電動(dòng)汽車推廣對能源、環(huán)境、行業(yè)的影響研究

劉冬++閆志軍++孫樹軍

【摘 要】本文研究電動(dòng)汽車推廣使用對國家環(huán)境污染，能源消耗和企業(yè)發(fā)展的影響。首先，從化石能源發(fā)電結(jié)構(gòu)和污染物排放角度建立傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車能耗對比模型與排放對比模型，得出使用電動(dòng)汽車能顯著節(jié)約化石能源消耗，減少溫室氣體的排放，但會(huì)導(dǎo)致其它污染物排放量增加。其次，分別建立電動(dòng)汽車廣泛使用對化石能源消費(fèi)和環(huán)境污染的影響模型，并分析電動(dòng)汽車廣泛使用對化石能源消費(fèi)以及環(huán)境污染的影響，并提出煤電油合理轉(zhuǎn)換建議。

【關(guān)鍵詞】 電動(dòng)汽車 能源 環(huán)境 節(jié)能

1 引言

當(dāng)今環(huán)境污染問題和能源消耗比重成為企業(yè)發(fā)展的主要研究方向。煤炭企業(yè)對日益嚴(yán)重的環(huán)境污染和不可再生能源的浪費(fèi)有直接的責(zé)任。本文從當(dāng)今社會(huì)的能源消耗和環(huán)境污染的直接體汽車研究出發(fā)，用數(shù)學(xué)模型客觀證明煤炭企業(yè)煤制油和煤轉(zhuǎn)電效率的重要性。

2 電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車在節(jié)能、減排等方面的對比模型

2.1 傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車能耗對比模型

（2）能耗對比結(jié)果。傳統(tǒng)汽車平均百公里耗油10升，即7.25千克；電動(dòng)汽車平均百公里耗電量為20千瓦時(shí)；汽車年均里程25000公里，火電廠煤耗平均值0.31千克/千瓦，氣電發(fā)電標(biāo)氣耗0.1913立方米/千瓦時(shí)，油電發(fā)電油耗0.2千克/千瓦時(shí)。

根據(jù)模型式（1-3）計(jì)算美國，中國，日本以及世界的電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車耗能情況如表1。

（3）能耗對比結(jié)果分析。由表1可以看出，美國，中國，日本以及世界總計(jì)使用電動(dòng)汽車均能節(jié)約化石能源，其中在日本使用電動(dòng)汽車節(jié)約化石能源幅度最大，高達(dá)59.3%；在化石能源發(fā)電比例較高的中國，使用電動(dòng)汽車節(jié)約化石能源的比例也達(dá)到47.6%；世界范圍內(nèi)使用電動(dòng)汽車，平均比傳統(tǒng)汽車節(jié)約化石能源54.98%。

2.2 傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車溫室氣體與污染物排放對比模型

汽車主要排放空氣污染物和溫室氣體，汽車生產(chǎn)階段與使用階段均有排放。溫室氣體（GHG）排放主要以二氧化碳為主，傳統(tǒng)燃油汽車在行使過程中空氣污染物（AP）排放主要以粉塵，二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOx）為主。

（1）傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車生產(chǎn)階段排放對環(huán)境影響對比模型。設(shè)，分別為電動(dòng)汽車在生產(chǎn)階段空氣污染排放量和溫室氣體排放量，，分別為傳統(tǒng)汽車在生產(chǎn)階段空氣污染排放量和溫室氣體排放量，和分別為汽車和蓄電池質(zhì)量，和分別為生產(chǎn)每千克汽車和蓄電池產(chǎn)生空氣污染物排放量，和分別為生產(chǎn)每千克汽車和溫室氣體產(chǎn)生溫室氣體排放量。則生產(chǎn)每輛傳統(tǒng)汽車污染物與溫室氣體排放模型為：

（2）傳統(tǒng)汽車與電動(dòng)汽車使用階段排放對環(huán)境影響對比模型。傳統(tǒng)汽車行駛過程中消耗石油，排放溫室氣體和污染物，設(shè)、分別為傳統(tǒng)汽車每百公里溫室氣體排放量和空氣污染排放量，本文按照歐洲汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)計(jì)算百公里溫室氣體排放量和空氣污染排放量；汽車年均里程為，則傳統(tǒng)汽車行駛過程中年均排放的污染物與溫室氣體分別為：

（3）排放對比結(jié)果。汽車生產(chǎn)階段的污染物與溫室氣體排放基本穩(wěn)定，根據(jù)模型式（4-5）計(jì)算電動(dòng)汽車與傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)階段空氣污染排放量和溫室氣體排放量情況如表2。

傳統(tǒng)汽車每百公里產(chǎn)生空氣污染和溫室氣體排放量根據(jù)歐洲汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)折算得到，對空氣污染的考慮，空氣中的污染物CO，NOx，SOx和揮發(fā)性有機(jī)化合物的特點(diǎn)是通過以下的加權(quán)系數(shù)：0.017，1，1.3和0.64。傳統(tǒng)汽車汽車使用階段排放對環(huán)境影響如表3：

根據(jù)相關(guān)報(bào)告，煤、油、氣生產(chǎn)每千瓦時(shí)電產(chǎn)生溫室氣體排放量分別為：，，；中國煤、油、氣生產(chǎn)每千瓦時(shí)電產(chǎn)生污染物排放量分別為：，，；據(jù)統(tǒng)計(jì)發(fā)達(dá)國家發(fā)電效率比發(fā)展中國家的高40%左右，據(jù)此推算發(fā)達(dá)國家煤、油、氣生產(chǎn)每千瓦時(shí)電產(chǎn)生污染物排放量分別為，，。

根據(jù)模型式（7-8）計(jì)算世界及主要國家的能源結(jié)構(gòu)下使用電動(dòng)汽車年均污染物及溫室氣體排放比較情況及生產(chǎn)與使用階段年均總排放情況如表4。

（4）排放對比結(jié)果分析。由表4可以看出，各國和地區(qū)使用電動(dòng)汽車均能大幅度減少溫室氣體的排放。由于煤炭發(fā)電在各國比重較大，電動(dòng)汽車雖然在行使過程中本身不排放污染物，但是由于發(fā)電排放的污染物遠(yuǎn)超過傳統(tǒng)汽車排放的污染物。中國表現(xiàn)最為明顯，由于中國煤電發(fā)電比例高達(dá)79.1%，在中國使用電動(dòng)汽車比傳統(tǒng)汽車空氣污染物的排放量高出4.6倍。

3 電動(dòng)汽車廣泛使用的影響

3.1 電動(dòng)汽車廣泛使用對化石能源消耗的影響

本節(jié)分別研究當(dāng)電動(dòng)汽車占汽車總數(shù)比例達(dá)到30%，50%，70%，100%四種情境下，由于推廣電動(dòng)汽車節(jié)約的化石能源量，以及所節(jié)約的化石能源量占該國家或地區(qū)能源消費(fèi)總量的比例。推廣電動(dòng)汽車節(jié)約化石能源量為： （9）

為電動(dòng)汽車每百公里消耗化石能源量；為傳統(tǒng)汽車每百公里耗油量。得到四種情境下，由于推廣電動(dòng)汽車節(jié)約的化石能源量，以及所節(jié)約的化石能源量占該國家或地區(qū)能源消費(fèi)總量的比例如表5。

3.2 電動(dòng)汽車廣泛使用對環(huán)境的影響

本節(jié)分別研究當(dāng)電動(dòng)汽車占汽車總數(shù)比例達(dá)到30%，50%，70%，100%四種情境下，由于推廣電動(dòng)汽車溫室氣體與污染物排放變化情況。根據(jù)表5，得到四種情境下，由于推廣電動(dòng)汽車排放溫室氣體與污染物變化情況如表6。

根據(jù)碳監(jiān)測行動(dòng)（CARMA）網(wǎng)站提供的數(shù)據(jù)，根據(jù)全球各國的CO2排放量排名數(shù)據(jù)，給出了電動(dòng)車市場占有率分別為30%，50%，70%，100%情況時(shí)，二氧化碳年均減排量如占總排放量的比例如表7。

由表6-7可以看出，電動(dòng)汽車的推廣使用，對溫室氣體有著明顯的減排效果，但是會(huì)多排其他空氣污染物。

4 結(jié)語

由模型結(jié)果可以看出，因?yàn)樵谥袊l(fā)電領(lǐng)域煤炭發(fā)電所占比重較大，現(xiàn)階段支持電動(dòng)汽車的發(fā)展受益不大。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳細(xì)林.新能源電動(dòng)汽車[D].北京科技大學(xué)，2012.

[2]JIANGSU JIME SOLAR CO，LTD.太陽能發(fā)電產(chǎn)品節(jié)能減排效果顯著.2010.