威廉与佛洛拉休斯基金会 能 源 基 金 会 项目资助号 G-1104-14045 新能源汽车环境影响评价体系研究 New Energy Vehicle NEV Environmental Impact Assessment System Research 能源与交通创新中心 2012 年 6 月 联系方式 北京市朝阳区光华路丙 12 号数码 01 大厦 1904 室 邮编 100020 电话 010 -65857324 传真 010- 65857394 网站 致 谢 感谢能源基金会中国可持续能源项目为本报告提供资金支持，同时也诚挚地感谢为本报告 提出宝贵意见与建议的所有业内专家与同事。 报告作者 马冬 、 安锋、康利平、 Robert Earley 报告声明 本报告所有观点、解释、结论均属作者个人意见，不代表项目资助方。报告仅限于研究、个人学习或某个组织的内部传阅，不得翻印或者用于商业目的。如有不妥与谬误之处，敬请读者不吝批评和指正。 目 录 摘 要 1 前 言 2 1、环境友好汽车评价系统简介 4 1.1 系统方法学 . 5 1.2 案例分析 . 9 1.3 存在的问题 14 2、新能源汽车环境影响评价发展现状 . 16 2.1 国外发展现状 16 2.2 国内发展现状 18 3、纯电动汽车环境影响评价 . 20 3.1 纯电动汽车方法学 20 3.2 案例分析 27 4、插电式混合动力汽车环境影响评价 . 31 4.1 插电式混合动力汽车方法学 31 4.2 案例分析 33 5、总结 . 38 图 图 1 中国环境友好汽车在线 评价 系统网络版 4 图 2 中国环境友好汽车在线 评价 系统手机版 5 图 3 汽车绿色得分区间 6 图 4 常规能源汽车环境影响指数独立变量 6 图 5 常规能源汽车生命周期环境影响评价 7 图 6 中国电力能源结构 . 14 图 7 聆风骐达生命周期温室气体排放因子对比 . 15 图 8 GREET 模型结构 17 图 9 新能源汽车能耗及排放标准体系 . 18 图 10 新能源汽车能量消耗标准体系 18 图 11 纯电动汽车环境影响指数独立变量 20 图 12 纯电动汽车生命周期环境影响评价 21 图 13 2008 年不同区域电网发电阶段温室气体排放因子 25 图 14 2008 年不同区域电网生命周期温室气体排放因子 26 图 15 插电式混合动力汽车环境影响指数独立变量 31 图 16 插电式混 合动力汽车生命周期环境影响评价 32 图 17 插电式混合动力汽车使用系数与纯电动模式行驶里程关系 34 表 表 1 常规能源汽车环境影响指数计算步骤 8 表 2 日产骐达绿色得分计算参数 9 表 3 污染物损害费用 . 10 表 4 污染物相对健康影响因子 . 11 表 5 燃料上游相对健康影响 . 11 表 6 常规能源汽车尾气排放健康影响 . 12 表 7 纯电动汽车环境影响指数计算步骤 . 21 表 8 不同区域电网能源结构 . 22 表 9 燃煤锅炉大气污染物排放浓度限值 . 23 表 10 电力上游排放因子 24 表 11 不同电池的寿命系数 27 表 12 日产聆风绿色得分基本计算参数 28 表 13 电力上游相对健康影响 28 表 14 纯电动汽车尾气排放健康影响 29 表 15 插电式混合动力汽车环境影响指数计算步骤 32 表 16 丰田普锐斯绿色得分基本计算参数 33 表 17 燃料及电力上游健康影响 35 表 18 插电式混合动力汽车尾气排放健康影响 36 1 摘 要 为了量化汽车对环境的影响，能源与交通创新中心（ iCET） 以汽车全生命周期为评价基础， 开发了中国环境友好汽车 评价 系统， 为消费者 、 生产商和 政策制定者提供一个准确科学、基于车辆生命周期的 环境影响的评价方法。 新能源汽车 在使用阶段 一方面可以减少对 石油能源 的依赖， 另 一方面可以减少温室气体及污染物的排放，在节能环保方面与常规能源汽车相比 具 有很大的优势 ，因此作为国家的战略性新兴产业之一，受到广泛关注。 电力作为一种新能源， 虽 然 在使用过程中是清洁的，由于我国 电力系统清洁能源比例较低，生产技术水平落后，从全生命周期的角度考虑，电力并不是清洁的。同时新能源汽车加大了电池的比重，而电池在生产和回收过程中，同样对环境会产生一定的污染。因此，从生命周期的角度量化分析新能源汽车对环境的影响有着重要的意义。 报告首先介绍了环境友好汽车 评价 系统的方法学，并以日产骐达作为案例，进行了分析，同时指出了 评价 系统目前存在的问题。 iCET 通过对国内外相关研究进行分析，以环境友好汽车 评价 系统 方法学 为基础，加入 电力及电池 生命周期的环境影响 ， 以日产聆风及丰田普锐斯为案例， 对新能源汽车中纯电动 汽车和插电式混合动力汽车 的环境影响进行了评价， 结果显示，从生命周期的角度考虑，新能源汽车与常规能源汽车相比更加绿色环保。此次研究不仅 将新能源汽车纳入了环境友好汽车 评价 系统，同时 也 指出了研究中发现的一些问题，并为新能源汽车的可持续发展提出了几点建议。 随着我国新能源汽车的快速发展，以生命周期理论为基础，科学评价新能源汽车的环境影响，对于推动我国汽车工业节能减排，实现可持续发展有着重要的意义。 2 前 言 2010 年，中国汽车产销 量均 超过 1800 万辆， 2011 年 再次 双双 突破 1800万辆 1， 继续保持世界最大汽车 产销国地位 。 汽车工业的快速发展， 汽车保有量的不断增长，给我国能源供给、环境改善带来巨大压力。研究指出，我国每年汽车燃料消耗量 达 1 亿多吨，燃料全生命周期温室气体排放量（包括燃料生产与消耗）达 4 亿多吨 2。 环保部 2011 年 12 月 发布 的 2011 年 中国机动车污染防治年报 3中 指出 机动车污染成为大气环境最突出、最紧迫的问题 。 大力发展新能源汽车，对有效应 对能源短缺、环境污染带来的挑战，推动汽车工业可持续发展具有重要 意义。 新能源汽车 在使用阶段 一方面可以减少对石油能源 的依赖， 另 一方面可以减少温室气体及污染物的排放，在节能 环保方面与常规能源汽车相比 具 有很大的优势。 但是从全生命周期的角度考虑，新能源汽车对环境的影响也不能忽视。新能源汽车作为一种能源载体，它的清洁程度依赖于能源本身的清洁程度。对于水电、风电、光伏发电 、核电等清洁 能源而言，新能源汽车就是 一种清洁汽车；对于火电而言，新能源汽车就未必是一种清洁汽车。 同时新能源汽车加大了电池的比重，而电池在生产和回收过程中，同样对环境会产生一定的污染。因此，从生命周期的角度研究分析新能源汽车对环境的影响有着重要的意义。 节能和新能源汽车产业发展规划 2011-2020 指出，到 2015 年 纯电动汽车 （ EV） 和插电式混合动力汽车 （ PHEV） 市场保有量达到 50 万辆以上 ，到2020 年 达到 500 万辆 ， 中 /重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的 50以上，我国节能与新能源汽车产业规模位居世界前列 4。 作为战略性新兴产业之一， 我国正在逐步 加大对新能源汽车的扶持力度， 目前， 在 北京、 上海、长春、深圳、杭州、合肥等 6 个城市启动 了 私人购买新能源汽车补贴试点工作 ，在国内 25 个城市启动了 十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程 。新能源汽车正进入1 2011 年汽车工业经济运行情况信息发布会 . http// 2 能源与交通创新中心 , 中国发展低碳汽车燃料政策建议报告 . 2010 年 12 月 . 3 环境保护部发布机动车污染防治年报 . http// 4 节能与新能源汽 车产业规划 2011-2020 http// 3 全面 示范推广 阶段，因此理性思考新能源汽车的环境影响 ，对于我国 汽车工业真 正实现节能减排目标， 推动汽车工业可持续发展具有重要意义。 为了推动环境友好汽车的发展， 能源与交通创新中心 （ iCET） 在能源基金会中国可持续能源项目、威廉与佛洛拉休利特基金会以及美国 节能理事会 的支持下， 开发了中国环境友好汽车 评价 系统。该系统以汽车全生命周期为评价基础，综合考虑汽车使用、燃料生产 分配 以及汽车生产回收过程中对环境的影响，以排放标准、燃料类型、燃料消耗量以及 整备质量为基本评价参数，为每一款车型对环境的影响进行量化。 由于方法学和数据来源问题，目前系 统仅对常规能源乘用车以及 常规 混合动力乘用车进 行了 评价 ，因此 如何衡量新能源汽车对环境的影响，将新能源汽车纳入环境友好汽车 评价 系统之中，成为 本 报告研究的重点。 对于新能源汽车的范围，国内有一定的争论。 2009 年 7 月实施的新能源汽车生产企业及产品准入管理规则 5，规定新能源汽车，是指采用非常规的车用燃料作为动力来源（或使用常规的车用燃料、采用新型车载动力装置），综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车 ,包括混合动力汽车、纯电动汽车（ BEV，包括太阳能汽车）、燃料电池电动汽车（ FCEV）、氢发动机汽车 、 其他新能源（如高效储能器、二甲醚）汽车等各类别产品。而在 最新发布的 节能和新能源汽车产业发展规划2011-2020 中，经工信部、科技部、国家发改委等多部门反复论证，新能源汽车的范围明确为插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车 ，将 常规 混合动力汽车划 归 为节能汽车 6。 2012 年 3 月 公布的 电动汽车科技发展“十二五”专项规划 摘要 7也将插电式混合动力汽车划归到纯电动汽车大类，与常规混合动力汽车分开。 综合考虑技术及市场因素， 本报告将 重点研究插电式混合动力和纯电动 乘用车对环境的影响，对于 其他类型新能源汽车暂 不考虑。 5 新能源汽车生产企业及产品准入管理规则发布 . http// 6 国家敲定新能源汽车范围 常规 落选 . http// 7 电动汽车科技发展“十二五”专项规划 摘要 http// 4 1、 环境友好汽车 评价 系统 简介 为了推动环境友好汽车的发展， 能源与交通创新中心在能源基金会中国可持续能源项目、威廉与佛洛拉休利特基金会以及美国 节能理事会 的支持下， 开发了中国环境友好汽车 （ EFV， Environmentally Friendly Vehicle） 评价 方法学。该方法学以汽车全生命周期为评价基础，综合考虑汽车 生产、 使用 、 回收过程以及 燃料生产 、 分配 、 使用 过程中对环境的影响，以排放标准、燃料类型、燃料消耗量以及 整备质量为基本评价参数， 为每一款车型对环境的影响进行量化。 基于中国环境友好汽 车评价方 法学，能源与交通创新中心独立开发了中国第一个环境友好汽车在线评价 系统（如图 1），系统基础数据 均来自 工信部和环保部等 国家权威 部门公布数据，涵盖八十 多个 汽车 品牌， 七 千 多款车型， 数据库将根据新车上市情况不断更新。基于该系统，消费者既可以查询汽车的环境友好指数 绿色得分，又可以基于汽车行驶里程，在线 评价 汽车 的 温室气体排放情况。 图 1 中国环境友好汽车在线 评价 系统网络版 8 同时为了方便消费者使用，能源与交通创新中心联合中国领先的导航电子地图内容和位置服务解 决方案提供商高德软件有限公司，在其自主研发的移动终端8 环境友好汽车在线评价系统网络版 . http//www.greencarchina.org/home.php 5 软件迷你地图的基础上，共同开发了环境友好汽车在线 评价 系统手机版（如图2），通过手机可以方便快捷的登录系统进行查询计算。 图 2 中国环境友好汽车在线 评价 系统手机版 9 中国环境友好 汽车 评价 系统的目的是 为消费者 、 生产商和 政策制定者提供一个准确科学 、基于车辆生命周期的 环境影响的评价方法。 为消费者 购买使用环境友好 汽车 提供 指南 ，引领 绿色消费 ； 引导企业调整产品结构、开发环境友好 汽车 ，共同 促进汽车工业 的健康稳定发展； 为 政策制定者制定环境友好汽车发展 政策提供参考依据 ，共同构建资源节约型、环境友好型社会 。 1.1 系统 方法学 中国环境友好汽车 评价 系统 方法学 以 汽车 生命周期分析法为基础 ，综合考虑车辆和燃料在整个生命周期中对 环境 的影响，量化每款车型的环境影响，评价出汽车 环境影响指数（ Environmental Impact Rating， EIR） 。 环境影响指数是一个无量纲的数值，用以比较车辆和车 用 燃料在整个生命周期中带来的环境影响 。 为了使消费者更易于理解环境影响指数 EIR， 通过对 环境影响指数 进行 线性计算得到 绿色得分 （ Green Rating， GR），绿色得分范围为0-10， 对于不会引起任何环境损害的理想的绿色汽车， EIR 值为 0，相应的绿色得分为 10 分。 得分越高，说明 汽车 对环境的影响越小 ，越环保，如图 3 所示。 9 环境友好汽车在线评价系统手机版 .http//www.greencarchina.org/profile.phpid4 6 图 3 汽车绿色得分区间 在环境友好汽车评价 体系中， 环境 影响 指数的设计包括了汽车 生命周期WTW（ Well-to-Wheel,油井到车轮 ） 内 三个 阶段的环境影响，即车辆的使用阶段，燃料生产和分配阶段以及车辆 的 生产 回收 阶段。 每一 阶段中， 车辆对 环境的负面 影响又被区分为空气污染健康影响和温室气 体 影响。 而 车辆 环境 影响 指数和绿色得分的计算取决于 以下四个独立的变量 排放标准、 燃料类型 、 燃料消耗量 以及 整备质量 。 这四个变量用于计算 不同生命周期阶段的 相对 环境影响 10。 图 4 常规能源汽车 环境影响指数独立变量 10 能源与交通创新中心 .中国环境友好汽车评分体系发展 .2006 年 9 月 . 排放标准 在中国市场上销售的所有车型都应该进行国家环保型式认证，达到规定的排放标准要求。不同阶段排放标准限值与车辆尾气导致的健康影响损害直接相关。通过排放限值可以量化计算得出尾气污染健康影响。 燃料类型和 消耗量 燃料类型和燃料消耗量可被用于计算多种影响。首先，车辆使用阶段的温室气体影响可以通过燃料的碳含量和燃料消耗量计算；其次，燃料生产和分配阶段的环境影响与燃料类型和车辆燃料消耗量有关，这些环境影响包括来自于燃料生产和分配环节的上游污染物健康影响以及上游的温室气体影响。 整备 质量 车辆生产与回收再利用阶段的环境影响，事实上不可能量化，但也不能忽略。而根据车辆的整备质量对车辆生产周期阶段进行相对环境影响进行评价，是最好的替代方法。 7 图 5 常规能源 汽车生命周期环境影响评价 环 境影响指数的计算分 为三步 第一步计算 生命周期 WTW 的相对健康影响指数 第二步计算 生命周期 WTW 的相对温室气体影响指数 第三步计算汽车生产 回收 过程中的相对环境影响指数 环境影响 指数每一个步骤都需要量化各个车型的相对环境影响， 在选取 量化基准时，既 要 考虑到现实情况，又要有一定的示范作用 。 为了便于比较计算，EFV 评价 系统选择了满足 国 Ⅲ 排放标准，燃料 消耗量为 6.9L/100km，整备 质量为 1200kg 的汽油车作为量化影响的 归一 基准。 虽然自 2011 年 7 月 1 日 起， 环保部规定 所有生产、进口、销售的轻型汽油车、两用燃料车、单一气体燃料车必须符合国 Ⅳ 标准的要求 11，但是 环保部发布的 2011 年中国机动车污染防治年报 中指出， 截止到“十一五” 末，我国 达到国 Ⅲ 及以上排放标准的汽车 只 占汽车总保有量的 41.112， 因此，未来一段时间，满足 国 Ⅲ 及以上排放标准的汽车 将成为主流 。 中国汽车技术研究中心研究表明， 2010 年我国乘用车平均整备质量 达11 关于实施国家第四阶段轻型汽油车、两用燃料车和单一气体燃料车污染物排放标准的公告 . http// 12 环境保护部发布机动车污染防治年报 机动车污染成为大气环境最突出、最紧迫的问题 . http// GHG影响 燃料类型和消耗量 健康影响 排放标准 步骤 1 WTW 健康影响 步骤 2 WTW 温室气体 影响 步骤 3 生产 回收过程 影响 车辆使用 燃料生产与储运 车辆生产 回收 GHG影响 燃料类型和消耗量 健康影响 燃料类型和消耗量 健康影响 GHG影响 整备 质量 汽车全生命周期阶段 8 到 1252kg13。 2012 年 1 月 1 日开始导入， 2015 年全面 实施的 乘用车燃料消耗量评价方法及指标 第三阶段 提出全国乘用车新车平均 燃料消耗量目标值为6.9L/100km14。 量化基准 既反映了中国乘用车市场的基本情况，又有一定的超前，这样就 保证了 在具有充分 改进空间的同时 能 有效的为目前市场上的车型评分。 表 1 常规能源汽车 环境影响指数计算步骤 步骤 包括 的环境影响 独立变量 归一基准 步骤 1 WTW 健康影响 排放标准 国 Ⅲ 标准 步骤 2 WTW 温室气体 影响 燃料类型、燃料消耗量 汽油， 6.9L/100km 步骤 3 生产 回收 过程 影响 整备质量 1200 kg 环境影响指数 （ EIR） 是一个无量纲的数值，用以比较车辆和燃料在整个生命周期中带来的环境影响。 环境影响指数分别为健康影响，温室气体影响和生产回收过程影响的加权和。根据国际 上其他评价体系的 经验， EFV 系统假设健康影响和温室气体影 响具有相同的权重 且 各占 45； 生产回收 过程影响的权重为 10，具体计算 如下。 绿色得分是为了使消费者更易于理解环境影响指数，通过下面的线性公式直接计算而得 GR 10 – fEIR 其中 f 为控制线性函数斜率的系数，为使基准车型绿色得分为 5.0， f 设定为2.5。对于不会引起任何环境损害的完美的绿色汽车， EIR 值为 0，相应的绿色得分为 10 分。 绿色得分是一个相对值，而不是一个绝对值，并不代表汽车的实际13 国内汽车产量突破 840 万辆 稳居全球第一 .http// 14 第 3 阶段油耗标准元旦实行 油耗目标 6.9 升 .http// 乘用车燃料消耗量评价方法及 指标国家标准发布 . http// 环境影响指数计算 环境影响指数（ EIR） W1健康影响 W2温室气体影响 W3生产过程影响 其中 W1， W2， W3 是权重因子 , W1 健康影响 0.9 45 W2 温室气体影响 0.9（ 45 W3 生产 回收 过程影 响 0.2 10 9 环境影响，而实际的环境影响也是也是非常难于衡 量的。因此，在同一个评价体系中相互比较才更有意义 。 环境友好汽车 评价 系统 独立变量的选取，既要考虑数据的代表性、易用性，又要考虑数据的权威性、可取性。 燃料类型 、 燃料消耗量 以及 整备质量数 据来自工信部汽车燃料消耗量网站 15， 其中燃料消耗量为综合工况下百公里油耗。 排放标准数据来自环保部机动车排污监控中心网站 16。由于工信部 网站 数据 中 不包括汽车 尾气排放标准，因此在整理数据时做了大量的匹配工作。 系统 数据库涵盖了国产车和进口车在内的八十 多个 汽车 品牌， 七 千 多款车型， 数据库将根据新车上市情况不断更新。 1.2 案例分析 报 告选取了 常规能源汽车 日产骐达 （ TIIDA） 作为案例 车型 ，其绿色得分 计算 参数如表 2 所示 。 表 2 日产骐达 绿色得分计算参数 17 车型 型号 燃料类型 燃料消耗 排放标准 整备质量 DFL7165VTC1 汽油 7.8 L/100km 国Ⅳ 1326kg 步骤 1 WTW 健康影响 WTW 健康影响 主要是评价车辆 生命周期 的空气污染健康影响， 包括燃料上游健康影响和尾气排放健康影响两部分。 其中燃料上游健康影响是燃料类型和燃料消耗量的函数，不同的燃料类型与消耗量的 相对健康 影响是不同的。而尾气排放健康影响与排放标准息息相关，排放标准越高，相对健康影响就越低。 为了量化不同污染物对环境的影响， 美国 汽车环境影响 评价 模型 ACEEE 利用环境经济学方法将各种污染物在其生产 使用等 环节带来的环境损害货币化，如表 3 所示 。 15 中国汽车燃料消耗量网站 .http// 16 机动车环保网 . http//www.vecc- 17 http//tiida.dongfeng- http// 10 表 3 污染物损害费用 18 污染物 污染物损害 费用 （ /kg） 机动车 炼 油厂 发 电厂 CO 0.04 0.008 0.004 HC 0.47 0.094 0.047 NOx 6.24 1.25 0.462 PM10 50.09 10.02 5.01 SO2 29.42 5.88 2.94 从表 3 可以看出， ACEEE 模型假设炼 油 厂的污染物损害的费用是机动车污染物损害费用的 1/5， 发 电厂污染物的损害费用是机动车污染物损害费用的 1/10。研究表明，由于各污染源 的位置及其特征 烟囱高度、直径、排放温度与速度 、气象特征 风速、风向、稳定度 、污染特征 气体或蒸汽或颗粒物、可反应性、可溶解性 以及受体特征 位置、人口密度 等 不同，暴露效率也不同 19。 暴露效率Exposure Efficiency 也叫吸入因子 Intake Factor， 是指 污染源排放的物质最终被人体吸收或消化的量占总排放量的比例 。虽然 发 电厂的排放量很大，但由于距离城区较远，而且排放高度较高， 但浓度贡献并不很高，暴露效率最低。炼 油 厂虽然排放强度小于 发 电厂，但他们位置分布接近城区或在城区之内，排放高度低于 发 电厂，浓度贡献较大，暴露效率位于 发 电厂和机动车之间。机动车主要集中在城区，人口密集，排放高度接近地面，浓度贡献最大，因此暴露效率也最高。 为了进一步简化计算， EFV 评价 系统 以机动车 NOx 污染物 的损害费用作为归一基准，将所有 机动车 污染物损害归一 化，得到尾 气排放相对健康影响因子。EFV 系统 采用 ACEEE 模型的假设， 将 燃料 上游健康影响假设为尾气排放健康影响的 1/5， 将电力上游相对健康影响假设为尾气排放健康影响的 1/10， 得到不同污染物相对健康影响因子， 如表 4 所示 。 18 Kliesch, J. 2006. Rating the Environmental Impacts of Motor Vehicles ACEEE’s Green Book ology, 2006 Edition. Washington, DC American Council for an Energy-Efficient Economy. 19 应高祥等 . 北京城市大气污染源的暴露效率研究 . 城市环境与城市生态 .2002 年 8 月 . 11 表 4 污染物相对健康影响 因子 污染物 机动车 污染物 损害费用 /kg 尾气排放相对健康 影响 因子 Rt 燃料上游相对健康 影响因子 Rf 电力上游相对健康 影响因子 Re CO 0.04 0.006 0.001 0.001 HC 0.47 0.075 0.015 0.008 NOx 6.24 1.000 0.200 0.100 PM10 50.09 8.027 1.605 0.803 SO2 29.42 4.715 0.943 0.471 1） 燃料上游健康影响 燃料的上游生产输运过程中会排放大量的污染物。 由于缺乏中国燃料上游排放因子数据， 表 5 中燃料（汽油）上游的排放因子 Ef 采用了 美国 ACEEE 模型相关研究结果 20。 表 5 燃料上游 相对 健康影响 污染物 燃料上游相对健康影响 因子 Rf 燃料上游排放因子 Ef （ g/L） CO 0.001 2.219 HC 0.015 1.611 NOx 0.200 2.615 PM10 1.605 0.106 SO2 0.943 2.034 RF 燃料上游相对健康影响 指数 2.638 由表 5 得到 燃料 （汽油） 上游 的 相对健康影响 指数 RF 2.638，其中， Rf 为燃料上游相对健康影响因子， Ef 为燃料（汽油）上游排放因子。 燃料上游健康影响 Fc/100RF,其中， Fc 为燃料消耗， RF 为燃 料上游相对健康影响指数，因此 案例 值 7.8/1002.6380.206 基准值 6.9/1002.6380.182 20 Kliesch, J. 2006. Rating the Environmental Impacts of Motor Vehicles ACEEE’s Green Book ology, 2006 Edition. Washington, DC American Council for an Energy-Efficient Economy. EfRf 12 2） 尾气排放健康影响 EFV 评价 系统采用 GB18352.3-2005 轻型汽车污染物排放限值及测量方法 国 Ⅲ 阶段 排放限值作为 量化基准，因为所有在中国生产销售的车辆必须通过国家环保部的 排放 型式认证。为了便于计算， EFV 采用了国 Ⅲ 标准中 I 型试验 排放限值要求。 表 6 常规能源汽车 尾气排放健康影响 污染物 尾气排放相对健康 影响 因子 Rt 国 Ⅲ 汽油车 排放限值 Et（ g/km） 国 Ⅳ 汽油车 排放限值 Et（ g/km） CO 0.006 2.3 1.0 HC 0.075 0.20 0.10 NOx 1.000 0.15 0.08 PM10 8.027 0.025 0.01 RT 尾气排放相对健康影响 指数 0.379 0.174 RT 尾气排放健康影响 ， 其中 Rt 为尾气排放相对健康影响因子，Et 为对应排放标准限值， 因此 案例 值 0.174 基准值 0.379 3） WTW 健康影响 将案例 WTW 健康影响值做整体归一化处理 WTW 健康影响 案例 值 /基准值 0.2060.174/0.1820.3790.677 步骤 2 WTW GHG 影响 WTW GHG 影响主要涵盖了车辆燃料从生产、分配到消耗过程中带来的温室气体的影响。对于每一个车型而言，燃料生命周期的温室气体排放是燃料类型和燃料消耗量的函数。 1） 车辆全生命周期 GHG 影响 燃料消耗 F1F 2 其中， F123.565， 为 汽油 燃料消耗 L/100km 到 GHG 排放 g/km 转换系数； F21.284， 为 汽油 燃料 生命周期 内汽车尾气排放 GHG 转换系数。 F1、 F2 由 美国阿贡 国家实验室 GREET 模型计算得到 21。 21 GREET 1_2011 Fuel_Specs and Results Tabs, 2011. EtRt EtRt EtRt 13 案例 值 7.823.5651.284236.008（ g/km） 基准值 6.923.5651.284208.776（ g/km） 2） WTW GHG 影响 案例 值 /基准值 236.008/208.7761.130 步骤 3 生产 回收 对环境影响 量化车辆 生产 回收 过程中的健康影响和环境影响是非常困难的，然而，根据ACEEE 的研究，一辆车自身以及其使用的燃料在生命周期内总的能源消耗至少有 10是发生在生产 回收 阶段 DeCicco and Thomas, 1999。因此，任何一个基于车辆生命周期影响的 评价 必须包括对车辆生产 回收 过程影响的考虑 。 EFV 系统选取整备质量为 评价 生产 回收 过程对环境的影响参数，通过将不同车辆参数进行标准化，来量化车辆的相对健康影响。 1） 生产 回收 对环境的影响通过设定标准质量 目前设定为 1200kg进行标准化。 案例 值 1326kg 基准 值 1200kg 2） 生产 回收 对环境影响 案例 值 /基准值 1326/12001.105 绿色得分计算 1） 环境影响指数 环境影响指数 （ EIR） 是一个无量纲的数值，用以比较车辆和燃料在整个生命周期中带来的环境影响。 W1， W2 和 W3 分别为健康影响，温室气体影响和 生产 回收 过程影响的权重系数。根据国际经验， EFV 系统假设健康影响和温室气体影响具有相同的权重，生产 回收 过程影响的权重为总权重的 10。 环境影响指数 W1健康影响 W2GHG 影响 W3生产 回收 过程影响 0.90.6770.91.1300.21.1051.847 其中， W 为权重系数， W1 0.945 ,W2 0.945 ,W3 0.210 2） 绿色得分 绿色得分是为了使消费者更易于理解环境影响指数 EIR，通过下面的线性公式直接计算而得 绿色得分 10–fEIR10-2.51.8475.38 14 基准车型的健康影响 、 温室气体影响和生产 回收 过程影响 均 为 1，因此，基准车型的环境影响指数为 2， 为使基准车型的绿色得分为 5， f 被设定为 2.5。 1.3 存在的问题 由 于方法学和数据来源问题，目前 EFV 数据库仅包括常规能源 乘用车 以及常规 混合动力 乘用车，暂不包括插电式混合动力及纯电动 等 新能源 乘用车 。插电式混合动力汽车及纯电动汽车与常规能源汽车有很大的不同。这些新型汽车引入了新的能源，电力。如果单从 使用阶段的 汽车油耗和排放角度考虑，对于纯电动汽车 而言 ，油耗和排放均为零，但从 生命周期的角度考虑，情况并非如此。 对 于电力而言， 原料的开采运输，电力的生产 、输送 以及充电 转换 等过程 都伴随着能量的消 耗和污染的产生。 我国电力能源结构以火电为主，火电占全国平均发电比例的 80以上 22，而且能源结构地区差异较大，如图 6。 89101海南电网99944 28865 17722164306华北电网华中电网东北电网华东电网南斱电网西北电网6040火电 核电水电 风电及其他图 6 中 国电力能源结构 22 中国电力年鉴 2009.中国统计出版社北京 ,2009. 15 能源与交通创新中心采用 生命周期的研究方法，对 日产聆风 和 日产 骐达进行 了 案例分析 23， 结果发现， 从全生命周期的角度考虑，以 现有 的 技术 条件，在 中国 推广 电动汽车 的 温室气体减排潜力 并 不是很大 ，如图 7。在华中、南方等清洁能源比例较大的电网，电动汽车的减排潜力较大，其他电网减排潜力不明显， 在东北 、华北 两个电网 推广电动汽车甚至会 导致温室气体排放的 增加 ，从平均水平来看，电动汽车的减排优势也不明显 。 因此，在大力发展新能源汽车的同时， 应 加大清洁能源比例，降低 现有 火力发电的温室气体及污染排放，使电动汽车成为真正的清洁汽车，推动交通领域的节能减排。 2 7 1 . 72 6 0 . 42 0 2 . 61 9 6 . 61 8 6 . 71 6 7 . 91 6 2 . 32 0 7 . 32 1 1 . 91 8 8 . 70 50 100 150 200 250 300 东北 华北 西北 华东 海南 华中 南斱 平均 自动 手动温室气体排放因子g/km手动日产聆风 日产骐达图 7 聆风骐达 生命周期 温室气体排放 因子对比 同时新能源汽车中电池占据很大比重，而电池的生产 和回收也会对环境产生一定的影响。因此如何衡量新能源汽车对 环境的影响，将新能源汽车纳入环境友好汽车 评价 系统之中，成为 本次 研究的重点。 23 中国电动汽车可持续发展背景研究报告 .能源与交通创新中心 ,2011. 16 2、 新能源汽车环境影响 评价 发展现状 2.1 国外 发展现状 2.1.1 ACEEE 模型 美国节能 理事会 ACEEE（ American Council for an Energy Efficient Economy） 24是一家总部位于美国华盛顿的非盈利性组织，他们研究开发的ACEEE 模型 ，从全生命周期的角度评价了汽车的环境影响。 ACEEE 模型主要考虑的参数有 尾气排放、燃料经济性、汽车整备质量 。其中 尾气排放采用 美国环保局（ EPA） 认证时获得的排放数据 。 燃料经济性也 是基于 EPA 的试验循环确定 的，用来 评价温室气体排放、燃料生产和运输过程造成的空气污染、以及其他与燃料消耗率有关的排放。整备质量用作评价汽 车制造影响的基础 ， ACEEE 采用 了 制造环节的平均排放因子和汽车各种原材料的平均质量进行评价，确定汽车单位质量各污染物的平均排放。 对于 新能源 汽车 的排放因子，主要考虑所消耗电力在生产过程中的排放。美国 EPA 对于新能源汽车分别给出了基于城市和高速工况下的电力消耗。对于混合动力，包括插电式和 常规 混合动力， ACEEE 分别给予城市和高速工况43和 57的权重。 ACEEE 采用 了 DeLucchi 的 生命周期排放模型中电力生产过程中不同污染物的排放因子，经过整合计算可以得到新能源汽车的排放因子。 ACEEE 不仅考虑 了 新能源汽车的整备质量，而且考虑了 电池 组的质量，并将汽车使用寿命中 更换 的电池 也计算在内。 2.1.2 GREET 模型 美国阿贡国家实验室（ ANL， Argonne National Laboratory） 交通技术研发中心 从 1995 年开始 一直致力于汽车 及 燃料的生命周期评价，开发了 基于生命周期评价（ LCA ,lif