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王贺武:新能源汽车碳积分管理应综合考虑续航里程

  

  最近,《节能与新能源汽车技术路线图》(简称“路线图”)正式对外发布,其中关于乘用车整体油耗提出了“543目标”,具体就是到2020年,整体油耗降低到5升,2025年,争取达到4升,到2030年为3.2升。对于新能源汽车,目标值是在2020年总销量市场占比达到7%,在2025年达到15%,而到2030年约为40%。

  路线图涉及到的新能源汽车包括纯电与插电式混合动力汽车两种,需要强调的一点,这里面提到了两个与乘用车相关的指标,一个是续驶里程,线路图指出在2020年为300公里,之后每过5年增加到400和500公里,这个数值和大家希望电动汽车有500公里续驶里程的目标,有一定呼应程度。

  而对于插电式混合动力乘用车,混动状态下的油耗给出了比较严格的限制。主要是降低插电式混合动力的百公里油耗,如果没有这个限制,其油耗并不会降低特别多。

  至于燃料电池汽车,线路图也有一个目标值,就是到2030年实现100万辆的宏观要求,这指的是总的保有量。其中规定到2025年实现5万辆目标,这个目标最初是10万辆,后来我们感觉当下燃料电池汽车各种技术不一定能够完全支撑,所以就稍微下调了一些,但在最终发布的时候,部分业内专家认为这个目标有点太保守了,需要再往上调一些。

  在燃料电池的技术路线图中,大家可以看到,对于乘用车和商用车的功率,到2020年设定目标为70千瓦。今后在燃料电池汽车里面,仍然会采用与电池进行混合的方式,也就是可能会采用大的电池堆和小的燃料电池堆相结合的方式来推进燃料电池汽车的发展。

  我们把路线图实施的预期效果和节能新能源汽车路线图的初衷进行了比对。我们希望,出台节能新能源汽车政策以及路线图,能够降低国家在交通领域的二氧化碳总的排放量,并且能够尽量将总体排放量的峰值从2030年向前提,通过测算我们发现,即便当前电网还不是特别清洁,我们也会在2028年达到碳排放的峰值。

  最近业内都在热议新能源汽车的碳积分交易,我简单从基于全生命周期的角度来为衡量新能源汽车的碳排放做一个分析,分析过程中,电池生产和车辆生产这一部分我们暂且不考虑。

  首先我们需要考虑我国煤电能源效率近几年的变化趋势。大家知道,我们发出每一度电所使用煤的量是逐年下降的。比如从2005年,数值大概从370克下降到了315克,这个下降速度是非常显著的。它会直接导致我们用煤炭发电的碳排放强度的下降,并且是大幅度地下降。

  我们考虑了各种开采以及煤炭运输过程消耗的能源所对应的碳排放,可以看到,煤炭从开采到抵达最终消费端所用的电能效率是33%,也就是只有三分之一用在最终消费,剩下部分都在不同阶段消耗掉了,包括电力输送过程中6%-7%的损耗。

  另外,我们再看一下温室气体排放怎么去计算。中国工程院集中了很多专家于去年推出了一个报告,该报告评估了2009年我国不同发电方式的温室气体强度,不仅对煤发电机进行了评估,此外还对水电、核电、风力发电以及太阳能发电所导致的碳排放进行了评估。需要说明一点,这个报告中涉及的碳排放的来源额外增加了一部分,即把电厂建造导致的碳排放也包含进去了,因此这份报告和我们传统讲到的燃料循环里面的碳排放强度,数值稍微有一点点升高。

  基于2009年评估的水平,我们可以获得近几年国家电网综合的碳排放强度。这里考虑到了不同的发电方式在整个电网里面的构成比例。我们对2009年到2014年间的数值进行了计算,结果表明在2009年,我们电网每度电的发电碳强度是878克。到了2014年,这个数值降到738克。

  所以在进行电动汽车充电的碳排放强度计算时,一定要考虑到我们煤炭发电能效的不断提高所导致的碳排放强度的降低,以及其他的可再生能源比例的增加所导致的整个电网的碳排放值降低。碳排放值是一个动态变化的过程,而不能仅仅简单的就用某个固定值进行计算。

  特斯拉前段时间在新加坡受到罚款,这对于我们在基于原油和汽、柴油的碳排放值的计算提出了挑战。通过具体分析我们发现,特斯拉所受罚款只是考虑到了汽油在车辆使用阶段的碳排放,并没有考虑燃料在生产过程中的碳排放。这其实给我们国家在相关计算方面很多提示。

  业内有一种说法,认为电动汽车用的碳排放其实是增加的,因为国内的电多是由煤炭转过来的。我们进行计算的时候,为什么不计算在燃油生产阶段的碳排放?这是不公平的。

  这样的话,我们就要进行综合的考虑。首先就需要考虑下我国石油加工过程中的能效以及碳排放的估算值,2014年,根据我国不同加工规模的分布情况以及不同加工规模能源消耗的数值进行计算,就能获得一个值。包括石油进口的开采以及运输等在内综合计算出来,在国内生产的汽油和柴油的效率是在81%到87%,柴油可能会稍微高一点。

  清华大学作为能源学科研究比较强的研究院校,有不同的院系都在做燃油的生命周期分析。我们发现事实上这是个在不断变化的过程,从比较早的燃油生产的碳排放比较高一点,下降到最近稍微低一点的值,总体上来讲,下降的幅度,不像刚才讲到的电力的下降幅度那么大。

  我们通过这样的计算得出,汽油全生命周期的碳排放在2.95克每升,燃油生产阶段为0.65克每升,使用阶段是2.3千克。柴油全生命周期排在3.5千克,也有燃油生产阶段以及使用阶段的排放。

  那么纯电动汽车或者新能源汽车和燃油车,它的减碳的平衡点在哪?前段时间,我们学校科研院的老师提出一个观点,在我国煤电占比80%的情况下,电动汽车和燃油车碳排放是平衡的。等到煤炭发电比例降下去,电动汽车会有一定的减碳比例。

  这个计算是要计算车辆的电耗和对比车辆的油耗进行比较。最后的结果是,对于汽油车来讲,按照现在75%的煤电发电比例,如果电油比在3.75以内,电动汽车就是减碳的。目前,基本上国内所有的电动车的电油比都在我们所规定的范围里面,这就意味着所有的电动汽车现在都是节能减排的。

  至于在积分方面,以北京上海两个大城市为例,家庭用车出行特征非常相似,每天出行里程大概就是30-40公里之间,而且占比非常大。基于这个特征,我们进行了一个积分的转化,为了达到PHEV车辆和BEV车辆等同替代出行比例考虑,我们建议插电式混合动力,当它的纯电里程达到70公里的时候,它的积分最少应该给3分,这样它替代燃油的比例几乎是相当的。

  把这个建议提供出去,将来给相关部门进行一些政策建议里面,能做相应的考虑,一定要把不同的续驶里程的东西考虑进去,这样才更科学、更公平一些。(文章根据中国电动汽车百人会副秘书长、中美清洁汽车联盟副主任王贺武在“新能源汽车和智能驾驶技术论坛”演讲整理,未经本人审阅。)

来源:新能源汽车

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