第二節　電動汽車與燃油汽車的排放性能差異

一、燃油汽車的排放性

1.排放的有害氣體的類型

燃油汽車在運行過程中會產生大量有害氣體，不僅對環境治理造成巨大壓力，而且對人體健康產生危害。排放的有害氣體主要包括以下幾種。

①二氧化碳（CO2）　CO2是傳統燃油汽車釋放最多的氣體，也是造成溫室效應的主要氣體，致使全球變暖、物種減少、極端天氣頻發，直接威脅人類生存。

②一氧化碳（CO）　CO是一種無色的有毒氣體，易與血液中的血紅蛋白結合，危害中樞神經系統。

③氮氧化物（NOx）　NOx是一種強烈的腐蝕劑，危害人體呼吸系統，削弱血液的輸氧功能，引起氣管炎、肺炎等。燃油汽車加速行駛時尾氣排放激增，尤以NOx排放量最大。

④碳氫化合物（HC）　HC是汽車尾氣中的一類有機物廢氣，包含苯、甲苯、二甲苯等有害物質，其中以苯危害最大。苯是一種致癌物質，會引發人體貧血、血小板減少、黏膜出血、血癌等疾病。

⑤二氧化硫（SO2）　SO2是一種無色無味的氣體，危害人體肝、腎、心臟等器官，對呼吸系統有強烈的刺激作用。另外它還是造成酸雨的重要原因，對農作物和人民生活造成危害。

⑥臭氧（O3）　O3對人體的肝、肺、心臟等都產生不同程度的不良影響。

2.尾氣排放量實驗分析

以上海通用五菱LZW6381BF微型燃油客車為例得出該車型尾氣排放量的實驗結果如表1-1所示。

由表1-1中的數據可知，該型燃油汽車排放的尾氣中CO2占了99%以上。因此從汽油燃燒的化學角度分析、核實該車型的CO2排放性。

在工信部發布的各類車型油耗數據庫中可查得LZW6381BF微型客車每百公里的油耗為8.20L（市區工況）和6.20L（市郊工況）。汽油是對分子含碳量在5～8的一類烷烴的通稱。汽油標號一般是以正辛烷的含量來標定的，正辛烷含量越高，汽油的標號越高，汽油分子量在90～120。汽油密度一般為730g/L，93號比90號汽油密度略高，97號和93號汽油則基本沒區別。按照化學方程式：

2C8H18+25O216CO2+18H2O

730g汽油完全燃燒排放的CO2質量為：

730×（44×16）÷（114×2）÷1000=2.254（kg）

即1L汽油充分燃燒產生2.254kg CO2。

根據以上分析，LZW6381BF微型客車的CO2排放性為：184.828g/km（市區工況）、139.748g/km（市郊工況）。表1-1中的數據符合實際情況。

另外，以汽油為燃料的汽車燃燒1L汽油會排放0.295g SO2，根據表1-1可計算出該車型在該實驗工況下每百公里的油耗為7.4756L，則其SO2排放量為0.022g/km。

二、電動汽車的排放性

電動汽車以蓄電池為驅動，在運行時幾乎沒有尾氣排放，直接的廢氣排放比燃油汽車減少90%以上。電動汽車以消耗電能取代消耗石油，而現今我國電能大多數仍然來自燃煤發電。因此，火電廠由此增加的廢氣排放要歸算入電動汽車的排放性之中。

1.電動汽車電能傳輸效率分析

電力產能的價值按當年火電發電標準煤耗計算，我國2006年為0.367kgce/（kW·h）、2007年為0.357kgce/（kW·h）、2008年為0.349kgce/（kW·h），其中kgce為用標準煤表示的能量消耗量，依據國家標準（GB 2589—2008）規定，每千克標準煤的熱值為29271kJ。因此，取2008年的數據，從能量角度可計算得出火電廠的效率：

根據《2009中國工業化藍皮書》，2007年全國電網輸配電線損率為6.97%。

在充/放電方面，較為先進的動力鋰離子電池充/放電電能轉換效率可大于97%，而目前動力電池以鉛酸蓄電池的生產技術最為成熟，該技術充/放電電能量轉換效率約為80%。

因此，電動汽車電能傳輸效率為：

35%×（1-6.97%）×80%=26%

如果采用充/放電效率及安全性更高的鎳氫電池或者磷酸鐵鋰電池，則該效率將提升4個百分點以上。

2.電動汽車的排放性分析

以長城汽車公司推出一款名為“歐拉Ⅱ”的新能源電動汽車為例，該車型耗電量為10kW·h/100km。根據上文分析，考慮到火電廠發電損耗、輸電損耗、蓄電池充/放電損耗，將電動汽車行駛100km折算到火電廠需要消耗的標準煤數量為：

相關資料顯示，工業鍋爐每燃燒1t標準煤，就產生CO2 2620kg，SO2 8.5kg，NOx 7.4kg。因此燃煤鍋爐排放廢氣已成為大氣的主要污染源之一。經過廢氣處理后，發電廠向大氣排放的CO2仍為2.46kg/kg標準煤，SO2為0.006kg/kg標準煤。同時根據相關資料預測，2010年火電廠燃燒排放的NOx為0.0087kg/kg標準煤。

根據以上分析，可計算出電動汽車行駛100km排放的CO2為4.73×2.46=11.6358（kg）。同理可得SO2和NOx的排放量，如表1-2所示。

三、電動汽車與燃油汽車的排放性對比分析

1.電動汽車與燃油汽車的排放性比較

根據上文對電動汽車和燃油汽車排放性的分析計算，得出兩者的排放性對比，見表1-3。

表1-3中，燃油汽車的排放為尾氣直接排放；而電動汽車基本沒有尾氣，其排放集中體現為燃煤火電廠對大氣的排放。由表1-3可知，電動汽車較燃油汽車而言，向大氣排放的有害氣體的種類有所減少，即基本不含CO和HC（碳氫化合物）。而CO和HC正是大氣污染中危害最大的氣體成分。對于NOx和SO2兩項，直接排放量仍然比較小，且發電廠已采取一系列積極措施，如投運脫硫、脫硝工程，以減少NOx和SO2的排放。對于兩者排放廢氣中占絕大多數的CO2，電動汽車的排放量減少了約31%，這對緩解溫室效應引起的全球變暖及氣候異常有較大的作用。

2.電動汽車在排放性上的優勢

從長遠發展來看，在有害氣體排放上，電動汽車較燃油汽車而言有以下優勢：

①隨著充/放電效率更高的鎳氫電池或者磷酸鐵鋰電池逐步進入產業化，電動汽車的效率將更為提高，單位路程所消耗的電能將會減少，對應的火電廠廢氣排放也隨之減少。

②電動汽車對大氣的污染集中體現在發電廠側，相對于傳統汽車的大范圍分散污染而言，集中治理廢氣的效果更加明顯。

③隨著火電比重減小，可再生能源（風力、水力、潮汐能、太陽能等）發電和核能發電比重的增大，電力產能的大氣污染物排放將逐漸減少，進而使電動汽車對環境的間接排放進一步減少。

④在我國節能減排政策的促使下，火電廠已采取一系列措施來減少CO2、NOx及SO2的排放，由此使電動汽車產生的這3種污染物排放也隨之減少。

3.電動汽車與燃油汽車的噪聲污染比較

除了有害氣體對環境造成壓力外，汽車的噪聲污染也不容忽視。燃油汽車產生的噪聲有很多種，包括輪胎噪聲、起動機噪聲、制動噪聲、車體噪聲等。據統計，大型客車的噪聲在70～75dB，小型汽車在70dB左右，交通道路上的噪聲基本都在70dB以上，已成為城市主要噪聲污染源之一。當噪聲超過一定標準時，人們會出現頭暈、頭痛、耳鳴、煩躁、惡心等不良反應，嚴重影響人民生活、工作及身心健康。

與燃油汽車相比，電動汽車沒有氣缸和復雜的傳動機構，其噪聲只包括少量的電磁噪聲和機械噪聲，比傳統汽車低10～15dB。對兩種汽車噪聲試驗的結果見表1-4，可見電動汽車是降低道路交通噪聲的有效途徑。