陳天殷
(美國亞派克機電 (杭州)有限公司,浙江 杭州 310013)
2011年11月17日 《人民日報》刊載了財政部、科技部、工業和信息化部、發改委4部委聯合提出的大力推廣電動汽車,并為電動汽車推廣提供諸多便利的文章。但目前發展電動車仍要面臨很多難題,其被標榜 “零排放”的環保標簽其實僅僅是一個面具,在使用過程中沒有排放的電動車,在其產業鏈的前端和后續卻都是污染大戶。據國家電網統計,2010年,中國82%以上電網依靠火力發電,我國煤炭資源多而石油少,預計到2020年我國75%以上電網還須靠火力發電,這種情況下獲取電能的電動車輛無疑就是間接在燒煤。
電動汽車作為用電的終端,的確是清潔的低排放的交通工具。雖然電動汽車本身是清潔的,但為給電動汽車的蓄電池充電,發電廠發電的過程中卻有可能產生空氣污染和固體廢棄物。與傳統汽車相比,原來是燃油發動機驅動,現在是燃油發動機發電,再用電動機驅動汽車。但在中國目前的用電背景下普及電動汽車,無非是將排放污染前移了、集中了。只是把污染從城市轉入到了鄉鎮。
電動汽車用電作動力,電的來源本身要消耗能源。在中國75%以上依靠火力發電的情勢下,目前宣稱的電動車幾乎就等同于燒煤。因此,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能減排的意義。鼓吹在中國發展電動車,不過是把排放污染前移的一個偽裝的 “面具”而已。
電動車的普及會使電網的負荷增加,國家要投建更多的火電廠,而煤的能量轉換率又低,更多地造成環境污染。當然,獲得同量的電能,用燃料電池最理想,畢竟燃料電池能量利用率高。
國內電網80%以上用煤炭發電,電動車缺乏清潔電網。我國82%的電力還得來自煤炭,而且是含硫高、灰分高的劣質煤,到2020年,用煤炭發電仍將占到電力供應量的71%。而水電、風電、太陽能,加上還在爭議中的核能發電,比例仍然不到三成。據 “能源與交通創新中心”的專家計算,如果一個地區的電能高于80%來源于火電,這樣的電動汽車便并不清潔。而中國目前共有7個電網,其中東北電網、華北電網99%的電力來自于火力發電,只有華中電網40%的能源是由水力發電等可再生方式提供的。
要讓電動車做到綠色無污染,首先要做到電網清潔化,綠色化。這需要引進更多的可再生能源并入電網。一些國外城市之所以能夠大力普及電動車輛,是因為他們對清潔的電控制得很嚴格。例如瑞典的一家純電動車銷售專營店的老板說,在他們國家要賣出一輛純電動車,必須要與客戶簽署一份協議,該協議內容是保證車主的電能來源是 “干凈的”電力供應商;如果用戶做不到這一點,他們寧肯失去這單生意。瑞典的電能構成中,水力發電占50%,風力和其它生物能源發電占45%,而用煤發電只占5%,因此在這樣的地區推廣電動車,才能真正做到碳的 “零排放”。而在我國,電動車只是把城市的污染轉移到鄉鎮農村去而已,在遠離城市的邊遠地區用煤發電,然后輸送到城市。
今天,我國蓄電池的生產廠已經設置在遠離城市的鄉鎮,甚至農村。現在的電動汽車很多是重達600 kg的鋰電池來推動的,中國已有25個試點城市,混合動力以及純電動汽車總保有量超過1萬輛,一般情況下,鋰離子蓄電池的使用壽命在5年左右。當電池結束了生命周期后,怎樣處理成為了重要問題。直到如今,各界專家除了收集存放、找地填埋之外仍沒有什么特別行之有效的對策。國內并不像日本,有一個 “電池礦山”式的回收產業鏈,將廢舊電池拆解提煉得到有用的重金屬。國內的電池回收利用率水平還很低。
混合動力和純電動客車電池主要包括磷酸鐵鋰、錳酸鋰等類型,鋰電池里面用的電解液是有機物,遇水分解,揮發后重新在人體表分解出氫氧化鋰,嚴重時會損傷人的視力;此外,鋰電池還有一定含量的鈷,一旦釋放對環境將會造成危害。
鉛酸蓄電池因含有重金屬物質鉛,會對土壤、水源和人體造成危害,對其回收處理,國家一直有明確的法律規定,嚴禁沒有從業資質的單位或個人回收處理廢舊電池。
報廢的鉛酸蓄電池,基本上可以修復,修復后效率可達新電池的80%以上,第2次修復效率也有50%以上,剩下的就交給回收公司處理。很多回收廢品的是一些地下加工廠,他們將回收來的鉛酸蓄電池存放在不具備條件的空地或倉庫里,加工過程也沒有資質,造成了鉛的大量浪費和三廢的大量排放。環保組織鐵匠基金會 (Blacksmith)數據顯示,世界上最嚴重的10個污染問題,其一就是錯誤拆除鉛酸蓄電池造成的。建設一個基礎設施去收集這些廢棄的電池組,然后還要重新評估它們的價值,再將它們向消費者重新銷售。
在無法保證純電動汽車電池生產企業高度達標、使用清潔電能的基礎之上,電動車報廢電池也沒有解決方案和法律法規之時,就積極普及推廣電動汽車其實是個對環保認識極大的誤區。
電動車輛蓄電池的鉛污染的主要問題在于粉塵——血鉛超標就是對兒童和青少年最大的傷害。通用汽車的一位高管曾說過,通用在美國的一個電池生產廠旁邊就是迪斯尼樂園,因而工廠各項排放都經受了最嚴格的檢驗。而在中國,鉛酸蓄電池行業仍以大量中小企業為主體,全國有300多家再生鉛企業,其中有半數屬于無證違規經營,90%以上不符合國家鉛鋅行業準入條件。
環保部的調查報告披露,2010年6起較大的鉛污染事件一半由鉛酸蓄電池企業引起。鉛酸蓄電池的生產原料為鉛與濃硫酸,為重金屬危險品與高腐蝕性化工原料,生產過程中產生的鉛塵、鉛煙與酸霧會通過粉塵進入人體,導致血鉛超標;這些粉塵漂浮于地面1m處左右,因此對兒童健康影響最大。
而據電池工業協會的數據顯示,目前我國有2000多家鉛酸蓄電池企業,有生產許可證的企業約1800多家,產值在500萬元以上的企業只有200多家,不到整體數量的10%,而產值在億元以上的則更少。大量環保不達標的小企業成為鉛污染的制造者。這也就意味著:為電動汽車提供各種服務的上下游小企業,其污染程度甚至超過傳統汽車供應商。
中國電動車使用的電池主要是鉛酸蓄電池和鋰電池,為了保持300 km的續航能力,電動汽車使用質量達到600 kg的磷酸鐵鋰電池。在國內大力推動電動汽車發展的大背景下,鉛酸蓄電池將會被大量應用,鉛酸蓄電池在生產與回收環節都會產生嚴重污染。電池生產環節中的金屬材料加工中有鉛、砷、鎘、汞、鉻等會釋放出來到灰塵和水中。中國最大的電動汽車制造商比亞迪,在深圳正建設中的最大電池廠,曾受到了當地居民的抗議,財新網報道更是直指其環保報告造假,意在獲得國家補貼。在后期的整改中,比亞迪才同意將新建的鐵鋰電池廠生產布局進行調整,把污染工序轉向他處生產。
據2011年12月21日全國環境保護工作會議的消息,整治鉛酸蓄電池污染,是今后環保專項行動的重點,表達了國家整治鉛酸蓄電池的決心。業內人士正統一思想把鉛酸蓄電池逐出電動車輛蓄電池的行列,最終鋰電池將成為主流,電動車輛蓄電池的污染問題的解決前進了一大步。
普通內燃機汽車,由于相對數量規模較小,在回收蓄電池時長期污染物還是相對可控的。一旦數量驟增,蓄電池現在還是缺乏最佳處理方法。一個小小的鈕扣鋰電池就能污染大約60萬升水,一節傳統的含汞1號電池爛在地里,能使周邊1 m2的土地失去任何農用價值。僅以普通汽車中裝載的用于起動汽車的常規12V鉛酸蓄電池為例,這種電池每年都要被裝載到7000萬輛新制造的汽車上,因其含有鉛和硫酸,是垃圾場里最危險的物品之一。廢鉛酸蓄電池內含有鉛膏、廢硫酸等物質,因其具有化學反應性,已被列入國家危險廢物名錄。這些物質一旦污染到人體,至少有六成人鉛中毒,重者將在2年內因腎臟衰竭死亡。
近年我國血鉛事件頻發,與鉛酸蓄電池對環境、人體的污染有著密切的關系。由于監管的力度不足,蓄電池對土地水源產生污染,已經處于失控狀態。當下內燃機車輛對我們的大氣產生污染,而電動車輛卻會把污染延伸到對子孫后代和他們生存土地的禍害。有人說,我們這一代已經因為國家賣地給開發商花了兒孫的錢,現在如果污染水源土地遺害后代,真是難以饒恕!必須要有責任感、緊迫感,盡快盡善盡美地解決污染的防治。
把電動車輛現在所面臨的實際困惑和我國真實的國情告知人民,讓我們相關的科技人員對推廣電動車輛,實現低碳節能的艱巨任務更有使命感、緊迫感和責任感,會更有利國家能源政策低碳節能方針的實施,電動車輛推動的步伐會更快。
由化石能源轉為電能來驅動車輛是發展的必然趨勢。用水能、風能、太陽能、潮汐能量和現代的核能技術發電都是清潔的能源。以氫和氧作為原料的燃料電池作為汽車的動力,更是完美的結合體,其優點廣為肯定,但至今因成本高昂,進入實用還有較長的路要走。
我國的能源資源多煤而相對少石油,今天,我國50%以上的汽油依賴進口,每年須乘風破浪萬里迢迢從西亞北非等地進口。最近伊朗周圍又戰云密布,戰爭的陰霾一直籠罩著我國各條不平靜的海上供應線。光是從減少石油需求、加強國家能源安全這一點,就值得大力推進電動車輛。文中對電動車輛現在的能源獲取的流程作了簡要介紹,決無意反對國家部委的決策。只感到不少媒體的宣傳有失偏頗,目的是想探究事情的真相,說明今天的電動汽車還只是疑似環保,與國內同仁交流。希望電動車輛的大力發展,能有效推動解決和完善蓄電池生產、儲運、管理和回收的污染方案,并依靠國家政策導向,將更多的資源投入蓄電池各環節的環保措施和新能源的研究。
電動車輛不能等到新的綠色能源完全成熟完善和蓄電池產業鏈管理環節都實現環保了再來推廣發展,這些工作齊頭并進才能相互促進。
必須指出,我國在第3代 (Third Generation)核能技術的演進發展和實踐中有著輝煌的成果,為我國安全清潔的能源作出杰出的貢獻。AP600/AP1000主要特征是采用先進的非能動 (Advance passive)安全原理,使核電廠的系統、設備和構筑物等大幅度簡化,安全性、可靠性和經濟性得以大幅度提高。我們作為一個石油資源短缺的國家,既然核能的安全性得到保障,核能必是我國電能資源的重要方向。 “十二五”計劃中核能將有大發展。
必須指出,環保和低碳在很多時候只是個概念,發達國家常利用它設置高科技壁壘,來保持其優勢。鑒于我國的國情,不必亦步亦趨,處處把它拿來套用。只有國家把更多的資源投入蓄電池各環節的環保措施和新能源的研究,才能保證電動車輛的發展能穩步提高。也期待國內同道指正。
[1]中華人民共和國國家統計局.中國統計年鑒—2011第7篇能源[M].北京:中國統計出版社,2011.
[2]國家發展和改革委員會.中國區域經濟發展年鑒[M].北京:中國財政及經濟出版社,2011.
[3]全國哲學社會科學規劃辦公室.國家哲學社會科學 (下卷)“十二五”發展趨勢[M].北京:社會科學文獻出版社, 2010.
[4]中國電力建設企業協會.中國電力建設科技成果專輯2009[M].北京:中國電力出版社,2010.
[5]孫漢虹.第三代核電技術AP1000[M].北京:中國電力出版社,2010.