城市公交車是我國新能源汽車最為活躍的創(chuàng)新領(lǐng)域,我國新能源公交客車推廣規(guī)模已超過6萬輛,居世界前列,但關(guān)于新能源客車的主流技術(shù)路線、補(bǔ)貼方式、商業(yè)模式、可持續(xù)發(fā)展等諸多方面還存在許多模糊的看法。為深入評價我國新能源公交車的各主流技術(shù)路線的推廣效果,在關(guān)鍵數(shù)據(jù)支撐基礎(chǔ)上提出更有針對性的政策建議,中國電動汽車百人會成立了專項(xiàng)課題組,對全國范圍的公交企業(yè)進(jìn)行意見征詢,最終形成了《新能源公交車示范推廣與商業(yè)模式研究》報告。
前言
新能源汽車噪音低、“污染少”已被消費(fèi)者熟知,然而車輛能源在生產(chǎn)、運(yùn)輸階段是否也比傳統(tǒng)車輛環(huán)保,在各階段的排放又是多少?下面將從新能源公交汽車能源生產(chǎn)到車輛使用環(huán)節(jié)對主要排放物進(jìn)行評估,讓消費(fèi)者更加全面了解新能源汽車。
本文將從不同公交技術(shù)路線對環(huán)境的總體影響出發(fā),建立能源從生產(chǎn)到使用的全生命周期評價模型�；谠系拈_采、運(yùn)輸,到燃料的生產(chǎn)、運(yùn)輸和儲存,再到車輛的使用全過程,對溫室氣體(CO2)排放和各項(xiàng)污染物排放(PM,NOx,VOC,CO等)在城區(qū)和全國范圍內(nèi)進(jìn)行量化評估。
圖1 環(huán)保性評價模型
減排效果評估結(jié)果
基于各種公交技術(shù)路線的主要能源(柴油和電力)的上游生產(chǎn)和運(yùn)輸過程數(shù)據(jù),結(jié)合不同公交技術(shù)路線的實(shí)際使用能耗,對能源生產(chǎn)階段和車輛使用階段的溫室氣體排放,及主要污染物排放進(jìn)行了量化評估。分析結(jié)果如下:
(1)溫室氣體(CO2)排放
純電動客車只在發(fā)電階段有CO2排放,柴油車和插電式客車的CO2排放則主要集中在車輛行駛階段。分析結(jié)果表明,燃油消耗為38L/100km的國四排放的12米公交車每公里CO2排放為1103g,在全國電網(wǎng)的平均水平和構(gòu)成下,百公里電耗120kWh的純電驅(qū)動公交車每公里的CO2排放為943g,插電式混合動力客車為870g。電動化后CO2排放比柴油車降低15%-20%,具有顯著的降低碳排放的效益。
圖2 不同類型公交車車公里溫室氣體(CO2)排放對比(單位g)
由于車輛運(yùn)輸容量不同,尤其是慢充式電動汽車,大量的電池裝載量影響了車輛的有效承載力。因此從車輛的有效運(yùn)輸量評價其CO2排放顯得更加科學(xué)合理。國際上常用每人每公里CO2排放作為評價指標(biāo)。分析結(jié)果表明,慢充式純電動車型由于車內(nèi)空間受限,每公里運(yùn)載人數(shù)少于其他車型,因此導(dǎo)致其每人每公里CO2排放反而略高于柴油車,而其他純電驅(qū)動車型CO2排放仍低于柴油車。
圖3 不同類型公交車人公里溫室氣體(CO2)排放對比(單位:g)
(2)導(dǎo)致霧霾的氣體污染物排放
公交車在城市區(qū)域內(nèi)運(yùn)行的氣體污染物排放是城市空氣污染的重要來源。為量化不同類型公交車對城市霧霾的影響,將公交車在城市內(nèi)運(yùn)行的排放以及城市以外的排放分別計算并比較。
在城市區(qū)域內(nèi),柴油車污染物排放包括CO、VOC、NOx和PM,這些都是霧霾成因之一。從累計數(shù)量來看,滿足國四排放,每年行駛7萬公里的12米公交客車,其年排放污染物總量為1072kg,而純電驅(qū)動車輛的城區(qū)排放為零,相當(dāng)于減少了1072kg形成霧霾的機(jī)動車排放,極大改善了區(qū)域環(huán)境質(zhì)量。至于插電式混合動力客車,至少有20%的上述污染物總量減少,并隨著電行駛里程的增加,降低幅度進(jìn)一步上升。
注:國四柴油車每年7萬公里里程,在城區(qū)內(nèi)匯集排放污染物1.1噸,純電動車排放為零
圖4 不同類型公交車導(dǎo)致霧霾的城區(qū)污染物對比(單位:kg/年車)
在城市區(qū)域以外,即使作為傳統(tǒng)混合動力運(yùn)行,插電式客車的氣體污染物排放也比柴油車要有所改善。至于純電驅(qū)動客車,由于考慮了電力生產(chǎn)的排放,因此相對于柴油車會有所增加,每年每輛車增加187kg的排放。
圖5 不同類型公交車導(dǎo)致霧霾的城外污染物對比(單位:kg/年車)
如果將全國作為一個系統(tǒng)來評價分析,也就是全生命周期分析,柴油車每年的排放為1146kg,而純電動車為279kg,降低了75%的氣體污染物排放;插電式車型的排放為895kg,降低幅度為22%,并且其減排比例將隨著實(shí)際運(yùn)行中純電里程所占的比例的上升而進(jìn)一步增加,這可以通過采用多次充電(快充)的措施實(shí)現(xiàn)。
圖6 不同類型公交車導(dǎo)致霧霾的全國污染物對比(單位:kg/年車)
結(jié)論
新能源公交車人公里CO2排放普遍低于傳統(tǒng)柴油公交車。根據(jù)對柴油、插電式混合動力、慢充、快充、換電、在線充電和增程式公交車的人公里溫室氣體(CO2)評估發(fā)現(xiàn),插電式混合動力公交車能源生產(chǎn)和車輛使用階段總排放最少,為14g,排放主要集中在車輛使用階段;慢充公交車由于空間受限,人公里CO2排放最高,為19g,全部在能源生產(chǎn)階段產(chǎn)生;快充、換電、增程和在線充電公交車為16g,車輛使用階段排放為零,全部在能源生產(chǎn)階段產(chǎn)生;柴油公交車人公里CO2排放為18g,只低于慢充公交車,比其他形式車輛排放都高。
新能源公交導(dǎo)致霧霾污染物低于柴油公交車。綜合城區(qū)和城外(也就是全國)導(dǎo)致霧霾污染物對比,純電動公交車最少,為279 kg/年車,且在城區(qū)內(nèi)為零;插電式公交車和傳統(tǒng)柴油公交車由于使用了柴油,導(dǎo)致霧霾的污染物主要集中在城區(qū)內(nèi),城區(qū)外的污染物較少,總污染物為895 kg/年車;導(dǎo)致霧霾污染物最高的為傳統(tǒng)柴油公交車,達(dá)到1164 kg/年車,而且主要集中在城區(qū)內(nèi)。
所以,新能源公交車降低了碳排放和導(dǎo)致霧霾的污染物,起到了減排、改善環(huán)境質(zhì)量的作用。