文/車亮
圖/取自網(wǎng)絡(luò)
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近日，澳大利亞國家工程院外籍院士、南方科技大學(xué)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)學(xué)院院長劉克在專題演講中指出：“如果中國電網(wǎng)67%還是煤炭“如果電動汽車燃燒了，那么電動汽車是在增加碳排放，而不是減少碳排放。只有當(dāng)能源結(jié)構(gòu)和電網(wǎng)大部分由可再生能源組成時(shí)，電動汽車才能被視為清潔能源?！?/p>
此言一出，輿論嘩然，“電動車真的環(huán)保嗎？電動車和汽油車誰更環(huán)保？” 成為輿論焦點(diǎn)。
但其實(shí)你仔細(xì)看劉可的講話。 他沒有表達(dá)“燃燒汽車比電動汽車排放更低、更環(huán)?！钡囊馑肌?他只是質(zhì)疑“電動汽車環(huán)?！笔且粋€(gè)偽命題。 但輿論就是這樣，幾乎立刻就把話題轉(zhuǎn)到了“電動車和燃油車誰更環(huán)保”的爭論上。
因?yàn)椋袛嚯妱榆囀欠癍h(huán)保，必須有一個(gè)參照物，那就是燃油車。 比燃油車排放更低，即環(huán)保。 排放量比燃油車高，不環(huán)保。
如果失去燃油汽車的參照，按照我國的燃煤發(fā)電結(jié)構(gòu)，凡是用電的東西，實(shí)際上都會增加碳排放。 “是否環(huán)保”的討論就失去了意義。
我用一個(gè)簡單的方法來計(jì)算一下電動汽車和燃油汽車的碳排放量。 誰更高？ 電動汽車更環(huán)保，是偽命題嗎？
汽油車和電動車計(jì)算口徑不同
無論是計(jì)算電力還是汽油，從油井或發(fā)電廠到車輪都有一個(gè)旅程。 其中，碳排放必然產(chǎn)生于采礦、生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)。
目前，汽油在生產(chǎn)和運(yùn)輸環(huán)節(jié)的碳排放量還沒有統(tǒng)一的計(jì)算方法，所以我們暫時(shí)忽略它。
電力碳排放主要發(fā)生在生產(chǎn)（燃煤、風(fēng)電、水電、核電等）和交通運(yùn)輸中。 電動汽車運(yùn)輸?shù)杰囕v后，在行駛過程中幾乎不產(chǎn)生碳排放。
因此，對于汽油車來說，這里主要計(jì)算的是車輛使用過程中的碳排放量。 對于電動汽車來說，計(jì)算的是電力開采和運(yùn)輸?shù)奶寂欧帕俊?/p>
如何計(jì)算汽油車的碳排放量？
要計(jì)算汽油車的碳排放量，首先要引入一個(gè)概念：碳排放系數(shù)。
無論是煤炭、燃油還是石油氣，都有固定的碳排放因子。 即每燃燒一公斤能量產(chǎn)生的二氧化碳量。
汽油的碳排放系數(shù)為2.9251 kg-co2/kg。 簡單來說，每公斤汽油燃燒后產(chǎn)生2.9251公斤二氧化碳。
油的密度低于水的密度。 粗略計(jì)算，每升汽油重約750克。 燃燒后，會產(chǎn)生0.75*2.9251=2.194公斤二氧化碳。
據(jù)權(quán)威數(shù)據(jù)顯示，2019年，車企生產(chǎn)的所有燃油新車平均油耗為6.46L/100km（該數(shù)據(jù)僅統(tǒng)計(jì)燃油車，若算上新能源汽車，車企平均油耗為6.46L/100km）下降至 5.56L/100km)。
簡單計(jì)算一下，6.46*2.194=14.17公斤，也就是說燃油車平均每百公里產(chǎn)生14.17公斤二氧化碳，即每公里排放二氧化碳141.7克。
電動汽車的碳排放量如何計(jì)算？
電動汽車的碳排放主要考慮電力生產(chǎn)和運(yùn)輸過程中產(chǎn)生的碳排放。
這里要介紹的一個(gè)概念是：電網(wǎng)碳排放強(qiáng)度。 即電網(wǎng)每發(fā)電千瓦時(shí)產(chǎn)生的碳排放量，單位為1kg/kWh。 無論你燒煤，還是風(fēng)電、水電，這里都是一個(gè)綜合值。
我找了很久也沒找到最近一兩年的數(shù)據(jù)。 只在官方報(bào)道中看到：“根據(jù)2020年12月發(fā)布的《新時(shí)代的中國能源發(fā)展》白皮書，我國2019年碳排放強(qiáng)度比2005年下降48.1%?！?但具體數(shù)字并未透露。
計(jì)算2019年碳排放強(qiáng)度，只能找到2005年的數(shù)據(jù)。 我找到了一份“2005年我國區(qū)域電網(wǎng)供電單位平均二氧化碳排放量”的數(shù)據(jù)。
數(shù)據(jù)顯示，由于全國不同地區(qū)權(quán)力結(jié)構(gòu)不同，碳排放強(qiáng)度呈現(xiàn)較大差異。 其中，華北地區(qū)以煤電為主，電網(wǎng)碳排放強(qiáng)度達(dá)到1.246kg/kWh。 最低的是南方地區(qū)（廣東、廣西、云南、貴州），電網(wǎng)碳排放強(qiáng)度為0.714kg/kWh。
我們以華北電網(wǎng)碳排放強(qiáng)度最高的地區(qū)為基準(zhǔn)，將1.246乘以（1-0.481），得到0.65kg/kWh。 也就是說，生產(chǎn)一千瓦時(shí)的電力會產(chǎn)生650克的碳排放。
因?yàn)殡妱悠囋谑褂脮r(shí)不會產(chǎn)生碳排放。 因此，電網(wǎng)的碳排放量可以幾乎等于電動汽車的碳排放量。
我們假設(shè)電動汽車平均耗電量為15kWh/100km（一般小型電動汽車約為10-12kWh，一般大型電動汽車約為18-22kWh）。
將0.65公斤乘以15，得出電動汽車行駛100公里的碳排放量為9.75公斤，每公里碳排放量為97.5克。
根據(jù)2018年版《中國新能源汽車藍(lán)皮書》收錄的《中國背景下汽車碳排放判別與分析》一文，國家電網(wǎng)2015年、2016年、2017年碳排放強(qiáng)度為724克分別為 /kWh、694g/kWh 和 666g。 /kWh，呈逐年下降趨勢。
本文測算2019年電網(wǎng)碳排放強(qiáng)度為650g/kWh，也符合這一下降趨勢。 即使有出入，也只會接近或小于650g。 電動汽車的碳排放量實(shí)際上可能更低。
電動車確實(shí)比汽油車低碳，但凡事都有例外
從以上計(jì)算可以得出，電動汽車的碳排放量（每公里97.5克）明顯低于燃油車（每公里141.7克）。
因此，如果僅考慮使用周期，電動汽車的碳排放量無疑低于燃油汽車。
但凡事都有例外。 簡單計(jì)算一下，如果一輛大型電動車百公里耗電21.8度，那么每百公里會產(chǎn)生21.8乘以0.65，相當(dāng)于14.17公斤二氧化碳。 與汽油車相當(dāng)。
因此，如果電動汽車的能耗水平超過每百公里21.8度，就意味著這款電動汽車會比燃油汽車排放更多的二氧化碳，不太環(huán)保。
事實(shí)上，國內(nèi)很多大型電動汽車的實(shí)際能耗已經(jīng)達(dá)到甚至超過了百公里22度的水平。 此外，現(xiàn)在電動汽車企業(yè)為了追求續(xù)航，盲目增加電池的重量，導(dǎo)致整車重量超過兩噸，這加大了電動汽車的能耗壓力。
有媒體報(bào)道稱，Model S的二氧化碳排放量經(jīng)計(jì)算為每公里222克（計(jì)算方法未知）。
所以，下次你遇到開大型電動車的朋友，如果他自豪地宣稱自己為地球多種了幾棵樹，請把你的五菱宏光鑰匙扔到他臉上，大聲告訴他：我比你更環(huán)保！
電動車與燃油車之戰(zhàn)是一場撲朔迷離的交鋒
但這就是結(jié)局嗎？ 電動汽車與燃油汽車的環(huán)保之爭還遠(yuǎn)未結(jié)束。
比如，電動車冬天沒電了怎么辦？ 冬天充滿電，起床時(shí)還剩一半，不然長時(shí)間不開機(jī)就沒電了。 失去電力，耗電量莫名其妙增加，碳排放量如何計(jì)算？
再比如，汽車行業(yè)的一個(gè)共識是，電動汽車的生產(chǎn)比燃油汽車的生產(chǎn)產(chǎn)生更多的碳。 尤其是在電池的生產(chǎn)中，稀有元素“鈷”在開采和提煉過程中會產(chǎn)生大量的碳。 根據(jù)該機(jī)構(gòu)的計(jì)算，電動汽車生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的碳總量比燃油汽車高40%-50%。
但這些事實(shí)中國燃油車，由于缺乏統(tǒng)一的官方數(shù)據(jù)導(dǎo)出和計(jì)算，變成了一個(gè)混亂的賬目。 這也讓電動車與燃油車的爭論難以有定論。
此外，燃油車派也有自己堅(jiān)定的支持者。
豐田、馬自達(dá)等日本車企都堅(jiān)定支持燃油車。 他們的核心觀點(diǎn)是：通過內(nèi)燃機(jī)燃油效率的提高以及混合動力技術(shù)的加入，燃油汽車的碳排放量可以低于電動汽車。
事實(shí)上，確實(shí)如此。 如果按照上述數(shù)據(jù)計(jì)算，當(dāng)燃油車油耗低于4.44L時(shí)，實(shí)際上百公里產(chǎn)生的碳排放量不到9.75公斤，已經(jīng)低于消耗燃油的電動車了。每100公里15度。 車。
因此，內(nèi)燃機(jī)和混合動力技術(shù)還是有前景的，確??實(shí)有可能實(shí)現(xiàn)比電動汽車更低的排放中國燃油車，實(shí)現(xiàn)真正的環(huán)保。
當(dāng)然，隨著碳中和目標(biāo)的提出以及國家電網(wǎng)中燃煤發(fā)電比例的逐步降低（例如國家近期叫停了多個(gè)燃煤發(fā)電項(xiàng)目），電網(wǎng)的碳強(qiáng)度電動汽車的碳排放量也會減少。 將呈現(xiàn)逐年下降趨勢。
燃油車和電動車誰更環(huán)保？ 這兩條平行的軌道正朝著低碳的目標(biāo)奔跑。 關(guān)于碳排放的爭論將長期持續(xù)。
驅(qū)動價(jià)值
回到文章開頭的觀點(diǎn)，劉克院士其實(shí)是對的。 在煤電為主的發(fā)電結(jié)構(gòu)下，電動汽車確實(shí)在增加碳排放。 只有清潔能源成為主流，國家電網(wǎng)碳排??放強(qiáng)度接近零，電動汽車企業(yè)以水電、風(fēng)電等能源為主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)，電池逐步實(shí)現(xiàn)無鈷化，電動汽車才能真正實(shí)現(xiàn)零鈷化。達(dá)到零排放。
但以此來否定電動汽車的大勢并不可取。 發(fā)展本身不能因?yàn)榘l(fā)展過程中出現(xiàn)的問題而被否定。
此外，除了石油能源瓶頸這一國家戰(zhàn)略問題外，就技術(shù)本身而言，燃油發(fā)動機(jī)效率提升的天花板遠(yuǎn)低于改善動力能源結(jié)構(gòu)的天花板。
我相信大家都能清楚地看到這個(gè)長期趨勢。 那么，為什么要因?yàn)殡妱悠嚢l(fā)展過程中的碳排放問題而否定電動汽車本身呢？