尤可为:电动车全生命周期二氧化碳零排放
以下为中国汽车技术研究中心尤可为的讲话。
尤可为:感谢我们的主席先生,各位领导,各位专家,大家中午好!我来自于中国汽车技术研究中心,很高兴今天泰达论坛能给我这样一个机会和大家讨论一下典型纯电动汽车全生命周期能耗和环境效应的评价,刚才各位专家也从内燃机节能减排的各个先进技术方面进行了一个探讨,我们的魏秘书长也提出了一个观点,电动汽车从技术还有成本方面未来还有很长的路要走,今天我们就从纯电动汽车全生命周期的能耗和环境效应评价来探讨一下。
电动汽车全生命周期的意义我就简单介绍一下,为什么我们要从全生命周期的角度动电动汽车进行分析?大家知道电动汽车在使用周期是属于0排放的,那很多人提出这个异议就是说它是不是把它的二氧化碳排放从我们的下游运行阶段转嫁到了上游电力生产阶段?因此我们就需要从一个全生命周期的角度对它进行一个综合分析,全面算清纯电动汽车在全生命周期角度的一个能耗和排放的明细账,这样得出一个非常有说服力的结果。
这个是我们全生命周期的一个计算逻辑,我就简要说一下,包括我采用不同的电力生产方式的这样一个排放因子输入,各种燃烧技术的份额,能量效率,各种燃料的使用比例,以及我们的地理位置等等,都会我们的电力生产,乃至最后电动汽车运行之后的全生命周期二氧化碳的排放会产生很重要的影响。
因为中国现在是煤炭占据了非常重要的地位,魏秘书长也讲过,我们大概煤炭可能还能使用200年左右,我们就以燃煤发电为例,从我们电力生产最初开始,包括我们的煤炭开采,中国目前的开采效率能够达到97%,另外我们还要经过一些非常复杂的计算输入我们全生命周期的计算模型中去,最后驱动我们电动汽车运行,我们会计算在整个阶段中它和传统汽油车,从燃油的开采、运输到最后我们使用传统汽油车的运行来对它进行一个对比。
我们的边界条件选取不仅仅包括我们的电力,包括燃煤发电,也同样包括我们的燃油发电、天气发电、生物质发电,以及我们的核能发电等等,我们会对它有不同的技术路径。这个是我们中国目前电力结构和发电效率,中国目前燃煤发电肯定是要占到70%以上,我们的目前洁净煤发电比例还是很低的,大概在5%以下,它综合效率大概在36.4%左右。
目前我们现在选择的典型,中国目前纯电动汽车是以小型化为主的,那么我们在计算中就选择了一个A级的车,和它同平台的汽油车百公里的耗油量我们制定为8升,我们纯电动汽车在百公里耗油量是18千瓦时或者到20千瓦时左右,我们对同平台的车进行了等热值的汽油燃油经济性的折算,从而对它进行一个综合集散。
我们来看一下我们的研究结果,我们这条红线可以看出是这种传统汽油车的一个基准,那么我们可以看到,我们BEV,下面有包括不同的,包括我们的燃煤、燃油、燃气和电等等,它的一个发电总能量消耗和汽油车的对比,最左边是我们的汽油车,我们可以看到无论是在我们任何一种发电方式下,我们的纯电动汽车在全生命周期,尽管我们在电力生产过程中可能我们会有很大一部分能量消耗,但是由于我们的纯电动汽车它的能量效率非常高,因此它的总能量消耗都是远远要优于传统汽油车的,那么我们也可以看到我们的煤晶燃料,在这里面除了燃煤发电驱动电动汽车之外,我也把甲醇单拿出来了,我们把不同的路径也都单拿了出来,我们可以看到在我们的红线中,最左边的两个是我们的电动汽车,也就是说从煤炭的这个角度来讲,我们的燃煤发电驱动电动汽车它的总能量消耗实际上也是最低的,我们最高的应该是煤间接制油推动亚胺式的汽车。
那么我们看一下我们的石油能量的消耗,这个是无须质疑的,如果我们采用的是传统汽油车或者是传统柴油车的话,那么我们是大量消耗燃油的,如果我们采用的是,无论是燃料电池,BEV,或者其他的梅质甲醇,煤质油等等,从保护石油资源的角度来讲都表现出了非常好的节约石油燃料的特点。
那我们看一下现在大家很关心的一个温室气体排放的情况,我们红线也是说我们传统汽油车作为一个基准,我们可以看到在我们的BEV里面,它基本上都是仅占了我们汽油车50%以内的,也就说尽管我们的电力生产过程中,我们产生了大量的二氧化碳排放,但是由于我们传统电动车效率非常高,在整个全生命周期角度来说,它还是表现出了一个非常良好的节约二氧化碳的这样一个效果,我们也是来看一下我们的煤质燃料,实际上煤质燃料或者煤质甲醇等等综合排放量还是很高的。
因为汽车是我们流动的污染源,纯电动汽车相当于是把污染物从数量众多的流动污染源转移到了数量非常有限的固定电力生产的一个固定污染源,非常便于对污染物进行一个集中处理。
我们从不同区域来分析一下,09年启动了“十城千辆”的城市纯电动汽车的全生命周期分析,在东北地区我们煤电大概要占到95%以上,在南方地区可能有30%的水电,这种水电的可再生能源的利用使得我们的电动汽车在不同区域推广效果是完全不同的。我们可以看到随着可再生能源的利用,像南方地区无论是能量的消耗还是温室气体的排放都要大大优于东北地区,当然我们东北地区电动汽车的推广肯定也是要比我们传统汽油车推广的时候,这个二氧化碳减排也是要优于很多的。
我们可以得出来这样的,通过我们刚才的计算,比如说像我们的深圳,它的总能量消耗仅是东北地区的78.5%,温室气体排放是东北地区的67.5%。
我们看一下纯电动汽车未来如果大规模发展的情况下,它综合的节能减排效果,我们用了一个曲线,无论是电动汽车或是新型事物,它总是要经过这样一个曲线的结构,我们对它进行了一个模型预测,在模型预测中我们考虑了一下这些参数,时间关系我不具体介绍。
我们2020年电动汽车的保有量预测大概能达到300万辆,这个时候主要是我们小型的纯电动为主,达到了260万辆吧,这是我们当时的一个预测结果。
我想和大家分享的,在300万辆这样一个规模下,这个是一个我们在车辆运行阶段,仅仅考虑车辆运行的时候,那如果我们电动汽车可以达到300万辆规模的话,我们的二氧化碳减排量可以达到1900万吨,如果我从一个全生命周期角度来讲,如果我采用的是电网电的话,那实际上我们的二氧化碳减排是有一个下降的,也就说它不可能减到1900万吨这么多,它大概减到的是1200万吨,其中有700万吨实际上是消耗在了电力生产这个阶段。但是如果我们能够采用可再生能源发电,比如说我们是太阳能发电的话,那实际上我们是一个完全二氧化碳在全生命周期都是一个0排放的。那我们实际上要比车辆运行阶段会有更大的一个减排效果,可以达到2500万吨的样子。
我们从未来电力需求上面,我们也可以看到中国未来的发电量可能会达到7.5万亿,如果我们电动汽车有一个300万辆的规模,我们的耗电量仅仅是达到200亿千瓦时,只占当年电网发电总量的1%左右,也就说我们的绿色部分可以说是非常小的,也就说从总量上来说,电动汽车不会对我们的电网产生任何影响。
刚才我们讨论的时候也说过,如果我们是采用风能或者太阳能,或者是可再生能源的话,会对电动汽车从全生命周期角度会有一个非常大的节能减排的效果,实际上我们现在风能、和太阳能等等可再生能源的发电,实际上对电网的功率波动性是比较大的,大规模应用后将会比较严重地影响到电网的安全和稳定,电动汽车的动力电池是具有一个存储电能的特性,因此我认为可以从这个方面,纯电动汽车可以有效地利用可再生能源发电,从而也真正实现电动汽车在全生命周期这样一个0排放的目标。
另外做一个简单的总结吧,在当前电力生产结构和发电效率的设置下,各种发电方式的纯电动汽车全生命周期的能量消耗和温室气体排放都优于传统汽油车的。随着水电、核电、风能等新能源发电比例的增加,纯电电动汽车的能量消耗和温室气体排放都有显著改善。采用煤发电驱动电动车辆是非常有效地利用我国煤炭资源,发展煤基车用能源最佳的途径。
我的演讲就到这里,谢谢大家!
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