許多人認為,驅動燃油車的能量流向是『石油-汽油-發動機』,驅動電動車的能量流向是『發電廠-電池-電動機』。然而,發電廠大比例都是火力發電,以中國為例,火電發電量約占總發電量的71%(2018年數據),所以這個流向變為『煤炭-火電廠-電池-電動機』,質疑聲隨之而來——燒煤發電談何環保?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》(點擊底部原文閱讀即可查看全文)。
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)沿用現有的環保技術軌跡;(2)遵循巴黎協定的環保策略;(3)僅在運輸與供暖上應用政策,放棄終端環保措施。
該論文的研究人員基于全球59個國家與地區的數據,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境科學系)表示,在最壞的情況下,全球95%的地區,電動車都比汽油車更加環保。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);按照巴黎協定的發展軌跡,到2030年,電力行業的碳強度將下降44%,到2050年將下降74%(相對于2015年)。
當然,這些預測數據的前置條件,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年火電占總發電量的80.3%,2018年火電占總發電量的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%(加權后數據)。
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%燒煤發電的狀態,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,感興趣的朋友可點擊“原文閱讀”了解詳細)
是的,電動車即使燒煤發電也比燃油車環保,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,其監管和治理的難度遠遠高于發電廠的定源排放。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“優化”,但是火力發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。
根據麻省理工學院(MIT)2007年的一項研究表明,從受影響的總人數和健康影響方面看,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。
燒煤的發電效率是不是比直接燒汽油更低?
我們從數學的角度解釋一下。
根據國家標準GB2589-81規定,標準煤燃燒的熱值為29271kJ/kg。另據國家標準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,同級燃油車的每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保。
以上,都是我們從理論出發,推導出關于的『電動車是否環保』的一些推論,可能有人贊同有人反對,但是從我們生活體驗出發,最終結論八九不離十:
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“環保”這個命題雖有價值,但離我們的生活還是太遙遠。同樣的,國家之所以大力發展新能源,環保也不是唯一目的。
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,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,也希望在汽車工業的未來建立新的技術壁壘、實現產業逆襲等等。
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“環保”,那就是錦上添花了。
來源: 皆電
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