為促進汽車行業(yè)的節(jié)能減排，近年來純電動汽車成為中國新能源汽車發(fā)展的重點。國家和地方政府均出臺了各項扶持政策，以推動純電動汽車的市場化發(fā)展。去年中國純電動汽車銷量為45048輛，比2013年增長2.1倍。

隨著純電動汽車在國內的迅猛發(fā)展，針對中國純電動汽車“零排放”等環(huán)保光環(huán)的質疑也伴隨而來。主要的質疑包括：由于中國電網發(fā)電結構主要由燃煤電廠構成，而該發(fā)電方式具有較高的大氣污染物排放強度，因此中國純電動汽車所需電力并不清潔，純電動汽車的使用僅僅是把機動車污染排放從道路轉移到電廠，并非“零排放”;純電動汽車，尤其是驅動汽車所需電池的生產環(huán)節(jié)及電池報廢處理涉及環(huán)境風險。為此，有人將中國純電動汽車斥為“偽環(huán)保”。

究竟純電動汽車的節(jié)能環(huán)保效果如何?筆者將從純電動汽車在節(jié)能、降低溫室氣體排放，以及降低細顆粒物(PM2.5)排放的角度，結合國際研究成果，對中國純電動汽車的現狀及其發(fā)展的節(jié)能環(huán)保效果做一簡要分析。

純電動汽車具有顯著的油耗替代效應

由于純電動汽車的驅動動力來自于電力，而非石油，因此純電動汽車的使用僅在電力生產環(huán)節(jié)、電池及整車生產環(huán)節(jié)涉及少量石油的消耗。美國阿貢國家實驗室研究顯示，相比汽油車，美國純電動汽車單位行駛里程可減少95%以上的石油消費量?？紤]到中國的電網結構以及一次能源開采利用的效率，中國純電動汽車相比汽油車的單位行駛里程石油消費削減率也在95%以上。

對于純電動汽車顯著的油耗替代效應以及對加強石油安全的積極意義，國內外研究機構均未有異議。

充電電力來源決定純電動汽車的減排效果

影響純電動汽車溫室氣體排放強度的主要因素包括：煤電比例和純電動汽車相比汽油車的驅動能量轉化效率。大量文獻研究結果表明，與汽油車相比，純電動汽車能否減少溫室氣體排放及其減排潛力，主要取決于充電電力來源。風電和水電等清潔電力占電網比例越高、煤電所占比例越低，減排潛力越大。2012年，美國憂思科學家聯(lián)盟(UnionofCon-cernedScientists)對純電動汽車使用美國各州當地電網電力情況下，相比汽油車的溫室氣體減排潛力做了細致分析。結果表明，即使是在以煤電為主的美國中西部地區(qū)，與汽油車相比，純電動汽車也能不同程度地降低溫室氣體排放;而在西部大量使用水電等低碳可再生電力的地區(qū)，純電動汽車相比汽油車具有非常顯著的溫室氣體減排效果。

為說明以上兩個因素對中國純電動汽車溫室氣體排放強度的影響情況，筆者應用GREET模型，基于2015年中國汽油車油耗標準為每百公里6.9升汽油，以及現有純電動汽車相對現有汽油車具有大約3~4倍的能源轉換效率的情況，并考慮到純電動汽車及汽油車的零部件生產、組裝與報廢，相應車用燃料生產、運輸與使用等環(huán)節(jié)，繪制了中國純電動汽車相比汽油車的全生命周期溫室氣體減排潛力圖。

排放比率低于100%，說明純電動汽車相比汽油車具有較低的溫室氣體排放量。如圖所示，純電動汽車溫室氣體排放比率會隨著燃煤電力在電網中所占比例的下降而下降，同時隨著純電動汽車相對汽油車能效的提高而下降。

在現有中國電網燃煤電力占比約為75%的情況下，如果中國純電動汽車相對能效達到400%，那么中國純電動汽車相對于汽油車，將實現約21%的單位行駛里程溫室氣體減排。隨著中國汽油車油耗標準將于2020年提高至每百公里5升汽油，即使純電動汽車的絕對能效仍維持在2015年水平，如果煤電占比降至60%以下，中國純電動汽車相對汽油車仍具有約15%以上的溫室氣體減排潛力。

在實際情況下，電動汽車無論從電池技術，還是從電機及整車動力集成技術方面，仍具備能效提升空間。為了取得市場競爭優(yōu)勢，電動汽車廠商正在不斷加大研發(fā)力度，并很可能取得能效及其他車輛性能方面的實質性技術進步。因此，中國純電動汽車相對汽油車的溫室氣體減排潛力將更為樂觀。

此外，“十二五”期間，中國電力行業(yè)出臺了多項關于可再生電力的發(fā)展規(guī)劃，如《風電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》和《太陽能發(fā)電發(fā)展“十二五”規(guī)劃》。這些規(guī)劃的實施，將推動中國電網結構中可再生清潔電力不斷擴大規(guī)模，進而降低煤電比重。隨著未來中國電網可再生能源占比的提高和煤電占比的下降，中國純電動汽車相比汽油車將更具有溫室氣體減排優(yōu)勢。短期看，即使煤電占比無法迅速降低，但考慮到中國燃煤電廠的發(fā)電效率處于世界領先水平，并已經投入運行超過60臺、發(fā)電效率達39%的百萬千瓦超超臨界機組，促使中國燃煤電力的溫室氣體排放強度低于美國等很多發(fā)達國家。高水平的發(fā)電效率，在一定程度上降低了煤電主導的中國電網結構對純電動汽車環(huán)保效果的不利影響。

值得一提的是，圖中純電動汽車溫室氣體的相對排放比率已經同時考慮了純電動汽車制造，尤其是鋰電池制造以及汽油車制造過程中的溫室氣體排放負荷。美國阿貢國家實驗室的分析表明，考慮到純電動汽車具有與汽油車相當的行駛里程壽命，以及美國電池相關行業(yè)具備較低的能耗和較高的清潔生產技術條件，在將生產環(huán)節(jié)產生的一次性溫室氣體排放平攤到電動車使用壽命之后，鋰電池制造過程中所產生的溫室氣體排放，僅占純電動汽車從制造、使用到電池回收利用等全生命周期環(huán)節(jié)所涉及的總排放量的約6%。因此，從溫室氣體排放的角度看，純電動汽車使用鋰電池對環(huán)境的影響很小。但是，在回收處理鋰電池、鎳氫電池或鉛酸電池的過程中，需要科學地化解其他環(huán)境風險。

煤電行業(yè)節(jié)能減排升級將降低純電動汽車排放

影響純電動汽車PM2.5排放的主要因素有電網結構、燃煤的灰分和硫分、燃煤鍋爐采用的除塵設備及其除塵效率，以及發(fā)電機組的發(fā)電效率等。美國阿貢國家實驗室的研究顯示，相比汽油車，盡管美國平均電網電力的純電動汽車會增加PM2.5排放，但大部分排放發(fā)生在人口稀少的郊區(qū)。此外，使用美國平均電網電力的純電動汽車，可以降低一氧化碳和揮發(fā)性有機物的排放;使用更為清潔的加州電力的純電動汽車，則可以大幅降低一氧化碳、揮發(fā)性有機物和氮氧化物排放量，有利于降低當地出現大氣光化學污染的風險。

為了降低燃煤電廠的大氣污染物排放，中國目前實施了較為嚴格的燃煤電廠污染物排放標準，所有大型電廠均要求安裝和運行脫硫、脫硝以及除塵設備，同時還關停了大量小規(guī)模、缺乏有效排污控制的老舊燃煤電廠。目前，中國燃煤電廠除塵設備安裝率幾乎達100%，而脫硫設備安裝率也已達95%以上，這不僅對減少燃煤電廠二氧化硫排放至關重要，同時也有利于控制其PM2.5排放。

2014年，由國家發(fā)改委、環(huán)保部、國家能源局聯(lián)合發(fā)布的《煤電節(jié)能減排升級與改造行動計劃》規(guī)定，華東地區(qū)新建燃煤發(fā)電機組大氣污染物排放濃度基本達到燃氣輪機組排放限值，其中顆粒物排放限制為10毫克每立方米?！队媱潯愤€要求加強電煤質量和計量控制，著力提升動力煤供應質量，鼓勵采用低硫分、低灰分優(yōu)質燃煤，限制高硫分、高灰分煤炭的開采和異地利用，禁止進口劣質煤炭用于發(fā)電。同時，該《計劃》規(guī)定了基于裝機容量和機組類型的供電煤耗，促進提升新建機組發(fā)電效率。

因此，有理由相信，隨著中國燃煤發(fā)電機組發(fā)電效率的提升，將改善直接影響PM2.5排放的燃煤品質，而大氣污染物排放控制標準的不斷加嚴，以及高效的布袋除塵器和低溫靜電除塵器等除塵設備的廣泛使用，中國煤電行業(yè)勢必降低包括顆粒物在內的主要大氣污染物的排放水平。未來，隨著中國電網清潔化、高效化的不斷深入發(fā)展，中國純電動汽車的污染排放水平也將不斷降低。

綜上所述，中國和美國純電動汽車的發(fā)展具有巨大的省油效益。在美國，純電動汽車在所有州均具有不同程度的溫室氣體減排效益。電池作為純電動汽車的核心部件之一，其生產和組裝等環(huán)節(jié)并不會大幅提高純電動汽車的溫室氣體排放強度。在中國，即使在以煤電為主導的電網結構下，目前純電動汽車仍有利于降低汽油機動車溫室氣體排放水平。而且，隨著中國電網中清潔可再生電力占比的提高，以及純電動汽車能效的提升，溫室氣體減排潛力將不斷釋放。隨著中國電網結構中，清潔可再生電力比重的提高，以及燃煤發(fā)電機組能效和污染控制水平的提高，中國純電動汽車的污染物排放將不斷降低。

與汽油車等傳統(tǒng)汽車類似，純電動汽車在報廢、材料回收和處理環(huán)節(jié)存在環(huán)境污染風險，需要通過建立和健全針對純電動汽車報廢和回收利用的市場運行與監(jiān)管機制，加強配套設施建設與管理、核心技術研發(fā)，重視從業(yè)人員資質認證與技術培訓等，并建立和完善相關環(huán)節(jié)的法律法規(guī)，科學、規(guī)范地予以應對。(作者蔡皓為美國阿貢國家實驗室能源系統(tǒng)部助理研究員，王全錄為美國阿貢國家實驗室車輛技術與交通燃料系統(tǒng)評價學科帶頭人、系統(tǒng)分析研究室主任)

中國純電動汽車全生命周期溫室氣體減排潛力圖