純電動(dòng)汽車(chē)環(huán)境效益生命周期評(píng)價(jià)方法的思考

李亞林

（四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 611130）

新能源汽車(chē)

純電動(dòng)汽車(chē)環(huán)境效益生命周期評(píng)價(jià)方法的思考

李亞林

（四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川 成都 611130）

因在運(yùn)行階段的“零排放”，純電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展受到了大力支持。但上游電力生產(chǎn)過(guò)程中的能源消耗和排放不容忽視，生命周期評(píng)價(jià)方法對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)環(huán)境效益進(jìn)行全面科學(xué)評(píng)估具有重要意義。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)研究進(jìn)行分析，總結(jié)了當(dāng)前該研究方向的不足，并提出了相應(yīng)的建議，以期對(duì)后續(xù)研究提供參考。

純電動(dòng)汽車(chē)；環(huán)境效益；生命周期；評(píng)價(jià)方法

CLC NO.: U472 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)19-71-02

引言

生命周期評(píng)價(jià)（LCA,Life Cycle Assessment）是對(duì)一個(gè)產(chǎn)品或工藝過(guò)程整個(gè)生命周期的直接或間接環(huán)境影響的分析方法。生命周期評(píng)價(jià)起源于1969年可口可樂(lè)公司委托美國(guó)中西部研究所對(duì)其飲料容器從原材料開(kāi)采到最終處置的全過(guò)程進(jìn)行的跟蹤與定量分析。作為一種用于評(píng)估材料、產(chǎn)品、過(guò)程和服務(wù)當(dāng)中的環(huán)境影響的重要工具，生命周期評(píng)價(jià)被國(guó)際環(huán)境毒理與環(huán)境化學(xué)學(xué)會(huì)（Society of Environmental Toxicology and Chemistry,SETAC）、美國(guó)環(huán)保署（United States Environ-mental Protection Agency,USEPA）及北歐部長(zhǎng)理事會(huì)（Nordic Council of Ministers）等不斷完善與應(yīng)用[1,2]。同時(shí)，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)組織已經(jīng)出臺(tái)了環(huán)境管理-生命周期評(píng)價(jià)的ISO 14040系列標(biāo)準(zhǔn)。隨后科研機(jī)構(gòu)、汽車(chē)企業(yè)和研究學(xué)者等將生命周期方法應(yīng)用于機(jī)動(dòng)車(chē)研究領(lǐng)域。

汽車(chē)全生命周期包括兩部分：車(chē)輛周期（VC,Vehicle Cycle），包括車(chē)輛生產(chǎn)、使用及報(bào)廢，即車(chē)輛鏈；燃料周期（FC,Fuel Cycle），又稱油井到車(chē)輪（WTW,Wells-to-Wheels），包括車(chē)用燃料生產(chǎn)、配送和消耗，即燃料鏈。WTW又可分為兩個(gè)階段：WTP（Wells-to-Pump，油井到油泵）和PTW（Pump-to-Wheels，油泵到車(chē)輪）[1]。

1 生命周期評(píng)價(jià)

1.1 生命周期評(píng)價(jià)框架

由ISO14040和GB/T24040可知生命周期評(píng)價(jià)程序包括：確定目的與范圍、清單分析、影響評(píng)價(jià)、結(jié)果解釋。這四個(gè)步驟并非依次進(jìn)行，而是彼此關(guān)聯(lián)，如圖所示：

圖1 生命周期評(píng)價(jià)過(guò)程

確定目的與范圍：確定目的即確定研究問(wèn)題，確定范圍即確定研究途徑及系統(tǒng)模型。該過(guò)程具體包括功能單位、系統(tǒng)邊界（自然邊界、地域邊界、時(shí)間邊界）的確定。

清單分析：在所研究系統(tǒng)的物質(zhì)流和能量流平衡的基礎(chǔ)上，收集、量化純電動(dòng)汽車(chē)生命周期的輸入、輸出。建立基于系統(tǒng)邊界（按照目的與范圍的確定中定義的）的產(chǎn)品系統(tǒng)模型；搜集系統(tǒng)中所有活動(dòng)的相關(guān)數(shù)據(jù)（如環(huán)境排放）；環(huán)境影響應(yīng)按照功能單位計(jì)量。

影響評(píng)價(jià)：將清單分析階段的環(huán)境負(fù)荷轉(zhuǎn)換成環(huán)境影響并進(jìn)行定性或定量表征，同時(shí)為結(jié)果解釋提供信息。

結(jié)果解釋：根據(jù)已定的目的和范圍對(duì)清單分析和影響評(píng)價(jià)進(jìn)行總結(jié)，即在已確定的目的與范圍的前提下，形成結(jié)論、解釋局限性并提出建議。

1.2 汽車(chē)生命周期評(píng)價(jià)工具

針對(duì)機(jī)動(dòng)車(chē)的生命周期評(píng)價(jià)，國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)基于不同燃料路徑和車(chē)輛技術(shù)開(kāi)發(fā)了多種模型：美國(guó)阿貢（National Argonne Laboratory）國(guó)家實(shí)驗(yàn)室研發(fā)了GREET（Greenhouse Gases,Regulated Emissions,and Energy Use in Transportation）模型；奔馳公司研發(fā)了DfE（Design for Environment）模型；多倫多大學(xué)研發(fā)了EIO-LCA（Economic Input-Output Life-Cycle Analysis）模型。

表1 評(píng)價(jià)軟件

為使生命周期評(píng)價(jià)高效便捷，生命周期評(píng)價(jià)軟件應(yīng)運(yùn)而生，常用軟件及特點(diǎn)如表1。

2 生命周期評(píng)價(jià)研究局限性分析

目前國(guó)內(nèi)研究已經(jīng)關(guān)注并應(yīng)用生命周評(píng)價(jià)方法對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)的環(huán)境效益進(jìn)行評(píng)估。但存在一定的不足，主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）車(chē)隊(duì)研究較少。目前研究常以單車(chē)行駛1km作為研究功能單位，對(duì)車(chē)隊(duì)?wèi)?yīng)用生命周期方法進(jìn)行環(huán)境效益的評(píng)估研究相對(duì)缺乏。而單車(chē)研究偏理論研究，與實(shí)際運(yùn)行有一定的偏離，車(chē)隊(duì)研究更接近現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

（2）忽視保養(yǎng)階段。目前研究多關(guān)注汽車(chē)生產(chǎn)、使用和報(bào)廢三個(gè)階段，在使用階段中忽視了保養(yǎng)階段。在建立電動(dòng)汽車(chē)全生命周期與外界的交互方式以及輸入輸出模型時(shí)，考慮了汽車(chē)的生產(chǎn)、使用和報(bào)廢三個(gè)階段，但隨著汽車(chē)4S店的發(fā)展以及人們意識(shí)的提高，大家注重了對(duì)汽車(chē)的維護(hù)保養(yǎng)。維護(hù)保養(yǎng)階段的材料使用和零件更換同樣對(duì)環(huán)境有重要影響，需要加以考慮。

（3）地域差異性研究少。目前研究多以我國(guó)總發(fā)電量以及國(guó)內(nèi)整體電力構(gòu)成比例數(shù)據(jù)進(jìn)行研究。但我國(guó)能源分布、電力構(gòu)成等重要參數(shù)地域差異較大，導(dǎo)致純電動(dòng)汽車(chē)的環(huán)境效益影響也存在一定的差異，應(yīng)加強(qiáng)典型地域的研究。

（4）本地化數(shù)據(jù)匱乏。由于當(dāng)前國(guó)內(nèi)相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)尚不完善，目前研究數(shù)據(jù)多采用研究文獻(xiàn)數(shù)據(jù)、國(guó)外數(shù)據(jù)或國(guó)際平均水平數(shù)據(jù)，不能切實(shí)反應(yīng)中國(guó)實(shí)際情況。

3 建議

（1）關(guān)注并加強(qiáng)車(chē)隊(duì)研究，提高研究的普遍性。

（2）建模過(guò)程加入保養(yǎng)階段，提高研究的真實(shí)性。

（3）加強(qiáng)地域差異性研究，提高研究的實(shí)際性。

（4）完善基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)，提高研究的精確性。

[1] 李書(shū)華.電動(dòng)汽車(chē)全生命周期分析及環(huán)境效益評(píng)價(jià)[D].長(zhǎng)春:吉林大學(xué),2014.

[2] 王人杰.電動(dòng)車(chē)和天然氣車(chē)能源環(huán)境影響的燃料生命周期評(píng)價(jià)研究[D].北京:清華大學(xué),2015.

Anailsis on life cycle assessment method of environmental benefits of battery clectric vehicle

Li Yalin
( Sichuan Vocational and Technical College of Communications, Sichuan Chengdu 611130 )

Due to the “zero emissions”in operation stage, the development of battery clectric vehicle has been supported strongly. However, the energy consumption and emission in process of power production early stage can’t be neglected. Life cycle assessment method is of great significance to the comprehensive scientific assessment of the environmental benefits of battery clectric vehicle. This paper analyzes the domestic reserch and summarizes the shortcomings of the current research,and then puts forward the corresponding suggestions to provide reference for the follow-up study.

battery electric vehicle; environmental benefit; life cycle; evaluation method

U472 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7988 (2017)19-71-02

10.16638 /j.cnki.1671-7988.2017.19.025

李亞林，就職于四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院。