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电动车的排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,低碳环保谁 rsi指标

电动车,算总账,燃油,周期,环保,生命,问题,车,低时间:2021-02-12 07:33:19浏览:119
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各位记者:孙表

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保电动车低碳环保似乎成了“真理”,但你知道事情的全貌吗?

随着世界上许多国家提出碳峰值和碳中和的时间表,汽车领域对电动汽车和燃油汽车的低碳和环保的话题也被反复提及。

去年年底,在日本汽车工业协会的年终新闻发布会上,丰田汽车总裁丰田章男对电动汽车发表了激烈的评论,称电动汽车被过度炒作。他认为,目前电动汽车的支持者没有考虑发电产生的碳排放和电动汽车改造的成本。

在丰田章男的想象中,新能源的概念已经引爆了资本市场。全球年销量不足50万辆的特斯拉,一年内市值增长超过7倍,成为全球市值最高的汽车公司。特斯拉的市值是丰田的三倍多,但销量只有丰田的5%。

虽然新能源概念在资本市场的表现不合理,但碳中和的目标迫使全球汽车公司加快新能源的发展是不争的事实。国家发改委能源研究所研究员姜克隽认为,在将发电产生的碳排放转化后,电动汽车仍然是低碳的。

那么,电动车有污染吗?如何量化其相对于燃油汽车的低碳效果?《国家商报》记者比较了两种车型的生产、使用和报废的整个生命周期,并进行了深入的采访和研究,为您揭示了答案...

发电结构计算:电动汽车有更好的减排优势

事实上,对于电动汽车和燃油汽车哪个更低碳环保,业界、机构和专家一直有不同的看法,争论的焦点是发电。

华泰证券做了简单的计算,做了一些中性的参数假设。

能耗方面,根据AutoLab数据,2020年我国157款主要纯电动汽车的耗电量大致为12千瓦时~ 20千瓦时,假设为16千瓦时,而纯汽油车在平坦路面上每100公里的油耗为4~8L,假设为6l;

在传输和充放电效率方面,根据美国能源部的研究,2019年电动汽车新能源转换效率约为90%,远程传输效率约为90%;

根据中国碳排放交易网数据,2019年汽油碳排放强度为2.361kg/L,而根据北极星电网数据,2018年火电平均碳排放强度达到841g/KWh。

根据上述数据假设,在100%火力发电的情况下,电动汽车实际新增碳排放量为17.43kg/ 100 km,高于传统燃油汽车。但当新增火电比例降至80%及以下时,电动汽车的实际碳排放量小于燃油汽车。

然而,姜克隽认为,即使将发电产生的碳排放转化后,电动汽车仍然是低碳的。

他算了一笔账。目前,电动汽车的耗电量约为每100公里15千瓦小时。根据中国目前的发电结构,2019年每千瓦时的平均二氧化碳排放量约为0.51千克,即电动汽车的二氧化碳排放量约为每100公里7.6千克。

而油耗7L/100公里的车,二氧化碳排放量约为17.2kg,即使是最先进的混动车,在北京路况下,油耗3.7L/100公里,二氧化碳排放量约为9.1kg。也就是说,现在的电动车在减少碳排放方面已经有了很好的优势。

姜克隽在进行上述计算时,提到了一个前提条件——发电结构。

其实发电中有一个关键词很重要,那就是“火电”或者“燃煤发电”。换句话说,使用什么原材料发电对排放结果至关重要。

例如,丰田章男说,在日本的电力供应中,火力发电占77%,而可再生能源和核能仅占23%。形成鲜明对比的是,德国火电占比不到60%,而可再生能源和核电占比约47%。在核电大国法国,可再生能源和核电占89%,火电只占11%。所以从碳中和的角度来说,如果考虑到动力生产的碳排放,比如丰田,也是法国生产的更环保的YARIS。

那么我国的能源构成是怎样的呢?

在发电方面,火电仍占大头。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保2019年中国火电发电量50465亿千瓦时,其中煤电45538亿千瓦时,火电发电量占比近70%

但根据风电数据,2020年12月火电同比增长1.2%,比2019年同期低0.7个百分点,比2018年同期低4.8个百分点。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保在过去三年中,中国火力发电的累计增长率持续下降

根据中国电力企业联合会发布的《2020年中国电力工业年度发展报告》,2019年,中国全口径发电量为73266亿千瓦时,比上年增长4.7%。但从细分数据来看,燃煤发电增速最低。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保2019年燃煤发电增速最低,核电、风电、太阳能发电增速均为两位数,能源结构进一步优化

报告还预测,到2035年,中国非化石能源发电装机容量将超过60%,发电能源占一次能源消耗的比例将超过57%。

换句话说,制度计算中“新增发电量为100%火电”的前提是不科学的,随着时间的推移,我国非化石能源发电的比重会越来越高。

生命周期计算:电动汽车的碳减排优于燃油汽车

在整个生命周期计算中,电动车也是低碳的。

姜克隽表示,根据最近的研究,每辆汽油车和原材料的二氧化碳排放量为8吨,电动汽车为10.5吨,其中包括4吨电池制造。

到2019年,我国汽油车制造的排放量仍将在8吨左右,而电动汽车制造的排放量由于电池技术的进步和汽车重量的下降,已降至9吨左右。

根据姜克隽的说法,如果汽车在使用寿命期间的行驶距离约为20万公里,加上运行期间的排放,电动车约为24.8吨,汽油车约为42.4吨,高性能混合动力车约为27吨。

中国汽车工程学会发布的《汽车生命周期温室气体和空气污染物排放评估报告》也显示,在全国平均功率水平下,各级纯电动乘用车(A00、A0、A、B、C)与相应级别的汽油乘用车相比,其整个生命周期的温室气体减排率为21%~33%。

此外,纯电动汽车的VOCs减少率约为75%。对于氮氧化物,A00~B纯电动乘用车比同等级汽油乘用车还原率为6%~26%,C纯电动乘用车排放因子与汽油乘用车相当。

需要注意的是,上述《报告》指出,不同地区的电网对温室气体、氮氧化物和一次PM2.5的排放影响很大,主要是因为这三种排放主要来自车辆的燃料循环。

以温室气体为例,纯电动乘用车在使用全国平均功率时可减少温室气体21%~33%,而在可再生能源占比相对较高的南方区域电网下,温室气体减少率可上升至35%~46%。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保在南方,由于可再生能源在发电中所占比例相对较高,二氧化碳的排放大大减少

图片来源:《2019年汽车生命周期温室气体和大气污染物排放评价报告》

此外,必须提到的是,不仅政策是强制性的,市场也在积极为非化石能源的发展创造环境。目前,光伏发电的成本低于火电,这也为非化石能源取代化石能源提供了一个非常好的机会。

国际可再生能源机构发布的《2019年可再生能源发电成本报告》显示,2010年至2019年的十年间,全球光伏发电成本从0.378美元降至0.068美元,降幅达82%。

“在中国未来的能源规划中,太阳能、风能、核能等清洁电能将是重点发展方向。要改变的能源格局将配合电动汽车的大规模应用,排放和污染将会减少,然后再减少。”中国电动汽车100强委员会副主席、中国科学院院士高说。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保由于政策引导和人们对环境保护的要求越来越高,近年来我国太阳能光伏装机容量大幅增加

姜克隽认为,实现碳中和需要能源系统的重大变革。到2050年,交通将实现零排放,主要通过道路交通实现。除了一些使用氢燃料电池技术的重型卡车,其他车辆都是电动车。大中型船舶使用氢燃料电池作为驱动能源,其他的由电池驱动。氢燃料电池驱动的铁路运输很难电气化。中小型航空飞机由电池供电,而近一半的大型飞机使用生物喷气燃料,而其他飞机是氢动力飞机。

“未来电力系统将零排放或负排放,电动汽车也不会出现排放问题,生命周期排放接近于零。”姜克隽说。

盲目追求高续航,不利于低碳环保

除了“行驶排放账户”和“能源结构账户”之外,还有一个不可忽视的账户,那就是续航时间长的电动车是否低碳环保。

近年来,随着动力电池技术的发展和成本的降低,电动汽车的续航里程稳步增加。目前,高续航里程已经成为大多数汽车公司追求的目标。威来汽车、智基汽车、广汽Ean已经宣布推出1000 km电动汽车。

然而,中国工程院院士杨裕生却一再呼吁理性看待续航里程:“续航里程越高,装电池越多,耗电不环保。特斯拉就是典型的例子。单纯开发高续航的纯电动汽车,也违背了我们发展电动汽车节能减排的宗旨。”

据媒体报道,一名消费者在中国香港以5.1万美元购买了一辆S型车,并被告知S型车通过CEVS标准测试后被认定为“环保车辆”,并被新加坡陆路运输管理局罚款1.088万美元。据披露,S型的二氧化碳排放量为222g/km(包括发电产生的二氧化碳),严重超标。

“假设不同续航里程的电动汽车使用相同的动力源,那么‘每百公里能耗’将成为判断电动汽车碳排放的重要指标。每百公里能耗越低,行驶同样里程所需的用电量越低,碳排放越低。对于用户来说,能耗越低,走同样的距离成本就越低。”爱驰的相关技术专家告诉《国家商报》,对于电动车,不要盲目追求续航里程的长短,更要注重能耗的表现。

事实上,长寿命电动汽车的碳排放也与电池的能量密度有关。

“如果电池续航500 km和800 km的电动车电池能量密度相同,说明800 km的车比500 km的车更重,动力消耗更高,碳排放更高。但是,假设800公里的电池能量密度是500公里的1.6倍,那么两辆车的电池重量和车重是一样的,耗电量和碳排放量也是一样的。”动力电池行业的一名专家告诉《国家商业日报》,提高电池能量密度以提高续航里程可能不会增加碳排放。但产业化的前提是技术要成熟,安全性能要大幅度提高。

从目前的工业应用来看,智基汽车使用的“掺硅补锂”电池的能量密度约为磷酸铁锂电池组的1.6倍,约为三元锂电池组的1.3-1.4倍。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保目前各厂商开发的固态电池能量密度接近400Wh/kg

另外,大型电动车不利于减少碳排放。

上述《2019年汽车生命周期温室气体和空气污染物排放评估报告》显示,假设所有车辆都是在全国平均功率条件下生产、组装和使用,从车辆级别来看,A00级车辆的温室气体排放系数最小,并且随着车辆级别的提高(从A00到C),整个生命周期的温室气体排放级别依次升高,这是由于更高级别的车辆的燃料循环和

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保级别越高,纯电动汽车排放的温室气体越多

图片来源:《2019年汽车生命周期温室气体和大气污染物排放评价报告》

因此,中国汽车工程学会建议,未来应尽快建立新能源汽车能耗标准,以控制各级新能源汽车的能耗。同时,汽车行业要继续推进车辆小型化,鼓励纯电动汽车合理优化续航里程,避免盲目追求续航里程而造成资源浪费和能耗增加。

动力电池的回收和减排不容忽视

节能环保不仅体现在车辆的生产和使用上,还体现在电动车动力电池的碳排放和污染防治上。

虽然使用动力电池可以实现清洁和零排放,但动力电池的生产是一个高能耗的环节。动力电池生产的整个过程可以简单地分为上游原材料的获取和加工,以及电池的制造和组装。

全球环保组织绿色和平组织在其《2030年新能源汽车电池循环经济潜力研究报告》中提出,以Ni-Co-Mn三元电池为例,以每千瓦时产生的二氧化碳当量为单位,其中上游原料可产生约59kg的碳排放。电池制造和组装阶段的碳排放与能源结构密切相关。如果以清洁能源为主要能源,这一阶段的碳排放量可低至2公斤,但如果依靠传统化石能源,碳排放量可达47公斤。因此,由于制造商所在国家的能源结构不同,动力电池在整个生产过程中的总碳排放量估计为61 ~ 106千克/千瓦时。

“动力电池的污染主要存在于回收端。例如,由于处理不当,动力电池中的电解液等物质流出,会造成土壤污染和水污染。预计从2020年开始,我国将开始进入大规模的电动汽车退役。2020年退役量预计达到14万吨左右,累计退役量约25万吨。动力电池回收端带来的污染不容忽视。”宁德时报相关负责人告诉《国家商报》记者。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保未来,中国将有大量新能源汽车动力电池退役,如果处理不当,将会造成大量污染

虽然国家已经建立了相对完善的政策管理体系,但动力电池回收行业是一个发展迅速的新生事物,相应的管理体系需要不断完善和优化。

“目前,国家已经密集出台相关政策,通过编码和追溯管理平台,从动力电池的生产、销售、使用、报废、回收和利用的全生命周期收集信息,并对各个环节的责任主体进行监控。同时,随着科技水平的提高,动力电池中重金属的回收效率逐渐提高。动力电池的环保性逐渐提高。”上述宁德时报负责人说。

据了解,退役动力电池是分步骤使用的,主要包括储能系统、通信基站、数据中心后备电源系统、充电站、低速电动车等。,更换一些新电池,从而达到减少碳排放的效果。

上述报告试图定量评估中国废旧电池的梯级利用对新电池原材料的获取和加工的减排效益。在中国,如果到2025年,乘用车和商用车的退役动力电池80%分阶段使用,与理论上同等功率的新电池相比,碳排放将减少185万吨。2030年,退役动力电池的梯级利用将比新电池的制造减少909万吨碳排放。

根据上述报告数据,2021年至2030年,我国退役动力电池将达到708千瓦小时,这些电池的有效梯级利用将比同等数量的新电池制造减少近3342万吨碳排放。

随着电动汽车技术的逐步完善,大规模应用迎来了市场爆发节点,这将进一步降低动力电池回收成本,促进动力电池环节的减排,从而降低车辆整个生命周期的污染和排放。

汽车电气化不等于“纯电气化”

虽然电动汽车的发展是大势所趋,但这并不意味着改善燃油汽车内燃机的节油技术就没有意义。

“如果将优化后的内燃机与电气系统相结合,两者优势互补,就可以节能减排,减轻用户负担。”杨裕生认为,在汽车电气化的趋势下,传统燃油汽车的数量可能会逐渐减少,但内燃机技术在不断改进,油耗在不断降低,使用成本也在逐渐降低。

其实“纯电气化”的“整治”也是政策明确肯定的。

去年10月,中国汽车工程学会修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,将“不燃计划表”替换为“全电驱动”,提出“到2035年,新型混合动力汽车将占传统能源乘用车的100%”。

国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021~2035)》也指出,纯电动汽车、插电式混合动力汽车(包括增程车)、燃料电池汽车是“三个垂直”,并布局整车技术创新链。

电动车排放问题更突出?全生命周期算总账,电动车VS燃油车,到底谁更低碳环保各大车企并没有把芯片放在纯电动技术路线上,而是加入了多元化的技术路径

“中国已经向世界承诺到2060年实现碳中和,汽车工业的转型升级迫在眉睫。要走减碳路线,低碳到零碳,所以混合动力是不可或缺的,也是最有效的技术。节能车和新能源车要双轮驱动,同步发展。中国的目标是在2025年将乘用车的油耗降低到4L/ 100公里。没有混合技术支持,这个目标很难实现。”中国汽车工程学会名誉会长傅认为。

值得一提的是,氢燃料电池理论上零排放,被认为是汽车行业实现“碳中和”的最终解决方案。目前,我国已决定将氢能纳入能源战略体系,并明确了氢能在能源体系中的地位。

据公开信息,中国已建立了一批燃料电池汽车示范城市,累计运行车辆5000多辆,累计行驶里程超过1亿公里,在建氢加气站140多个。

2020年9月,财政部、工业和信息化部、科技部、国家发改委、国家能源局联合发布《关于开展燃料电池汽车示范和应用的通知》,提出在城市群开展示范。

全国政协副主席、中国科协主席万钢指出,从能源角度来看,要实现碳中和、碳峰值的目标,需要开发更多的可再生能源。其中氢气在运行中具有来源多样、驱动效率高、零排放的特点。另一方面,燃料电池汽车可以广泛应用于交通、建筑、工业和更高效的储能领域,可以促进汽车工业如期实现碳峰值和碳中性的目标。

记者笔记|汽油车丢了谁?

无论是续航里程的上升、汽车价格的大幅下降,还是氢动力汽车的出现,新能源汽车一直都是热点...

为了低碳环保,包括中国在内的许多国家和地区都在积极推动新能源汽车的发展。然而,新能源汽车不低碳环保的论点一直是燃油汽车支持者的观点。

去年年底,丰田汽车总裁丰田章男表示,电动汽车的支持者没有考虑发电产生的碳排放。但在整个生命周期内,电动汽车的碳排放和环保性能都优于燃油汽车,而且这种优势还在扩大。比如能源结构逐步调整后,火电比重降低,电能更清洁;电池、电机、电子控制等技术不断完善,电动汽车的能耗性能和使用寿命得到提高,使用寿命更长,更环保;电池处理技术和能力逐步提高,电池的环境污染问题迅速得到解决。

相对来说,经过百年的发展,燃油汽车很难在技术上有颠覆性的突破,也很难在与新能源汽车减排技术的较量中占尽优势。

记者孙彪

编辑:陈星

视频编辑:朱昱

愿景:蔡

排版:陈星·马援

国家商业日报


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