关于电动车和汽油车整个生命周期温室气体排放总量谁多谁少的问题,坊间其实存在不少争论。而根据国际清洁交通委员会(ICCT)最新公布的研究结果,在这项数据上电动车「从摇篮到坟墓」的排放量都少于汽油内燃机汽车。这份题为《全球内燃机和电动乘用车的生命周期温室气体排放的比较》(A global comparison of the life-cycle greenhouse gas emissions of combustion engine and electric passenger cars)研究报告分析占据了全球 70% 新车销量的美国、中国、欧盟、印度这四大地区的乘用车情况。研究发现,即便在相对更依赖火力发电的中、印两国,报告提出的结论也同样适用。
以下是这份报告的主要结论:
1、只有电池电动车和氢燃料电池车这两种技术路径才有可能满足《巴黎协定》目标所需的全生命周期温室气体减排规模
评估发现,目前登记在册的电动车的生命周期排放已经比同类汽油车低,降低的幅度在欧洲为66%-69%,美国60%-68%,中国37%-45%,印度19%-34%。对于预计在2030年登记在册的中型汽车,随着电力组合的不断脱碳,电池电动车和汽油车之间的生命周期排放差距在欧洲可以增加到74%-77%,在美国为62%-76%,在中国为48%-64%,在印度为30%-56%。如图所示,一个很大的不确定性在于每个地区未来的电力结构如何发展;误差条的高端反映了只考虑目前现有的和宣布的政策时造成的排放,而低端反映了国际能源署预测的电力部门与《巴黎协定》目标一致所需的政策的实施产生的排放。
▲2021年和预测2030年在欧洲、美国、中国和印度登记的平均中型汽油内燃机车(ICEVs)和电池电动汽车(BEVs)的生命周期温室气体排放。误差条表示根据既定政策的电力组合发展(较高的数值)与符合《巴黎协定》的要求之间的差异。
虽然今天登记在册的电池电动汽车已经产生了明显较低的生命周期温室气体平均排放量,但以氢气为燃料的燃料电池电动车则不是这样。这是因为今天氢气的主要来源是通过天然气中的甲烷重整(“灰氢”),这导致更温和的生命周期减排,比今天各地区的平均中型汽油车少26%-40%。而利用可再生电力生产的氢气(“绿色氢气”),将使燃料电池电动车的生命周期温室气体排放量减少76%-80%。不过,以可再生能源为动力的燃料电池电动车比以同样的可再生能源电力为动力的电池电动汽车的生命周期排放量略高;这是因为以电力为基础的燃料电池电动车的技术路径所需的能源密集度约为电池电动汽车技术路径的三倍,因此,我们考虑到了建造额外的可再生能源电力装置的造成的排放量。
2、内燃机汽车的深度脱碳并没有现实的途径。
混合动力汽车通过回收制动能量并将其储存在电池中,然后可以用来支持电动马达的推进,从而提高了内燃机汽车的效率。在这项研究中,混合电动车被发现与传统汽油车相比,只减少了约20%的生命周期温室气体排放。
插电式混合电动车有一个更大的电池,可以在行驶前充电,它们可以在一定范围内以电动模式为主运行。不过,在这种驱动模式下,电动马达通常由内燃机支持,因此不一定是纯电动驾驶。在任何情况下,插电式混合电动车的生命周期温室气体排放主要是由电动与内燃机驱动在平均实际使用中的比例决定的。这在不同地区有很大的差异,今天的中型插电式混合电动车与汽油车相比,生命周期的温室气体排放在美国要低42%-46%,在欧洲要低25%-27%,在中国要低6%-12%,这取决于电力结构的发展。与美国、欧洲和中国的平均电池电动车相比,插电式混合电动车的生命周期温室气体排放量比2021年登记在册的汽车高出43%-64%、123%-138%和39%-58%,比预计2030年登记在册的汽车高出53%-100%、171%-197%和94%-166%。
这项研究还根据目前的政策和预测的供应,分析了生物燃料和沼气在化石燃料柴油、汽油和天然气中平均混合的发展情况。在四个地区和所有燃料类型中,由现行政策推动的生物燃料混合的未来变化的影响范围从可忽略不计到汽油、柴油或天然气车辆的生命周期温室气体排放最多减少9%,甚至在2030年登记在册的汽车的寿命中也是如此。由于一些因素,包括来自其他部门的竞争性需求和高生产成本,供应足够的低碳生物燃料,如基于厨余垃圾和废物的生物柴油、乙醇或生物甲烷,以大幅取代内燃机汽车的化石燃料并不可行。此外,用电生产的燃料成本非常高,这意味着它们不可能在2021年或2030年的汽车寿命内对燃料组合的去碳化作出重大贡献。
3、为了与《巴黎协定》的目标保持一致,新内燃机汽车的生产应该在2030-2035年的时间框架内逐步取消。
考虑到所分析的市场中车辆的平均寿命为15-18年,并且需要在2050年之前实现《巴黎协定》的碳中和目标,因此只有那些使用深度脱碳的技术的汽车才应在2030-2035年左右生产和注册。
根据评估结果,由可再生电力驱动的电池电动车和以“绿氢”为燃料的燃料电池电动车是唯二符合条件的技术途径。混合动力车可以用来减少未来十年登记在册的新内燃机汽车的燃料消耗,但无论是混合动力汽车还是插电式混合电动车都不能提供长期所需的温室气体排放的减少幅度。因此,采用这些动力系统类型的新车生产能力需要在2030-2035年的时间框架内逐步淘汰。
同时,鉴于电池电动车在今天已经提供了全生命周期的温室气体排放效益,过渡到电动汽车不需要等待未来电力部门的改进。事实上,只有在向电动汽车过渡的过程中,才能充分享受到电力部门持续去碳化的好处。
国内的研究结果支持这份报告的结论
中汽中心最新发布的《中国汽车低碳行动计划研究报告(2021)》的研究结果也支持国际清洁交通委员会这份报告的结论。在五种不同燃料类型乘用车中,柴油车平均碳排放最高,明显高于其他燃料类型,为331.3g CO2e/km;汽油车平均碳排放次之,为241.9gCO2e/km;插电式混合动力车碳排放为211.1 CO2e/km;常规混合动力车碳排放为196.6 CO2e /km,纯电动车碳排放最低,为146.5g CO2e /km。《中国汽车低碳行动计划研究报告(2021)》提出,相比于传统的汽油车和柴油车,常规混合动力车、插电式混合动力车和纯电动车具有碳减排潜力,其中,纯电动车碳减排潜力最大,相较于汽油车和柴油车分别减排39.5%和55.8%;常规混合动力车的碳减排次之,相较于汽油车和柴油车分别减排18.7%和40.6%。
不过话虽如此,作为载具,现有的电动车仍不可避免会对环境造成影响。根据另一项近期的分析估测结果,一辆全新的电动车要在行驶近2.2万公里后,对环境造成的伤害才会低于汽油车。
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