基于LCA下新能源轿车节能减排效果的分析与评价

陈昊 赵玲娜

摘 要：随着可持续发展理念的不断深入，新能源轿车在日常生活中得到广泛应用，使生态环境得到有效保护。基于此，本文就基于LCA下的新能源轿车节能减排效果分析与评价进行研究，首先就新能源轿车的应用现状进行分析，然后从生命周期评价、GREET模型、研究对象和清单分析的角度分析新能源轿车节能减排的效果，最后从全生命周期能源消耗和环境排放的角度，对新能源轿车的节能减排效果进行评价。

关键词：新能源轿车；节能减排效果；生命周期评价

引言：随着人民生活水平的不断提升，汽车逐渐成为一种常见的代步工具，使人们的生活得到极大便利。传统燃油汽车的使用虽然能够节省人们的时间，但是却造成油气资源的消耗，同时还造成大气污染、环境破坏，因此必须用新能源轿车替代传统轿车，对环境破坏和资源消耗的现状进行改变。为进一步提升新能源轿车的应用水平，对这一课题的研究是很有必要的。

一、新能源轿车的应用现状分析

近年来我国社会经济水平不断提升，城市化建设进程也不断加快，因此汽车保有量大大增加。就国家统计局2016年对社会民用汽车的统计数据来看，2016年底已经超过9000万辆。民用汽车数量的不断攀升一方面对城市交通造成严重拥堵，另一方面极大推动社会对石油的消费水平，从而使能源的消耗量显著增强。根据国际能源网对2016年国内石油消耗的数据来看，2016年相比较2015年，石油消耗总量直接上升13.1%，极不利于社会经济的可持续发展。另外，民用汽车的大量使用还造成大气环境的严重污染，例如北京、河北、上海等众多人口密集型城市都出现程度不一的雾霾现象，这与汽车尾气排放具有密不可分的关系。

在这种背景下，我国针对汽车节能减排出台各项政策，例如对燃油企业的制造技术进行提升、对汽车的产品结构进行调整等，因此新能源汽车随之诞生。新能源汽车指的是不使用传统车用燃料实现汽车驱动的新型汽车，这种汽车主要在环保理念和节能理念的基础上，实现技术的创新应用，从而实现电力发电、太阳能发电、氢发动机驱动等，不仅能够有效解决燃料尾气问题，还具有低耗能优势，因此在汽车市场上具有显著的竞争优势。为了进一步提升新能源汽车的应用水平，必须从LCA（Life Cycle Assessment）的角度，对新能源轿车的材料提取、材料加工、产品制造、实际应用和再生循环这一整个生面周期进行分析和评价，从而对新能源轿车节能减排的效果给予科学评估[1]。

二、基于LCA下新能源轿车节能减排的效果分析

（一）研究方法

1.生命周期评价

LCA指的是生命周期评价，这一概念最初只有一个简单框架，经过国际标准化组织的完善后，逐渐形成完整的生命周期评价原则和生命周期评价框架，从而对环境实现有效管理。具体来看，生命周期评价主要包括四方面内容，第一阶段确定评价的目标及评价的范围；第二阶段对评价清单进行分析；第三阶段影响评价的因素进行分析；第四阶段对评价的结果给予解释说明。利用生命周期评价的方式对新能源轿车的节能减排效果进行分析，就要从这四个阶段出发，分别就新能源汽车的制造、燃料、应用和再生循环进行分析。例如在清单分析中，着重对不同类型轿车的能源消耗情况和尾气排放情况进行分析比较，从而评估对环境造成的影响[2]。

2.GREET模型

利用生命周期评价对新能源轿车的节能减排效果给予分析时，最重要的环节就是环境影响评价，因此本文采用GREET模型对这一阶段给予科学评价。GREET模型的构建主要采用的是计算方式，具体对新能源汽车的燃料制造、能源消耗及污染排放给予评价。在新能源汽车产出能量时同样需要输入能量，因此能源的输入效率可以通过以下公式计算：

，这一公式表示的新能源汽车在输出1千焦能源下的能源输入效率。

在对新能源轿车的污染物排放量进行计算时，可以采用以下计算公式：

，这一公式主要区分新能源汽车的原料能量和燃料能量。

由于不同新能源汽车使用的动力原料不同，因此可以用下列计算公式表示某一计算新能源汽车在使用i种动力原料使产生的污染物排放量：

（二）数据材料

1.研究对象

民用轿车在我国机动车中占有极大比例，因此新能源轿车的推广未来将会以民用汽车作为主要市场。本文对新能源汽车节能减排消耗的生命周期分析主要以民用汽车作为研究对象，选择汽油车、氢燃料电池车、混合动力车、乙醇汽油车和纯电动车作为评估类型，着重选择中国汽车工业协会统计的具有典型性的桑塔纳、普锐斯和比亚迪作为代表轿车[3]。

2.清单分析

清单分析主要分为以下几方面内容，分别是汽车制造阶段、动力生产阶段和拆解报废阶段。就汽车制造阶段来看，传统汽油轿车的整备质量为1100千克，剩余质量为1007.6千克；混合动力轿车的整备质量为1345千克，剩余质量为1231.44千克；氢燃料电池轿车的整备质量为1624.8千克，剩余质量为1558.78千克；纯电动汽车的整备质量为2098千克，剩余质量为1566千克；乙醇汽油汽车的整备质量为1100千克，剩余质量为1007.6千克。在制造中需要利用钢、铁、铝、镁、火法炼铜、湿法炼铜、橡胶、塑料等材料，材料的能源消耗和环境污染物排放如下表1所示：

根据GREET模型中的各项计算公式，可以对这几种轿车的内部材料能源消耗和环境和污染物排放系数、汽车行驶阶段的能源消耗和污染物排放系数进行计算，最终分析可知各个类型轿车的全生命周期消耗和生命周期环境影响潜值如下表2和表3所示：

分析可得，传统汽油车对环境影响最大，氢燃料电池轿车和纯电动轿车的综合影响力最小，因此新能源轿车在节能减排方面具有显著优势。

综上所述，针对基于LCA下的新能源轿车节能减排效果分析与评价的探究是非常必要的。当前新能源轿车的应用已经成为社会发展的必然趋势，为進一步提升新能源轿车的应用水平，有必要对该汽车节能减排的效果进行科学评价。根据大量的比较研究发现，新能源轿车对环境的保护效益远远高于传统汽车，对资源的节约程度也具有显著优势。

参考文献：

[1]何丹妮.危机变机遇迎新能源市场春天[J].国外内燃机，2016，48（05）：5-8.