動(dòng)車(chē)對(duì)比，依然有效，隨著火力發(fā)電比例的降低、新能源與可再生能源比例升高，電動(dòng)汽車(chē)全生命周期單位里程的碳排放量會(huì)跟著降低，相對(duì)的碳減排效益會(huì)逐步提高。

對(duì)民眾而言更有意義的是，當(dāng)發(fā)電的清潔能源比例提高，車(chē)輛全生命周期致霾污染物的排放也會(huì)相應(yīng)得到控制，對(duì)健康的威脅會(huì)隨之減少。這意味著，有更加清潔的電網(wǎng)，才會(huì)有更清潔的電動(dòng)汽車(chē)。

鄭州大學(xué)研究人員朱永勝等在研究成果《含電動(dòng)汽車(chē)的電力系統(tǒng)動(dòng)態(tài)環(huán)境經(jīng)濟(jì)調(diào)度》中，通過(guò)建立模型的方式分析發(fā)現(xiàn)，在中國(guó)現(xiàn)有的電力結(jié)構(gòu)下，很難同時(shí)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益最大化、環(huán)境效益最大化這兩個(gè)目標(biāo)——若僅考慮污染排放量最小，那么燃料費(fèi)用必然會(huì)增加，而如果僅僅考慮經(jīng)濟(jì)效益，則勢(shì)必會(huì)對(duì)環(huán)境不利。

因此，研究人員將目光投向了路徑優(yōu)化，希望能夠得到折中解決的辦法——構(gòu)建一種能夠顧及經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益的“最優(yōu)折中”模型。

這一模型顯示，隨著電動(dòng)汽車(chē)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，相應(yīng)的最優(yōu)燃料費(fèi)用、最優(yōu)污染排放也隨之不斷減小。據(jù)此分析稱(chēng)，該模式下，電動(dòng)汽車(chē)在初期確實(shí)能夠緩解常規(guī)火電機(jī)組的經(jīng)濟(jì)與環(huán)境壓力。

問(wèn)題隨之而來(lái)，拐點(diǎn)出現(xiàn)了——當(dāng)更多的電動(dòng)汽車(chē)接入該模型（實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為6萬(wàn)輛），并且數(shù)量繼續(xù)擴(kuò)大，最優(yōu)燃料費(fèi)用及最優(yōu)污染排放反而由最低點(diǎn)向上攀升。

也就是說(shuō)，當(dāng)電動(dòng)汽車(chē)數(shù)量增加到一定規(guī)模時(shí)，由于充電需求不斷增加，便會(huì)增加燃料費(fèi)用，這必然會(huì)增加污染物的排放量。

這表明，在考慮電動(dòng)汽車(chē)接入水平及制定相關(guān)規(guī)劃時(shí)，并非接入規(guī)模越大越好。

自2011年，首批純電動(dòng)出租車(chē)在北京延慶縣示范運(yùn)行，至2017年，在北京郊區(qū)縣運(yùn)行的新能源車(chē)輛總數(shù)已超過(guò)5000輛。北京理工大學(xué)的研究者唐葆君等人以自2012年7月至2015年11月北京市電動(dòng)汽車(chē)監(jiān)控與服務(wù)中心的監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)電動(dòng)出租車(chē)、電動(dòng)公交車(chē)、電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)租賃等新能源車(chē)種進(jìn)行了比較。

該研究顯示，在這三年多的時(shí)間里，北京電動(dòng)出租車(chē)總計(jì)節(jié)能5781.4萬(wàn)千瓦時(shí)，減排5369.54噸。

交通擁堵，會(huì)讓電動(dòng)汽車(chē)的減排能力凸顯出來(lái)。在通暢行駛時(shí)，電動(dòng)出租車(chē)的碳排放量是燃油出租車(chē)的75.9%;擁堵時(shí)，前者就只有后者的62%，可見(jiàn)隨著車(chē)速的降低，電動(dòng)汽車(chē)的減排優(yōu)勢(shì)愈發(fā)明顯。

不過(guò)，由于當(dāng)下國(guó)內(nèi)電力能源結(jié)構(gòu)各地區(qū)都不同，對(duì)新能源汽車(chē)推廣，還需具體地區(qū)作具體分析。唐葆君在論文中就指出，北京近五年電動(dòng)出租車(chē)保有量大幅增加，導(dǎo)致出租車(chē)能耗總量正在快速上漲。

中國(guó)正在進(jìn)行艱難的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整。環(huán)保部環(huán)境規(guī)劃院環(huán)境戰(zhàn)略部副主任秦昌波對(duì)《財(cái)經(jīng)》記者分析，“能源政策在進(jìn)行全方位的調(diào)整，是全鏈條在推進(jìn)。在能源結(jié)構(gòu)的前端，中國(guó)一直努力降低煤炭消耗，現(xiàn)在電廠不僅是做脫硫脫硝，還在做超低排放，電網(wǎng)的電，其實(shí)也在變得清潔化?！?