上海市節(jié)能減排中心有限公司 劉雪
我國2013年為加快新能源汽車行業(yè)的發(fā)展步伐,國家相關部門出臺了《關于繼續(xù)開展新能源汽車推廣應用工作的通知》,其中明確了在2013年-2015年,對消費者購買新能源汽車繼續(xù)給予補貼。2020年,去年市值排名全球車企第三的新能源汽車龍頭特斯拉躍居第一,中國三家造車新勢力蔚來、小鵬、理想,市值在2020年也都快速上漲,分別位列全球車企第8、15、17位。新能源汽車在經歷了前期的浮沉后,正以噴薄之勢給汽車行業(yè)注入新鮮血液。新能源汽車作為中國戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一,產業(yè)規(guī)模和技術水平發(fā)展迅速,從2015年產銷量躍居全球首位開始,產銷規(guī)模連續(xù)3年蟬聯全球第一。截至2017年底,中國新能源汽車保有量已超160萬輛,占全球新能源汽車保有總量的50%。2020年,我國汽車產銷量分別達2522.5萬輛和2531.1萬輛,同比下降2%和1.9%。其中,新能源汽車產銷量分別達136.6萬輛和136.7萬輛,同比分別增長7.5%和10.9%,增長率遠遠高于整個汽車行業(yè),隨著技術層面的不斷突破,新能源汽車即將與傳統(tǒng)汽車分庭抗禮[1]。
本文在新能源汽車對傳統(tǒng)汽車替代的基礎上,梳理新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的不同,分析環(huán)保問題,并提出對于新能源汽車可行的環(huán)保發(fā)展建議。
新能源汽車與傳統(tǒng)汽車主要有以下幾方面的不同。
(1)結構方面的不同。新能源純電動汽車與燃油汽車比較,除了沒有發(fā)動機、變速箱及燃油供給和點火系統(tǒng)外,傳動系統(tǒng)等的配置都有。此外,動力系統(tǒng)還增加了電池組和電控系統(tǒng)及完善的漏電保護系統(tǒng),如果因事故或其他原因導致漏電,必須快速切斷電源,以防觸電事故發(fā)生。
(2)生產總裝工藝的不同。傳統(tǒng)汽車的總裝工藝主要包括裝配、檢測、路試、入庫、返修等環(huán)節(jié)??傃b配線由車門分裝輸送工段、車身存儲工段、底盤裝配工段、前橋分裝工段、最終裝配工段、后橋分裝工段、動力總成分裝工段、發(fā)動機總裝工段、儀表板總成工段等組成。而對于新能源汽車無需動力總成分裝線,需要的是電力與懸置總分裝線[2]。
(3)新能源汽車不排尾氣,比傳統(tǒng)燃油車更加環(huán)保。新能源汽車在行駛過程中是零排放,不會像傳統(tǒng)燃油車一樣對外排放有害氣體。我國最為常見的汽車發(fā)動機燃料分為柴油與汽油兩種,這兩種燃料是由多種碳氫化合物的混合物所組成,通常情況下燃料在進行完全燃燒后會產生二氧化碳以及水,然而當空氣中的氧氣含量不足的時候燃料無法進行完全燃燒時就會產生一氧化碳。一氧化碳、氮氧化合物、細小顆粒、水蒸氣以及碳氫化合物等均屬于主要排放成分,當排放物與空氣直接接觸后,將對空氣乃至整個大氣環(huán)境造成嚴重污染,并容易對人類生存產生威脅[3]。使用新能源汽車后將大大減輕汽車尾氣污染。
(4)新能源汽車噪聲更小,減輕噪聲污染。傳統(tǒng)汽車很大一部分噪音都來自發(fā)動機,而新能源汽車是由電動機來進行驅動的,因此噪音就相對于傳統(tǒng)燃油車低了不少。
(5)新能源汽車使用成本低。能源成本低,以傳統(tǒng)燃油車百公里油耗為10升,對比新能源汽車百公里電耗13.6千瓦時為例,經過測算兩車同樣行駛100公里,電動汽車的成本約為普通燃油汽車的三分之一到四分之一;對比傳統(tǒng)汽車保養(yǎng)便宜,電動車只需更換空調濾芯、變速箱油、制動液,而傳統(tǒng)汽車需要更換機油、機濾、空調濾芯、制動液、剎車油、火花塞,保養(yǎng)科目比電動車要多得多,其成本也高出不少。
(6)新能源汽車長途續(xù)航能力不足。新能源汽車的續(xù)航里程足以應付城市內的通勤駕駛,不過如果要想用新能源汽車進行長途旅行還是一件有“風險”的事情,因為在鄉(xiāng)村地區(qū)充電樁的覆蓋相對較低,而且并不是所有的充電站都能正常使用,因此,這個因素導致電動車在長途旅行中容易出現續(xù)航不足的情況。
雖然新能源汽車與傳統(tǒng)汽車對比總裝工藝有所不同,且不產生尾氣,但是汽車制造業(yè)企業(yè)生產一般由沖壓、焊裝、涂裝、樹脂和總裝五大工藝組成,相對應的是沖壓車間、焊接車間、涂裝車間、樹脂車間和總裝車間,并配套包括辦公樓、食堂、污水處理站和各類倉庫、堆場等輔助部門,均會涉及沖壓、打磨焊裝、涂裝、樹脂等工藝,從廢水污染防治處理、廢氣污染防治處理以及噪聲污染防治處理三個方面進行污染分析。
汽車在制造過程中會產生大量的廢水,廢水中所含有的重金屬離子、顏料、油漆等有害物質,如果處理不善,將會給環(huán)境帶來極大的污染。對于廢水的處理,傳統(tǒng)的方式通常采用混凝方式對混合廢水進行處理,并對廢水的有害物質進行科學分解處理。對于涂裝車間的廢水需要在車間內將廢水進行打磨沉淀處理,經過循環(huán)利用后可極大降低廢水的污染程度。
汽車在制造過程中產生的廢氣包括焊裝工藝產生的焊接煙塵,涂裝車間噴漆室及烘干室產生的漆霧及含二甲苯、甲苯、非甲烷總烴等污染物的有機廢氣,樹脂車間涂裝工段噴漆室及烘干室產生的漆霧及含二甲苯、甲苯、非甲烷總烴等污染物的有機廢氣。汽車涂裝工藝為汽車制造工藝中污染較嚴重的環(huán)節(jié),汽車常規(guī)涂裝分為電泳、中涂、色漆和清漆等四層,各涂層起到不同的作用,最基本工藝為“四層涂四次烘”,即預處理→陰極電泳底漆→烘干→中涂→烘干→底色漆→烘干→罩光漆→烘干。涂料中含有大量VOCs,不乏苯、二甲苯、氯苯等有毒有害物質,直接對人體健康造成傷害。此外,部分具有光化學反應活性的VOCs排放至大氣中,也會危害區(qū)域大氣環(huán)境安全[4]。
汽車制造業(yè)主要噪聲源為沖壓車間壓力機、涂裝車間、樹脂車間風機、動力站房的空壓機、總裝車間雨淋試驗室、污水處理站風機及壓濾機等各種高噪聲設備。由于一般位于工業(yè)區(qū)對居民影響較小。
汽車制造業(yè)產生的固體廢物有兩種:第一種為一般廢物,包括廢金屬料、包裝廢料、廠區(qū)產生的生活垃圾等;另一種為危險廢物,包括焊接殘渣、磷化廢渣、涂漆廢渣、廢機油、廢油漆桶、廢機油的廢抹布、廢表調槽液、廢脫脂槽液、污水處理站污泥等。產生危廢量大,對城市危廢處理系統(tǒng)會造成較大的負荷。
新能源汽車與傳統(tǒng)汽車的制造給城市帶來的廢水、大氣、噪聲以及固廢污染不可避免,如何在享受簡易出行的同時,在制造源頭減少汽車對環(huán)境造成的污染成為當代環(huán)保工作的重心。
當下,新能源汽車替代傳統(tǒng)汽車,已在汽車使用環(huán)節(jié)減少污染影響,在其生產階段也應往減輕環(huán)境影響階段發(fā)展,有以下幾條建議:一是盡快全面推進汽車制造工藝升級改造,向國際先進工藝體系看齊,提高工藝系統(tǒng)水平;二是嚴格執(zhí)行相關污染物控制限值,嚴控使用的原材料品質,積極嘗試國外高性能屬性涂料或高固體分溶劑型涂料,不斷提升涂料環(huán)保性能,從源頭減少廢氣;三是針對采用低涂著效率的空氣噴涂企業(yè)應盡快開展噴涂方法改造工作,提高涂料涂著效率;四是針對廢氣采取更加完善的收集處理措施,減少噴漆室廢氣無組織排放量,還應保障廢氣處理設施穩(wěn)定運行,達標排放。
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新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。
新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發(fā)動機汽車等。
2020年11月,國務院辦公廳印發(fā)《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021—2035年)》,要求深入實施發(fā)展新能源汽車國家戰(zhàn)略,推動中國新能源汽車產業(yè)高質量可持續(xù)發(fā)展,加快建設汽車強國。
按照范圍的大小,新能源汽車可以分為廣義和狹義新能源汽車。
廣義新能源汽車,又稱代用燃料汽車,包括純電動汽車、燃料電池電動汽車這類全部使用非石油燃料的汽車,也包括混合動力電動車、乙醇汽油汽車等部分使用非石油燃料的汽車。目前存在的所有新能源汽車都包括在這一概念里,具體分為六大類:混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車、醇醚燃料汽車、天然氣汽車等。
狹義新能源汽車可以參考國家《新能源汽車生產企業(yè)及產品準入管理規(guī)則》的規(guī)定:新能源汽車是指采用非常規(guī)的車用燃料作為動力來源,綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的具有新技術、新結構、技術原理先進的汽車。
新能源汽車包括純電動汽車、增程式電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動汽車、氫發(fā)動機汽車等。
純電動 汽 車(Battery Electric Vehicles,BEV)是一種采用單一蓄電池作為儲能動力源的汽車,它利用蓄電池作為儲能動力源,通過電池向電動機提供電能,驅動電動機運轉,從而推動汽車行駛。純電動汽車的可充電電池主要有鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池和鋰離子電池等,這些電池可以提供純電動汽車動力。同時,純電動汽車也通過電池來儲存電能,驅動電機運轉,讓車輛正常行駛。
混合動力汽車(Hybrid Electric Vehicle,HEV),它的主要驅動系統(tǒng)由至少兩個能同時運轉的單個驅動系統(tǒng)組合 而成的汽車,混合動力汽車的行駛功率主要取決于混合動力汽車的車輛行駛狀態(tài):一種是由單個驅動系統(tǒng)單獨提供;第二種是通過多個驅動系統(tǒng)共同提供。