電動汽車的使用不僅降低了對石油能源的消耗，同時(shí)減少了環(huán)境排放，但這只是針對汽車的使用階段而言，而未從全生命周期的視角去定量分析其對資源和環(huán)境造成的總體影響，因此，在目前環(huán)境和技術(shù)背景下的純電動汽車是否真正節(jié)能減排，值得社會關(guān)注。
1.LCA的定義和意義
SETA(國際環(huán)境毒理學(xué)會與化學(xué)學(xué)會)將生命周期評價(jià)(LCA：Life Cycle Assessment)定義為：“生命周期評價(jià)是一種對產(chǎn)品、生產(chǎn)工藝以及活動對環(huán)境的壓力進(jìn)行評價(jià)的客觀過程。
它是通過對能量和物質(zhì)利用以及由此造成的環(huán)境廢物排放進(jìn)行辨識和量化來進(jìn)行的，其目的在于評估能量和物質(zhì)利用以及廢物排放對環(huán)境的影響，尋求改善環(huán)境影響的機(jī)會。
這種評價(jià)貫穿于產(chǎn)品、工藝和活動的整個生命周期，包括原材料提取與加工，產(chǎn)品制造、運(yùn)輸及售、產(chǎn)品的使用、再利用及維護(hù)，廢物循環(huán)及終廢物棄置。
生命周期評價(jià):
1)有助于企業(yè)在產(chǎn)品開發(fā)中選擇有利于環(huán)境的綠色工藝；
2)有助于企業(yè)實(shí)施生態(tài)效益計(jì)劃，促進(jìn)企業(yè)可持續(xù)發(fā)展；
3)能夠幫助企業(yè)有步驟、有計(jì)劃地實(shí)施清潔生產(chǎn)；
4)可以成為政府部門制定環(huán)境政策和建立環(huán)境產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)；
5)優(yōu)化政府的能源、運(yùn)輸和廢物管理方案；
6)可以對市場營進(jìn)行引導(dǎo)、指導(dǎo)“綠色營銷”和“綠色消費(fèi)”。
2.LCA分析方法及流程
具體工作內(nèi)容如下：
·對生命周期評價(jià)方法框架、特點(diǎn)及評價(jià)工具進(jìn)行詳細(xì)闡述：
·選取研究對象，通過研究目的與范圍的確定、清單分析及影響評價(jià)建立了其生命周期評價(jià)模型；
·在評價(jià)模型的基礎(chǔ)上，通過實(shí)地調(diào)研、專家走訪等形式，搜集獲取關(guān)于兩款動力系統(tǒng)從原材料獲取到最終廢棄處置各階段所需要的數(shù)據(jù)，進(jìn)行清單分析，然后運(yùn)用Gabi軟件對兩款動力系統(tǒng)進(jìn)行建模；
·運(yùn)用CML及其修正方法，通過影響分類、特征化、歸一化及加權(quán)對礦產(chǎn)資澹耗竭、化石能源耗竭及環(huán)境排放潛能進(jìn)行影響評價(jià)對比；
·在評價(jià)結(jié)果的基礎(chǔ)上對兩款動力系統(tǒng)進(jìn)行資源環(huán)境對比分析，并通過深入分析(敏感性、電能結(jié)構(gòu)等)對主要環(huán)境影響關(guān)鍵因素進(jìn)行識別，有針對性的提出降低其潛在環(huán)境影響的建議措施。
3.評價(jià)對象簡介
·國內(nèi)某自主品牌燃油SUV汽車
·在上述燃油汽車基礎(chǔ)上改裝而成的純電動汽車
其基本結(jié)構(gòu)如下圖所示：
其傳動系統(tǒng)主要由離合器、減速器、傳動軸、主減速器、差速器及傳動半軸等組成，與普通燃油汽車相比最大區(qū)別在于少了一個變速器，而多了一個減速器。
4.評價(jià)結(jié)果與分析
兩者礦產(chǎn)資源消耗均主要發(fā)生在原材料獲取階段，且由于純電動汽車動力系統(tǒng)相比燃油汽車動力系統(tǒng)其結(jié)構(gòu)更復(fù)雜、質(zhì)量更大以及磷酸鐵鋰電池回收技術(shù)的不成熟，純電動汽車的礦產(chǎn)資源消耗值大于后者的動力系統(tǒng)。
按照修正模型計(jì)算出的電動汽車動力系統(tǒng)的能源消耗值遠(yuǎn)大于燃油汽車動力系統(tǒng)，且消耗主要發(fā)生在原材料獲取階段和使用階段。
生命周期各階段的綜合環(huán)境影響對比值
全生命周期的各種環(huán)境類型綜合值對比
兩款動力系統(tǒng)資源環(huán)境影響對比值
顯然，除化石能源耗竭外，純電動汽車動力系統(tǒng)礦產(chǎn)資源耗竭及環(huán)境影響負(fù)荷均大于燃油汽車動力系統(tǒng)。詳細(xì)分析情況如下：
電動汽車動力系統(tǒng)全生命周期各單項(xiàng)環(huán)境影響指數(shù)排序?yàn)镚WP > > POCP> EP> ODP，且環(huán)境影響主要發(fā)生在使用階段，其次是生產(chǎn)制造階段，其對環(huán)境影響的貢獻(xiàn)值分別為66.3%和29.2%。
燃油汽車動力系統(tǒng)全生命周期各單項(xiàng)環(huán)境影響指數(shù)排序?yàn)镚WP > AP > POCP > EP> ODP，使用階段的能耗及原材料獲取階段的材料使用是造成環(huán)境負(fù)擔(dān)的最大因素。
純電動汽車動力系統(tǒng)環(huán)境影響負(fù)荷比燃油汽車動力系統(tǒng)高162.5‰，以酸化潛值及全球變暖為例，前者就比后者多排放了46.6kg S02當(dāng)量和7710kg C02當(dāng)量。
兩者動力系統(tǒng)回收階段的綜合環(huán)境影響量化值分別為-6.88E-12和-1.82E-12，表明回收階段均得到了正效益，電動汽車動力系統(tǒng)回收的環(huán)境影響正效益比燃油汽車動力系統(tǒng)的略小。
5. 敏感性分析：
基于敏感性因素變化的環(huán)境影響分析
基于敏感性因素變化的環(huán)境影響分析圖
綜上可知，電動汽車動力系統(tǒng)生產(chǎn)制造能耗、百公里耗電量及電池充電效率三種敏感因素對影響指標(biāo)的敏感因子分別為0.26、0.66和-0.75，其中電池充電效率為負(fù)值，代表其與綜合環(huán)境影響呈負(fù)相關(guān)。通過分析可知，電池充電效率對環(huán)境影響最為敏感，其次是百公里耗電量，生產(chǎn)制造階段的能耗對評價(jià)結(jié)果的影響則相對較小。
與其相比，生產(chǎn)制造能耗的敏感度因子相對較小，說明該數(shù)據(jù)的不確定性對評價(jià)結(jié)果影響較低。
6.總結(jié)
綜合以上系統(tǒng)分析，在我國目前能源結(jié)構(gòu)及總體技術(shù)水平基礎(chǔ)上，純電動汽車在礦產(chǎn)資源、能源消耗、綜合排放對環(huán)境的影響較傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車相關(guān)指標(biāo)都存在不同程度的差距。但是在我國未來電能結(jié)構(gòu)的改善，汽車及零部件的回收利用機(jī)制的建立，以及車用動力電池、輕量化、動力系統(tǒng)等技術(shù)的升級的趨勢下，未來純電動汽車的節(jié)能減排潛力依然非常樂觀。
作者：汽車節(jié)能技術(shù)
