正在迅速普及的新能源汽車能夠真正做到節(jié)能減排，其背后的核心問題在于電力供應(yīng)是否能夠做到清潔。而燃油車不斷提升的能量轉(zhuǎn)化效率，也在不斷拷問著電動汽車的“潔凈”程度。
春節(jié)假期結(jié)束已有一周左右，盡管暖氣還是溫?zé)岬模本┑乃{(lán)天卻保持得不錯(cuò)，連續(xù)多日空氣質(zhì)量為優(yōu)。這固然得益于時(shí)常出現(xiàn)的大風(fēng)天，但也與北京發(fā)電模式的改變不無關(guān)系。去年3月，北京市已關(guān)停四座燃煤熱電廠中的三座。到2017年，隨著四大燃?xì)鉄犭娭行娜客哆\(yùn)，燃煤熱電廠將徹底下崗，本地發(fā)電和中心城區(qū)集中供熱可全部清潔化。近日，北市環(huán)保局總工程師于建華表示北京將在今年完成400個(gè)農(nóng)村煤改清潔能源，到2017年北京不再有燃煤發(fā)電。
盡管燃煤熱電仍不算是可再生清潔能源，但對于北京市的電動汽車車主來說，自己的電動汽車離真正的“零排放”又進(jìn)了一步。然而對全國范圍內(nèi)快速普及的新能源汽車產(chǎn)品來說，燃煤發(fā)電仍將是其未來主要的動力來源。
根據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會（以下簡稱中電聯(lián)）發(fā)布的《2016年度全國電力供需形勢分析預(yù)測報(bào)告》（以下簡稱《2016報(bào)告》）顯示，去年非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重提高到35.0%，發(fā)電量占比提高到了29%左右，但火電發(fā)電仍將占70%左右的主力地位，其中煤電占比火力發(fā)電的89%以上。
去年12月，國家出臺決定，在2020年前，對燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放和節(jié)能改造，使所有現(xiàn)役電廠每千瓦時(shí)平均煤耗低于310克、新建電廠平均煤耗低于300克。但與此同時(shí)，根據(jù)《2016報(bào)告》顯示，去年凈增火電裝機(jī)7202萬千瓦，（其中凈增煤電占71%），為2009年以來年度投產(chǎn)最多的一年。清潔煤電與過剩的燃煤發(fā)電廠之間的矛盾，讓人們不禁要問，電動汽車離干凈的電還有多遠(yuǎn)？而燃油車不斷提升的能量轉(zhuǎn)化效率也在不斷拷問著電動汽車的“潔凈”程度。
清潔煤電與過剩的發(fā)電廠
沃爾沃在瑞典出售純電動車時(shí)有一項(xiàng)規(guī)定，都會與用戶簽署一份協(xié)議，保證其充電的來源必須是一家“干凈的”電力供應(yīng)商，否則將不能將車賣給用戶。
在歐洲，所謂“干凈”的電指利用風(fēng)力、潮汐、水利、太陽能、可再生生物發(fā)出的電能。從瑞典的電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)來看，水電占50%，風(fēng)力和其他生物能源發(fā)電占45%，煤電只占5%。由此使用純電動車實(shí)現(xiàn)真正“零排放”的幾率較大。
根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會數(shù)據(jù)顯示，去年中國新能源汽車（純電動與插電混合）銷售33萬輛，同比增長3.4倍，其中純電動汽車銷售24.7萬輛，同比增長4.5倍，插電混合動力汽車銷售8.36萬輛，同比增長1.8倍。
當(dāng)前，中國新能源汽車保有量已占整體汽車保有量的近1.5%。瑞典的電動汽車的市場份額已達(dá)2.62%。同樣是高速增長的市場，但中國的能源結(jié)構(gòu)卻與瑞典大不相同，使得純電動汽車很難在中國實(shí)現(xiàn)“零排放”。《2016報(bào)告》）顯示，2015年非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重提高到35%，發(fā)電量占比提高到了29%左右。2016年，非化石能源發(fā)電裝機(jī)比重有望提升到36%，但火電發(fā)電量仍將為全國提供70%左右電力供應(yīng)。其中煤電占比火力發(fā)電的89%以上。
正在迅速普及的新能源汽車能夠真正做到節(jié)能減排，其背后的核心問題在于電力供應(yīng)是否能夠做到清潔。
去年12月，國務(wù)院總理李克強(qiáng)主持召開國務(wù)院常務(wù)會議。會議決定，在2020年前，對燃煤機(jī)組全面實(shí)施超低排放和節(jié)能改造，使所有現(xiàn)役電廠每千瓦時(shí)平均煤耗低于310克、新建電廠平均煤耗低于300克，對落后產(chǎn)能和不符合相關(guān)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)要求的堅(jiān)決淘汰關(guān)停，東、中部地區(qū)要提前至2017年和2018年達(dá)標(biāo)。改造完成后，每年可節(jié)約原煤約1億噸、減少二氧化碳排放1.8億噸，電力行業(yè)主要污染物排放總量可降低60%左右。
事實(shí)上，中國在降低供電煤耗方面一直很努力。數(shù)據(jù)顯示，從2009年到2014年，全國6000千瓦及以上火電機(jī)組平均供電煤耗從340克降到了319克，降低了21克。《2016報(bào)告》顯示，2015年，全國6000千瓦及以上電廠火電機(jī)組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗315克/千瓦時(shí)、同比降低4克/千瓦時(shí)。
盡管如此，要完成要求的平均煤耗紅線卻也并非易事。據(jù)報(bào)道顯示，目前業(yè)內(nèi)能耗平均水平只有60萬千瓦級超臨界以上濕冷機(jī)組能夠低于310克煤耗紅線。新建機(jī)組里面，也就只有100萬千瓦級超超臨界機(jī)組和60萬千瓦級超超臨界濕冷機(jī)組能夠低于300克煤耗紅線。而目前，國內(nèi)30萬及以下容量的燃煤機(jī)組占國內(nèi)燃煤機(jī)組數(shù)量的50%以上。
除改造難度大之外，目前正在有更多的煤發(fā)電項(xiàng)目正在通過環(huán)評或進(jìn)行建設(shè)中。2015年，國家下放了火電審批權(quán)。綠色和平發(fā)布的《中國煤電逆勢投資的后果》顯示，2015年1至9月，已經(jīng)有155座燃煤電廠通過了環(huán)評審批，相當(dāng)于每周有四座燃煤電廠通過了環(huán)評審批。以山西為例，去年1月到8月，山西自主核準(zhǔn)低熱值煤發(fā)電項(xiàng)目共計(jì)22個(gè)，總裝機(jī)容量達(dá)1830萬千瓦，也就是說平均裝機(jī)容量不足100萬千瓦級。《2016報(bào)告》也特別提出，2015年凈增火電裝機(jī)7202萬千瓦（其中煤電5186萬千瓦，占71%），為2009年以來年度投產(chǎn)最多的一年，年底全國全口徑火電裝機(jī)9.9億千瓦（其中煤電8.8億千瓦、占火電比重為89.3%），同比增長7.8%。全口徑發(fā)電量同比下降2.3%，已連續(xù)兩年負(fù)增長。火電發(fā)電設(shè)備利用小時(shí)創(chuàng)1969年以來的年度最低值4329小時(shí)，同比降低410小時(shí)。
并不是沒有清潔煤電的發(fā)電廠。
上海外高橋第三發(fā)電廠（以下簡稱外三）擁有兩臺100萬千瓦機(jī)組，提供的電能占上海市的10%。2013年，其平均能耗水平僅為276克/千瓦時(shí)，機(jī)組額定凈效率超過46.5％（含脫硫、脫硝）。其實(shí)時(shí)排放指標(biāo)顯示（單位：毫克/立方米）：二氧化硫18.43，氮氧化物15.76，煙塵9.62。遠(yuǎn)低于“史上最嚴(yán)”的《火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》。及煤電廠二氧化硫、氮氧化物、煙塵排放量分別不得高于50毫克/立方米、100毫克/立方米、30（特定地區(qū)20）毫克/立方米。
然而已通過審批即將建設(shè)和在建的燃煤發(fā)電廠是否采用外三這樣的規(guī)模和技術(shù)則不得而知。
去年12月，國家發(fā)改委、環(huán)保部、國家能源局三部門便聯(lián)合下發(fā)了《關(guān)于實(shí)行超低排放電價(jià)支持政策有關(guān)問題的通知》為鼓勵(lì)引導(dǎo)超低排放，對符合相關(guān)要求（超低排放標(biāo)準(zhǔn)）的燃煤發(fā)電企業(yè)將給予適當(dāng)?shù)纳暇W(wǎng)電價(jià)支持。以2016年1月1日為時(shí)間分界點(diǎn)，此前并網(wǎng)運(yùn)行的現(xiàn)役機(jī)組，對其統(tǒng)購上網(wǎng)電量加價(jià)每千瓦時(shí)1分錢，此后并網(wǎng)運(yùn)行的機(jī)組，對其統(tǒng)購上網(wǎng)電量加價(jià)則是每千瓦時(shí)0.5分錢。安迅思煤炭行業(yè)分析師鄧舜表示，根據(jù)目前的上網(wǎng)電價(jià)水平，1分錢相當(dāng)于2%左右。
正在更“干凈”的燃油車
火電占比中國電力供應(yīng)結(jié)構(gòu)70%的現(xiàn)狀在短期內(nèi)不會改變，且火電發(fā)電機(jī)組的新增速度也毫不遜于非化石能源。《2016報(bào)告》預(yù)測，今年全年新增裝機(jī)1億千瓦左右，其中非化石能源發(fā)電裝機(jī)5200萬千瓦左右。
除了電動汽車自身由于能源結(jié)構(gòu)導(dǎo)致的排放尷尬外，燃油車也正通過不斷進(jìn)行技術(shù)提升，追趕純電動汽車的低碳腳步。
此前，大眾汽車曾以國產(chǎn)1.4TSI高爾夫?yàn)槔蛎襟w算過一筆賬。其從油井到車輪能量消耗的整個(gè)周期中，二氧化碳排放為每百公里143克，搭載柴油發(fā)動機(jī)的排放為111克；而同等功率的電動車所需的電能，在用國內(nèi)煤炭發(fā)電過程中產(chǎn)生的二氧化碳相當(dāng)于每百公里171克，外加更多的二氧化硫排放。
而前不久，馬自達(dá)汽車株式會社常務(wù)執(zhí)行董事人見光夫則提出，未來通過改善內(nèi)燃機(jī)，可實(shí)現(xiàn)燃油車CO2排放量與電動汽車同水準(zhǔn)。
根據(jù)ADAC（歐洲ADAC汽車協(xié)會）根據(jù)NEDC（新歐洲標(biāo)準(zhǔn)形式循環(huán)油耗測試方法）方法測試得出，C級純電動汽車平均百公里電能消耗為21.2kWh，C級創(chuàng)馳藍(lán)天發(fā)動機(jī)搭載車輛的實(shí)際油耗為5.2L/100km。
人見光夫換算了一下兩者的碳排放情況。2011年，世界平均CO2排放單位約為0.5千克CO2/kwh，那么C級純電動汽車的百公里CO2排放量即為10.6千克。如果考慮到鋰離子電池的生命周期，其實(shí)際CO2排放單位為百公里11.6千克。而C級創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)搭載車輛的CO2排放則為百公里14.8千克。如果將內(nèi)燃機(jī)排放量14.8千克降低到電動汽車10.6～11.6千克的程度，則需要降低22%~28%的油耗[（10.6～11.6）/14.8=22-28%]。
因此，在現(xiàn)在的發(fā)電方法不改變的前提下，將內(nèi)燃機(jī)的實(shí)際油耗降低大約25%，就可以實(shí)現(xiàn)CO2排放量與電動汽車同水準(zhǔn)。
而馬自達(dá)在日本也進(jìn)行了實(shí)際油耗和電耗的比較實(shí)驗(yàn)證明，創(chuàng)馳藍(lán)天Mazda2與電動Mazda2相比，實(shí)際油耗只需改善26%，即可實(shí)現(xiàn)CO2排放同水準(zhǔn)。
那么目前內(nèi)燃機(jī)熱效率為20%的情況下，降低25%的油耗是否可能？人見光夫表示，馬自達(dá)所采用的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)，通過提升自動變速箱的效率，可改善油耗4%~7%；通過車身和地盤的技術(shù)提升，整車實(shí)現(xiàn)100千克以上的車體輕量化技術(shù)，油耗改善3%~5%；與與此同時(shí)，馬自達(dá)正通過盡量讓包括壓縮比、燃燒期間和時(shí)機(jī)、墻壁熱傳遞、吸排氣行程壓力差、機(jī)械阻力等可控因素接近理想狀態(tài)，降低排放損失、冷卻損失、泵損失、機(jī)械阻力損失，實(shí)現(xiàn)內(nèi)燃機(jī)熱效率的改善。
人見光夫認(rèn)為，輕負(fù)荷時(shí)，柴油發(fā)動機(jī)還有約30%、汽油發(fā)動機(jī)有約40%的熱效率改善余。
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