每經記者：孫桐桐 李彪
電動汽車低碳環保似乎已成爲“真理”，但你了解事情的全貌嗎？
隨著世界多國提出碳達峰、碳中和時間表，汽車領域關于電動車和燃油車誰更低碳環保的話題也被屢次提及。
去年底，在日本汽車制造商協會年終新聞發布會上，豐田汽車社長豐田章男對電動汽車的評論非常激烈，稱電動汽車被過度炒作。他認爲，當下電動汽車支持者沒有考慮發電産生的碳排放和電動汽車轉型的成本。
令豐田章男難以想象的是，新能源概念已經引爆資本市場，全球年銷量不到50萬輛的特斯拉，一年時間市值累計漲幅超七倍，成爲全球市值最高車企。特斯拉的市值是豐田的3倍多，銷量卻僅爲豐田的5%。
雖然新能源概念在資本市場的表現有著非理性的一面，但碳中和目標倒逼全球汽車公司加速發展新能源卻是不爭的事實。國家發改委能源研究所研究員姜克隽認爲，將發電環節的碳排放轉換後，電動汽車依然是低碳的。
那麽，電動車到底有沒有汙染？與燃油車相比，它的低碳效應要如何量化？《每日經濟新聞》記者從兩類汽車的生産、使用和報廢等全生命周期進行比對，展開深入采訪和調研，爲您揭曉答案……
發電結構測算：電動車具有較好減排優勢
事實上，對電動汽車和燃油車到底誰更低碳環保這一問題，業內、機構和專家始終有不同看法，而爭論的焦點聚集在發電環節上。
華泰證券曾做過一個簡單的測算，並做出了一些中性的參數假設。
能耗方面，根據AutoLab數據，2020年中國主要的157款純電動車的百公裏耗電量大致在12KWh~20KWh，假設爲16KWh，而純汽油車在平滑路面上每百公裏耗油量爲4~8L，假設爲6L；
輸電和充放電效率方面，根據美國能源局的研究，2019年電動車新能源轉換效率約爲90%，同時考慮遠距離輸電效率約90%；
根據中國碳排放交易網數據，2019年汽油的碳排放強度爲2.361kg/L，而根據北極星電力網數據，2018年火電碳排放強度均值達到841g/KWh。
根據上述數據假設，在新增發電爲100%火電的條件下，電動車實際新增碳排放爲17.43kg/百公裏，高于傳統燃油車的14.17kg/百公裏，而當新增火電的比重降至80%或以下時，電動車的實際碳排放才小于燃油車。
但姜克隽認爲，即便將發電環節的碳排放轉換後，電動汽車依然是低碳的。
他算了一筆賬。目前，電動汽車百公裏電耗在15KWh左右。依據我國現在的發電結構，2019年平均每KWh二氧化碳排放在0.51kg，也就是電動汽車每百公裏二氧化碳排放在7.6kg左右。
而一個百公裏油耗7L的小汽車，二氧化碳排放量在17.2kg左右。即使最先進的混合動力小汽車，在北京道路工況下，百公裏油耗3.7L，其二氧化碳排放也在9.1kg左右。也就是說，今天的電動車，已經具有較好的碳排放減排優勢。
姜克隽在做出上述推算時，提到了一個前提條件——發電結構。
其實，發電環節有一個關鍵詞非常重要，那就是“火電”或“燃煤發電”。換句話說，用什麽原料發電，對排放結果至關重要。
豐田章男舉例稱，在日本電力供應中，火力發電占到77%，可再生能源和核電占比只有23%。與之形成鮮明對比的是，德國火電占比不到60%，可再生能源和核電占比約47%。而核電大國法國的可再生能源和核電占比高達89%，火電只占11%。因此從碳中和的角度來說，如果把電力生産環節的碳排放考慮進去的話，以豐田爲例，同樣是YARIS這款車，在法國生産更環保。
那麽我國的能源構成情況如何呢？
在發電量方面，火電仍占大頭。
2019年我國火電發電50465億千瓦時，其中煤電45538億千瓦時，火電發電占比近七成
但根據wind數據，2020年12月，火電發電累計同比增長1.2%，已經比2019年同期下降0.7個百分點，比2018年同期更是下降4.8個百分點。
三年來，我國火電發電量累計增速持續下降
根據中國電力企業聯合會發布的《中國電力行業年度發展報告2020》，2019年，我國全口徑發電量爲73266億千瓦時，比上年增長4.7%。但從分項數據看，煤電發電量增速最低。
2019年煤電發電量增速最低，核電、風電、太陽能發電增速均爲兩位數，能源結構進一步優化
該報告還預測，2035年我國非化石能源發電裝機比重超過60%，發電能源占一次能源消費比重超過57%。
換句話說，機構測算中“新增發電爲100%火電”的前提並不科學，而且隨著時間的推移，我國非化石能源發電占比將越來越高。
全生命周期測算：電動汽車減碳優于燃油車
在全生命周期的計算中，電動汽車也更低碳。
姜克隽表示，按照近期的研究，每輛汽油車的生産制造以及原材料的二氧化碳排放爲8噸，電動車排放爲10.5噸，其中電池制造爲4噸。
到2019年，我國汽油車生産制造排放仍爲8噸左右，而電動車的生産制造排放，由于電池技術進步和整車重量的下降，已經降到9噸左右。
姜克隽稱，如果考慮小汽車壽命期內行駛距離在20萬公裏左右，則加上運行過程中的排放，電動車在24.8噸左右，汽油車在42.4噸，高性能混合動力汽車在27噸左右。
中國汽車工程學會發布的《汽車生命周期溫室氣體及大氣汙染物排放評價報告2019》也顯示，在全國平均電力水平下，各級別（A00、A0、A、B、C級）純電動乘用車相比對應級別的汽油乘用車，全生命周期溫室氣體減排比例爲21%~33%。
此外，純電動車輛VOCs削減比例約爲75%。對于氮氧化物，A00~B級純電動乘用車相比同級別汽油乘用車的削減比例爲6%~26%，C級純電動乘用車與汽油乘用車排放因子相當。
需要注意的是，上述《報告》指出，不同地區電網電力對于溫室氣體、氮氧化物、一次PM2.5的排放影響較大，主要是由于三種排放物主要來源于車輛的燃料周期。
以溫室氣體爲例，使用全國平均電力時，純電動乘用車可削減21%~33%的溫室氣體，而在可再生能源占比較高的南方區域電網下，溫室氣體的削減比例可上升至35%~46%。
在南方，由于可再生能源發電占比較高，排放的二氧化碳大大減少
圖片來源：《汽車生命周期溫室氣體及大氣汙染物排放評價報告2019》
此外，不得不提的是，不僅僅是政策在倒逼，市場也在積極營造非化石能源發展的環境。目前，光伏發電成本已低于火電，這也爲非化石能源替代化石能源提供了非常好的契機。
國際可再生能源署發布的《2019年可再生能源發電成本報告》顯示，在2010年到2019年的10年間，全球光伏發電度電成本已經從0.378美元降至0.068美元，降幅達82%。
“在未來的中國能源規劃中，太陽能、風能、核能等清潔電能是重點發展方向，即將變革的能源格局配合電動汽車的大規模應用，排放和汙染將會降低再降低。”中國電動汽車百人會副理事長、中國科學院院士歐陽明高表示。
由于政策的引導和人們對環境保護越來越高的要求，近年來我國太陽能光伏裝機容量大幅上升
姜克隽認爲，實現碳中和需要能源系統的明顯轉型。到2050年，交通實現淨零排放，主要途徑是道路交通裏面，除一部分重型卡車使用氫燃料電池技術外，其他車輛都爲電動車。中大型輪船采用氫燃料電池作爲推動能源，其他爲電池驅動。鐵路運輸中難以電氣化的鐵路運輸用氫燃料電池驅動。航空中小型飛機采用電池驅動，大型飛機近一半用生物航煤，其他爲氫動力飛機。
“未來電力系統淨零排放或者負排放，電動汽車就沒有排放問題，生命周期的排放也近于零。”姜克隽說。
盲目追求高續航對低碳環保無益
除了“行駛排放賬”“能源結構賬”，還有一本賬不容忽視，那就是高續航的電動車是否低碳環保。
近年來，隨著動力電池技術的進步和成本降低，電動車續航裏程穩步提升。當前，高續航裏程成爲多數車企追求的目標。蔚來汽車、智己汽車、廣汽埃安相繼宣布將推出1000公裏續航電動車。
但中國工程院院士楊裕生曾多次公開呼籲應理性看待續航裏程：“續航裏程越高，意味著裝載的電池越多，耗電多不環保，特斯拉就是典型的例子。單純發展高續航的純電動車，也違反了我們發展電動車節能減排的宗旨。”
據媒體報道，此前有消費者在中國香港花5.1萬美元買了一輛Model S，在通過新加坡政府車輛碳排放（CEVS）標准檢測時被告知：Model S在測試後被認定爲“非環境友好車型”，被新加坡陸路交通管理局處以1.088萬美元的罰款。據披露，Model S二氧化碳排放量爲每公裏222克（包括發電環節産生的二氧化碳），屬于嚴重超標。
“假設不同續航裏程的電動車采用同一種電力來源，那此時‘百公裏能耗’將成爲評判電動車碳排放的重要指標。百公裏能耗越低，意味著行駛相同裏程所需要的電量就越低，碳排放相應也就越低。對于用戶而言，能耗越低，行駛相同的距離，花費也就越少。”愛馳汽車相關技術專家告訴《每日經濟新聞》記者，對于電動車而言，不應該一味追求續航裏程的長短，更應該注重能耗表現。
事實上，高續航電動車的碳排放與電池能量密度也有一定關系。
“續航500公裏和800公裏的電動車，如果電池能量密度相同，就意味著800公裏的車比500公裏的車重，耗電就更高，碳排放也就更高。但假設800公裏的電池能量密度是500公裏的1.6倍，那麽兩輛車的電池重量和整車重量都是一樣的，電耗、碳排放也就相同。”一位動力電池行業專家告訴《每日經濟新聞》記者，通過提升電池能量密度來提升續航裏程，未必會增加碳排放。但産業化的前提是技術要成熟，安全性能大幅提升。
從目前的行業應用來看，智己汽車使用的“摻硅補锂”電池，能量密度大約是磷酸鐵锂電池包的1.6倍，大約是三元锂電池包的1.3~1.4倍。
目前各廠商研發的固態電池能量密度已接近400Wh/kg
此外，大型的電動車也不利于降低碳排放。
上述《汽車生命周期溫室氣體及大氣汙染物排放評價報告2019》表明，假定所有車輛均在全國平均電力情況下生産、組裝、使用，從車輛級別角度來看，無論是對于汽油乘用車或是純電動乘用車，A00級別車輛均具有最小的溫室氣體排放因子，隨著車輛級別的增加（從A00至C），全生命周期的溫室氣體排放水平依次增加，這是由于較高級別車輛的燃料周期和材料周期溫室氣體排放水平均高于低級別的車輛。
級別越高的純電動車所排放的溫室氣體越多
圖片來源：《汽車生命周期溫室氣體及大氣汙染物排放評價報告2019》
因此，中國汽車工程學會建議，未來應加快建立新能源汽車能耗標准，控制各級別新能源汽車的能源消耗。同時，汽車産業應持續推進車輛的小型化發展，鼓勵合理優化純電動車續航裏程設置，避免盲目追求續航裏程造成的資源浪費和能耗排放增加。
動力電池回收減排不容忽視
節能環保不僅體現在車輛生産、使用上，對電動汽車而言，動力電池的碳排放和汙染防控也是重要一環。
盡管動力電池的使用過程可以實現清潔零排放，但動力電池的生産卻是一個高耗能的環節。動力電池生産的整個流程可以簡單分爲上遊的原材料獲取及加工、電池制造組裝兩個環節。
全球性環保組織綠色和平在其發布的《2030年新能源汽車電池循環經濟潛力研究報告》中提出，以鎳钴錳三元電池爲例，以每千瓦時産生的二氧化碳當量爲單位，其中上遊原材料環節可産生碳排放約59kg。電池制造組裝階段所産生的碳排放與能源結構有很大關系，若以清潔能源爲主，該階段的碳排放可低至2kg，但若依賴傳統化石能源，碳排放最高可達47kg。因此，動力電池整個生産過程的總碳排放，因生産廠商所在國家的能源結構不同，估算在61~106kg/KWh。
“動力電池的汙染主要存在于回收端，例如，由于未能妥善處理，動力電池中的電解液等物質流出，會造成土壤汙染以及水汙染。預計從2020年起，我國開始進入電動車大規模退役潮，2020年退役量預計達到約14萬噸，累計退役量約25萬噸，動力電池回收端帶來的汙染不可忽視。”甯德時代相關負責人對《每日經濟新聞》記者表示。
未來我國將有大量的新能源車動力電池退役，若不妥善處理將造成大量汙染
雖然國家制定了較爲完善的政策管理體系，但是動力電池回收産業爲快速發展的新事物，相應的管理制度需要持續完善和優化。
“目前，國家密集出台相關政策，通過編碼和溯源管理平台，對動力蓄電池，從生産、銷售、使用、報廢、回收、利用全生命周期進行信息采集，監控各環節責任主體。同時，隨著科技水平的提升，動力電池中重金屬等回收效率也逐步提升。動力電池的環保性正在逐漸改善。”上述甯德時代負責人表示。
據了解，退役動力電池進行梯次利用，主要包括儲能系統、通信基站、數據中心的備用電源系統、充電站和低速電動車等領域，替代部分新電池的需求，從而達到減少碳排放的效果。
上述報告嘗試量化評估了我國退役電池梯次利用對新電池原材料獲取及加工環節的減排效益。在中國，若將2025年80%的乘用電動汽車和商用電動汽車退役的動力電池進行梯次利用，理論上會比制造同等電量的全新電池碳排放減少185萬噸。2030年梯次利用退役動力電池將比制造新電池減少909萬噸碳排放。
上述報告數據顯示，2021~2030年，中國退役的動力電池將達到708GWh，將這些電池有效地梯次利用將比制造等量的新電池減少近3342萬噸碳排放。
而隨著電動汽車技術逐步提升，規模化應用已迎來市場爆發節點，這將進一步降低動力電池回收再利用的成本，促進動力電池環節的減排，從而減少車輛全生命周期的汙染和排放。
汽車電動化不等于“純電化”
雖然發展電動汽車已是大勢所趨，但這並不意味著燃油車的內燃機節油技術提升毫無意義。
“如果優化後的內燃機再和電動系統結合起來，兩者優勢互補，就可以更加節能減排，減少用戶的負擔。”楊裕生認爲，在汽車電動化趨勢的大潮下，傳統燃油車可能會逐漸減少，但內燃機技術在不斷進步，油耗持續降低，使用成本也在逐步下降。
事實上，對“純電化”的“糾偏”也得到了政策上的明確肯定。
去年10月，由中國汽車工程學會組織修訂編制的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》中，用“全面電驅動化”代替了“禁燃時間表”，提出“到2035年，混合動力新車占傳統能源乘用車的100%”。
國務院辦公廳發布的《新能源汽車産業發展規劃（2021~2035年）》也指出，以純電動汽車、插電式混合動力（含增程式）汽車、燃料電池汽車爲“三縱”，布局整車技術創新鏈。
各大車企並沒有把籌碼完全押在純電動技術路線上，而是紛紛加碼多元化技術路徑
“中國向世界承諾2060年達到碳中和，汽車産業轉型升級迫在眉睫，要按照減碳、低碳到零碳這個路線，所以混動是不可缺失的、最有效的技術。節能汽車和新能源汽車要雙輪驅動，同步發展。我國的目標是2025年乘用車油耗降至4L/百公裏，如果沒有混動技術支持，這個目標難以實現。”中國汽車工程學會名譽理事長付于武認爲。
值得一提的是，由于理論上零排放的特性，氫燃料電池被視爲汽車行業實現“碳中和”的終極方案。目前國家已確定將氫能納入能源戰略體系，明確了氫能在能源體系中的定位。
公開資料顯示，我國已設立了多個燃料電池汽車示範城市，累計運行車輛超過5000輛，累計運行裏程超過1億公裏，已建和在建的加氫站超過140座。
2020年9月，財政部、工信部、科技部、國家發改委、國家能源局聯合發布了《關于開展燃料電池汽車示範應用的通知》，提出以城市群開展示範。
全國政協副主席、中國科學技術協會主席萬鋼指出，從能源的角度來看，要實現碳中和、碳達峰目標，需要更多地發展可再生能源。其中，氫氣具有來源多樣化、驅動高效率、運行零排放等特征。而燃料電池汽車則可以廣泛地應用于交通、建築、工業和更高效的儲能領域，可推動汽車産業碳達峰、碳中和的目標如期達成。
記者手記 |汽油車輸給了誰？
新能源汽車一直熱度不減，無論是續航裏程的節節攀升、整車價格的大幅下跌，還是氫能源動力汽車的橫空出世……
爲了低碳環保，包括中國在內的很多國家和地區都積極推進新能源汽車發展。但是，新能源汽車並非低碳環保的言論也一直是燃油車支持者堅持的觀點。
去年底，豐田汽車社長豐田章男曾稱，電動汽車支持者沒有考慮發電産生的碳排放。但是從全生命周期來看，電動汽車的碳排放量、環保表現都優于燃油汽車，而且這一優勢還在不斷擴大。比如：能源結構逐步調整後，火電占比減少，電能更爲清潔；電池、電機、電控等技術不斷進步，電動汽車的能耗表現、使用壽命提升，使用周期更長、更環保；電池處置技術和能力逐步提升，電池的環境汙染問題快速得到解決等。
相對而言，燃油汽車經過了百年發展，技術上顛覆性突破的難度很大，在與新能源車的減排技術賽跑中很難占據優勢。
記者：孫桐桐 李彪
編輯：陳星
視頻編輯：祝裕
視覺：蔡沛君
排版：陳星 馬原
每日經濟新聞