2021年9月15-17日，“第三屆世界新能源汽車大會”（WNEVC 2021）在海南省?？谑姓匍_，由中國科學技術(shù)協(xié)會、海南省人民政府、科學技術(shù)部、工業(yè)和信息化部、生態(tài)環(huán)境部、住房和城鄉(xiāng)建設部、交通運輸部、國家市場監(jiān)督管理總局、國家能源局共同主辦。

本次大會以“全面推進市場化、加速跨產(chǎn)業(yè)融合，攜手實現(xiàn)碳中和”為主題，邀請全球各國政產(chǎn)學研各界代表展開研討。

其中，在9月15日舉辦的中英交通領(lǐng)域碳中和協(xié)同發(fā)展論壇上，清華大學助理教授張少君發(fā)表精彩演講。

張少君主要觀點如下：

1. 未來電動車不僅會更便宜，而且會更綠色。

2. 從時空分布的角度來看，電動車全生命周期的碳排放有望進一步下降。

3. 空氣質(zhì)量的改善將大幅提升人類健康，預計2030年電動化情景可以降低約2萬由空氣問題引起的死亡人數(shù)。

以下內(nèi)容為現(xiàn)場演講實錄：

我的演講題目是《中國電動汽車推廣對于空氣質(zhì)量對于健康和氣候的綜合效益》。

我們在評估電動車的時候，經(jīng)常有人提到中國目前的能源結(jié)構(gòu)還是以煤為主。我今天想從三個綜合的環(huán)境指標講一下我們的研究，把電動車的技術(shù)進展考慮進去，來回答這個問題。

從我們國家的政策制定角度來說，發(fā)展電動汽車是振興汽車產(chǎn)業(yè)、推動節(jié)能減排和降低大氣污染一個重要的途徑。我們一直說中國是全球電動車的第一產(chǎn)銷大國，剛剛Simon Sharpe在介紹中提到了，其實世界上在其他很多的地區(qū)，特別在疫情之后，也是有一個很快的發(fā)展。在車型分布上，目前電動化主要還是以乘用車作為主要的驅(qū)動。同時，我們很欣喜地看到，在公交車和輕型的一些貨車重點領(lǐng)域，在推動大氣污染治理一些重點領(lǐng)域也得到了很好的發(fā)展。

我剛剛提出了一個問題，就是電動化會導致城市里面道路階段的污染物和溫室氣體排放的下降，但是會帶來污染物在不同行業(yè)不同時間和空間維度上一個轉(zhuǎn)移。這種排放向上游的轉(zhuǎn)移，主要包括兩個部分，第一以電動車來說，它的電力生產(chǎn)是一個重要的環(huán)節(jié)；第二個動力電池的生產(chǎn)是一個重要的環(huán)節(jié)。右邊是一個最后分析出來的圖，可以看到一個電力行業(yè)或者是電池產(chǎn)業(yè)鏈上會出現(xiàn)一些污染物。這是氮氧化物增加的排放特征。這樣的排放特征最后對于整體的空氣質(zhì)量的影響是什么樣的？這是今天試圖回答的其中的一個問題。

這里，首先構(gòu)建一個方法學。在研究交通能源系統(tǒng)的綜合環(huán)境影響時，非常常用的工具就是生命周期排放模型。對于交通系統(tǒng)來說，可以分為兩個周期三個部分。第一個是車輛的燃料周期，就是以電動車為例，包括電力生產(chǎn)輸配和充電環(huán)節(jié)。第二個是車輛的材料周期，從車輛的零部件，生產(chǎn)到裝配，包括延伸到車輛的報廢。如果只是做排放的話，對溫室氣體來說，可以直接計算生命周期的碳減排。如果回答空氣質(zhì)量氣象化學的變化，我們用大氣化學傳輸模型分析暴露水平，分析它的健康的效益。

我們國家其實在生命周期排放方法以及一些團體標準的制定上，也在不斷發(fā)展，逐步完善。最開始的時候，可能主要關(guān)注的是在燃料周期，以能耗二氧化碳和部分大氣污染物為主。之后，隨著對材料周期的關(guān)注，把材料和燃料周期合在一起。比如，以2019年中國汽車工程學會發(fā)布的白皮書為例，涵蓋一些車型的能耗和污染物排放的數(shù)據(jù)，這個工作需要海量的數(shù)據(jù)來支撐。這包括了上游的電力生產(chǎn)，和其他燃料的生產(chǎn)和開發(fā)的數(shù)據(jù)，此外還包括車用能耗和排放的數(shù)據(jù)。后面會提到對于車用能耗來說，比如對于電動車過去5年看到燃油經(jīng)濟性的電耗改善非常顯著，直接導致我們以前可能需要一個更大的電池，現(xiàn)在不需要這么大的電池。還涉及其他車用材料的數(shù)據(jù)庫。

剛剛提到，如果做大氣污染物研究，需要知道它的空氣分布。以材料周期為例，綜合煤炭的生產(chǎn)，這是電力生產(chǎn)生命周期的一個邊界。它包括電力所有電廠的數(shù)據(jù)，以及在什么地方，構(gòu)成一個時空數(shù)據(jù)庫。同樣，以電池為例，從電池全產(chǎn)業(yè)鏈上構(gòu)建關(guān)鍵零部件和裝配，最后根據(jù)生產(chǎn)的規(guī)模把排放進行時空分配。

第三是我們要對于未來效益進行預測。我最開始提到的，對電動車最大的利好，就是我們國家在大力推動電力的清潔化。我們可以根據(jù)行業(yè)對于未來裝機規(guī)模以及不同電源的應用小時數(shù)，預測不同電力區(qū)域的未來發(fā)電量。不同機構(gòu)有不同的預測，我這里給出的是一個相對來說比較居中的預測。

可以看到，在未來十年，中國總的電力需求還是在一個持續(xù)的增長過程中，但是它跟經(jīng)濟的彈性相對來說會減弱，可再生能源的發(fā)電量占比將超過火電。如果只考慮裝機量，那么可再生能源的比例會更高。這樣我們可以得到不同區(qū)域的分區(qū)域電網(wǎng)的碳排放的強度。這里包括了發(fā)電的原料生產(chǎn)，煤炭開采運輸排放的一小部分。主要在發(fā)電的過程中，目前中國電力的碳排放在600g/kW·h，還是比很多發(fā)達國家高。我們預計未來十年，這個水平會下降40%左右。不同的電網(wǎng)，以西北電網(wǎng)為例，可再生能源的裝機會增加更快一些，所以它的碳排放強度會下降的更快。

還有包括車身材料。以車身材料里面最重要的幾種金屬的生命周期生產(chǎn)的碳排放為例，我們以鋁來說，原生和再生鋁，他們在生產(chǎn)生命周期的排放的差異很大的。我們調(diào)研了一下，目前行業(yè)內(nèi)不同金屬的再生效率。在未來如果只考慮上游能源清潔化，它會使這些材料，單位質(zhì)量的材料，生命周期的生產(chǎn)碳排放下降25%左右。但是我也提到可以進一步考慮，最重要的是提高材料的利用效率，就是提高再生材料的比例。此外可以考慮一些更激進更綠色的先進冶金工藝，來降低關(guān)鍵材料生產(chǎn)過程的碳排放水平。

電池是一個什么樣的故事呢，我們跟中國汽車工程學會一起合作，對于汽車產(chǎn)業(yè)鏈生命周期碳排放進行了一個評估，這是最新得到的結(jié)果。我們的評估方法是先定義車輛NEDC續(xù)航450公里的純電動車，使用的電池是三元鋰電池?；仡?015-2020這5年，電動車有長足的進步，電耗在下降，電池能量密度在提升。這兩個因素使以前續(xù)航450公里需要配一個很大容量的電池，同時電池的重量也很大?，F(xiàn)在這兩個方面都會推動電池的重量下降，今后會進一步下降。同時，結(jié)合能源結(jié)構(gòu)的調(diào)整，我們預計這三個因素加起來可以使未來十年電池全生命周期的碳排放下降一半以上。當然，如果進一步考慮電池的回收，還有很多值得提升的空間，所以這也證明了，電動車未來不光會更便宜，而且會變得更綠色。

這是一個全生命周期的，我們考慮了車輛的材料周期，車輛的燃料周期以及包括車輛的運行階段和不同階段的碳排放?，F(xiàn)在得到一個結(jié)論，中國的電動乘用車，在全生命周期已經(jīng)可以實現(xiàn)碳減排。在最高碳的華北地區(qū)，由于剛剛提到電池這塊的進步，所以在高碳地區(qū)也可以實現(xiàn)全生命周期的碳減排。未來隨著剛剛提及的幾個方面的進步，全生命周期的碳排放會持續(xù)下降。還有電池的再生率，歐盟將在2027年對一些產(chǎn)品的全生命周期碳足跡考核，對一些新的材料有要求。在實際應用的情況下，很多企業(yè)會考慮這些方向。

對于電動貨車有一些初步的數(shù)據(jù)，燃料減排和乘用車相比，還是處于一個接近的水平。

再看一下污染物，這里給的是兩種最主要的大氣污染物。在十四五階段除了控制顆粒物，也要控制臭氧，他們主要來自排放大氣前體物，在大氣里經(jīng)過化學的變化。與汽車行業(yè)相關(guān)的是氮氧化物和NMVOC。對于氮氧化物和NMVOC都有一個比較高的減排，在未來這樣的幅度有望進一步提升。這里我沒有給出商用車，對于柴油車氮氧化物的削減會變得更加突出。

這個是結(jié)合了剛剛那些時空分布給出的一個空間分布的一個信息。有了這樣的時空分布，我們可以看到在少部分的區(qū)域，氮氧化物或者NMVOC有一些上升，但是大部分網(wǎng)格是下降的趨勢。有了這些數(shù)據(jù)，我們主要是用于探索未來對于空氣質(zhì)量有什么樣的改善。我們考慮的是，在2030年，電動化大概占35%左右的乘用車的銷量，保有量大概占25%到30%的比例。對于商用車來說，一些重點區(qū)域的公交、出租、環(huán)衛(wèi)有更高的電動化比例。對于顆粒物來說，從三個區(qū)域平均值來說，有0.4到0.5微克的削減。大家可以看到，在城市中，比如北京、廣州中心城區(qū)有更高的PM2.5濃度的削減。

現(xiàn)在非常關(guān)注的是臭氧，臭氧是什么情況，我們模擬的是夏季，因為主要考慮的是高濃度時段對于健康和呼吸道系統(tǒng)有影響?？梢钥吹诫妱榆囋谌齻€區(qū)域，特別在這些城市里對夏季臭氧的削減。在夏季時段有一個非常顯著的下降，對于改善超標天數(shù)有明顯的作用。第一減少氮氧化物，第二減少了NMVOC，比傳統(tǒng)加油站的NMVOC排放量降下來了。

最后，還是想回答這些空氣質(zhì)量改善對于健康是什么貢獻。我們主要考慮年均PM2.5的暴露和夏季高時區(qū)臭氧暴露對健康的影響。2030年這樣的電動化情景可以降低早死，大約接近2萬人左右。并且在人口密度更大，交通密度更大的東部地區(qū)的城市中心，它會有更突出的健康效益。所以，政策制定者可以考慮將這種健康效益作為一個政策制定的工具。當然我們也做了一個比較，空氣質(zhì)量改善和碳減排。現(xiàn)在中國污染的幅度跟歐美先進國家對比，比較高。所以未來十年空氣質(zhì)量的改善為健康效益帶來的貢獻很大，但是，是兩個輪子，可以一起驅(qū)動。我們更快擁抱新能源化。

最后就是一個簡單的結(jié)語，我相信推動新能源車，推動交通電動化是實現(xiàn)減污降碳協(xié)同增效的很好途徑。謝謝大家！