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每经记者 孙桐桐 李彪 每经编辑 陈星

电动汽车低碳环保似乎已成为“真理”,但您领会事情的全貌吗?

随着天下多国提出碳达峰、碳中和时间表,汽车领域关于电动车和燃油车谁更低碳环保的话题也被频频提及。

2020年底,在日本汽车制造商协会年终新闻公布会上,丰田汽车社长丰田章男对电动汽车的谈论异常猛烈,称电动汽车被过分炒作。他以为,当下电动汽车支持者没有思量发电发生的碳排放和电动汽车转型的成本。

令丰田章男难以想象的是,新能源观点已经引爆资本市场,全球年销量不到50万辆的特斯拉,一年时间市值累计涨幅超7倍,成为全球市值最高车企。特斯拉的市值是丰田的3倍多,销量却仅为丰田的5%。

虽然新能源观点在资本市场的显示有着非理性的一面,但碳中和目的倒逼全球汽车公司加速生长新能源却是不争的事实。国家发改委能源研究所研究员姜克隽以为,将发电环节的碳排放转换后,电动汽车依然是低碳的。

电动车到底有没有污染?与燃油车相比,它的低碳效应要若何量化?《逐日经济新闻(博客,微博)》记者从两类汽车的生产、使用和报废等全生命周期举行比对,睁开深入采访和调研,为您揭晓谜底。

发电结构测算:电动车具有较好减排优势

事实上,对电动汽车和燃油车到底谁更低碳环保这一问题,业内、机构和专家始终有差别看法,而争论的焦点群集在发电环节上。

华泰证券曾作过一个简朴的测算,并作出了一些中性的参数假设。

能耗方面,凭据AutoLab数据,2020年中国主要的157款纯电动车的百公里耗电量大致在12KWh~20KWh,假设为16KWh,而纯汽油车在平滑路面上每百公里耗油量为4~8L,假设为6L;

输电和充放电效率方面,凭据美国能源局的研究,2019年电动车新能源转换效率约为90%,同时思量远距离输电效率约90%;

凭据中国碳排放交易网数据,2019年汽油的碳排放强度为2.361kg/L,而凭据北极星电力网数据,2018年火电碳排放强度均值到达841g/KWh。

凭据上述数据假设,在新增发电为100%火电的条件下,电动车现实新增碳排放为17.43kg/百公里,高于传统燃油车的14.17kg/百公里,而当新增火电的比重降至80%或以下时,电动车的现实碳排放才小于燃油车。

姜克隽以为,即便将发电环节的碳排放转换后,电动汽车依然是低碳的。他算了一笔账。现在,电动汽车百公里电耗在15KWh左右。依据我国现在的发电结构,2019年平均每KWh二氧化碳排放在0.51kg,也就是电动汽车每百公里二氧化碳排放在7.6kg左右。而一辆百公里油耗7L的小汽车,二氧化碳排放量在17.2kg左右。纵然最先进的夹杂动力小汽车,在北京门路工况下,百公里油耗3.7L,其二氧化碳排放也在9.1kg左右。也就是说,今天的电动车,已经具有较好的碳排放减排优势。姜克隽在举行上述推算时,提到了一个条件条件――发电结构。

实在,发电环节有一个关键词异常主要,那就是“火电”或“燃煤发电”。换句话说,用什么质料发电,对排放效果至关主要。

丰田章男举例称,在日本电力供应中,火力发电占到77%,可再生能源和核电占比只有23%。与之形成鲜明对比的是,德国火电占比不到60%,可再生能源和核电占比约47%。而核电大国法国的可再生能源和核电占比高达89%,火电只占11%。因此从碳中和的角度来说,若是把电力生产环节的碳排放思量进去的话,以丰田为例,同样是YARIS这款车,在法国生产更环保。

我国的能源组成情况若何呢?在发电量方面,火电仍占大头。凭据Wind数据,2020年12月,火电发电累计同比增进1.2%,已经比2019年同期下降0.7个百分点,比2018年同期更是下降4.8个百分点。凭据中国电力企业团结会公布的《中国电力行业年度生长讲述2020》,2019年,我国全口径发电量为73266亿千瓦时,比上年增进4.7%。从分项数据看,煤电发电量增速最低。该讲述还展望,2035年我国非化石能源发电装机比重跨越60%,发电能源占一次能源消费比重跨越57%。换句话说,机构测算中“新增发电为100%火电”的条件并不科学,而且随着时间的推移,我国非化石能源发电占比将越来越高。

全生命周期测算:电动汽车减碳优于燃油车

在全生命周期的盘算中,电动汽车也更低碳。

姜克隽示意,根据近期的研究,每辆汽油车的生产制造以及原质料的二氧化碳排放为8吨,电动车排放为10.5吨,其中电池制造为4吨。

2019年,我国汽油车生产制造排放仍为8吨左右,而电动车的生产制造排放,由于电池手艺提高和整车重量的下降,已经降到9吨左右。

姜克隽称,若是思量小汽车寿命期内行驶距离在20万公里左右,则加上运行历程中的排放,电动车在24.8吨左右,汽油车在42.4吨,高性能夹杂动力汽车在27吨左右。

中国汽车工程学会公布的《汽车生命周期温室气体及大气污染物排放评价讲述2019》也显示,在天下平均电力水平下,各级别(A00、A0、A、B、C级)纯电动乘用车相比对应级其余汽油乘用车,全生命周期温室气体减排比例为21%~33%。

此外,纯电动车辆VOCs削减比例约为75%。对于氮氧化物,A00~B级纯电动乘用车相比同级别汽油乘用车的削减比例为6%~26%,C级纯电动乘用车与汽油乘用车排放因子相当。

需要注重的是,上述《讲述》指出,差别区域电网电力对于温室气体、氮氧化物、一次PM2.5的排放影响较大,主要是由于三种排放物主要泉源于车辆的燃料周期。

以温室气体为例,使用天下平均电力时,纯电动乘用车可削减21%~33%的温室气体,而在可再生能源占比较高的南方区域电网下,温室气体的削减比例可上升至35%~46%。

此外,不得不提的是,不仅仅是政策在倒逼,市场也在努力营造非化石能源生长的环境。现在,光伏发电成本已低于火电,这也为非化石能源替换化石能源提供了异常好的契机。

国际可再生能源署公布的《2019年可再生能源发电成本讲述》显示,2010~2019年,全球光伏发电度电成本已经从0.378美元降至0.068美元,降幅达82%。

“在未来的中国能源计划中,太阳能(000591,股吧)、风能、核能等清洁电能是重点生长方向,即将变化的能源款式配合电动汽车的大规模应用,排放和污染将会降低再降低。”中国电动汽车百人会副理事长、中国科学院院士欧阳明高示意。

姜克隽以为,实现碳中和需要能源系统的显著转型。到2050年,交通实现净零排放,主要途径是门路交通内里,除一部门重型卡车使用氢燃料电池手艺外,其他车辆都为电动车。中大型汽船接纳氢燃料电池作为推动能源,其他为电池驱动。铁路运输中难以电气化的铁路运输用氢燃料电池驱动。航空中小型飞机接纳电池驱动,大型飞机近一半用生物航煤,其他为氢动力飞机。

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“未来电力系统净零排放或者负排放,电动汽车就没有排放问题,生命周期的排放也近于零。”姜克隽说。

盲目追求高续航对低碳环保无益

除了“行驶排放账”“能源结构账”,另有一本账不容忽视,那就是高续航的电动车是否低碳环保。

近年来,随着动力电池手艺的提高和成本降低,电动车续航里程稳步提升。当前,高续航里程成为多数车企追求的目的。蔚来汽车、智己汽车、广汽埃安相继宣布将推出1000公里续航电动车。

而中国工程院院士杨裕生曾多次公然呼吁应理性看待续航里程:“续航里程越高,意味着装载的电池越多,耗电多不环保,特斯拉就是典型的例子。单纯生长高续航的纯电动车,也违反了我们生长电动车节能减排的宗旨。”

据媒体报道,此前有消费者在中国香港花5.1万美元买了一辆Model S,在通过新加坡政府车辆碳排放(CEVS)尺度检测时被见告:Model S在测试后被认定为“非环境友好车型”,被新加坡陆路交通治理局处以1.088万美元的罚款。据披露,Model S二氧化碳排放量为每公里222克(包罗发电环节发生的二氧化碳),属于严重超标。

“假设差别续航里程的电动车接纳同一种电力泉源,那此时‘百公里能耗’将成为评判电动车碳排放的主要指标。百公里能耗越低,意味着行驶相同里程所需要的电量就越低,碳排放响应也就越低。对于用户而言,能耗越低,行驶相同的距离,破费也就越少。”爱驰汽车相关手艺专家告诉《逐日经济新闻》记者,对于电动车而言,不应该一味追求续航里程的是非,更应该注重能耗显示。

事实上,高续航电动车的碳排放与电池能量密度也有一定关系。

“续航500公里和800公里的电动车,若是电池能量密度相同,就意味着800公里的车比500公里的车重,耗电就更高,碳排放也就更高。但假设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整车重量都是一样的,电耗、碳排放也就相同。”一位动力电池行业专家告诉《逐日经济新闻》记者,通过提升电池能量密度来提升续航里程,未必会增添碳排放。但产业化的条件是手艺要成熟,平安性能大幅提升。

从现在的行业应用来看,智己汽车使用的“掺硅补锂”电池,能量密度大约是磷酸铁锂电池包的1.6倍,大约是三元锂电池包的1.3~1.4倍。

此外,大型电动车也不利于降低碳排放。

上述《汽车生命周期温室气体及大气污染物排放评价讲述2019》解释,假定所有车辆均在天下平均电力情况下生产、组装、使用,从车辆级别角度来看,无论是对于汽油乘用车或是纯电动乘用车,A00级别车辆均具有最小的温室气体排放因子,随着车辆级其余增添(从A00至C),全生命周期的温室气体排放水平依次增添,这是由于较高级别车辆的燃料周期和质料周期温室气体排放水平均高于低级其余车辆。

因此,中国汽车工程学会建议,未来应加速确立新能源汽车能耗尺度,控制各级别新能源汽车的能源消耗。同时,汽车产业应连续推进车辆的小型化生长,激励合理优化纯电动车续航里程设置,制止盲目追求续航里程造成的资源虚耗和能耗排放增添。

动力电池接纳减排不容忽视

节能环保不仅体现在车辆生产、使用上,对电动汽车而言,动力电池的碳排放和污染防控也是主要一环。

只管动力电池的使用历程可以实现清洁零排放,但动力电池的生产却是一个高耗能的环节。动力电池生产的整个流程可以简朴分为上游的原质料获取及加工、电池制造组装两个环节。

全球性环保组织绿色和平在其公布的《2030年新能源汽车电池循环经济潜力研究讲述》中提出,以镍钴锰三元电池为例,以每千瓦时发生的二氧化碳当量为单元,其中上游原质料环节可发生碳排放约59kg。电池制造组装阶段所发生的碳排放与能源结构有很大关系,若以清洁能源为主,该阶段的碳排放可低至2kg,但若依赖传统化石能源,碳排放最高可达47kg。因此,动力电池整个生产历程的总碳排放,因生产厂商所在国家的能源结构差别,估算在61~106kg/ KWh。

“动力电池的污染主要存在于接纳端,例如,由于未能妥善处理,动力电池中的电解液等物质流出,会造成土壤污染以及水污染。预计从2020年起,我国最先进入电动车大规模退役潮,2020年退役量预计到达约14万吨,累计退役量约25万吨,动力电池接纳端带来的污染不能忽视。”宁德时代(300750,股吧)相关负责人对《逐日经济新闻》记者示意。

虽然国家制订了较为完善的政策治理系统,然则动力电池接纳产业为快速生长的新事物,响应的治理制度需要连续完善和优化。

“现在,国家麋集出台相关政策,通过编码和溯源治理平台,对动力蓄电池,从生产、销售、使用、报废、接纳、行使全生命周期举行信息采集,监控各环节责任主体。同时,随着科技水平的提升,动力电池中重金属等接纳效率也逐步提升。动力电池的环保性正在逐渐改善。”上述宁德时代负责人示意。

据领会,退役动力电池举行梯次行使,主要包罗储能系统、通讯基站、数据中心的备用电源系统、充电站和低速电动车等领域,替换部门新电池的需求,从而到达削减碳排放的效果。

上述讲述实验量化评估了我国退役电池梯次行使对新电池原质料获取及加工环节的减排效益。在中国,若将2025年80%的乘用电动汽车和商用电动汽车退役的动力电池举行梯次行使,理论上会比制造一致电量的全新电池碳排放削减185万吨。2030年梯次行使退役动力电池将比制造新电池削减909万吨碳排放。

上述讲述数据显示,2021~2030年,中国退役的动力电池将到达708GWh,将这些电池有用地梯次行使将比制造等量的新电池削减近3342万吨碳排放。

而随着电动汽车手艺逐步提升,规模化应用已迎来市场发作节点,这将进一步降低动力电池接纳再行使的成本,促进动力电池环节的减排,从而削减车辆全生命周期的污染和排放。汽车电动化不等于“纯电化”

虽然生长电动汽车已是大势所趋,但这并不意味着燃油车的内燃机节油手艺提升毫无意义。

“若是优化后的内燃机再和电动系统结合起来,两者优势互补,就可以加倍节能减排,削减用户的肩负。”杨裕生以为,在汽车电动化趋势的大潮下,传统燃油车可能会逐渐削减,但内燃机手艺在不断提高,油耗连续降低,使用成本也在逐步下降。

事实上,对“纯电化”的“纠偏”也得到了政策上的明确一定。

2020年10月,由中国汽车工程学会组织修订体例的《节能与新能源汽车手艺门路图2.0》中,用“周全电驱动化”取代了“禁燃时间表”,提出“到2035年,夹杂动力新车占传统能源乘用车的100%”。

国务院办公厅公布的《新能源汽车产业生长计划(2021~2035年)》也指出,以纯电动汽车、插电式夹杂动力(含增程式)汽车、燃料电池汽车为“三纵”,结构整车手艺创新链。

“中国向天下答应2060年到达碳中和,汽车产业转型升级迫在眉睫,要根据减碳、低碳到零碳这个门路,以是混动是不能缺失的、最有用的手艺。节能汽车和新能源汽车要双轮驱动,同步生长。我国的目的是2025年乘用车油耗降至4L/百公里,若是没有混动手艺支持,这个目的难以实现。”中国汽车工程学会信用理事长付于武以为。

值得一提的是,由于理论上零排放的特征,氢燃料电池被视为汽车行业实现“碳中和”的最终方案。现在国家已确定将氢能纳入能源战略系统,明确了氢能在能源系统中的定位。

公然资料显示,我国已设立了多个燃料电池汽车树模都会,累计运行车辆跨越5000辆,累计运行里程跨越1亿公里,已建和在建的加氢站跨越140座。

2020年9月,财政部、工信部、科技部、国家发改委、国家能源局团结公布了《关于开展燃料电池汽车树模应用的通知》,提出以都会群开展树模。

天下政协副主席、中国科学手艺协会主席万钢指出,从能源的角度来看,要实现碳中和、碳达峰目的,需要更多地生长可再生能源。其中,氢气具有泉源多样化、驱动高效率、运行零排放等特征。而燃料电池汽车则可以广泛地应用于交通、修建、工业和更高效的储能领域,可推动汽车产业碳达峰、碳中和的目的准期杀青。

(责任编辑:李佳佳 HN153)
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