新能源汽車，爭做一條好“鯰魚”

發展新能源汽車一直被視為解決自主品牌汽車企業彎道超車的一種方法，也被常常用來限制傳統燃油車在城市的活動。的確，隨著國際石油價格不斷走高和環境汙染的持續加重，“低碳”二字已經成為人們的共識。

《“十二五”國家戰略性新興產業發展規劃》中則明確指出：“以純電驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向”。可見電動汽車發展已經成為必然趨勢，在未來電動汽車也會是道路上的主力軍。

當然了，也一直有不同的聲音，比如：電動汽車只是換了汙染的方式，動力電池生產汙染嚴重而且使用週期短等等。這一方面讓電動汽車站上風口浪尖，另一方面也要求我們去思考電動汽車相較傳統燃油車而言到底有沒有更重的汙染？

既然我們想要在這個問題上一探究竟，就要從車輛的全生命週期入手，看看一輛車從“搖籃”到“墳墓”全過程中到底能對環境產生多大的影響。

什麼是“生命週期評價（LCA）”？

生命週期評價（Life Cycle Assessment, LCA）是對某一產品或決策環境影響的評估。這種評價方式分析的是從“搖籃”到“墳墓”的過程，是一種利用數據輸入與輸出來評價產品系統生命週期環境潛在影響的技術方法。

搖籃是產品生命的源頭，包括從自然界獲取產品所需的原材料。墳墓是產品生命的盡頭，例如報廢處理。生命週期評價的目的是評價產品系統從“搖籃”到“墳墓”過程的環境影響。

車輛全生命評價週期邊界

上圖是車輛全生命評價週期邊界，其中包括了所有關係車輛生命週期內汙染排放的因素。換而言之，只要考慮這些因素我們就能評價一輛車是否足夠環保了。

電動汽車與傳統燃油車對比

如何對比兩種動力形式不同的車輛？因為主要想要了解不同動力形式之間的差別，需要控制其他因素保持一致，例如：底盤、車身、塗裝、油液等等。

這對於選擇參考車輛提出了不小的難度。很幸運的是，昆明理工大學的餘大立，張洪申已經做了這項研究。在這裡我拿他們的一些數據來做說明。

選擇對比的車型是某企業生產柴油廂式貨車和純電動貨車，零部件共用較多，這樣最終結論更有說服力。車輛具體參數如下：

《機動車強制報廢標準規定》（商務部［2012］12號）規定輕型貨車的報廢年限為15年，根據車輛的使用環境、載貨量以及駕駛習慣假設貨車的使用年限均為10年。

按照純電動貨車使用的動力電池壽命為5年，根據設定的貨車使用年限，在壽命週期內電池組需更換1次，輪胎需更換2次。

假設兩種貨車的日行駛里程均為120km，每年工作320 天，則貨車的全生命週期行駛里程為384000km。兩種貨車的額定載貨量均為915kg，同時可乘坐2人，假定裝載量為額定載貨量的80%，每個人的體重為80kg，因此貨車的載重量為892kg。

車輛排放物主要分為：標準排放物、溫室氣體和非尾氣排放物。標準排放物包括揮發性有機化合物（VOC）、一氧化碳、氮氧化合物、硫氧化物、微小顆粒物炭黑（BC）、有機碳（POC）和固體顆粒排放物（PM10，PM2.5）。

溫室氣體包括二氧化碳、甲烷、一氧化二氮；非尾氣排放物包括燃油蒸發產生的有機化合物（VOC_Evap）、輪胎和剎車磨損產生的炭黑（BC_TBW）、有機碳（POC_TBW）和固體顆粒排放（PM10_TBW 和PM2.5_TBW）

根據這些得到下表：

附註：油井-油泵指燃料從開採到使用前的過程。ADR指裝配、拆解、回收階段

由上表可知，

由於火電在我國電力結構中佔有很大比例，且火力發電的效率為34.5%（《中國電力年鑑》編委會，2015），遠遠低於柴油加工的能源轉化率91.46%，因此在油井-油泵階段，柴油貨車的百公里能耗比純電動貨車低68.5%；

車輛運行階段，純電動汽車的熱效率可以達到50%以上，而汽車內燃機的最高熱效率僅為35%左右，增壓柴油機也只有45%左右。

作為城市配送用途的柴油貨車，內燃機常常處於非經濟區工況下運行，加之頻繁啟動、怠速和剎車使燃油汽車的油耗很高，而純電動汽車基本處於經濟運行，效率將始終保持較高水平。

同時電機啟動時效率高、怠速時無能量損失，且減速時可實現能量回收，大大提高了電能利用率，使得純電動貨車的百公里能耗比柴油貨車降低57.5%；

車輛製造方面，純電動貨車的動力系統、底盤以及車身的製造能耗低於柴油貨車，但增加了電控系統和牽引電機，並且兩款車型使用的材料基本相同，所以在該階段的百公里能耗差別不大。

而在液體制造階段，柴油貨車使用過程中需要更換機油，使得該階段能耗比純電動貨車高79.3%；在電池製造階段，製造動力電池的高能耗使得純電動貨車的電池製造能耗約為柴油貨車的80倍。

車輛全生命週期一次能源消耗

由於我國電力結構以火電為主，使得純電動汽車在煤炭消耗量方面幾乎是柴油貨車的兩倍。但是純電動貨車的主要汙染排放來自制造階段，如果能夠適當延長車輛的使用年限，便可以攤薄電動汽車總體的汙染，使之更加的經濟和環保。

如果能夠改善電力結構，更廣泛地使用風電、太陽能等清潔能源，就從根本上減少了電動汽車的汙染。

而燃油車輛則不同，燃油車一直消耗化石能源。並且隨著車輛惡化，油耗也一直在升高，延長運營時間則可能帶來更高的平均汙染水平。

因此應當區別對待電動汽車和燃油車的使用年限，加快發展回收動力電池並提高再生利用的能力。而考慮到生產製造過程後，電動汽車本身的汙染水平的確不比燃油車有明顯優勢。

但是電能的集中生產使得汙染物排放相較遍佈道路的內燃機來說，更容易管控和處理。通過全面的排放物處理，電動汽車對環境的危害的確低於同等級的燃油車輛，只是對於消費者來說用車成本的的確確有所上漲。

毋庸置疑的是，電氣化的趨勢勢不可擋。從國家管理的角度來說，新能源涉及行業眾多，投資門檻相較傳統工業企業更低。

鼓勵新能源行業發展不僅僅為了應對未來可能的能源危機，更重要的是吸引資本進入，為傳統的汽車行業引入“攪局者”，倒逼汽車行業產業升級，淘汰掉一批能力不強的企業。

至於新能源是會帶領汽車行業走向世界前列還是形成巨大的泡沫，這一切就看我們的行業如何應對了。

結語

作為一名車輛工程的學生，終究是希望新能源這條鯰魚，能夠讓汽車行業活躍起來，更希望能夠篩選出一批真正有能力的企業，能夠在國際上掌握更廣泛的話語權。

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