本站小編為你精心準(zhǔn)備了新能源汽車節(jié)能減排潛力分析參考范文，愿這些范文能點燃您思維的火花，激發(fā)您的寫作靈感。歡迎深入閱讀并收藏。

摘要：

采用車用燃料生命周期分析法，對北京市推廣的電動出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車和租賃電動車的節(jié)能效應(yīng)和減排效應(yīng)進(jìn)行量化分析，結(jié)合北京市電動車的運(yùn)行情況對新能源電動車的碳排放影響因素進(jìn)行分析，在此基礎(chǔ)上對“十三五”期間北京市新能源汽車節(jié)能減排效果預(yù)測，并據(jù)此提出一定發(fā)展路徑的政策建議。研究認(rèn)為：北京市現(xiàn)行推廣的電動出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車和租賃電動車具有較好的節(jié)能減排效果；發(fā)電結(jié)構(gòu)、車用燃料類型等影響因素對電動車的減排效果影響較大；預(yù)計到2020年，推廣的新能源電動車將節(jié)能154769萬千瓦時、減排CO239.4萬噸。

關(guān)鍵詞：

新能源汽車；節(jié)能減排；車用燃料生命周期；“十三五”

隨著節(jié)能減排標(biāo)準(zhǔn)日益嚴(yán)厲（或成全球最嚴(yán)的京六標(biāo)準(zhǔn)擬于2017年實施），節(jié)能汽車和新能源汽車成為各車企未來主要發(fā)展方向，各大車企公布的“十三五”規(guī)劃也均把節(jié)能和新能源汽車作為未來發(fā)展重點。中國工信部官方數(shù)據(jù)顯示，僅2015年1—10月，新能源汽車?yán)塾嬌a(chǎn)20.69萬輛，同比增長3倍。但是，無論是從國家政策還是從企業(yè)的關(guān)注程度來看，已推廣的新能源汽車帶來的節(jié)能減排效果，特別是為北京這類容易擁堵的特大城市緩解空氣污染的效果如何，都直接影響“十三五”期間整個新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的方向[1－2]。生命周期評價（LifeCycleAssessment，LCA）[3]是一種對產(chǎn)品從“搖籃到墳?zāi)埂鄙芷谌^程的環(huán)境和資源評價方法，國外很早就開展了相關(guān)研究及應(yīng)用。WTW（WellToWheel）分析法是LCA專用于評價交通機(jī)動工具燃料的一種方法[4]，包括原料的開采、原料的運(yùn)輸、燃料的生產(chǎn)、燃料的運(yùn)輸與加注及燃料的使用等5個環(huán)節(jié)。WTW分析法將這5個環(huán)節(jié)劃分為油井到油箱（Wellto-Tank，WTT）和油箱到車輪（Tank-to-Wheel，TTW）兩個過程，給出了包括WTT和TTW兩過程中各環(huán)節(jié)相關(guān)的能量效率及CO2排放量的計算方法[5]。本文使用該方法，對北京市開始推廣的電動出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車和租賃電動車的節(jié)能效應(yīng)和減排效應(yīng)進(jìn)行量化分析，核算出自2012年起至今北京市推廣的電動汽車?yán)塾嫷墓?jié)能減排效果。交通運(yùn)輸是城市能源消耗和碳排放的重點行業(yè)，為通過節(jié)能減排實現(xiàn)低碳城市發(fā)展目標(biāo)，傳統(tǒng)汽油車向新能源汽車的轉(zhuǎn)型是一項重要的舉措[6]，其中電動汽車因其節(jié)能減排的優(yōu)勢將在這次轉(zhuǎn)型中發(fā)揮重要作用。本研究在全面總結(jié)北京市電動汽車節(jié)能減排研究成果的基礎(chǔ)上，分析了影響電動汽車的減排因素，并結(jié)合北京市電動汽車的使用情況[7]，分析了電動汽車的碳排放及其減排潛力。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對“十三五”期間北京市新能源汽車節(jié)能減排效果預(yù)測，據(jù)此進(jìn)行一定的發(fā)展路徑分析。

一、北京市新能源汽車節(jié)能減排效果評估

本文以北京市全部在運(yùn)的電動出租車、電動公交車、電動環(huán)衛(wèi)車，以及新能源汽車租賃服務(wù)的部分汽車為研究對象，結(jié)合北京市發(fā)電能源結(jié)構(gòu)，在相同行駛里程的統(tǒng)一核算口徑下，對以上幾種車型的節(jié)能和碳減排效應(yīng)進(jìn)行分析，探尋影響新能源汽車碳排放的主要因素，并在《北京市電動汽車推廣應(yīng)用行動計劃（2014—2017年）》①等規(guī)劃情景下，對北京市“十三五”期間新能源汽車節(jié)能減排效果進(jìn)行模擬，并提出政策建議。“北京市電動汽車監(jiān)控與服務(wù)中心”（以下簡稱“監(jiān)控中心”）對北京電動出租車、電動公交車、電動環(huán)衛(wèi)車、電動汽車租賃等分別從2012年7月、2014年1月、2013年1月、2015年6月開始實施監(jiān)控。與2012年7月監(jiān)控中心初始錄入電動車輛總計290輛相比，截至2015年11月，監(jiān)控中心錄入電動車輛總計已達(dá)4229輛，增長了13.6倍。監(jiān)控車輛共計3771輛，監(jiān)控比例達(dá)89.2%，北京市新能源電動車的推廣和實施在“十二五”期間已經(jīng)取得一定進(jìn)展。以下研究依托于該監(jiān)控數(shù)據(jù)平臺完成。

（一）北京市出租車的節(jié)能減排分析1.2012年7月—2015年11月，北京電動出租車總計節(jié)能5781.4萬千瓦時。2011年，首批北汽福田“迷笛”純電動出租車在延慶縣示范運(yùn)行。從2012年4月開始，陸續(xù)在延慶、房山、密云、平谷、大興、昌平、懷柔、通州、順義等區(qū)縣推廣，按規(guī)劃至2017年在全市10個郊區(qū)縣運(yùn)行車輛總數(shù)達(dá)5000輛以上。截至2015年11月，監(jiān)控中心錄入電動出租車輛總計2479輛，監(jiān)控車輛數(shù)為2298輛，監(jiān)控比例92.7%，累計行駛里程12793萬公里。研究結(jié)果顯示，2012年7月—2015年11月，電動出租車總計節(jié)能5781.4萬千瓦時，折合為482.8萬噸汽油。電動出租車對燃油出租車有明顯的節(jié)能替代效應(yīng)，但近5年電動出租車保有量大幅增加，導(dǎo)致出租車能耗總量快速上漲。2.2012年7月—2015年11月北京電動出租車總計減排5369.5噸。基于車用燃料全生命周期對電動出租車的CO2排放量進(jìn)行核算，結(jié)果表明，2012年7月—2015年11月電動出租車總計減排5369.54噸，具有減排優(yōu)勢。在控制出租車總量的前提下，加之北京相比其他城市發(fā)電結(jié)構(gòu)更優(yōu)，所以大力推廣電動出租車，對北京這類特大城市而言減排效果將更明顯。

（二）北京市公交車的節(jié)能減排分析1.2014年1月—2015年11月電動公交車總計節(jié)能380.9萬千瓦時。截至2015年11月，監(jiān)控中心錄入電動車輛總計391輛，比2014年1月增長了39.6%，累計行駛里程為316.3萬公里。分析結(jié)果顯示，2014年1月到2015年11月電動公交車總計節(jié)能380.9萬千瓦時，折合為31.8萬噸汽油。2.電動公交車的CO2排放量僅為燃油公交車的79.3%。2014年1月—2015年11月電動公交車總計減少排放625.9噸，電動公交車的CO2排放量僅為燃油公交車的79.3%，“十三五”期間增加公交車的運(yùn)營數(shù)量，特別是增加電動公交車的運(yùn)營數(shù)量，具有較大的減排優(yōu)勢。

（三）北京市環(huán)衛(wèi)車的節(jié)能減排分析2013年1月電動環(huán)衛(wèi)車輛總計871輛，其中2噸環(huán)衛(wèi)車807輛、8噸環(huán)衛(wèi)車33輛、16噸環(huán)衛(wèi)車31輛。截至2015年11月，電動環(huán)衛(wèi)車輛總計1324輛，2噸和8噸的環(huán)衛(wèi)車數(shù)量分別增長51.1%和139.4%，16噸環(huán)衛(wèi)車數(shù)量降低16%，總量增長52%。1.電動環(huán)衛(wèi)車能耗僅為燃油環(huán)衛(wèi)車的77.1%。2013年1月—2015年11月電動環(huán)衛(wèi)車總計節(jié)能53.6萬千瓦時，折合為4.3萬噸汽油，電動環(huán)衛(wèi)車能耗為燃油環(huán)衛(wèi)車的77.1%。北京市環(huán)衛(wèi)集團(tuán)推廣使用新開發(fā)的純電動環(huán)衛(wèi)車?yán)m(xù)航里程可以達(dá)到360公里、連續(xù)作業(yè)時間達(dá)7小時，作業(yè)效率相當(dāng)于20個環(huán)衛(wèi)工人的工作量，可以節(jié)省80%以上的勞動量，但使用和維護(hù)成本還不到傳統(tǒng)環(huán)衛(wèi)車的三分之一，節(jié)能和成本節(jié)約效果明顯。2.電動環(huán)衛(wèi)車碳排放量為燃油公交車的92.3%。基于2013年1月—2015年11月環(huán)衛(wèi)車運(yùn)營數(shù)據(jù)，電動環(huán)衛(wèi)車總計減少排放48.53噸，碳排放量為燃油公交車的92.3%。相比公交車和出租車，電動環(huán)衛(wèi)車的減排優(yōu)勢并非特別突出，究其原因，電動環(huán)衛(wèi)車的電力系統(tǒng)除了需要供給車輛本身的驅(qū)動之外，還需要滿足環(huán)衛(wèi)車本身的清潔作業(yè)需求，而傳統(tǒng)燃油環(huán)衛(wèi)車的清潔作業(yè)工序能耗則不計入百公里油耗。如果采用統(tǒng)一計算口徑，電動環(huán)衛(wèi)車的減排效果更樂觀。

（四）北京市汽車租賃的節(jié)能減排分析2015年6月電動汽車租賃服務(wù)的部分汽車納入監(jiān)控中心監(jiān)測系統(tǒng)，監(jiān)控車輛數(shù)從6月的17輛上升到11月的35輛，數(shù)量有限。1．新能源電動汽車租賃市場占有率仍然很低。2015年6月—2015年11月，租賃電動車節(jié)能5.23萬千瓦時，折合為4227.7噸汽油。但是35輛監(jiān)控車輛顯示的市場占有率太有限。2．消費(fèi)者接受意愿和程度影響租賃商業(yè)模式推廣。2015年6月—2015年11月，電動汽車租賃減少CO2排放量為4.86噸。新能源電動汽車租賃服務(wù)推廣、實施力度以及消費(fèi)者的接受意愿和程度，依然極大地影響著這一商業(yè)模式的推廣。

二、新能源電動汽車碳排放及其影響因素分析

電動汽車的能源利用效率比傳統(tǒng)燃油汽車高出46%以上，并具有13%~68%的CO2減排潛力[7]，但其減排潛力受諸多因素影響[8]。本研究從發(fā)電能源結(jié)構(gòu)、車用燃料類型（單位燃料的CO2排放系數(shù)）、汽車類型（百公里能耗）、城市交通狀況（時速）、煤電技術(shù)供電路線、電池類型（重量、能效）等6個因素對電動汽車燃料生命周期碳排放的影響效果進(jìn)行比較分析。

（一）北京市發(fā)電能源結(jié)構(gòu)的影響根據(jù)《北京市“十二五”時期能源發(fā)展建設(shè)規(guī)劃》①、《北京統(tǒng)計年鑒》及國家統(tǒng)計局相關(guān)數(shù)據(jù)，2014年②、2020年全國的發(fā)電結(jié)構(gòu)和2015年北京市的發(fā)電能源結(jié)構(gòu)中[9-10]，發(fā)電能源結(jié)構(gòu)如表1所示。選取監(jiān)控中心2012年7月—2015年11月北京市電動出租車為研究對象，在車輛總數(shù)、累計行駛里程、百公里能耗等參數(shù)不變的情景下，純電動出租車在2014年全國發(fā)電結(jié)構(gòu)下減排了5370噸；在2020年全國發(fā)電結(jié)構(gòu)下預(yù)計減排空間為8475噸；在北京2015年電網(wǎng)能源發(fā)電結(jié)構(gòu)下減排10245噸，是2014年全國發(fā)電結(jié)構(gòu)下排放的48.5%。由此可見，不同的發(fā)電結(jié)構(gòu)能夠很大程度影響電動出租車的CO2排放量，而且以北京2015年電網(wǎng)能源發(fā)電結(jié)構(gòu)進(jìn)行計算，車輛的減排效應(yīng)甚至高于全國2020年發(fā)電結(jié)構(gòu)情景下的減排量。主要因為北京市電網(wǎng)中火力發(fā)電比例較低，且有部分電力從外省調(diào)入，因而較全國電網(wǎng)能源結(jié)構(gòu)更清潔。

（二）車用燃料類型（單位燃料的CO2排放系數(shù)）的影響在累計行駛里程、累計車輛總數(shù)等參數(shù)不變的情景下，空調(diào)能耗不計，依據(jù)2015年北京電網(wǎng)公布的發(fā)電能源結(jié)構(gòu)，在耗電行駛生命周期階段，純電動公交車減排893噸、燃?xì)夤卉嚋p排400噸，占比分別為70.5%、81.2%。可見，車用燃料類型直接影響單位燃料的CO2排放系數(shù)，公交車、出租車、環(huán)衛(wèi)車3種車型中，電力驅(qū)動的公交車減排效果最好。

（三）汽車類型（百公里能耗）的影響在年均行駛里程、CO2排放系數(shù)等參數(shù)不變的情景下，對不同車型碳排放進(jìn)行比較分析③。圖1顯示，公交車的排放水平最高，環(huán)衛(wèi)車其次，最低排放的車型是出租車。環(huán)衛(wèi)車的排放水平約為公交車的47.6%，而出租車的排放水平約為公交車的16.7%。

（四）北京市城市交通狀況（時速）的影響目前北京市車速為20千米每小時的擁堵時間為日均1.75小時，暢通時速約50～60千米每小時，行駛距離為35千米。在累計車輛、累計形式里程以及CO2排放系數(shù)、效率等參數(shù)不變的情景下，計算2012年7月—2015年11年燃油出租車和電動出租車行駛過程中由擁堵到暢通的碳排放量。核算結(jié)果表明，當(dāng)車速由60千米每小時降低到20千米每小時時，燃油出租車的碳排放是低速的29.4%，純電動出租車的CO2排放則是低速的36%。暢通情景下，電動出租車的碳排放為燃油出租車的75.9%；而擁堵情景下，電動出租車的碳排放更低，僅為燃油出租車的62%。隨著車速的降低，電動汽車相對于燃油車減排優(yōu)勢愈發(fā)明顯。

（五）不同煤電技術(shù)供電路線的影響以監(jiān)控中心北京市電動出租車為研究對象，在運(yùn)營汽車數(shù)量、百公里能耗、累計行駛里程等參數(shù)不變的情景下，對比分析不同煤電技術(shù)供電路線與汽油車路線生命周期的碳排放量。應(yīng)用IGCC（IntergratedGasificationCombinedCycle）與CCS（CarbonCaptureandStorage）組合技術(shù)減排效果最顯著，相比網(wǎng)電技術(shù)，有高達(dá)36%的減排空間，應(yīng)用此技術(shù)既降低供電煤耗，還能對CO2進(jìn)行捕捉和收集，和IPCC報告提出的“煤電IGCC工廠應(yīng)用CCS技術(shù)能降低約20%的電力輸出，同時捕捉85%～95%的CO2。”結(jié)論一致。煤電技術(shù)對減排效果起關(guān)鍵作用。

（六）電池類型（重量、能效）的影響假定北汽“EV200”純電動出租車分別以磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池、鉛酸電池為動力行駛，在耗電行駛生命周期下，磷酸鐵鋰電池CO2排放量是錳酸鋰電池的87.4%、鉛酸蓄電池的88.5%。磷酸鐵鋰電池驅(qū)動電動車碳減排性能明顯優(yōu)于錳酸鋰電池、鉛酸蓄電池驅(qū)動車。

三、“十三五”北京市新能源汽車節(jié)能減排效果預(yù)測

“十二五”期間電動車保有量占全部車輛的4.9%，但能耗僅占總能耗的2%，CO2排放量僅占全部車輛排放量的2.86%，燃油車仍占很大比重。“十三五”期間增加新能源汽車的占比，有很大的節(jié)能減排空間。根據(jù)2010—2014年5年間北京市出租車、公交車、環(huán)衛(wèi)車的數(shù)據(jù)的平均增長率，以及《關(guān)于加快新能源汽車推廣應(yīng)用的實施意見（征求意見稿）》①、《北京市電動汽車推廣應(yīng)用行動計劃（2014—2017年）》等規(guī)劃要求，“2017年北京市電動環(huán)衛(wèi)車數(shù)量占總環(huán)衛(wèi)車數(shù)量的50%；到2020年，京津冀地區(qū)新增或更新城市公交車、出租汽車和城市物流配送車輛中，新能源汽車比例不低于35%。”綜合預(yù)測出2020年底出租車、公交車和環(huán)衛(wèi)車的保有量分別為68648輛、45295輛和15817輛。預(yù)測結(jié)果表明，至2020年底，3種車型合計能耗為154769萬千萬時。其中，出租車總能耗為61691萬千萬時，新能源出租車能耗占44.8%；公交車的總能耗為91832萬千萬時，新能源公交車的能耗占總能耗的63.64%；環(huán)衛(wèi)車的總能耗為1245萬千萬時，新能源環(huán)衛(wèi)車的能耗占總能耗的43.2%。至2020年底，3種車型合計排放CO2量為39.4萬噸。其中出租車總排放為6.6萬噸，新能源出租車排放占總排放的57.5%；公交車總排放23.4萬噸，新能源公交車排放占比61.5%；環(huán)衛(wèi)車總排放為0.43萬噸，新能源環(huán)衛(wèi)車排放占比為56.1%。2020年出租車保有量較2015年增加了0.9%，公交車增加了8.8%，環(huán)衛(wèi)車增加了47%，但3種車型總能耗卻減少4.6%，CO2的總排放僅增加了7.1%，減排效果較明顯。按車輛燃料全生命周期核算，能源的開采、運(yùn)輸以及電網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)仍然對結(jié)果有較大影響，因而在未來5年中，提高能源的開車運(yùn)輸效率以及調(diào)整電網(wǎng)發(fā)電結(jié)構(gòu)依然是重要的發(fā)展目標(biāo)。

四、主要結(jié)論與“十三五”政策建議

1.增加新能源公交車數(shù)量的同時，還應(yīng)考慮適合的新能源車型。電動公交車的CO2排放量僅為燃油公交車的79.3%，具有較大的減排優(yōu)勢。新能源公交車節(jié)能減排效果隨有效載客量、空調(diào)開啟時長的不同，差異很大，因此應(yīng)結(jié)合區(qū)域特點，選擇合適的新能源公交車型。2.控制出租車總量的前提下，加大新能源電動出租車占比。電動出租車有巨大的節(jié)能減排優(yōu)勢，無論是按月份平均還是累計的車輛節(jié)能減排情況，其效果都很顯著。“十三五”期間北京市應(yīng)在控制出租車總量的前提下，加大新能源電動出租車對燃油出租車的替換力度。3.推廣新能源汽車租賃商業(yè)模式，健康發(fā)展租賃市場。新能源電動汽車的推廣和實施力度，以及群眾的接受意愿和程度，極大地影響著新能源汽車租賃這一商業(yè)模式的推廣實施。進(jìn)一步促進(jìn)北京市交通部門綠色、低碳和健康發(fā)展，仍需要加大推廣新能源汽車租賃服務(wù)，讓新能源汽車租賃在整個汽車租賃的市場上，逐步占據(jù)主導(dǎo)地位。4.有效改善能源結(jié)構(gòu)，大力推廣電動汽車節(jié)能技術(shù)。在不同煤電技術(shù)供電路線下，電動汽車耗電行駛生命周期階段減排效率差異明顯，和網(wǎng)電技術(shù)相比，應(yīng)用IGCC與CCS組合技術(shù)減排效果最顯著，具有高達(dá)36%的減排空間。北京市在減少煤炭發(fā)電，提高新能源發(fā)電比例的同時，應(yīng)積極采用IGCC、CCS等節(jié)能減排技術(shù)，降低供電煤耗是減少電動汽車碳排放最有效的途徑。5.發(fā)揮北京特有的“產(chǎn)、學(xué)、研”優(yōu)勢，實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)突破。磷酸鐵鋰電池的CO2排放量分別是錳酸鋰電池、鉛酸蓄電池的87.4%、88.5%，磷酸鐵鋰電池驅(qū)動電動車碳減排性能明顯優(yōu)于錳酸鋰電池、鉛酸蓄電池驅(qū)動車。“十三五”期間，在“產(chǎn)、學(xué)、研”結(jié)合的技術(shù)革新模式上占有絕對優(yōu)勢的北京，應(yīng)圍繞動力電池技術(shù)、煤電技術(shù)、車身輕量化技術(shù)、綠色輪胎技術(shù)等方面率先實現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)的突破和推廣。6.改善北京城市路況，避免交通擁堵帶來的巨大能耗和碳排放。以出租車為例，當(dāng)車速由60千米每小時降低到20千米每小時，燃油出租車的碳排放是低速的29.4%，純電動出租車的CO2排放則是低速的36%。“十三五”期間應(yīng)合理布局北京城市交通道路、有效控制車輛保有量，出臺相應(yīng)政策減少出行車輛，避免由于交通擁堵產(chǎn)生的額外能耗損失和碳排放增加。7.交通擁堵狀態(tài)下，電動汽車相對于燃油車減排優(yōu)勢愈發(fā)明顯。以出租車為例，在擁堵的情景下，電動出租車的碳排放僅為燃油出租車的62%，與通暢情景相比下降了13.9%。很顯然，交通擁堵狀態(tài)下，電動汽車相對于燃油車減排優(yōu)勢愈發(fā)明顯。在交通壓力短期內(nèi)無法得到有效改善、而發(fā)電結(jié)構(gòu)相對更優(yōu)的特大城市，發(fā)展電動汽車節(jié)能減排效果更為顯。

作者：唐葆君 馬也 單位：北京理工大學(xué) 管理與經(jīng)濟(jì)學(xué)院 能源與環(huán)境政策研究中心 北京電動車輛協(xié)同創(chuàng)新中心