基于LCA下新能源轎車節(jié)能減排效果的分析與評價

陳昊 趙玲娜

摘 要：隨著可持續(xù)發(fā)展理念的不斷深入，新能源轎車在日常生活中得到廣泛應(yīng)用，使生態(tài)環(huán)境得到有效保護(hù)?；诖耍疚木突贚CA下的新能源轎車節(jié)能減排效果分析與評價進(jìn)行研究，首先就新能源轎車的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后從生命周期評價、GREET模型、研究對象和清單分析的角度分析新能源轎車節(jié)能減排的效果，最后從全生命周期能源消耗和環(huán)境排放的角度，對新能源轎車的節(jié)能減排效果進(jìn)行評價。

關(guān)鍵詞：新能源轎車；節(jié)能減排效果；生命周期評價

引言：隨著人民生活水平的不斷提升，汽車逐漸成為一種常見的代步工具，使人們的生活得到極大便利。傳統(tǒng)燃油汽車的使用雖然能夠節(jié)省人們的時間，但是卻造成油氣資源的消耗，同時還造成大氣污染、環(huán)境破壞，因此必須用新能源轎車替代傳統(tǒng)轎車，對環(huán)境破壞和資源消耗的現(xiàn)狀進(jìn)行改變。為進(jìn)一步提升新能源轎車的應(yīng)用水平，對這一課題的研究是很有必要的。

一、新能源轎車的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

近年來我國社會經(jīng)濟(jì)水平不斷提升，城市化建設(shè)進(jìn)程也不斷加快，因此汽車保有量大大增加。就國家統(tǒng)計局2016年對社會民用汽車的統(tǒng)計數(shù)據(jù)來看，2016年底已經(jīng)超過9000萬輛。民用汽車數(shù)量的不斷攀升一方面對城市交通造成嚴(yán)重?fù)矶?，另一方面極大推動社會對石油的消費(fèi)水平，從而使能源的消耗量顯著增強(qiáng)。根據(jù)國際能源網(wǎng)對2016年國內(nèi)石油消耗的數(shù)據(jù)來看，2016年相比較2015年，石油消耗總量直接上升13.1%，極不利于社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展。另外，民用汽車的大量使用還造成大氣環(huán)境的嚴(yán)重污染，例如北京、河北、上海等眾多人口密集型城市都出現(xiàn)程度不一的霧霾現(xiàn)象，這與汽車尾氣排放具有密不可分的關(guān)系。

在這種背景下，我國針對汽車節(jié)能減排出臺各項政策，例如對燃油企業(yè)的制造技術(shù)進(jìn)行提升、對汽車的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)整等，因此新能源汽車隨之誕生。新能源汽車指的是不使用傳統(tǒng)車用燃料實(shí)現(xiàn)汽車驅(qū)動的新型汽車，這種汽車主要在環(huán)保理念和節(jié)能理念的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用，從而實(shí)現(xiàn)電力發(fā)電、太陽能發(fā)電、氫發(fā)動機(jī)驅(qū)動等，不僅能夠有效解決燃料尾氣問題，還具有低耗能優(yōu)勢，因此在汽車市場上具有顯著的競爭優(yōu)勢。為了進(jìn)一步提升新能源汽車的應(yīng)用水平，必須從LCA（Life Cycle Assessment）的角度，對新能源轎車的材料提取、材料加工、產(chǎn)品制造、實(shí)際應(yīng)用和再生循環(huán)這一整個生面周期進(jìn)行分析和評價，從而對新能源轎車節(jié)能減排的效果給予科學(xué)評估[1]。

二、基于LCA下新能源轎車節(jié)能減排的效果分析

（一）研究方法

1.生命周期評價

LCA指的是生命周期評價，這一概念最初只有一個簡單框架，經(jīng)過國際標(biāo)準(zhǔn)化組織的完善后，逐漸形成完整的生命周期評價原則和生命周期評價框架，從而對環(huán)境實(shí)現(xiàn)有效管理。具體來看，生命周期評價主要包括四方面內(nèi)容，第一階段確定評價的目標(biāo)及評價的范圍；第二階段對評價清單進(jìn)行分析；第三階段影響評價的因素進(jìn)行分析；第四階段對評價的結(jié)果給予解釋說明。利用生命周期評價的方式對新能源轎車的節(jié)能減排效果進(jìn)行分析，就要從這四個階段出發(fā)，分別就新能源汽車的制造、燃料、應(yīng)用和再生循環(huán)進(jìn)行分析。例如在清單分析中，著重對不同類型轎車的能源消耗情況和尾氣排放情況進(jìn)行分析比較，從而評估對環(huán)境造成的影響[2]。

2.GREET模型

利用生命周期評價對新能源轎車的節(jié)能減排效果給予分析時，最重要的環(huán)節(jié)就是環(huán)境影響評價，因此本文采用GREET模型對這一階段給予科學(xué)評價。GREET模型的構(gòu)建主要采用的是計算方式，具體對新能源汽車的燃料制造、能源消耗及污染排放給予評價。在新能源汽車產(chǎn)出能量時同樣需要輸入能量，因此能源的輸入效率可以通過以下公式計算：

，這一公式表示的新能源汽車在輸出1千焦能源下的能源輸入效率。

在對新能源轎車的污染物排放量進(jìn)行計算時，可以采用以下計算公式：

，這一公式主要區(qū)分新能源汽車的原料能量和燃料能量。

由于不同新能源汽車使用的動力原料不同，因此可以用下列計算公式表示某一計算新能源汽車在使用i種動力原料使產(chǎn)生的污染物排放量：

（二）數(shù)據(jù)材料

1.研究對象

民用轎車在我國機(jī)動車中占有極大比例，因此新能源轎車的推廣未來將會以民用汽車作為主要市場。本文對新能源汽車節(jié)能減排消耗的生命周期分析主要以民用汽車作為研究對象，選擇汽油車、氫燃料電池車、混合動力車、乙醇汽油車和純電動車作為評估類型，著重選擇中國汽車工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計的具有典型性的桑塔納、普銳斯和比亞迪作為代表轎車[3]。

2.清單分析

清單分析主要分為以下幾方面內(nèi)容，分別是汽車制造階段、動力生產(chǎn)階段和拆解報廢階段。就汽車制造階段來看，傳統(tǒng)汽油轎車的整備質(zhì)量為1100千克，剩余質(zhì)量為1007.6千克；混合動力轎車的整備質(zhì)量為1345千克，剩余質(zhì)量為1231.44千克；氫燃料電池轎車的整備質(zhì)量為1624.8千克，剩余質(zhì)量為1558.78千克；純電動汽車的整備質(zhì)量為2098千克，剩余質(zhì)量為1566千克；乙醇汽油汽車的整備質(zhì)量為1100千克，剩余質(zhì)量為1007.6千克。在制造中需要利用鋼、鐵、鋁、鎂、火法煉銅、濕法煉銅、橡膠、塑料等材料，材料的能源消耗和環(huán)境污染物排放如下表1所示：

根據(jù)GREET模型中的各項計算公式，可以對這幾種轎車的內(nèi)部材料能源消耗和環(huán)境和污染物排放系數(shù)、汽車行駛階段的能源消耗和污染物排放系數(shù)進(jìn)行計算，最終分析可知各個類型轎車的全生命周期消耗和生命周期環(huán)境影響潛值如下表2和表3所示：

分析可得，傳統(tǒng)汽油車對環(huán)境影響最大，氫燃料電池轎車和純電動轎車的綜合影響力最小，因此新能源轎車在節(jié)能減排方面具有顯著優(yōu)勢。

綜上所述，針對基于LCA下的新能源轎車節(jié)能減排效果分析與評價的探究是非常必要的。當(dāng)前新能源轎車的應(yīng)用已經(jīng)成為社會發(fā)展的必然趨勢，為進(jìn)一步提升新能源轎車的應(yīng)用水平，有必要對該汽車節(jié)能減排的效果進(jìn)行科學(xué)評價。根據(jù)大量的比較研究發(fā)現(xiàn)，新能源轎車對環(huán)境的保護(hù)效益遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)汽車，對資源的節(jié)約程度也具有顯著優(yōu)勢。

參考文獻(xiàn)：

[1]何丹妮.危機(jī)變機(jī)遇迎新能源市場春天[J].國外內(nèi)燃機(jī)，2016，48（05）：5-8.