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电动汽车真的对环境更友好吗?
来源:输配电世界 | 作者:绿促会 | 发布时间: 2021-06-29 | 7334 次浏览 | 分享到:

驾驶

电动汽车在路上行驶的时间越长,其产生的环境影响就越小。然而,驾驶条件和驾驶习惯确实会影响车辆排放。在所有类型的车辆中,辅助能源消耗(非用于汽车驱动的能源,例如加热和冷却)约占车辆排放量的三分之一。汽油动力汽车的供暖是由发动机余热提供的,而电动汽车的车厢热量需要使用电池的能量产生,这增加了其对环境的影响。

驾驶习惯和模式虽然不太可量化,却很重要。例如,在城市交通中,电动汽车的效率远高于汽油动力汽车,在城市交通中,内燃机在空转时继续燃烧燃料,而在相同情况下,电动机却处于暂停状态。这就是为什么美国环保署对城市驾驶中的电动汽车的里程估计高于高速公路上的行驶里程,而汽油车则相反。除了特定案例研究之外,还需要进行更多的研究,研究电动汽车与燃油车驾驶员之间的不同驾驶习惯和模式。

Choochart Choochaikupt/EyeEm/Getty Images

交通污染

虽然大多数关于电动汽车益处的研究都与温室气体排放有关,但可以理解的是,非尾气排放对环境的更广泛影响也是生命周期分析中的一个考虑因素。

道路交通中的颗粒物 (PM) 对健康的负面影响已得到充分证明。道路灰尘以及轮胎和刹车片的磨损产生的细颗粒物在车辆行驶中会被卷起产生“再次悬浮”,再悬浮占所有非尾气排放量的 60%。电动汽车由于电池的重量,比同类汽油动力汽车平均重 17% 至 24%,导致再悬浮和轮胎磨损导致的颗粒物排放量更高。

然而,电动汽车比较有利的是刹车制动。与交通相关的细颗粒物污染,大约 20% 的 PM 2.5 污染来自刹车。燃油车依靠盘式制动器的摩擦来减速和停止,而电动汽车采用的能量回收(或再生制动)利用电机的制动力来使车辆减速。特别是在走走停停的交通中,通过减少盘式制动器的使用,能量回收可以将制动器磨损减少 50% 和 95%。总体而言,电动汽车由于重量而产生的、相对较大的非废气排放大致等于“再生制动产生的相对较低的颗粒排放”。

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燃料

除了制造之外,燃料差异是“电动汽车生命周期环境影响的主要驱动因素之一”。其中一些影响是由车辆本身的燃油效率决定的。一辆电动汽车的平均效率约为 77%,即储存在电池中的电能有77%转化为动力,而一辆汽油车则将燃油12% 到 30% 的化学能转化为动力;其余大部分都作为热量消耗掉了。

电池储能和放电的效率也是一个因素。汽油动力汽车和电动汽车都会随着寿命的增长而降低效率。对于汽油车,这意味着它们在路上行驶的时间越长,它们每公里消耗的汽油就越多,排放的污染物也就越多。当电动汽车的电池在充放电效率降低时,会消耗更多的电力。虽然新电池的充放电效率为 98%,但根据环境和驾驶条件,它可能会在五到十年内下降到 80%。

然而,总的来说,燃油发动机的燃油效率比电动机的效率下降得更快,因此电动汽车和燃油车之间的效率差距会随着时间的推移而增加。前述消费者报告研究发现,电动汽车使用过五到七年,节约的燃料成本仍比汽油车燃料成本节省两到三倍,新的电动汽车更高。

清洁电网

David Kuchta / Treehugger

然而,电动汽车对环境更多的优势取决于车辆无法控制的因素:电力的来源。电动汽车的电力来自电网,因此其排放水平取决于电网电力的清洁程度。随着电网变得更清洁,电动汽车和内燃机汽车之间的清洁度差距只会越来越大。

例如,在中国,由于电力行业的温室气体排放量大幅减少,预计电动汽车的温室气体排放量将由2015年的低于汽油车 18%,到2020年进一步比汽油车低36%。在美国,每年电动汽车的温室气体排放量从佛蒙特州的 8.5 公斤到印第安纳州的 2570.9 公斤不等,具体取决于电网上的电力来源。电网越干净,汽车就越干净。

在完全由煤炭供电的电网上,电动汽车比燃油车产生更多的温室气体。2017 年,丹麦对电动汽车和内燃机汽车的比较发现,纯电动汽车“在减少环境影响方面没有效果”,部分原因是丹麦电网消耗了大量煤炭。相比之下,在比利时,电力结构的很大一部分来自核能,电动汽车全生命周期排放量低于汽油或柴油车。在整个欧洲,虽然电动汽车“在 150,000 公里的行驶生命周期中,平均产生的温室气体比燃油车减少 50%”,但这个数字其实是从 28% 到 72% 不等,具体取决于不同地区的电力生产方式。

在解决气候变化和解决当地空气污染问题之间也可以进行权衡。在宾夕法尼亚州的部分地区,绝大多数电力由燃煤电厂提供,即使电动汽车降低了温室气体排放,也可能会增加当地的空气污染。虽然电动汽车在应对美国各地的空气污染和气候变化方面提供了最高的协同效益,但在特定地区,插电式混合动力汽车比燃气动力汽车和电动汽车提供了更大的好处。

充电行为

今天,电动汽车拥有者对其电网的能源结构几乎没有控制,他们的充电行为确实会对环境产生影响,尤其是在发电燃料结构日内发生变化的地方。

例如,葡萄牙在高峰时段拥有很高的可再生能源份额(55%),但在非高峰时段增加了对煤炭的依赖(高达 84%),而大多数电动车车主在晚间为他们的车辆充电,导致更高的温室气体排放。” 在德国等对太阳能依赖程度较高的国家,中午充电对环境的好处最大,而在电力需求高峰时段(通常在傍晚)充电则从电网中更依赖化石燃料的发电资源中获取能量。