电动车真的更环保吗？从发电结构到电池回收的全面解析

电动车真的更环保吗？从发电结构到电池回收的全面解析

电动车真的比燃油车更环保吗？这个问题引发了广泛讨论。随着全球各国提出碳达峰、碳中和目标，汽车领域的这场争论变得尤为激烈。本文将从多个维度深入探讨这一问题，包括发电结构、全生命周期排放、高续航里程的影响、动力电池回收等，为你呈现一个全面的分析。

发电结构：电动车减排优势明显

业内对电动汽车和燃油车谁更低碳环保这一问题，始终存在不同看法，而争论的焦点主要集中在发电环节。华泰证券曾作过一个简单的测算，并作出了一些中性的参数假设：

• 能耗方面，2020年中国主要的157款纯电动车的百公里耗电量大致在12KWh20KWh，假设为16KWh，而纯汽油车在平滑路面上每百公里耗油量为48L，假设为6L；
• 输电和充放电效率方面，2019年电动车新能源转换效率约为90%，同时考虑远距离输电效率约90%；
• 根据中国碳排放交易网数据，2019年汽油的碳排放强度为2.361kg/L，而根据北极星电力网数据，2018年火电碳排放强度均值达到841g/KWh。

根据上述数据假设，在新增发电为100%火电的条件下，电动车实际新增碳排放为17.43kg/百公里，高于传统燃油车的14.17kg/百公里。而当新增火电的比重降至80%或以下时，电动车的实际碳排放才小于燃油车。

国家发改委能源研究所研究员姜克隽认为，即便将发电环节的碳排放转换后，电动汽车依然是低碳的。目前，电动汽车百公里电耗在15KWh左右。依据我国现在的发电结构，2019年平均每KWh二氧化碳排放在0.51kg，也就是电动汽车每百公里二氧化碳排放在7.6kg左右。而一辆百公里油耗7L的小汽车，二氧化碳排放量在17.2kg左右。即使最先进的混合动力小汽车，在北京道路工况下，百公里油耗3.7L，其二氧化碳排放也在9.1kg左右。也就是说，今天的电动车，已经具有较好的碳排放减排优势。

全生命周期排放：电动车表现更优

在全生命周期的计算中，电动汽车也更低碳。姜克隽表示，按照近期的研究，每辆汽油车的生产制造以及原材料的二氧化碳排放为8吨，电动车排放为10.5吨，其中电池制造为4吨。

2019年，我国汽油车生产制造排放仍为8吨左右，而电动车的生产制造排放，由于电池技术进步和整车重量的下降，已经降到9吨左右。

姜克隽称，如果考虑小汽车寿命期内行驶距离在20万公里左右，则加上运行过程中的排放，电动车在24.8吨左右，汽油车在42.4吨，高性能混合动力汽车在27吨左右。

中国汽车工程学会发布的《汽车生命周期温室气体及大气污染物排放评价报告2019》也显示，在全国平均电力水平下，各级别（A00、A0、A、B、C级）纯电动乘用车相比对应级别的汽油乘用车，全生命周期温室气体减排比例为21%~33%。

此外，纯电动车辆VOCs削减比例约为75%。对于氮氧化物，A00B级纯电动乘用车相比同级别汽油乘用车的削减比例为6%26%，C级纯电动乘用车与汽油乘用车排放因子相当。

高续航里程：并非越长越好

近年来，随着动力电池技术的进步和成本降低，电动车续航里程稳步提升。当前，高续航里程成为多数车企追求的目标。蔚来汽车、智己汽车、广汽埃安相继宣布将推出1000公里续航电动车。

而中国工程院院士杨裕生曾多次公开呼吁应理性看待续航里程：“续航里程越高，意味着装载的电池越多，耗电多不环保，特斯拉就是典型的例子。单纯发展高续航的纯电动车，也违反了我们发展电动车节能减排的宗旨。”

据媒体报道，此前有消费者在中国香港花5.1万美元买了一辆Model S，在通过新加坡政府车辆碳排放（CEVS）标准检测时被告知：Model S在测试后被认定为“非环境友好车型”，被新加坡陆路交通管理局处以1.088万美元的罚款。据披露，Model S二氧化碳排放量为每公里222克（包括发电环节产生的二氧化碳），属于严重超标。

“假设不同续航里程的电动车采用同一种电力来源，那此时‘百公里能耗’将成为评判电动车碳排放的重要指标。百公里能耗越低，意味着行驶相同里程所需要的电量就越低，碳排放相应也就越低。对于用户而言，能耗越低，行驶相同的距离，花费也就越少。”爱驰汽车相关技术专家表示，对于电动车而言，不应该一味追求续航里程的长短，更应该注重能耗表现。

事实上，高续航电动车的碳排放与电池能量密度也有一定关系。“续航500公里和800公里的电动车，如果电池能量密度相同，就意味着800公里的车比500公里的车重，耗电就更高，碳排放也就更高。但假设800公里的电池能量密度是500公里的1.6倍，那么两辆车的电池重量和整车重量都是一样的，电耗、碳排放也就相同。”一位动力电池行业专家表示，通过提升电池能量密度来提升续航里程，未必会增加碳排放。但产业化的前提是技术要成熟，安全性能大幅提升。

动力电池回收：减排不容忽视

节能环保不仅体现在车辆生产、使用上，对电动汽车而言，动力电池的碳排放和污染防控也是重要一环。尽管动力电池的使用过程可以实现清洁零排放，但动力电池的生产却是一个高耗能的环节。动力电池生产的整个流程可以简单分为上游的原材料获取及加工、电池制造组装两个环节。

全球性环保组织绿色和平在其发布的《2030年新能源汽车电池循环经济潜力研究报告》中提出，以镍钴锰三元电池为例，以每千瓦时产生的二氧化碳当量为单位，其中上游原材料环节可产生碳排放约59kg。电池制造组装阶段所产生的碳排放与能源结构有很大关系，若以清洁能源为主，该阶段的碳排放可低至2kg，但若依赖传统化石能源，碳排放最高可达47kg。因此，动力电池整个生产过程的总碳排放，因生产厂商所在国家的能源结构不同，估算在61~106kg/ KWh。

“动力电池的污染主要存在于回收端，例如，由于未能妥善处理，动力电池中的电解液等物质流出，会造成土壤污染以及水污染。预计从2020年起，我国开始进入电动车大规模退役潮，2020年退役量预计达到约14万吨，累计退役量约25万吨，动力电池回收端带来的污染不可忽视。”宁德时代相关负责人表示。

虽然国家制定了较为完善的政策管理体系，但是动力电池回收产业为快速发展的新事物，相应的管理制度需要持续完善和优化。“目前，国家密集出台相关政策，通过编码和溯源管理平台，对动力蓄电池，从生产、销售、使用、报废、回收、利用全生命周期进行信息采集，监控各环节责任主体。同时，随着科技水平的提升，动力电池中重金属等回收效率也逐步提升。动力电池的环保性正在逐渐改善。”上述宁德时代负责人表示。

未来展望：多技术路线并存

虽然发展电动汽车已是大势所趋，但这并不意味着燃油车的内燃机节油技术提升毫无意义。“如果优化后的内燃机再和电动系统结合起来，两者优势互补，就可以更加节能减排，减少用户的负担。”杨裕生认为，在汽车电动化趋势的大潮下，传统燃油车可能会逐渐减少，但内燃机技术在不断进步，油耗持续降低，使用成本也在逐步下降。

事实上，对“纯电化”的“纠偏”也得到了政策上的明确肯定。2020年10月，由中国汽车工程学会组织修订编制的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》中，用“全面电驱动化”代替了“禁燃时间表”，提出“到2035年，混合动力新车占传统能源乘用车的100%”。国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划（2021~2035年）》也指出，以纯电动汽车、插电式混合动力（含增程式）汽车、燃料电池汽车为“三纵”，布局整车技术创新链。

“中国向世界承诺2060年达到碳中和，汽车产业转型升级迫在眉睫，要按照减碳、低碳到零碳这个路线，所以混动是不可缺失的、最有效的技术。节能汽车和新能源汽车要双轮驱动，同步发展。我国的目标是2025年乘用车油耗降至4L/百公里，如果没有混动技术支持，这个目标难以实现。”中国汽车工程学会名誉理事长付于武认为。

值得一提的是，由于理论上零排放的特性，氢燃料电池被视为汽车行业实现“碳中和”的终极方案。目前国家已确定将氢能纳入能源战略体系，明确了氢能在能源体系中的定位。公开资料显示，我国已设立了多个燃料电池汽车示范城市，累计运行车辆超过5000辆，累计运行里程超过1亿公里，已建和在建的加氢站超过140座。

2020年9月，财政部、工信部、科技部、国家发改委、国家能源局联合发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，提出以城市群开展示范。全国政协副主席、中国科学技术协会主席万钢指出，从能源的角度来看，要实现碳中和、碳达峰目标，需要更多地发展可再生能源。其中，氢气具有来源多样化、驱动高效率、运行零排放等特征。而燃料电池汽车则可以广泛地应用于交通、建筑、工业和更高效的储能领域，可推动汽车产业碳达峰、碳中和的目标如期达成。