[汽車之家 新聞] 上個(gè)月,,有關(guān)特斯拉MODEL S在新加坡因二氧化碳排放超標(biāo)被處罰的消息,,再一次把電動(dòng)車是否環(huán)保的話題帶到了公眾面前,。據(jù)報(bào)道,車主Joe Nguyen在香港花費(fèi)4萬美元購買了一臺(tái)二手MODEL S車型,,并耗時(shí)六個(gè)月時(shí)間為其辦理妥當(dāng)進(jìn)口手續(xù),。車主本以為,根據(jù)新加坡政府車輛碳排放(CEVS)標(biāo)準(zhǔn),,他可收到退稅額度的金額為10880美元,。然而讓他震驚的是MODEL S在測(cè)試后被認(rèn)定為“非環(huán)境友好車型”,被新加坡陸路交通管理局(LTA)處以1.5萬美金的稅金,。此事一出,,人們對(duì)電動(dòng)車零排放的認(rèn)知再一次受到了挑戰(zhàn),而特斯拉,、車主和新加坡陸路交通管理局三方也各執(zhí)一詞,。
新加坡采用的是聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)R101標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)試,并且根據(jù)本國的法規(guī),,所有電動(dòng)車消耗的電量,,都要按照計(jì)算公式1瓦/時(shí)=0.5克二氧化碳折算成新加坡上游電力消耗,二手MODEL S每公里要消耗444瓦時(shí)電量,,對(duì)應(yīng)的碳排放應(yīng)該是222g/km,,屬于嚴(yán)重超標(biāo),。
外媒戲稱,特斯拉官方對(duì)于此事的態(tài)度是,,這完全是數(shù)學(xué)沒學(xué)好,。而新加坡陸路交通管理局對(duì)此的解釋是,該車主購買的特斯拉MODEL S為二手車,,計(jì)算上游電網(wǎng)二氧化碳排放量的時(shí)候會(huì)有所增加,。作為特斯拉排放事件當(dāng)事人的車主Joe Nguyen則表示,如果說自己的特斯拉MODEL S應(yīng)該繳納上游電力二氧化碳排放超標(biāo)費(fèi)用,,那么使用iPhone是不是也應(yīng)該為此上稅,。
對(duì)電動(dòng)車是否應(yīng)該為上游發(fā)電企業(yè)(尤其是傳統(tǒng)燃煤發(fā)電站)排放的二氧化碳排放埋單的問題,從電動(dòng)車誕生至今一直存在巨大的爭(zhēng)議,,并且在世界范圍內(nèi)還沒有達(dá)成所謂的共識(shí),。我們也曾在汽車之家的網(wǎng)友當(dāng)中做過調(diào)查,在近四萬名接受調(diào)查的網(wǎng)友中有59.29%的人認(rèn)為,,電動(dòng)車同樣需要承擔(dān)上游電力企業(yè)的二氧化碳排放成本,,這個(gè)結(jié)果說明雖然有越來越多的人開始青睞或購買電動(dòng)車,但對(duì)于電動(dòng)車是否為清潔出行方式這一點(diǎn)上還存在分歧,。
我們暫且把特斯拉排放事件中那些互相抬杠的言論擱置一邊,,不如一起來看看美國針對(duì)電動(dòng)汽車的二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)是如何規(guī)定的,以及特斯拉在美國的二氧化碳排放量是如何計(jì)算得出的,。
■ 衡量指標(biāo)之一——MPG
美國政府針對(duì)機(jī)動(dòng)車的燃油經(jīng)濟(jì)性制定了一系列詳盡的測(cè)算方法,,簡(jiǎn)而言之稱其為“MPG(miles per gallon)”,,即一加侖油能跑多少英里,,翻譯成咱們國內(nèi)通俗的說法就是“幾個(gè)油”,MPG的數(shù)值越大代表這輛車越省油,。美國政府以近乎洗腦的方式告訴民眾,,燃油經(jīng)濟(jì)性很重要!
『美國各州MPG值與溫室氣體排放的相關(guān)性』
�,、�.對(duì)于個(gè)人來說,,MPG數(shù)值越高,你越省錢
例如:一臺(tái)MODEL S 70的平均MPG(也即MPGe,,miles per gallon equivalent)值為89,,一臺(tái)寶馬740i的平均MPG值為24。如果年行駛里程為10000英里(16093.44公里),,擁車期為五年,,那么特斯拉車主將比寶馬車主節(jié)省大約3150美元(20366.325人民幣)。
一臺(tái)MODEL S 70的平均MPG(即MPGe)值為89,,可以理解為這臺(tái)車用一加侖汽油能跑89英里,,或可理解為其跑100英里耗費(fèi)38度(kWh)電能,;而一臺(tái)日產(chǎn)聆風(fēng)的平均MPG(即MPGe)值為112,跑100英里耗費(fèi)30度(kWh)電能,。同為電動(dòng)車,,二者在能源消耗和節(jié)省用車支出方面也有著不小的差異。
�,、�.機(jī)動(dòng)車年平均排放居高不下,,提升能源可持續(xù)發(fā)展迫在眉睫
根據(jù)美國能源部公布的數(shù)據(jù),機(jī)動(dòng)車平均每年能夠排放出17億噸主要成分是二氧化碳的溫室氣體(GHG,,greenhouse gas),,其中每加侖汽油能夠燃燒釋放出20磅(9kg)左右二氧化碳。粗略計(jì)算,,一輛車一年大約能排放出7-10噸溫室氣體,。面對(duì)如此驚人的數(shù)據(jù),你是不是該考慮購買一輛MPG值更高的座駕呢,。
說到這兒?jiǎn)栴}來了,,MPG跟咱們今天討論的電動(dòng)車到底有什么關(guān)系?
『機(jī)動(dòng)車環(huán)境友好度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)』
雖然純電動(dòng)汽車在行駛時(shí)不消耗石油,、排放量為0,,看似與燃油經(jīng)濟(jì)性毫無瓜葛,但理性的美國人民在核算MPG時(shí)十分明確的考慮到了電動(dòng)車間接導(dǎo)致上游電力企業(yè)消耗能源并向環(huán)境中排放出一定量的二氧化碳,,這種排放被命名為上游溫室氣體排放(Upstream GHG Emission),,而這個(gè)過程中間接能源消耗也是不可忽視的。因而對(duì)于傳統(tǒng)燃油動(dòng)力車型以外機(jī)動(dòng)車,,如純電動(dòng)汽車,、插電式混合動(dòng)力汽車以及以天然氣為動(dòng)力的車型,美國人應(yīng)用每加侖汽油當(dāng)量(MPGe)作為衡量石油消耗量的指標(biāo),,引入MPGe這個(gè)概念有利于使用不同燃料的車輛之間進(jìn)行合理的比較,。(關(guān)于上游溫室氣體排放的問題,我們下文會(huì)做進(jìn)一步介紹,。)
讓我們?cè)俣纫蕴厮估璏ODEL S 70和寶馬740i為例,,當(dāng)寶馬740i消耗13.7桶石油時(shí),特斯拉MODEL S 70的同等石油消耗量為0.2桶,,說明電動(dòng)車在能源消耗方面確實(shí)要明顯低于傳統(tǒng)燃油動(dòng)力車型,。具體的測(cè)算方法在此不便展開說明,但這種直觀的數(shù)據(jù)對(duì)比有助于民眾在購車時(shí)更全面的了解到,,自己的購車決策在美國政府所強(qiáng)調(diào)的MPG值高低方面的重要性,,因?yàn)槟闵砸蝗涡裕粌H僅是自己的錢包變輕,,還有可能對(duì)全美生態(tài)環(huán)境,、經(jīng)濟(jì),、能源等方面帶來蝴蝶效應(yīng)般的影響。
能源的可持續(xù)發(fā)展問題雖然是老生常談,,但在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)依然是全世界共同面臨的一個(gè)重要課題,。美國人對(duì)此也沒有略勝一籌的好辦法,可再生能源,、清潔能源的使用和提高能源利用率的新技術(shù)開發(fā)是提升現(xiàn)存能源可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路,。對(duì)于汽車工業(yè)來說,油電混合動(dòng)力汽車,、插電式混動(dòng)汽車,、純電動(dòng)汽車、氫燃料電池汽車是目前的主流研發(fā)方向,,乙醇,、生物能源等可再生資源未來同樣有可能成為機(jī)動(dòng)車的動(dòng)力來源。
�,、�.從經(jīng)濟(jì)層面來講,,石油進(jìn)口依賴不利于全美經(jīng)濟(jì)發(fā)展
之所以美國政府如此在意機(jī)動(dòng)車的能源消耗量,特別是MPG值,,是由于美國每年石油消耗量的四分之一來自于進(jìn)口,,對(duì)石油進(jìn)口的過度依賴不利于美國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,例如2014年,,美國石油進(jìn)口支出約1160億美元,,可以說是筆巨額開支。因而美國能源局針對(duì)未來推出的新機(jī)動(dòng)車制定了新的標(biāo)準(zhǔn),,通過研發(fā)能源利用率更高的汽車和開發(fā)可替代石油,、更經(jīng)濟(jì)有效的新能源,盡可能減少美國國內(nèi)的石油消耗量,。
新標(biāo)準(zhǔn)期望在2012年-2025年使乘用車輛的平均MPG值達(dá)到45,,而貨運(yùn)車輛的平均MPG值達(dá)到32,到2025年,,美國國內(nèi)石油日均消耗量將減少兩百萬桶,即目前美國從OPEC(Organization of Petroleum Exporting Countries,,石油輸出國組織)日均進(jìn)口石油量的一半,。
綜上所述,為了國家經(jīng)濟(jì)的良性運(yùn)行,、為了國民生存環(huán)境的可持續(xù)性發(fā)展,,每個(gè)美國公民都有責(zé)任購買一臺(tái)MPG(MPGe)值較高的出行工具,純電動(dòng)車型最佳,。當(dāng)然,,這只是個(gè)玩笑,,除了考察車輛的MPG(MPGe)值,美國在衡量電動(dòng)車排放量時(shí)還加入了上游電力企業(yè)排放因素,。
■ 衡量指標(biāo)之二——上游溫室氣體排放(Upstream GHG Emission)
除了新能源汽車的間接能源消耗外,,上文中提到的一個(gè)概念也同樣重要——上游溫室氣體排放,正是由于這個(gè)概念,,導(dǎo)致本文開頭的新加坡車主Joe Nguyen被無情的額外征收1.5萬美金罰款,。與新加坡陸路交通管理局含糊其辭的解釋不同,美國針對(duì)電動(dòng)車的上游溫室氣體排放量的計(jì)算可以精確到車輛使用地區(qū),、生產(chǎn)年份等多項(xiàng)指標(biāo),,并且這些數(shù)據(jù)查詢權(quán)限完全對(duì)所有人開放,包你心服口服,。
在此,,讓我們簡(jiǎn)單了解一下美國對(duì)上游電力企業(yè)排放的測(cè)量涉及哪些要素。
首先是美國26個(gè)地區(qū)的上游電力企業(yè)二氧化碳排放率,。這項(xiàng)數(shù)據(jù)來自于一個(gè)名為eGRID2012 1.0版的大型數(shù)據(jù)庫(感興趣的朋友可以咨詢度娘),,該數(shù)據(jù)庫主要負(fù)責(zé)監(jiān)控收集全美整個(gè)電力系統(tǒng)在空氣中排放物(包括氮氧化物、二氧化硫,、二氧化碳,、甲烷和一氧化二氮)、排放率,、發(fā)電網(wǎng)絡(luò)等幾方面的環(huán)境影響數(shù)據(jù),。
其次是電力傳輸、分流過程中的損耗值,,這項(xiàng)數(shù)據(jù)同樣也能從上述數(shù)據(jù)庫中查詢,。
最后是區(qū)域二氧化碳排放率。與第一項(xiàng)不同的是,,此處所說的區(qū)域二氧化碳排放率可能會(huì)加入一些當(dāng)?shù)靥厥猸h(huán)境影響因素,,進(jìn)行加權(quán)計(jì)算。
通過整合MPG和上游溫室氣體排放兩大衡量指標(biāo)的相關(guān)計(jì)算方式,,我們已大致了解美國對(duì)機(jī)動(dòng)車排放的核算邏輯,。按照美國地區(qū)郵政編碼我們可詳細(xì)查詢特斯拉MODEL S 70在全美各地的二氧化碳排放量,例如其在紐約的排放量約為150g/英里(約93.75g/km,,相比新加坡的測(cè)算值222g/km低了不少),。
此外,美國政府對(duì)于新能源汽車尤其是純電動(dòng)汽車給予了高度支持和認(rèn)可,。消費(fèi)者購買新能源車可享受大額退稅福利,,例如特斯拉MODEL S 70在美可享受7500美元的全額退稅金額,并且其在能源利用率最高的前十款車型中排名第七,,是前十名中唯一的一款中大型車,。難怪埃隆·馬斯克認(rèn)為新加坡排放事件是一次由于數(shù)學(xué)沒學(xué)好而造成的誤會(huì),。
『燃料利用率最高的前十款車型』
『燃料利用率最低的前十款車型』
而我的同事在赴美參加MODEL 3發(fā)布活動(dòng)時(shí)也曾詢問過特斯拉相關(guān)負(fù)責(zé)人對(duì)于此事的態(tài)度,最終沒有得到明確的答復(fù),。的確,,新能源汽車是否為真正的綠色出行方式是由車輛本身的動(dòng)力總成設(shè)計(jì)、車輛使用地區(qū)的電力企業(yè)分布情況,、發(fā)電所采用的能源類型以及當(dāng)?shù)匦履茉雌囅嚓P(guān)政策等一系列復(fù)雜因素決定的,。
『美國電力來源平均分布圖』
即使在美國,火力發(fā)電也占據(jù)著全國電力來源的首要位置,,為33.28%,。2015年8月3日,奧巴馬政府宣布推行號(hào)稱“史上最嚴(yán)”的環(huán)境能源政策——清潔能源計(jì)劃,,將重點(diǎn)針對(duì)溫室氣體和其他有害氣體排放較高的電力企業(yè)進(jìn)行改革,。然而這個(gè)看似你好我好大家好的計(jì)劃,在今年2月份被美國最高法院以5票贊成4票反對(duì)的微弱優(yōu)勢(shì)裁定為暫緩施行,。并非美國政府不認(rèn)可清潔能源計(jì)劃對(duì)于減少碳排放,、減緩氣候變暖等方面的有利影響,且能源領(lǐng)域從以燃煤為主的能源結(jié)構(gòu)調(diào)整到以更清潔和廉價(jià)的能源為主的趨勢(shì)已成定局,,但是,,飯要一口口的吃、路要一步步的走,。
關(guān)于電動(dòng)車的未來,,我們能期待什么。
《科學(xué)美國人》雜志中的一篇文章中曾提到,,未來智能汽車電網(wǎng)V2G(vehicle-to-grid)將有可能得到廣泛應(yīng)用,,V2G的核心在于電動(dòng)車和電網(wǎng)之間的互動(dòng),利用大量電動(dòng)汽車存儲(chǔ)能源作為電力網(wǎng)絡(luò)和可再生能源的緩沖帶,。翻譯成與我們生活相關(guān)的普通話是,,V2G將使電動(dòng)車成為家庭中最大號(hào)的“充電寶”。
『比亞迪關(guān)于未來智能汽車電網(wǎng)的規(guī)劃』
其實(shí)V2G技術(shù)的提出已有若干年時(shí)間,,在我國,,目前最具實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的研究成果可能要屬比亞迪的“雙向逆變充放電技術(shù)”,它的工作模式可分為三種:V2G(車對(duì)電網(wǎng)),、V2V(車對(duì)車),、V2L(車對(duì)負(fù)載),通過V2G模式實(shí)現(xiàn)削峰填谷,,V2V模式實(shí)現(xiàn)車輛之間互相充電,V2L模式則可實(shí)現(xiàn)在車輛遠(yuǎn)離電網(wǎng)時(shí)在緊急狀況下應(yīng)急供電,。而作為本文的主角,,特斯拉也推出了名為Powerwall的儲(chǔ)能設(shè)備,,目的是緩解家庭用電對(duì)電網(wǎng)的依賴。
除了我們通常理解的利用電動(dòng)車移峰填谷的作用之外,,V2G技術(shù)的應(yīng)用還將使風(fēng)能,、太陽能等新能源大規(guī)模接入電網(wǎng)成為可能。風(fēng)能,、太陽能等新型可再生能源受制于天氣,、地域、時(shí)間段的影響,,導(dǎo)致其不可直接接入電網(wǎng),,以免影響電網(wǎng)穩(wěn)定。通過V2G技術(shù),,可用電動(dòng)汽車來存儲(chǔ)風(fēng)能和太陽能發(fā)出的電能,,再穩(wěn)定地送入電網(wǎng)。
● 美國模式帶給我們的啟示
這些展望聽起來很美好對(duì)不對(duì),,然而純電動(dòng)車的發(fā)展還需要走很長(zhǎng)的路,,車輛自身動(dòng)力技術(shù)的升級(jí)和電網(wǎng)系統(tǒng)的凈化是未來提升能源利用率兩方面決定因素。在我國,,火力發(fā)電和工業(yè)生產(chǎn)中的燃煤消耗對(duì)環(huán)境造成的影響全國多數(shù)地區(qū)的居民都感同身受,,一到冬季中國北方城市彌漫開來的霧霾就是最好的例證,當(dāng)然其中也有機(jī)動(dòng)車的一部分貢獻(xiàn),。大家之所以對(duì)機(jī)動(dòng)車對(duì)霧霾的“貢獻(xiàn)”比例為多少爭(zhēng)論不休,,正是因?yàn)槲覈狈︻愃朴诿绹菢酉到y(tǒng)的關(guān)于機(jī)動(dòng)車燃油消耗和排放數(shù)據(jù)的公開信息,這也導(dǎo)致了純電動(dòng)車在我國是否為綠色出行方式成為了一個(gè)待解的謎題,。
通過本文的分析介紹,,美國的現(xiàn)有模式給予了新加坡和中國很有價(jià)值的啟示,電動(dòng)車乃至新能源汽車的二氧化碳排放量核算是一個(gè)龐大而宏觀的體系,,但其中包含的要素卻又細(xì)致入微到上下游企業(yè)的方方面面,。正如馬里蘭大學(xué)經(jīng)濟(jì)學(xué)教授莫林所說,無論我們討論的是傳統(tǒng)的汽油動(dòng)力車,、電動(dòng)汽車,,還是混合動(dòng)力汽車,大部分的環(huán)境危害實(shí)際上是來自各個(gè)階段的,,而不僅僅是使用車輛的階段,。從長(zhǎng)遠(yuǎn)的視角來看,電動(dòng)車是環(huán)保,、清潔的出行方式這一點(diǎn)毋庸置疑,,然而在求證這個(gè)命題的過程中還有許多問題亟待我們解決。(文/汽車之家 張曉丹)
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