長久以來,,『電動車是否環(huán)?!欢际且粋€頗具爭議的問題。 許多人認為,,驅動燃油車的能量流向是『石油-汽油-發(fā)動機』,,驅動電動車的能量流向是『發(fā)電廠-電池-電動機』。然而,,發(fā)電廠大比例都是火力發(fā)電,,以中國為例,火電發(fā)電量約占總發(fā)電量的71%(2018年數(shù)據(jù)),,所以這個流向變?yōu)椤好禾?火電廠-電池-電動機』,,質疑聲隨之而來——燒煤發(fā)電談何環(huán)保?電動車是不是將污染轉嫁給火電廠,? 這么聽起來似乎很有道理,但事實上真是這樣嗎,? 3月28日,,科研界權威雜志《Nature》的子刊《Nature Sustainability》發(fā)表了一篇針對“電動車與熱泵技術對全球碳排放影響”的論文,全稱為《Net emission reductions from electric cars and heat pumps in 59 world regions over time》(點擊閱讀),。 論文分了三種情況討論電動車對全球碳排放的影響,,包括:(1)沿用現(xiàn)有的環(huán)保技術軌跡,;(2)遵循巴黎協(xié)定的環(huán)保策略;(3)僅在運輸與供暖上應用政策,,放棄終端環(huán)保措施,。 該論文的研究人員基于全球59個國家與地區(qū)的數(shù)據(jù),通過實驗與計算推導證明:未來30年內,,即使是電動車的電力來源仍然需要大量化石燃料(煤),但它總體上還是會降低全球的碳排放量,。 論文作者之一Florian Knobloch(荷蘭拉德堡德大學環(huán)境科學系)表示,在最壞的情況下,,全球95%的地區(qū),,電動車都比汽油車更加環(huán)保。唯一的例外是波蘭這樣的地方,,因為那里的電力來源幾乎都是煤炭火電,;而像瑞典和法國這些國家,大部分電力都來源于可再生能源和核能,,其電動車在生命周期的排放量要比汽油汽車低70%,。 重點是,研究人員并不只是針對道路排放的研究,,而是針對電動車的全生命周期進行的評估,,包括整個技術生產鏈和廢物處理過程中的污染氣體排放。 論文預測,,按照目前的技術軌跡,到2030年,,全球平均發(fā)電排放量(每千瓦時的直接和間接排放量)將下降10%,,到2050年將下降16%(相對于2015年);按照巴黎協(xié)定的發(fā)展軌跡,,到2030年,,電力行業(yè)的碳強度將下降44%,到2050年將下降74%(相對于2015年),。 當然,,這些預測數(shù)據(jù)的前置條件,是未來純電車將占社會交通工具的主流,。假設到2050年,,如果道路上全是電動車,能夠將使全球的二氧化碳排放量減少15億噸/年,,相當于目前俄羅斯一整年的碳排放總量,。 論文還補充道,由于技術在任何政策體系中都在不斷發(fā)展,,因此能源比例和排放標準會隨時間而變化,,清潔能源的占比一直在上升(作為參考,中國2009年火電占總發(fā)電量的80.3%,,2018年火電占總發(fā)電量的71%),。此外,技術進步將逐漸提高能源的利用效率,。這兩種影響因素共同作用,,預計到2030年,電動車自身的平均排放強度將降低約20%(相對于2015年),,到2050年將降低30%(加權后數(shù)據(jù)),。 可能論文的推導過程有些復雜,,但是它給出的結論是顯而易見的——只要世界能源結構沒有“退步”回到100%燒煤發(fā)電的狀態(tài),,汽車的電動化推進始終都是有利于減少全球碳排放的。(文章為保證閱讀性,,簡化了論文相關內容,,感興趣的朋友可電機“閱讀原文”了解詳細) 是的,電動車即使燒煤發(fā)電也比燃油車環(huán)保,,解決了這個問題,,我們再來看看另外兩個衍生問題。 電動車是不是將車輛污染“嫁禍”給你發(fā)電廠,? 是,,但這樣做是利大于弊。 我們都知道,,每一輛汽油車都是一個移動污染源,,它制造的道路排放屬于隨機污染,其監(jiān)管和治理的難度遠遠高于發(fā)電廠的點源排放,。舉個不雅觀的栗子,,開燃油車更像是“隨地大小便”,污染物到處都是,,但是開電動車就是去公共廁所,,把污染物集中管理。這是其一,。 再從健康角度考慮,,汽油車的尾氣是道路排放,通常在城市中心擴散,,也就是近人群排放,,而發(fā)電廠通常都設置在市郊,,而且對應的是高空排放,他們對公共健康的影響也不可同日而語,。 最后,發(fā)電廠的污染物凈化流程和汽油車上的尾氣過濾也有差別,,汽油車雖然自帶三元催化器和燃油添加劑的“優(yōu)化”,,但是火力發(fā)電廠會在燃燒前進行燃煤脫硫處理,燃燒后還有脫硫,、脫硝,、除塵等操作,凈化效率也很大不同,。 根據(jù)麻省理工學院(MIT)2007年的一項研究表明,從受影響的總人數(shù)和健康影響方面看,,汽車排放1噸有害顆粒(PM2.5)的危害大約是發(fā)電廠煙囪所排放1噸有害顆粒的11倍,。 再說第二個問題。 燒煤的發(fā)電效率是不是比直接燒汽油更低,? 我們從數(shù)學的角度解釋一下(以下推算參考微博博主@電池王 的計算),。 根據(jù)國家標準GB2589-81規(guī)定,標準煤燃燒的熱值為29271kJ/kg,。另據(jù)國家標準GB/T2589-2008《綜合能耗計算通則》,,電力當量值為3600kJ/( kW·h) 。 我們以Model 3長續(xù)航后驅版車型的百公里能耗計算,,假設電能全部來自火力發(fā)電的效率(36.3%),,那它百公里消耗的標準煤等效于: (13kW·h × 3600kJ/kW·h) / (29271kJ/kg × 36.3%) = 4.40kg 然后我們再來看同級燃油車,以寶馬3系為例,,綜合油耗約8~10L/百公里,,取個中間值,9L/百公里,。 依據(jù)2008年正式實施的國家標準GB/T2589-2008《綜合能耗計算通則》,,每千克的汽油的效能約合標準煤1.4714kg,而1L汽油質量為0.74kg,。 那么,,同級燃油車的沒百公里油耗等效的標準煤量為: 9L × 0.74kg /L × 1.4714 = 9.80kg 等效標準煤4.40kg與9.80kg,從單位能耗效率來看,,同級電動車依舊是比同級燃油車更加環(huán)保,。 以上,,都是我們從理論出發(fā),,推導出關于的『電動車是否環(huán)?!坏囊恍┩普摚赡苡腥速澩腥朔磳?,但是從我們生活體驗出發(fā),,最終結論八九不離十是: I Don’t Care 是的,我們只是普通人,,不會每天懷著改變世界的理想而生活,。光是每個月的車貸房貸、每天上下班的擠公車都已經讓我們筋疲力盡,,所以“環(huán)?!边@個命題雖有價值,但離我們的生活還是太遙遠,。同樣的,,國家之所以大力發(fā)展新能源,環(huán)保也不是唯一目的,。 我們國家的石油資源有限,,在世界范圍內的產油地區(qū)也沒有布置軍力,一旦遇到狀況很容易被人卡脖子,。電動車的出現(xiàn),,主要是對國家能源結構的調整,盡可能擺脫對石油單一能源的依賴,,同時,,也希望在汽車工業(yè)的未來建立新的技術壁壘、實現(xiàn)產業(yè)逆襲等等,。 國家有國家層面上的考慮,我們消費者也有自己的考慮,,說到底,,消費者都是用辛辛苦苦掙來的真金白銀投票,我們只希望自己購買的產品便宜又好用,,當然,,如果更“環(huán)保”,,那就是錦上添花了,。 (圖/文:皆電 唐科) |
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