國家將研究燃油車禁售時間表的戰略提議一出，業界反響強烈，各種觀點的討論迭出，新能源板塊股票也隨之大漲。

目前，普遍的觀點是電動化的時代不可避免，大規模的電動汽車應用必將帶來上下游行業和社會配套設施的系列變化。但這些變化是否都是有利的，各方意見并不統一，比如一直以來都是討論熱點的“電動汽車是否真的節能環保”這一問題，就有完全不同的觀點。

本文謹嘗試從理論的角度，對燃油車與電動汽車兩類車的能耗以及排放進行對比，并提出如何使電動汽車規模化應用更清潔的若干建議。

1. 能耗對比

按照標準GB／T12545規定，汽車燃料消耗采用十五工況循環試驗，其中有怠速、加速、等速等，全循環累計時間195 S，并采用重量法確定百公里燃料消耗量。為方便對比，電動汽車以江淮IEV5純電動為例，其百公里耗電量為13kwh，同級別自動檔燃油汽車百公里油耗約為7L。

1.1燃油車能耗   

按照GB／T2589.2008《綜合能耗計算通則》的內容，每千克汽油的熱值為43070kJ，取汽油密度0.725kg／L，計算可得7L汽油所含總熱量為218580KJ。

1.2電動汽車能耗  

電動汽車屬于二次能源利用，所以計算其能耗需從全生命周期考量。從發電到充電需要經過下圖過程中的傳輸:

根據中國電力企業聯合會規劃發展部發布的《全國電力工業統計快報2016》中顯示:  

• 2016全國全口徑發電量59897億千瓦時，其中火電71.6%、水電19.7%，核電、并網風電和太陽能發電8.7%。

• 全國電網輸電線路損失率為6.47%。  

發電廠內機組的運轉和控制設備的工作都要消耗一定的電能，此電能直接來自廠內發電，稱為廠用電，通常的廠用電率為5％～10％，而像擁有300 MW機組的發電廠則達到5％，這里取用5％。充電機效率取一般值94％。

我國各大電網之間的電力類型比例不同，為方便計算，按照我國的發電類型平均比例71.6%為火電計算，電動汽車百公里耗電為13度電時需要的火電廠側的發電量為：

13×71.6％（火電比例）÷94％(充電效率)÷93.53％（電網效率）÷95％（去廠內用電）=11kWh

根據《全國電力工業統計快報2016》信息，我國6000 kW以上級發電企業供電標準煤耗為312g/kwh。轉化為供電標準煤：11×0.312=3.5kg

按照GB／T2589.2008《綜合能耗計算通則》的規定，每千克標準煤的熱值為29307kJ，則電動汽車所需的總熱量為：3.5×29307=102574 KJ

對比可知，同樣百公里，純電動汽車發電側消耗的總熱量為同級別汽車消耗燃油熱量值的47%，在能耗上有明顯優勢。

2. 排放對比

2.1燃油車的排放

傳統汽車的主要排放物為以下幾類：二氧化碳CO2、一氧化碳CO、氮氧化物NOx、碳氫化物HC等，其中99%為CO2。汽油是對分子含碳量在5—8的一類烷烴的通稱。汽油標號一般是以正辛烷的含量來標定的，正辛烷含量越高，汽油的標號越高，汽油分子量在90—120。以93#汽油為例，可以根據下面方程式計算汽油燃燒時理論上的CO2排放量：

汽油密度一般為725g/L，則一升汽油完全燃燒排放的CO2質量為:

725×(44x16)÷(114×2)=2.238kg

基于以上理論值計算可得燃油汽車百公里7升的CO2總排放量為：7×2.239=15.7kg

2.2電動汽車的排放

火力發電的主要排放物為二氧化碳CO2、二氧化硫SO2、氮氧化物NOx等，不含碳氫化物HC。按照標準煤的碳元素含量68％ (重量)，C分子量12，CO2分子量44，根據反應式：C+02=C02，從理論上計算電廠每發出一度電產生的二氧化碳為：312×0.68/12x44=788克。

根據相關資料查詢，實際的不同煤種的污染排放如下表，也和理論值接近：

根據前面計算電動汽車百公里13度電需要的供電標準煤為3.5kg，則電動汽車總CO2 排放量為8.7kg，約為同級別汽車的55%。但是增加了傳統車沒有的二氧化硫SO2 排放量1.65g。

3. 變量分析及應用建議

如果全面電動化真的是不可逆轉的趨勢，那么以當前的能源生產方式比如清潔發電水平，恐怕還不足以實現零排放，尤其是需要從電動汽車的全生命周期看待其對環境的影響，因此在這一預期下謹提出以下建議。

3.1減小火電比例

本文計算的火電占比是按全國平均水平計算的，但我國電力裝機分布具有顯著的區域特征，在電動汽車推廣較好的京津冀地區，火電占據了90%以上的份額。假定未來電動汽車的充電來源均為火電，則同樣的車型百公里的CO2的排放量增加到12.15kg。可以看出，推廣電動汽車的同時，還要改善電力結構，增加水電、風電和核電等清潔能源比例，以及提高燃煤發電的清潔水平，如此才能更好可以起到低碳環保的效果。

3.2減小百公里能耗

如果未來國內電動汽車市場繼續延續當前A00級車主導的態勢，那么它不足以支撐真實的終端消費需求，結構化升級是必然，那么A級車甚至B級車的比重增加以后，相關的能耗將高于上文的理論預測。

以特斯拉P85為大型電動車為代表，根據車行網等的實測，其百公里綜合路況實測能耗為19.2kwh，則總的百公里CO2的排放量增加到18kg，相比IEV5增加排放量約64%，與百公里8L油耗的汽油車CO2排放相當，節能效果并沒有明顯體現。因此中小級別車，尤其是微型車，對于節能減排的作用要更加明顯一些。

3.3加強發電側污染治理

電動汽車對環境的污染不能僅著眼于行駛環節，還需追溯到上游發電企業，可認為發電廠排放的廢氣等價于電動車的尾氣。電動汽車排放尾氣中的有害成份的種類，比內燃機汽車要少一些，尤其是對大氣污染危害較大的碳氫化物HC和一氧化碳CO。但是，電動汽車NOx和SO2的排放高于傳統汽車，為減小這類排放，需要在火電廠加強對廢氣的脫硝、脫硫處理。否則會出現把空氣污染物從城市轉移到遠離城市的周邊地區和發電能源基地的情況。

3.4動力電池的回收污染

從全生命周期看，電動汽車比傳統車的污染排放中多出了動力電池的回收環節，當前我國的車用動力電池報廢還未達到規模級，相關的回收利用也沒有形成系統化的產業。但是，一旦禁售燃油車，電動汽車成為汽車主流，這一問題將無法回避，因此批量大規模使用電動汽車還需盡早解決此問題。

動力電池拆解回收過程主要產生廢氣、廢液、廢渣等污染，3類污染的產生原因如下表所示，其中不少物質對環境的污染都是必須要認真應對的。

3.5建立智能充電策略

全面電動化帶來的大規模充電問題同樣必須提早考慮應對。由于私家車等主要集中于夜間在居民區充電、白天在單位充電，如此一來勢必造成充電負荷出現兩個負荷尖峰，并且兩個負荷尖峰與常規日負荷曲線尖峰相疊加。這種無序充電的隨機性和不確定性，將會增大電網運行管理的難度，增大網絡損耗、降低電能質量等。

因此，迎接汽車電動化時代，需要提前考慮智能化的充電控制引導策略，讓電動汽車充放電行為得到有效調控，以使其可作為一種負荷響應形式與輸電側的風電等新能源協調互動，從而提高風電等的利用率，這樣也可以在一定程度上減少污染物的排放。

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