城市公交车是我国新能源汽车最为活跃的创新领域,我国新能源公交客车推广规模已超过6万辆,居世界前列,但关于新能源客车的主流技术路线、补贴方式、商业模式、可持续发展等诸多方面还存在许多模糊的看法。为深入评价我国新能源公交车的各主流技术路线的推广效果,在关键数据支撑基础上提出更有针对性的政策建议,中国电动汽车百人会成立了专项课题组,对全国范围的公交企业进行意见征询,最终形成了《新能源公交车示范推广与商业模式研究》报告。

　　前言

　　新能源汽车噪音低、“污染少”已被消费者熟知,然而车辆能源在生产、运输阶段是否也比传统车辆环保,在各阶段的排放又是多少?下面将从新能源公交汽车能源生产到车辆使用环节对主要排放物进行评估,让消费者更加全面了解新能源汽车。

　　本文将从不同公交技术路线对环境的总体影响出发,建立能源从生产到使用的全生命周期评价模型。基于原料的开采、运输,到燃料的生产、运输和储存,再到车辆的使用全过程,对温室气体(CO2)排放和各项污染物排放(PM,NOx,VOC,CO等)在城区和全国范围内进行量化评估。

　　图1 环保性评价模型

　　减排效果评估结果

　　基于各种公交技术路线的主要能源(柴油和电力)的上游生产和运输过程数据,结合不同公交技术路线的实际使用能耗,对能源生产阶段和车辆使用阶段的温室气体排放,及主要污染物排放进行了量化评估。分析结果如下:

　　(1)温室气体(CO2)排放

　　纯电动客车只在发电阶段有CO2排放,柴油车和插电式客车的CO2排放则主要集中在车辆行驶阶段。分析结果表明,燃油消耗为38L/100km的国四排放的12米公交车每公里CO2排放为1103g,在全国电网的平均水平和构成下,百公里电耗120kWh的纯电驱动公交车每公里的CO2排放为943g,插电式混合动力客车为870g。电动化后CO2排放比柴油车降低15%-20%,具有显著的降低碳排放的效益。

　　图2 不同类型公交车车公里温室气体(CO2)排放对比(单位g)

　　由于车辆运输容量不同,尤其是慢充式电动汽车,大量的电池装载量影响了车辆的有效承载力。因此从车辆的有效运输量评价其CO2排放显得更加科学合理。国际上常用每人每公里CO2排放作为评价指标。分析结果表明,慢充式纯电动车型由于车内空间受限,每公里运载人数少于其他车型,因此导致其每人每公里CO2排放反而略高于柴油车,而其他纯电驱动车型CO2排放仍低于柴油车。

　　图3 不同类型公交车人公里温室气体(CO2)排放对比(单位:g)

　　(2)导致雾霾的气体污染物排放

　　公交车在城市区域内运行的气体污染物排放是城市空气污染的重要来源。为量化不同类型公交车对城市雾霾的影响,将公交车在城市内运行的排放以及城市以外的排放分别计算并比较。

　　在城市区域内,柴油车污染物排放包括CO、VOC、NOx和PM,这些都是雾霾成因之一。从累计数量来看,满足国四排放,每年行驶7万公里的12米公交客车,其年排放污染物总量为1072kg,而纯电驱动车辆的城区排放为零,相当于减少了1072kg形成雾霾的机动车排放,极大改善了区域环境质量。至于插电式混合动力客车,至少有20%的上述污染物总量减少,并随着电行驶里程的增加,降低幅度进一步上升。

　　注:国四柴油车每年7万公里里程,在城区内汇集排放污染物1.1吨,纯电动车排放为零

　　图4 不同类型公交车导致雾霾的城区污染物对比(单位:kg/年车)

　　在城市区域以外,即使作为传统混合动力运行,插电式客车的气体污染物排放也比柴油车要有所改善。至于纯电驱动客车,由于考虑了电力生产的排放,因此相对于柴油车会有所增加,每年每辆车增加187kg的排放。

　　图5 不同类型公交车导致雾霾的城外污染物对比(单位:kg/年车)

　　如果将全国作为一个系统来评价分析,也就是全生命周期分析,柴油车每年的排放为1146kg,而纯电动车为279kg,降低了75%的气体污染物排放;插电式车型的排放为895kg,降低幅度为22%,并且其减排比例将随着实际运行中纯电里程所占的比例的上升而进一步增加,这可以通过采用多次充电(快充)的措施实现。

　　图6 不同类型公交车导致雾霾的全国污染物对比(单位:kg/年车)

　　结论

　　新能源公交车人公里CO2排放普遍低于传统柴油公交车。根据对柴油、插电式混合动力、慢充、快充、换电、在线充电和增程式公交车的人公里温室气体(CO2)评估发现,插电式混合动力公交车能源生产和车辆使用阶段总排放最少,为14g,排放主要集中在车辆使用阶段;慢充公交车由于空间受限,人公里CO2排放最高,为19g,全部在能源生产阶段产生;快充、换电、增程和在线充电公交车为16g,车辆使用阶段排放为零,全部在能源生产阶段产生;柴油公交车人公里CO2排放为18g,只低于慢充公交车,比其他形式车辆排放都高。

　　新能源公交导致雾霾污染物低于柴油公交车。综合城区和城外(也就是全国)导致雾霾污染物对比,纯电动公交车最少,为279 kg/年车,且在城区内为零;插电式公交车和传统柴油公交车由于使用了柴油,导致雾霾的污染物主要集中在城区内,城区外的污染物较少,总污染物为895 kg/年车;导致雾霾污染物最高的为传统柴油公交车,达到1164 kg/年车,而且主要集中在城区内。

　　所以,新能源公交车降低了碳排放和导致雾霾的污染物,起到了减排、改善环境质量的作用。