新能源汽車推廣對城市碳排放影響探討
——以太原市為例

2019-07-15 12:21:18李耀庭

綠色科技 2019年12期

郭晨，李萌，武林，李耀庭，李博

(太原師范學(xué)院地理科學(xué)學(xué)院，山西晉中 030619)

1 引言

伴隨汽車工業(yè)的高速發(fā)展，汽車給人們生活帶來便利的同時(shí)，也帶來了日益嚴(yán)重的環(huán)境問題。新能源汽車尤其是純電動汽車也因此逐漸受到人們的廣泛關(guān)注。

目前，國際上很多國家針對純電動汽車的順利推行起到了積極的促進(jìn)作用。例如，美國主要以建成家庭充電站為主，德國提供了購車補(bǔ)貼，日本以研發(fā)為主，預(yù)計(jì)到2020年將研發(fā)20余款純電動汽車[1]。我國在《中國制造2025重點(diǎn)領(lǐng)域技術(shù)路線圖》中提出，到2020年初步建成以市場為導(dǎo)向、企業(yè)為主體、產(chǎn)學(xué)研用緊密結(jié)合的新能源汽車產(chǎn)業(yè)體系，自主新能源汽車年銷量突破100萬輛，市場份額達(dá)到70%以上；打造明星車型，進(jìn)入全球銷量排名前十；動力電池、驅(qū)動電機(jī)等關(guān)鍵系統(tǒng)達(dá)到國際先進(jìn)水平，在國內(nèi)市場占有率達(dá)到80%。到2025年，形成自主可控完整的產(chǎn)業(yè)鏈，與國際先進(jìn)水平同步的新能源汽車年銷量300萬輛，自主新能源汽車市場份額達(dá)到80%以上[2]。

太原作為我國重要的工業(yè)城市，減排和污染控制一直是“重中之重”。多年來，煤炭的清潔利用和煤電產(chǎn)業(yè)鏈的延伸一直是山西省產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的主要訴求。2016年初，太原市將8292輛出租車全部更換為純電動出租車，成為全球首個(gè)全城出租車電動化的城市，走在了汽車電動化的前列。基于此，對太原市公共交通電動化前后的尾氣排放進(jìn)行了研究，試圖分析太原出租車純電動化之后對城市碳排放的影響。

2 研究方法

以下的計(jì)算方法主要從出租車、公交車、鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車、快遞車這四類公共交通類的車型入手，計(jì)算每種車型在一定范圍內(nèi)一年減少的尾氣排放量，由于每種車型在很多方面存在差異，所以分別用不同的方法來計(jì)算。

2.1 出租車

太原市電動出租車的減排量計(jì)算主要考慮的是溫室氣體以及污染物，包括CO2e、NOX、PM2.5等七類物質(zhì)。

太原市出租車共8292輛，其中4422輛出租車使用國四標(biāo)準(zhǔn)汽油，3870輛車使用壓縮天然氣。出租車年均行駛里程為 1.2×105km/輛/年[3]。出租車百公里油耗，天然氣汽車的百公里氣耗，國四汽油硫含量，車用天然氣含硫量，汽油出租車的CO2e排放系數(shù)，汽油熱值，天然氣汽車的CO2e排放系數(shù), 天然氣熱值，汽油的密度數(shù)據(jù)來源于《2006 年IPCC國家溫室氣體清單指南》的缺省值和《太原出租車推廣案例分析及對其他城市的建議報(bào)告》[4，5](表1)。

表1 汽油(天然氣)出租車污染物排放因子 (g/km)

2.2 公交車

公交車的減排量計(jì)算主要考慮CO2、NOX、PM2.5等六類物質(zhì)。經(jīng)實(shí)地走訪調(diào)查得到，太原市一輛公交車日均耗油約70 L。由《公交行業(yè)碳排放測算方案》可知柴油的二氧化碳排放系數(shù)，即1噸柴油碳排放量為3.0959 t。柴油的密度為0.86 kg/L[9]。

2.3 鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車

鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車大多數(shù)為柴油車，主要計(jì)算鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車從進(jìn)入太原市開始到運(yùn)送到各個(gè)大型菜市場這段距離產(chǎn)生的尾氣排放量總和。大氣污染物種類及排放系數(shù)來源于《中國環(huán)境影響評價(jià)培訓(xùn)教材》[10]。根據(jù)《2016年中國居民膳食指南》可知：一個(gè)成年人每天所需的營養(yǎng)物質(zhì)中的鮮活農(nóng)產(chǎn)品需求量，其中主要包括菜類、奶類、肉類、蛋類，分別為400 g/(人·d)、300 g/(人·d)、115 g/(人·d)、45 g/(人·d)，合計(jì)860 g/(人·d)[11]。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)可知，太原市高速路口到各批發(fā)市場的平均距離(d)約為15 km。2016年太原市常住人口數(shù)量來源于《太原統(tǒng)計(jì)年鑒2017》[12]。“從太原市高速路口到各批發(fā)市場的距離”稱為鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車的“最后一公里”。

2.4 快遞車

快遞車在快遞過程中會產(chǎn)生大量的尾氣排放，本文計(jì)算了“最后一公里”的尾氣排放量。每年快遞件數(shù)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來源于“太原市郵政管理局”[13]。以上4種車型尾氣排放量的計(jì)算公式見表2。

表2 四種車型尾氣排放量的計(jì)算公式

3 結(jié)論

通過研究，計(jì)算出公共交通中出租車、公交車、鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車、快遞車這4種車型在太原行駛年度尾氣排放量，并推算出這4種車型在山西省乃至全國一年的尾氣排放量。全國出租車和公交車的尾氣排放量由“中華人民共和國交通運(yùn)輸部，《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒2017》”中2016年各類汽車數(shù)量結(jié)合表2公式成比例估算得到[15]。全國鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車的尾氣排放量由“《中國統(tǒng)計(jì)年鑒2017》”中2016年末總?cè)丝跀?shù)量結(jié)合表2公式成比例估算得到[16]。全國快遞車的尾氣排放量由“《中國物流年鑒2017》”中2016年全國快遞件數(shù)結(jié)合表2公式成比例估算得到[17]。山西省出租車和公交車的尾氣排放量由“山西省交通運(yùn)輸廳，中華人民共和國交通運(yùn)輸部，《中國環(huán)境統(tǒng)計(jì)年鑒2017》” 中2016年各類汽車數(shù)量結(jié)合表2公式成比例估算得到[18]。山西省鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車的尾氣排放量由“《山西統(tǒng)計(jì)年鑒2017》”中2016年常住人口數(shù)量結(jié)合表2公式成比例估算得到[19]。山西省快遞車的尾氣排放量由“《中國物流年鑒》”中2016年山西省快遞件數(shù)結(jié)合表2公式成比例估算得到[20]。由于電動汽車不會產(chǎn)生尾氣排放，所以計(jì)算所得數(shù)據(jù)即一年中減少的尾氣排放量。

3.1 出租車

太原市出租車一年產(chǎn)生的各類尾氣排放物總量約20.14萬t，其中CO2排放占比最大，達(dá)到了約19.58萬t(表3、圖1)。

表3 出租車尾氣排放量 t/年

圖1 出租車一年產(chǎn)生的CO2排放量

太原市出租車一年中產(chǎn)生的各類尾氣排放物中，CO2排放量最大，占所有尾氣排放物總量的97.24%。

3.2 公交車

太原市公交車一年產(chǎn)生的各類尾氣排放物總量約15.11萬t，其中CO2排放占比最大，達(dá)到了約14.97萬t(表4、圖2)。

在各類尾氣排放物中，CO2對汽車尾氣排放總量貢獻(xiàn)最大，而大量CO2會造成溫室效應(yīng)，這說明汽車尾氣排放對大氣造成的影響主要為溫室效應(yīng)。所以，從汽油出租車、柴油公交車這兩類公共交通入手更換為純電動汽車，會大量減少CO2排放，對改善溫室效應(yīng)起積極作用，有利于減緩全球變暖的腳步。

表4 柴油公交車排放量 t/年

圖2 公交車一年產(chǎn)生的CO2排放量

3.3 鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車

經(jīng)過計(jì)算，如果將鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車更換為純電動汽車，平均到每個(gè)成年人身上，運(yùn)輸這些物質(zhì)的鮮活農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸車在運(yùn)輸途中減少的尾氣排放量約為0.80 g/d。

3.4 快遞車

經(jīng)過計(jì)算可知，若將快遞車更換為純電動汽車，平均到每人，每少收一件快遞相當(dāng)于會為大氣減少約為4.01 g尾氣排放。

3.5 四類車型一年的排放量計(jì)算結(jié)果

公共交通的四類車型中，出租車排放量最大，即純電動化之后減排效果最為顯著，推廣到全國達(dá)到了每年約3643.27萬t。由于太原市和全國的公交車數(shù)量大于出租車數(shù)量，所以在四種車型中減排比重也很大，推廣到全國達(dá)到了每年約3536.39萬t(表5)。

4 結(jié)語

基于以上計(jì)算分析可知，推廣純電動汽車減排效果顯著，因此我們希望純電動汽車可以在推廣地區(qū)和推廣車型方面進(jìn)一步擴(kuò)大，以下是我們提出的建議。在推廣地區(qū)方面，我們建議因地制宜，優(yōu)先推廣到污染較為嚴(yán)重、經(jīng)濟(jì)相對發(fā)達(dá)的城市，或資源型城市和急需轉(zhuǎn)型的城市。另外，我們建議政府主導(dǎo)，優(yōu)先從公共交通領(lǐng)域進(jìn)行推廣并逐步推廣到私家車，加大補(bǔ)貼力度，提高民眾對純電動汽車的認(rèn)可度；大力支持新技術(shù)的發(fā)展，不斷完善基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，培養(yǎng)專業(yè)的新能源電動車的研發(fā)維修人才，以解決“充電時(shí)間長，續(xù)航里程短，充電樁建設(shè)不完備”等問題。