能源和環(huán)境問題是世界共同面臨的挑戰(zhàn),對于中國壓力更大。2013年,我國石油對外依存度已超過了58.1%,能源安全形勢十分嚴峻。據(jù)國家環(huán)保部公布的數(shù)據(jù),導(dǎo)致霧霾的罪魁禍首是燃煤導(dǎo)致的排放,其次就是汽車尾氣排放,對霧霾的“貢獻”超過25%。不管從能源需求還是從降低汽車尾氣污染的角度講,傳統(tǒng)汽車工業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和發(fā)展節(jié)能與新能源汽車都刻不容緩。
目前,我國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展出現(xiàn)了嚴重的不平衡,國家政策一邊倒地向純電動汽車傾斜,造成對節(jié)能減排有重大和現(xiàn)實貢獻的混合動力汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展停滯不前。雖然純電動車存在諸多瓶頸同時既不節(jié)能也不減排,國家政策強行將其“催熟”,選擇性的政策支持對中國節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展極為不利。混合動力作為汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能減排最現(xiàn)實最成熟的途徑,應(yīng)該加快推廣和普及應(yīng)用。
一、純電動車消耗大量煤炭能源
從資源角度來看,中國的煤礦、鋰礦資源豐富,但石油大部分依賴進口,2013年我國原油對外依存度達57.39%,石油對外依存度58.1%。靠消耗豐富的礦產(chǎn)資源堆積來的純電動汽車,表面上節(jié)省了國內(nèi)缺乏的石油資源,實際上浪費了其他更多的資源,如煤炭、電能等。
純電動的動能來自電,電能絕大部分來自煤燃燒的熱能,2012年我國電力構(gòu)成中有78.6%是火力發(fā)電。也就是說,純電動車表面上節(jié)約了石油能源,但仍然在大量消耗其他能源。從這個意義上來講,即使不計算送變電和電池充電環(huán)節(jié)的能量損失,純電動車并沒有節(jié)能。
從能量守恒定律來看,同等重量的物體,在同等工況下行駛相同的距離,消耗的能量是相等的。純電動車以比亞迪E6為例,百公里耗電是16度電,相當(dāng)于燒煤6.4公斤,如果加上煤轉(zhuǎn)換成電、電傳輸?shù)接脩簟⒂脩艚o電動車充電這一過程的能量損耗,純電動車百公里煤耗將更大。混合動力車以豐田普銳斯為例,燒油按熱值換算,相當(dāng)于100公里燒煤4.55公斤,并且它是直接將熱能轉(zhuǎn)化為機械能驅(qū)動汽車。誰更節(jié)能,顯而易見。
對此,中國工程院院士楊裕生提出了尖銳批評。他說:“特斯拉好象很火,但是它的電池量大,價格高,安全也有問題,它的車架相當(dāng)高,耗電量在15、17、18度,在一百公里。百公里電耗相當(dāng)于標準煤5.5-6.5公斤,排放二氧化碳的量相當(dāng)于7.5-9升油。另外,它的氧化硫、氧化氮排放得更多,因為主要是發(fā)電燒煤,實際上電器污染只是搬了個地方,搬到電廠那里去了。因此,大型、豪華汽車基本上沒有節(jié)能減排的效果。”
再看看混合動力?;旌蟿恿ζ嚹軌驕p少CO?排放40—80%,節(jié)油率達到30-55%。截止2013年底,全球混合動力汽車累計銷售已超過800萬輛,減少CO?排放4647萬噸,約相當(dāng)1.6萬平方公里森林一年的吸收量,累計節(jié)約汽油249億升(超過北京市機動車2012年全年消耗量1.7倍)。如果算上環(huán)境、能源戰(zhàn)略等因素,其價值無法估量。
截止2013年底,我國汽車保有量達1.37億輛,每年還以2000多萬輛的速度遞增。按汽油車年油耗量平均1噸/車、汽油車單車污染物年排放0.312噸計算,如果新增的汽車中20%普及HEV,則可年節(jié)省汽油120—200萬噸、16.6—27.6億升;減少污染物排放49.92—99.84萬噸;若其中50%普及HEV,則可年節(jié)省汽油300—500萬噸、41.4—69億升;減少污染物排放124.8—249.6萬噸(數(shù)據(jù)來源:2013年中國機動車污染防治年報以及石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會)。PM2.5問題將迅速改善,緩解能源和環(huán)境壓力有立竿見影的效果。
二、純電動電池資源消耗十分驚人
純電動車用鋰電池對資源的消耗也是驚人的。從車輛自身來看,以比亞迪e6純電動車為例,其車載電池包的重量達到驚人的700公斤,電池直接生產(chǎn)成本超過20萬元。而豐田混合動力車型普銳斯,搭載的鎳氫動力電池,重量為30.5公斤,電池成本為0.524萬元,節(jié)油效果可達55%。也就是說,純電動車電池綜合資源消耗是混合動力車的38倍!這個差別非常震撼,龐大而笨重的電池系統(tǒng),已經(jīng)大大地消耗了純電動車自身的動能。
從功率上來講,普銳斯混合動力車用1.31kwh的電池就能節(jié)約55%的燃油,而比亞迪e6純電動車用60kwh的電池才節(jié)油100%,也就是說,用44.8倍電池的容量,才增加節(jié)約45%的燃油,是極不經(jīng)濟的,付出的資源代價可想而知。
三、純電動車碳排放居高不下
用煤發(fā)電,燃燒中排放大量有害物質(zhì),在歐洲被指為“骯臟”的電。與風(fēng)力、潮汐、太陽能發(fā)電的“干凈”程度相比,真是一個天上,一個地下。如果我們不考慮使用清潔能源為純電動車充電,純電動汽車100公里CO?排放16公斤,這還不含電網(wǎng)電能傳輸轉(zhuǎn)換過程的能量損耗折合的CO?排放;而混合動力汽車100公里CO?排放為11.38公斤。截止2013年底,僅豐田混合動力銷售即超過607萬輛,減少CO?排放3469萬噸,約相當(dāng)1.4萬平方公里森林一年的吸收量,混合動力對減排的貢獻“看得見、摸得著”。
2012年,78.6%的電力來自煤炭,而且是含硫高、灰分高的劣質(zhì)煤,煤炭的燃燒所帶來的污染要遠遠高于石油天然氣的污染。中國今天被視為全球碳排放大國,燒煤的貢獻度名列前茅。未來的形勢也不樂觀,到2020年,用煤炭發(fā)電仍將占到電力供應(yīng)量的71%。而水電、風(fēng)電、太陽能,加上還在爭議中的核能發(fā)電,比例仍然不到三成。如果我國大部分汽車采用純電動,電力生產(chǎn)過程中的污染將增加幾十倍。
混合動力汽車的節(jié)油原理是,一般燃油車的輸出功率利用率很低,發(fā)動機一直在燒油,在下坡、堵車、剎車時,發(fā)動機并沒有熄火,發(fā)動機在耗油空轉(zhuǎn),這時混合動力車可以將多余的發(fā)動機功率轉(zhuǎn)換成電能,儲存在電池中,在低速狀態(tài)如堵車下坡可以直接用電池驅(qū)動,發(fā)動機基本可以不用油,這樣就達到節(jié)油的效果,基本實現(xiàn)“零”排放。
且不說混合動力,即便是采用先進技術(shù)的燃油發(fā)動機的排放,都已經(jīng)做到比煤電更干凈。以國產(chǎn)1.4TSI高爾夫為例,從油井到車輪能量消耗的整個周期中,二氧化碳排放為每公里
此外,純電動車減排成本過高。一直致力于研究能源與環(huán)境課題的一家丹麥能源咨詢企業(yè)Ea能源分析公司,在前不久公布的一份研究報告中說,目前電動車的減排成本依然過高。根據(jù)該公司的測算,使用純電動車的減排成本要比使用低能耗的高效柴油動力車高4倍,而且減排效果也不顯著。報告依據(jù)各項指標,分析15年里采用低能耗技術(shù)制造出的高效柴油動力車,每減少一噸二氧化碳排放所需成本約2000丹麥克朗(1美元約合5.7丹麥克朗),而用電動車實現(xiàn)這一目標卻需要約1萬丹麥克朗。
四、純電動車消耗公眾資源
一個簡單而質(zhì)樸的事實:在煤電占絕對份額的中國,原本可能做到零排放的純電動車完全失去了節(jié)能減排的意義。且不說,還沒有算上電池在生產(chǎn)和廢棄后的高污染以及安全方面的高風(fēng)險。以“零排放”鼓吹在中國發(fā)展電動車,不過是排放污染前移的“皇帝的新衣”罷了。混合動力作為汽車節(jié)能減排最現(xiàn)實最成熟的途徑,應(yīng)該加快推廣和普及應(yīng)用。