純電動汽車替代燃油汽車的可行性分析

1純電動汽車是新能源汽車嗎?2010年4月，第11屆北京國際汽車展覽似乎是一場純粹的電動汽車展覽。大型汽車商紛紛銷售自己的新電動汽車。一、一輛汽車、東風(fēng)、金陵、吉利等制造商已經(jīng)擁有自己的新能源汽車銷售計劃。自2009年以來,國家陸續(xù)出臺《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整振興規(guī)劃》、電動汽車“十城千輛”項目,在低碳經(jīng)濟(jì)的政策背景下,國家對于純電動汽車的扶持力度正在不斷加大。但是純電動汽車是新能源汽車嗎?純電動汽車真是低碳汽車嗎?純電動汽車能夠為節(jié)能減排做貢獻(xiàn)嗎?純電動汽車現(xiàn)在被一些經(jīng)濟(jì)學(xué)家和能源專家吹得神乎其神。有人說,從經(jīng)濟(jì)學(xué)角度來說,燃油汽車具有外部負(fù)效應(yīng),如汽車需要建設(shè)馬路,需要有停車的地方,汽車尾氣會污染大氣等等。但新能源汽車沒有外部負(fù)效應(yīng),甚至相對于燃油汽車而言有外部正效應(yīng)。也有人說,新能源汽車前景廣闊。第一,它可以提高能源的安全性,降低能源對外依存度;第二,新能源汽車的發(fā)展是實現(xiàn)低碳能源的途徑之一;第三,發(fā)展新能源汽車可以搶占新興產(chǎn)業(yè)制高點。如果這些話講的是真正意義上的新能源汽車,那么是正確的,但如果是指純電動汽車,或混合動力車就不符合實際情況了。2新能源汽車是未來能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)這要從新能源汽車的定義講起,什么叫新能源汽車?據(jù)說是有別于傳統(tǒng)能源汽車而言的,新能源汽車是指采用了非常規(guī)的車用燃料作動力的汽車。所謂傳統(tǒng)能源指的是汽油和柴油,只要是不用汽油和柴油作燃料的汽車都稱之為新能源汽車。從這個定義出發(fā),純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車、氫動力汽車、燃?xì)馄?、生物乙醇汽車、太陽能汽車等都可以稱為新能源汽車。其實在這些汽車中,真正的新能源汽車也就只有生物乙醇汽車、太陽能汽車。如果純電動汽車、混合動力汽車能稱為新能源汽車,那么是不是電動自行車就應(yīng)當(dāng)叫做新能源自行車,電動摩托車也應(yīng)當(dāng)叫做新能源摩托車;如果純電動汽車用電力作為燃料能稱為新能源汽車,那么是不是電燈泡也可以叫做新能源燈,電視機(jī)可以叫做新能源電視機(jī),電冰箱可以叫做新能源冰箱,電空調(diào)可以叫做新能源空調(diào),電熱水器應(yīng)可以叫做新能源熱水器……還可以舉出很多例子,不再贅述。顯而易見,電力并不等于新能源。新能源是有嚴(yán)格定義的,《能源詞典》對此是這樣表述的,新能源是“在新技術(shù)的基礎(chǔ)上系統(tǒng)地開發(fā)利用的可再生能源,如太陽能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、海洋能、地?zé)崮?、氫能等。新能源是世界新技術(shù)革命的重要內(nèi)容,是未來世界持久能源系統(tǒng)的基礎(chǔ)”。電力和天然氣都是老能源、傳統(tǒng)能源,所以純電動汽車、混合動力汽車、燃?xì)馄嚩疾皇钦嬲饬x上的新能源汽車。3電動汽車替代燃油汽車的原理就外部負(fù)效應(yīng)來說,純電動汽車和燃油汽車都需要建設(shè)馬路、高速公路和停車場,這方面是完全相同的。不同的地方是燃油汽車排放的尾氣會污染大氣,而純電動汽車尾氣沒有污染物排放。但問題是純電動汽車所消耗的電力需要由發(fā)電廠來提供,而到目前為止,中國的發(fā)電廠主要是靠煤炭轉(zhuǎn)換成電能的,因此用純電動汽車替代燃油汽車,相當(dāng)于用煤來代油,是用高碳能源替代中碳能源,由分散排放污染物走向集中排放污染物,由汽車排放污染物走向電廠排放污染物。由此可見,純電動汽車的外部負(fù)效應(yīng)表現(xiàn)在燃煤電廠的負(fù)效應(yīng)上。因此,被稱為新能源汽車的純電動汽車還是存在外部負(fù)效應(yīng)的,而且在某些方面,如二氧化碳排放對氣候變暖的影響還要大于燃油汽車,其外部負(fù)效應(yīng)也要大于燃油汽車。對于真正的新能源汽車,如太陽能汽車,確實沒有外部負(fù)效應(yīng);對于生物乙醇汽車、燃料電池汽車、氫動力汽車,要看它所使用的燃料是怎么制造出來的,采用天然氣或常規(guī)電力制氫,再將這種氫用于燃料電池汽車和氫動力汽車,這種汽車不能叫做新能源汽車。只有用風(fēng)能、太陽能發(fā)出的電力制氫,才能叫做新能源汽車。真正的新能源汽車確實沒有外部負(fù)效應(yīng),但純電動汽車不是新能源汽車,還是存在外部負(fù)效應(yīng)的。4按一次能源消費標(biāo)準(zhǔn)去替代燃油汽車在由北京大學(xué)中國低碳發(fā)展研究中心主辦的“2010年中國低碳發(fā)展論壇”上,國家發(fā)改委能源研究所副所長李俊峰做“新能源發(fā)展展望”主題演講時稱,“目前所有的新能源汽車,沒有一輛是低碳的。必須尋找到新的技術(shù)路線才能生產(chǎn)出低碳汽車來”。他告訴有的企業(yè),“不能以發(fā)展低碳的名義做高碳”。這段話確實值得警惕,中國純電動汽車明明是高碳汽車,在能源界和汽車行業(yè)卻把純電動汽車奉為新能源汽車、節(jié)能汽車、低碳汽車,我們確實不能以發(fā)展低碳名義做高碳。前面已經(jīng)說過,中國的電力主要依靠燃煤電廠發(fā)電,所以中國用純電動汽車替代燃油汽車,等于以煤代油。據(jù)有關(guān)資料介紹,世界上最省油的日本汽車耗油的平均水平,每輛車每年消耗1t燃油;假如按照2020年5000×104輛電動汽車計算,那每年的耗電量為2000×108kW·h……如果到2030年增至2×108輛,每年的耗電量將達(dá)到8000×108kW·h。按照這種算法,燃油汽車每輛車每年消耗1t燃油,按汽油折算成標(biāo)準(zhǔn)煤為1.53t;純電動汽車每輛車每年耗電4000kW·h,按每千瓦時耗標(biāo)準(zhǔn)煤400g計算(供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗加上輸電和配電損耗),每輛車每年相當(dāng)于消耗1.6t標(biāo)準(zhǔn)煤。燃油汽車和純電動汽車能耗折算成標(biāo)準(zhǔn)煤之后,兩者的能源消耗量基本上是相等的,但是燃油排放的二氧化碳比燃煤少,所以純電動汽車并不是低碳汽車,用純電動汽車替代燃油汽車不是減少二氧化碳排放量,而是增加了二氧化碳的排放量。中國目前一次能源消費的特點是以煤為主,這必然導(dǎo)致中國發(fā)電能源的以煤為主,只有當(dāng)煤炭從中國一次能源消費中退出之后,用純電動汽車替代燃油汽車才是減排二氧化碳的。如果一次能源消費中非化石能源(包括水電、核能和新能源)大大增加,從而使發(fā)電能源中非化石能源發(fā)電的比重大大增加,那時用純電動汽車去替代燃油汽車,純電動汽車才是低碳汽車。所以準(zhǔn)確地說,純電動汽車是未來的低碳汽車。中國能源的特點是第一次和第二次能源大轉(zhuǎn)換尚未完成,特別是第二次能源大轉(zhuǎn)換,包括用石油、天然氣去替代煤炭,使石油、天然氣的消費比重超過一次能源總消費量的50%。而我國目前石油、天然氣在一次能源消費中的比重還不到30%,煤炭在一次能源消費中的比重還在70%左右。在第二次能源大轉(zhuǎn)換中包括發(fā)電能源轉(zhuǎn)換問題,一是油氣發(fā)電比重要上升,二是水電比重要上升,三是核電比重要上升。這些方面我國目前都還沒有做到,發(fā)電能源中煤炭的比重占到80%左右。所以我們在發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)時,要考慮實現(xiàn)第二次能源大轉(zhuǎn)換,要盡可能地提高低碳、無碳能源的比重,用低碳能源去替代高碳能源。如用燃?xì)馄嚾ヌ娲加推?就比用純電動汽車去替代燃油汽車要好得多。打著“低碳”、“新能源”的旗號去推廣純電動汽車總有一天會被揭穿的。5中國煤炭發(fā)電資源的現(xiàn)狀發(fā)展純電動汽車的一個非常重要的理由是它可以提高我國能源的安全性,降低能源的對外依存度。持這種觀點的人認(rèn)為,發(fā)展純電動汽車來替代燃油汽車,可以直接減少燃油消耗,從而降低石油的進(jìn)口量,降低石油對外依存度,提高石油供應(yīng)的安全性。從石油安全角度來看這個問題,確定是有道理的,但從整個能源安全角度來看問題,就另當(dāng)別論了。因為發(fā)電也是要消耗能源的,中國主要的發(fā)電能源是煤炭,中國的煤炭也不是可以無限量供應(yīng)的。我國政府還希望降低煤炭在一次能源中的比重,以實現(xiàn)節(jié)能減排,但實際上減少發(fā)電用煤是非常困難的。這幾年由于煤電矛盾,中國從2009年已經(jīng)成為煤炭凈進(jìn)口國。從中國目前的情況來看,除了加快發(fā)展水電、核電和新能源發(fā)電以外,在化石能源中能用于發(fā)電的還是煤炭。中國不大可能發(fā)展油電和天然氣發(fā)電,用油發(fā)電供純電動汽車用電,不如將發(fā)電的油用于燃油汽車;用天然氣發(fā)電供純電動汽車用電,不如將發(fā)電的天然氣用于燃?xì)馄?。進(jìn)口煤炭發(fā)電供純電動汽車,增加一次能源中煤炭的比重,不如用進(jìn)口煤炭的錢去進(jìn)口石油和天然氣,直接供汽車使用,這樣可以提高一次能源中油、氣的比重,為中國實現(xiàn)第二次能源大轉(zhuǎn)換做貢獻(xiàn)。進(jìn)口石油存在安全性,進(jìn)口天然氣也存在安全性,進(jìn)口煤炭同樣存在安全性。我們應(yīng)當(dāng)從能源、環(huán)境、經(jīng)濟(jì)等多個方面來考慮,尋找最佳的解決辦法。用純電動汽車去替代燃油汽車,很可能是減少了石油進(jìn)口,但卻要增加煤炭進(jìn)口,對進(jìn)口能源的依存度并不會降低,進(jìn)口能源的安全性也不會有什么根本性的變化。6經(jīng)濟(jì)困難、節(jié)能減排替代項目的經(jīng)濟(jì)性差異為什么電動汽車一直處于失敗和落后狀態(tài)?在100多年前電動汽車和汽油車是同時被人類發(fā)明的,甚至福特先生的第一輛汽車是電動汽車而不是燃油汽車,但是在產(chǎn)業(yè)化的道路上,電動汽車卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于燃油汽車。在100多年的時間里電動汽車一直處于失敗和落后狀態(tài),有人認(rèn)為“制約電動汽車產(chǎn)業(yè)化的最重要的因素就是沒有與之配套普及的電池”。筆者認(rèn)為除了電池之外,還有一個經(jīng)濟(jì)性問題,電池問題解決之后,電動汽車的經(jīng)濟(jì)性就上升為主要矛盾。節(jié)能減排替代項目可能會出現(xiàn)4種情況,第一種是耗費小,節(jié)能減排多,這是最好的一類;第二種是耗費大,節(jié)能減排多,這一類也不錯;第三種是耗費小,節(jié)能減排少,還能夠節(jié)約能源,在缺少前兩類項目時也是一種可供選擇的方案;第四種是耗費大,節(jié)能減排無,甚至節(jié)能減排是負(fù)的。純電動汽車就屬于第四種情況,是節(jié)能減排替代項目中經(jīng)濟(jì)效益最差的一類。純電動汽車本身投資比燃油汽車貴,其使用電力要建設(shè)發(fā)電廠,建設(shè)輸電配電設(shè)施,還要建設(shè)充電站(據(jù)報道,一家充電站至少需要250萬~300萬元人民幣,即使中國充電站的數(shù)量僅與中國石化的加油站數(shù)量相當(dāng),也需要砸下72億~87億元。再加上土地成本,充電站耗費在百億元),還要建設(shè)蓄電池廠等等,其投資要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過燃油汽車。而純電動汽車的能源消耗不可能減少,由于是以煤代油,污染物和二氧化碳排放量還要超過燃油汽車,花了許多錢卻不具有節(jié)能減排的作用,這種節(jié)能減排替代項目是不可取的。純電動汽車的優(yōu)點是在行駛過程中不排放污染物及可以利用低谷電。在當(dāng)前油價較高,政府千方百計壓低電價的情況下,純電動汽車用電代油燃料價格低,但這種低價格是以電力企業(yè)的嚴(yán)重虧損為代價的(目前我國電力企業(yè)的資產(chǎn)負(fù)債率已高達(dá)80%~90%),是不可持續(xù)的。純電動汽車的經(jīng)濟(jì)性很差,不能靠國家的政策和補(bǔ)助來彌補(bǔ),國家花了錢卻使得污染增加,顯然是得不償失的。7是要從一次能源換一中國缺少石油資源,石油對外依存度高,影響了能源的安全性,而石油的主要消費對象是汽車,為汽車尋找替代能源是當(dāng)務(wù)之急。但我們應(yīng)當(dāng)尋找的是低碳、節(jié)能、可以減少污染物和溫室氣體排放的替代能源,而純電動汽車、混合動力汽車等以電力作為燃料的汽車不符合這些要求。為此,筆者提出如下建議:(1)重新定義新能源汽車。要真正利用新能源作為汽車的動力,如太陽能汽車才能稱為新能源汽車,純電動汽車、混合動力汽車、燃?xì)馄?包括壓縮天然氣汽車、液化石油氣汽車和液化天然氣汽車)等都不應(yīng)稱為新能源汽車。(2)要從中國能源發(fā)展戰(zhàn)略的角度來考慮汽車發(fā)展方向。歐美發(fā)達(dá)國家可以把純電動汽車作為汽車發(fā)展重點,然而中國能源資源稟賦與這些國家不同,不應(yīng)作為發(fā)展重點。純電動汽車可以在環(huán)境要求特別嚴(yán)格的大城市使用,不宜普遍推廣。中國應(yīng)當(dāng)尋找適合自身能源資源條件的真正的新能源汽車或替代能源汽車。(3)不要冷落傳統(tǒng)燃油汽車。中國在相當(dāng)長的時間里還要以燃油汽車為主,純電動汽車不具備節(jié)能減排的能力,節(jié)能減排主要依靠傳統(tǒng)燃油汽車,所以在重視研發(fā)新能源汽車、研究替代燃油汽車的同時,要重視傳統(tǒng)燃油汽車的節(jié)能降耗。(4)節(jié)油的最有效措施是控制汽車消費。我們一方面批評發(fā)達(dá)國家浪費能源,另一方面又要按照發(fā)達(dá)國家的水平來確定我國的汽車發(fā)展水平。如有人預(yù)計2030年時,我國汽車普及率接近現(xiàn)在發(fā)達(dá)國家水平,按每千人300輛車來計算,15億人口需要4.5×108輛汽車;再按照現(xiàn)在世界上最省油的日本的平均耗油水平,每輛車每年消耗1t燃油,僅汽車用油就需要4.5×108t。有人主張將2×108輛汽車供電,如用煤發(fā)電要消耗3.2×108t標(biāo)準(zhǔn)煤,相當(dāng)于4.5×108t原煤,目前國際上年出口煤炭(指動力煤約為5×108t,這就意味著約90%的出口煤炭要供應(yīng)中國。大量進(jìn)口石油有風(fēng)險,大量進(jìn)口煤炭同樣有風(fēng)險,所以最好的辦法還是控制汽車消費。(5)節(jié)能減排要從一次能源算起。有人說純電動汽車是零排放,這不是經(jīng)濟(jì)學(xué)的思維方式。按照經(jīng)濟(jì)學(xué)的思維方式,我們應(yīng)該從經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)去考慮問題。純電動汽車本身沒有污染物排放,但它卻是一種高耗能的運輸工具,在巨大的電力消耗的背后,蘊藏著巨大的環(huán)境污染和二氧化碳排放量。因為煤炭轉(zhuǎn)換成電力要消耗大量的能源,我們講節(jié)能降耗必須從一次能源算起。不同的國家發(fā)展純電動汽車其節(jié)能減排的作用是不同的。像挪威、瑞典、加拿大等電源結(jié)構(gòu)以水電為主的國家,發(fā)展純電動汽車等于以水電代油,能夠起到節(jié)能減排的作用;像法國的電源結(jié)構(gòu)以核電為