第二节　电动汽车与燃油汽车的排放性能差异

一、燃油汽车的排放性

1.排放的有害气体的类型

燃油汽车在运行过程中会产生大量有害气体，不仅对环境治理造成巨大压力，而且对人体健康产生危害。排放的有害气体主要包括以下几种。

①二氧化碳（CO2）　CO2是传统燃油汽车释放最多的气体，也是造成温室效应的主要气体，致使全球变暖、物种减少、极端天气频发，直接威胁人类生存。

②一氧化碳（CO）　CO是一种无色的有毒气体，易与血液中的血红蛋白结合，危害中枢神经系统。

③氮氧化物（NOx）　NOx是一种强烈的腐蚀剂，危害人体呼吸系统，削弱血液的输氧功能，引起气管炎、肺炎等。燃油汽车加速行驶时尾气排放激增，尤以NOx排放量最大。

④碳氢化合物（HC）　HC是汽车尾气中的一类有机物废气，包含苯、甲苯、二甲苯等有害物质，其中以苯危害最大。苯是一种致癌物质，会引发人体贫血、血小板减少、黏膜出血、血癌等疾病。

⑤二氧化硫（SO2）　SO2是一种无色无味的气体，危害人体肝、肾、心脏等器官，对呼吸系统有强烈的刺激作用。另外它还是造成酸雨的重要原因，对农作物和人民生活造成危害。

⑥臭氧（O3）　O3对人体的肝、肺、心脏等都产生不同程度的不良影响。

2.尾气排放量实验分析

以上海通用五菱LZW6381BF微型燃油客车为例得出该车型尾气排放量的实验结果如表1-1所示。

由表1-1中的数据可知，该型燃油汽车排放的尾气中CO2占了99%以上。因此从汽油燃烧的化学角度分析、核实该车型的CO2排放性。

在工信部发布的各类车型油耗数据库中可查得LZW6381BF微型客车每百公里的油耗为8.20L（市区工况）和6.20L（市郊工况）。汽油是对分子含碳量在5～8的一类烷烃的通称。汽油标号一般是以正辛烷的含量来标定的，正辛烷含量越高，汽油的标号越高，汽油分子量在90～120。汽油密度一般为730g/L，93号比90号汽油密度略高，97号和93号汽油则基本没区别。按照化学方程式：

2C8H18+25O216CO2+18H2O

730g汽油完全燃烧排放的CO2质量为：

730×（44×16）÷（114×2）÷1000=2.254（kg）

即1L汽油充分燃烧产生2.254kg CO2。

根据以上分析，LZW6381BF微型客车的CO2排放性为：184.828g/km（市区工况）、139.748g/km（市郊工况）。表1-1中的数据符合实际情况。

另外，以汽油为燃料的汽车燃烧1L汽油会排放0.295g SO2，根据表1-1可计算出该车型在该实验工况下每百公里的油耗为7.4756L，则其SO2排放量为0.022g/km。

二、电动汽车的排放性

电动汽车以蓄电池为驱动，在运行时几乎没有尾气排放，直接的废气排放比燃油汽车减少90%以上。电动汽车以消耗电能取代消耗石油，而现今我国电能大多数仍然来自燃煤发电。因此，火电厂由此增加的废气排放要归算入电动汽车的排放性之中。

1.电动汽车电能传输效率分析

电力产能的价值按当年火电发电标准煤耗计算，我国2006年为0.367kgce/（kW·h）、2007年为0.357kgce/（kW·h）、2008年为0.349kgce/（kW·h），其中kgce为用标准煤表示的能量消耗量，依据国家标准（GB 2589—2008）规定，每千克标准煤的热值为29271kJ。因此，取2008年的数据，从能量角度可计算得出火电厂的效率：

根据《2009中国工业化蓝皮书》，2007年全国电网输配电线损率为6.97%。

在充/放电方面，较为先进的动力锂离子电池充/放电电能转换效率可大于97%，而目前动力电池以铅酸蓄电池的生产技术最为成熟，该技术充/放电电能量转换效率约为80%。

因此，电动汽车电能传输效率为：

35%×（1-6.97%）×80%=26%

如果采用充/放电效率及安全性更高的镍氢电池或者磷酸铁锂电池，则该效率将提升4个百分点以上。

2.电动汽车的排放性分析

以长城汽车公司推出一款名为“欧拉Ⅱ”的新能源电动汽车为例，该车型耗电量为10kW·h/100km。根据上文分析，考虑到火电厂发电损耗、输电损耗、蓄电池充/放电损耗，将电动汽车行驶100km折算到火电厂需要消耗的标准煤数量为：

相关资料显示，工业锅炉每燃烧1t标准煤，就产生CO2 2620kg，SO2 8.5kg，NOx 7.4kg。因此燃煤锅炉排放废气已成为大气的主要污染源之一。经过废气处理后，发电厂向大气排放的CO2仍为2.46kg/kg标准煤，SO2为0.006kg/kg标准煤。同时根据相关资料预测，2010年火电厂燃烧排放的NOx为0.0087kg/kg标准煤。

根据以上分析，可计算出电动汽车行驶100km排放的CO2为4.73×2.46=11.6358（kg）。同理可得SO2和NOx的排放量，如表1-2所示。

三、电动汽车与燃油汽车的排放性对比分析

1.电动汽车与燃油汽车的排放性比较

根据上文对电动汽车和燃油汽车排放性的分析计算，得出两者的排放性对比，见表1-3。

表1-3中，燃油汽车的排放为尾气直接排放；而电动汽车基本没有尾气，其排放集中体现为燃煤火电厂对大气的排放。由表1-3可知，电动汽车较燃油汽车而言，向大气排放的有害气体的种类有所减少，即基本不含CO和HC（碳氢化合物）。而CO和HC正是大气污染中危害最大的气体成分。对于NOx和SO2两项，直接排放量仍然比较小，且发电厂已采取一系列积极措施，如投运脱硫、脱硝工程，以减少NOx和SO2的排放。对于两者排放废气中占绝大多数的CO2，电动汽车的排放量减少了约31%，这对缓解温室效应引起的全球变暖及气候异常有较大的作用。

2.电动汽车在排放性上的优势

从长远发展来看，在有害气体排放上，电动汽车较燃油汽车而言有以下优势：

①随着充/放电效率更高的镍氢电池或者磷酸铁锂电池逐步进入产业化，电动汽车的效率将更为提高，单位路程所消耗的电能将会减少，对应的火电厂废气排放也随之减少。

②电动汽车对大气的污染集中体现在发电厂侧，相对于传统汽车的大范围分散污染而言，集中治理废气的效果更加明显。

③随着火电比重减小，可再生能源（风力、水力、潮汐能、太阳能等）发电和核能发电比重的增大，电力产能的大气污染物排放将逐渐减少，进而使电动汽车对环境的间接排放进一步减少。

④在我国节能减排政策的促使下，火电厂已采取一系列措施来减少CO2、NOx及SO2的排放，由此使电动汽车产生的这3种污染物排放也随之减少。

3.电动汽车与燃油汽车的噪声污染比较

除了有害气体对环境造成压力外，汽车的噪声污染也不容忽视。燃油汽车产生的噪声有很多种，包括轮胎噪声、起动机噪声、制动噪声、车体噪声等。据统计，大型客车的噪声在70～75dB，小型汽车在70dB左右，交通道路上的噪声基本都在70dB以上，已成为城市主要噪声污染源之一。当噪声超过一定标准时，人们会出现头晕、头痛、耳鸣、烦躁、恶心等不良反应，严重影响人民生活、工作及身心健康。

与燃油汽车相比，电动汽车没有气缸和复杂的传动机构，其噪声只包括少量的电磁噪声和机械噪声，比传统汽车低10～15dB。对两种汽车噪声试验的结果见表1-4，可见电动汽车是降低道路交通噪声的有效途径。