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中国省域私人电动汽车全生命周期碳减排效果评估

赵子贤 邵超峰 陈珏

赵子贤, 邵超峰, 陈珏. 中国省域私人电动汽车全生命周期碳减排效果评估[J]. 环境科学研究, 2021, 34(9): 2076-2085. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.09
引用本文: 赵子贤, 邵超峰, 陈珏. 中国省域私人电动汽车全生命周期碳减排效果评估[J]. 环境科学研究, 2021, 34(9): 2076-2085. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.09
ZHAO Zixian, SHAO Chaofeng, CHEN Jue. Effects of Private Electric Vehicles on Carbon Emission Reduction in China during Whole Life Cycle[J]. Research of Environmental Sciences, 2021, 34(9): 2076-2085. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.09
Citation: ZHAO Zixian, SHAO Chaofeng, CHEN Jue. Effects of Private Electric Vehicles on Carbon Emission Reduction in China during Whole Life Cycle[J]. Research of Environmental Sciences, 2021, 34(9): 2076-2085. doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.09

中国省域私人电动汽车全生命周期碳减排效果评估

doi: 10.13198/j.issn.1001-6929.2021.05.09
基金项目: 

国家自然科学基金项目 42071292

详细信息
    作者简介:

    赵子贤(1996-), 男, 山西阳泉人, zgsydxzzx@163.com

    通讯作者:

    邵超峰(1980-), 男, 山东菏泽人, 教授, 博士, 主要从事环境规划与管理研究, shaocf@nankai.edu.cn

  • 中图分类号: X22

Effects of Private Electric Vehicles on Carbon Emission Reduction in China during Whole Life Cycle

Funds: 

National Natural Science Foundation of China 42071292

  • 摘要:

    私人电动汽车因具有较少碳排放,在替代传统燃油汽车、推动交通领域碳减排方面具有广阔的应用前景.为更准确地衡量私人电动汽车相对于传统燃油汽车的碳减排效果,采用生命周期评价方法构建基于碳减排量和碳减排率的私人电动汽车碳减排核算技术方法,并通过情景分析技术模拟我国不同省份私人电动汽车碳减排潜力及关键影响因素.结果表明:①相对于传统燃油汽车,私人电动汽车在火力发电比例较低的13个省份具有较好的碳减排效果,减排率为34.69%~70.69%;在火力发电比例较高的18个省份减排效果则不太明显,减排率仅为3.20%~31.40%.②在私人电动汽车全生命周期的各阶段中,中低减排省份的燃料周期碳排放量占比最高,为57.33%~80.91%,且随着该省份碳减排效果的改善而不断降低;受制于电池的生产,高减排省份私人电动汽车全生命周期最主要的碳排放阶段为汽车材料周期.③从碳减排影响因素上看,汽车报废里程的增加对私人电动汽车碳减排量具有明显的正影响,但对碳减排率影响不大,碳减排效果较好的省份的碳减排量随报废里程的增加而上升的趋势更明显;百公里电耗的升高和车质量的增加则使碳减排效果下降,在碳减排效果较差的省份百公里电耗水平对碳减排量和碳减排率均有更显著的影响.研究显示,私人电动汽车的推广在我国可以带来一定的碳减排效果,发电能源结构和车质量是影响碳减排效果的2个关键因素,不同省份应因地制宜制定差异化的私人电动汽车推广路径.

     

  • 图  1  汽车生命周期系统边界

    注:图中斜线代表暂不考虑的阶段.

    Figure  1.  Vehicles life cycle system boundary

    图  2  典型省份私人电动汽车分阶段碳排放量及碳减排率

    Figure  2.  Phased carbon emissions and carbon reduction rates of private electric vehicles in typical provinces

    图  3  典型省份报废里程对碳减排效果的影响

    Figure  3.  The impact of discarded mileage on carbon emission reduction in typical provinces

    图  4  典型省份百公里电耗对碳减排效果的影响

    Figure  4.  The impact of electricity consumption economy on carbon emission reduction in typical provinces

    图  5  典型省份汽车质量对碳减排效果的影响

    Figure  5.  The impact of vehicle weight on carbon emissions reduction in typical provinces

    表  1  私人电动汽车和传统燃油汽车参数

    Table  1.   Parameters of private electric and traditional energy vehicle

    参数 传统燃油汽车 私人电动汽车
    行业平均整备质量/kg 1 455 1 361
    电池类型 三元锂电池
    电池质量/kg 356
    平均燃油经济性(百公里电耗) 6.321) 14.502)
    输配电损失/% 6.27
    充电效率/% 90
    生命周期里程/km 190 000 190 000
    注:1) 单位为L/(100 km). 2)单位为kW ·h/(100 km).
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    表  2  汽车原材料质量

    Table  2.   Quality of vehicles raw materials

    汽车类型 原材料质量/kg
    塑料 玻璃 橡胶 其他
    传统燃油汽车 897.74 161.51 100.40 27.65 162.96 42.20 34.92 27.65
    私人电动汽车 655.26 60.30 69.35 43.22 102.51 29.15 19.10 26.13
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    表  3  不同省份发电过程碳排放因子

    Table  3.   Carbon emission factors of power generation process in different provinces

    省份 碳排放因子/[kg/(kW·h)] 省份 碳排放因子/[kg/(kW·h)] 省份 碳排放因子/[kg/(kW·h)] 省份 碳排放因子/[kg/(kW·h)]
    北京市 0.616 8 湖北省 0.357 4 广东省 0.451 2 陕西省 0.767 3
    天津市 0.811 9 湖南省 0.498 7 广西壮族自治区 0.393 8 甘肃省 0.491 2
    河北省 0.902 9 重庆市 0.440 5 吉林省 0.614 7 青海省 0.260 2
    山西省 0.739 9 四川省 0.103 1 黑龙江省 0.663 4 宁夏回族自治区 0.619 5
    内蒙古自治区 0.753 3 上海市 0.564 1 福建省 0.391 0 江西省 0.633 9
    山东省 0.860 6 江苏省 0.682 9 贵州省 0.427 5 西藏自治区 0.603 1
    辽宁省 0.721 9 浙江省 0.524 6 云南省 0.092 1 新疆维吾尔自治区 0.622 0
    河南省 0.790 6 安徽省 0.775 9 海南省 0.514 7
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    表  4  生命周期各阶段碳排放因子

    Table  4.   Carbon emission factors at each stages of the life cycle

    阶段 碳排放因子 阶段 碳排放因子
    钢制造 2.50 kg/kg 原油开采运输 0.16 kg/kg
    铁制造 0.88 kg/kg 煤炭开采洗选 0.015 kg/kg
    铝制造 2.62 kg/kg 汽油炼制 0.59 kg/kg
    铜制造 2.50 kg/kg 煤炭运输 0.033 kg/(kW·h)
    塑料制造 2.40 kg/kg 汽油运输 0.010 kg/kg
    平板玻璃制造 1.62 kg/kg 燃油汽车行驶 2.26 kg/L
    橡胶制造 2.76 kg/kg 车辆配送过程 55.40 g/(t·km)
    三元锂电池制造 7.61 kg/kg
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    表  5  全生命周期碳减排效果

    Table  5.   Full life cycle carbon reduction effect

    地区 碳减排量/t 碳减排率/% 地区 碳减排量/t 碳减排率/%
    低减排区域 河北省 1.26 3.20 低减排区域 西藏自治区 11.05 28.16
    山东省 2.64 6.72 上海市 12.32 31.40
    天津市 4.23 10.78 中减排区域 浙江省 13.61 34.69
    河南省 4.92 12.55 海南省 13.94 35.51
    安徽省 5.40 13.77 湖南省 14.46 36.84
    陕西省 5.69 14.49 甘肃省 14.70 37.47
    内蒙古自治区 6.14 15.65 广东省 16.01 40.80
    山西省 6.58 16.77 重庆市 16.36 41.69
    辽宁省 7.17 18.27 贵州省 16.78 42.77
    江苏省 8.44 21.51 广西壮族自治区 17.88 45.58
    黑龙江省 9.08 23.14 福建省 17.97 45.81
    江西省 10.04 25.59 湖北省 19.07 48.60
    新疆维吾尔自治区 10.43 26.58 青海省 22.25 56.69
    宁夏回族自治区 10.51 26.79 高减排区域 四川省 27.38 69.77
    北京市 10.60 27.02 云南省 27.74 70.69
    吉林省 10.67 27.19
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    表  6  燃料周期碳减排效果

    Table  6.   Fuel cycle carbon reduction effect

    地区 碳减排量/t 碳减排率/% 地区 碳减排量/t 碳减排率/%
    低减排区域 河北省 3.64 10.58 低减排区域 西藏自治区 13.43 39.07
    山东省 5.02 14.60 上海市 14.70 42.78
    天津市 6.61 19.23 中减排区域 浙江省 15.99 46.53
    河南省 7.31 21.26 海南省 16.32 47.47
    安徽省 7.79 22.65 湖南省 16.84 48.99
    陕西省 8.07 23.47 甘肃省 17.08 49.70
    内蒙古自治区 8.52 24.80 广东省 18.39 53.51
    山西省 8.96 26.07 重庆市 18.74 54.52
    辽宁省 9.55 27.78 贵州省 19.16 55.76
    江苏省 10.82 31.49 广西壮族自治区 20.26 58.96
    黑龙江省 11.46 33.34 福建省 20.36 59.23
    江西省 12.42 36.15 湖北省 21.45 62.42
    新疆维吾尔自治区 12.81 37.28 青海省 24.63 71.65
    宁夏回族自治区 12.89 37.51 高减排区域 四川省 29.76 86.58
    北京市 12.98 37.77 云南省 30.12 87.63
    吉林省 13.05 37.97
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-02-03
  • 修回日期:  2021-04-29

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