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火力发电比例超70 所以电动车不环保

2023-08-15 01:11:30


“现在电动车用的电,实际上(百分之)七八十还是煤炭发出来的,是不是清洁能源大家有不同的看法”。在不久前举行的2022世界动力电池大会上,吉利集团董事长李书福抛出了这样的观点。

实际上关于电动车到底环保不环保的争论由来已久,一直是“公说公有理,婆说婆有理”,其中认为电动车不环保的一派最大的论点便是“目前用电绝大部分来自于火电,因此电动车环保完全是个伪命题”。

今天就来严肃地讨论下,在目前国内火电占比约7成的情况下,电动车到底环不环保。

01

即便是100%火力发电,电动汽车也比燃油车环保

评判一辆车是否环保,不仅要看其使用的能源,还要看生产制造、运输,甚至是包括原材料开采在内的全生命周期碳排放。

刚好在这方面业内也有权威的研究,比如2021日本电力中央研究所CRIEPI的研究报告指出,统计了车辆全生命周期的温室气体排放,包括生产制造、材料运输、石油开采或电力生产。最终四种不同能源(燃油车ICEVs,混动HEVs,插电混动 PHEVs 和纯电BEVs )的车辆行驶10万公里后,将全过程的温室气体排放相加后,无论在多少比例的火力发电下,纯电动汽车(最右边一栏)的排放要明显低于其他三个类型(燃油车,HEV混动、PHEV混动)。

具体来看,如果是高比例火力发电(90%),那么一台燃油车全生命周期的二氧化碳排放是34.8吨,HEV混动(比如丰田THS)为28.3吨,PHEV混动(比如比亚迪DM-i)为25.9吨,纯电动车则仅为22.6吨;而一旦电力的来源百分百摆脱火电,纯电的优势就更加明显了,燃油车的车全生命周期的二氧化碳排放稍微降低到了31.2吨,对比纯电动车的全生命周期碳排放(10万公里)则骤降到了9.6吨,不到燃油车的三分之一,而随着里程继续增多,这一差距还将变得更大。

除了日本电力中央研究所,国际清洁运输理事会 ICCT 和国际能源署IEA对这方面也有研究,其中ICCT的研究预测了欧洲、美国、中国和印度四个地区2021年和2030年纯燃油车(ICEV)和纯电动车(BEV)的全生命周期碳排放对比,无论是2021年还是未来的2030年,四大地区的电动车的整体碳排放都要显著低于燃油车。

国际能源署IEA则对比了两种不同电池(制造过程的碳排放不同,可以推测上图最左边是磷酸铁锂电池、中间是搭载三元锂电池的车型)和燃油车的全生命周期碳排放,可以看到电动车和燃油车在生产制造过程的碳排放几乎一样(最下面深咖啡色部分),电动车多了电池材料方面(黄色部分)和电池组装等方面的碳排放(浅咖啡色),但由于“烧油”阶段(橙色部分)的排放远远高于用电,因此燃油车的碳排放还是远远高于纯电动车。

02

火力发电,没有想象中的污染

提到火力发电,总给人一种非常污染的印象,尤其是看到下图左边的四座巨大的“冒白烟”的建筑,实际上这是“冷却塔”,排放的是水蒸气,右边细长的才是烟囱。

虽然火电厂和汽车内燃机都是“燃烧做功”,但火电厂的热效率远高于汽车,目前汽油内燃机的最大热效率在40%左右,但由于汽车的行驶工况十分复杂,发动机大部分时候并不能工作在高热效率区间,最终的实际综合效率往往不足20%。

相对来说,发电厂的工况十分稳定,热效率能接近50%,部分超临界煤电站的效率能直达60%。这还没完,火电厂还能用“废热”来干很多事情,比如给附近的居民供热水、供暖,甚至还能用来海水淡化等,一下效率就提升到了60-80%,相比来说汽车只能在冬季用发动机废热来取暖。

除了热效率,还有另一个关键维度——排放,尽管我们国家的国六B排放标准目前已经几乎是全世界最严苛的,大部分车上都装有价值不菲的三元催化器,甚至有的车上还有令人讨厌的颗粒捕捉器,即便如此,这种分散的处理跟火电厂这种集中式的处理效率比,还是弱爆了。

目前中国在火电厂环保指标已经非常高了,首先用的煤基本都要脱硝脱硫并除尘,产生的氮氧化物收集起来可以做化肥,煤灰可以用来做水泥,基本上可以认为是除了二氧化碳啥也不排了,最近还有部分电厂在折腾把二氧化碳也收集起来。

另外电厂的烟囱口一般都监控,烟囱在线监控系统CEMS的分析数据可通过SIM卡直接上传环保部门,环保部门还能通过卫星等方式监控,总之如今的火电厂早已不是大家印象中不断冒黑烟的形象,而汽车尾气不仅排放的污染物更多,还更加接近人群,被大家吸入的概率要高得多。

03

可再生能源发电,中国第一

上面讲了即便是100%的火力发电,电动车的碳排放也明显少于传统燃油车,并且火电厂这种集中式的排放处理效果也明显好于分散的汽车,我们不妨再把格局再打开一些,今天之所以火电占到7成,主要原因是因为国内经济发展太快,用电需求猛增导致的,实际上我国的可再生能源无论是规模还是增速都是世界第一。

目前我国可再生能源发电装机历史性突破11亿千瓦,位列世界第一,占总装机的比重达到45.8%,水电、风电、光伏发电装机均超过3亿千瓦。同时我国的可再生能源产品每年还广泛出口到国外,2021年我国光伏产品出口额超过 284 亿美元,同比增长 43.9%。

业内人士预计从2022年开始火电的发电份额每年降低1.5%,每年新投产的风能、光伏这些清洁的电力,相比电动车消费的电量要超出10倍以上。

另外中国工程院院士陈清泉在电动汽车百人会 2022 上提出:我国有丰富的可再生能源的资源,太阳能、风能、水力能。我国可再生能源禀赋相当于我国峰值能源需求总量的 2.7 倍。

总之对于地大物博、工业发达的中国来说,未来电力不是大问题,更不用去太计较电动车消费的那点电量。

写在最后

在多方权威的数据下,关于“电动车是否环保”的话题应该没有疑义了。即便是100%的火电,电动汽车也比内燃机车要环保得多,更不用说我国的可再生能源的“绿电”也是全球第一,未来大家所用的电越来越多地会来自水电、风电、太阳能以及核能等。

根据乘联会秘书长崔东树的数据,2022年上半年中国新能源乘用车销量达到251.3万辆,占世界新能源的比例高达59%,同时2021年中国生产了全球7成左右的动力电池,中国依然是全球新能源车的霸主,在绝对的实力面前,质疑“新能源车不环保”这种类似的论调只会越来越苍白。