郑州市新能源汽车使用现状及节能减排效益分析

曹寒冰，高军侠，陈尚，王雨佳

郑州市新能源汽车使用现状及节能减排效益分析

曹寒冰，高军侠，陈尚，王雨佳

（郑州航空工业管理学院土木建筑学院，河南 郑州 450046）

在当前中国经济转型的关键时刻，节能减排任务艰巨，交通运输行业消耗能源的同时，也产生了大量的污染物，全面推进该领域的节能减排工作，意义深远。文章围绕郑州市新能源汽车使用现状展开调研，对其节能减排效益进行深入分析。经过对十个不同地点的传统燃油车及燃气汽车的样本采集监测，证明使用新能源汽车对空气质量提升和低碳发展起到重要作用，为行业提供一定的可参考价值。

新能源汽车；低碳环保；节能减排

引言

近年来，我国蓝天白云出现的天数虽有所增加，但是空气污染问题仍然不能小觑，其中机动车尾气排放是造成空气污染的一个重要因素。新能源汽车的问世和推广应用，成为交通节能减排的利器。本文以河南省郑州市为例，对新能源汽车使用现状及节能减排效益进行分析，并实践证明新能源汽车使用对空气质量提升和低碳发展所起到的重要作用。

1 郑州市新能源汽车使用现状

目前，郑州市区道路通行的机动车主要有燃油汽车、燃气汽车和电动汽车。近年来，郑州市机动车保有量呈“井喷式”增长，2007年，郑州市机动车保有量突破100万辆，2012年突破200万辆，2017年达到382.7万辆，截至2018年底，郑州全市机动车保有量已经突破400万辆。郑州市小汽车保有量在全国排第八位，郑州市交通压力快速增长。截至2018年底，全国汽车保有量达2.4亿辆，其中小型载客汽车保有量达2.01亿辆，占汽车总量的83.75%。全国新能源汽车保有量达261万辆，占汽车总量的1.09%，与2017年相比，增加了107万辆，增长了70.00%。其中，纯电动汽车保有量211万辆，占新能源汽车总量的81.06%。参照全国统计数据，以2018年郑州全市机动车保有量400万辆为基数，则小型载客汽车保有量估计为335万辆；新能源汽车为3.65万辆。此次根据实地测算、专业人士（包括出租车司机、私家车主、汽车营销人员、相关行政机构人员）访谈，估算郑州市小型载客汽车保有量289.35万辆，私家车保有量275.53万辆，郑州市出租车长期稳定在1.06万辆左右。新能源汽车保有量3.78万辆（燃气车和纯电动车保有量分别为1.72万辆和2.06万辆），这些数据与前述参照国家统计数据计算得到的结果较为一致。出租车均为新能源汽车，且由目前的燃气为主改为电动为主，到2021年底前，郑州市区传统燃油（天然气）出租汽车将全面退出。扣除1万辆左右的燃气出租车，郑州市燃气私家车大约0.8万辆、电动私家车保有量2.0万辆。新能源私家车占到私家车总数的8.9%。新能源汽车中占比最高是公交车。截至2018年，郑州市拥有各种运营公交车辆6 373台，其中各类新能源公交车辆6 273台，占车辆总数的98.43%；截至2020年，郑州市公交运营车辆6 316台，新能源车辆占比100%。主要包括燃气公交车和电动公交车。根据2011年的数据：郑州市已有2 000多台燃气公交车，占公交车总数的近一半，而使用新型电控发动机的公交车有940台，占总数的近四分之一。若以燃气公交车和电动公交车按照2:1的比例估算，则2019年郑州市燃气公交车和电动公交车的数量分别为4 182台和2 091台。根据《郑州市新能源汽车替代专项行动方案（2019—2020年）》，2019年郑州市购置1 000台新能源公交车用于更换非新能源公交车，预计截至2020年，郑州市城市建成区公交车、出租车、城市轻型物流配送车、环卫作业车等领域全部更换为新能源车，且电动公交车的比例将不断提高[1]。

2 郑州市新能源汽车节能效益分析

首先对新能源小型载客汽车进行能耗分析：通过对工作时间长、工作经验丰富并且经历过燃油燃气出行的出租车司机和私家车主进行调查，排除汽车不同品牌、不同型号以及运行年限等因素的影响，汇总各类型小型载客汽车的能耗分析情况（表1）。

表1 不同类型出租车能耗分析

出租车能源类型百公里能耗标准煤转换系数[2] 范围均值 传统燃油车汽油8.33 L～11.98 L (6.10 kg～8.60 kg)10 L (7.20 kg)1 kg汽油=1.471 4 kg标准煤 燃气车天然气7.35 m3～11.65 m3(5.27 kg～8.35 kg)9.5 m3(6.81 kg)1 kg天然气=0.871 1 kg标准煤 电动车电13°～18°16°1度电=0.404 0 kg标准煤

按照夏天空调和冬天暖气平均值，郑州市普通燃油小型载客汽车百公里油耗10 L，燃气小型载客汽车百公里气耗9.5 m3，电动小型载客汽车百公里电耗16度。若折算成标准煤，普通燃油小型载客汽车、燃气小型载客汽车和电动小型载客汽车百公里消耗分别为10.59 kg、5.93 kg和6.46 kg标准煤。可见，不同类型小型载客汽车百公里能耗为普通燃油型>电动型>燃气型。电动小型载客汽车和燃气小型载客汽车百公里能耗相比普通燃油小型载客汽车，分别节能39%和44%，节能效果显著。

如果按照运营成本分析，每升汽油、每方燃气和每度电的市场价分别计7元、3.8元和市场价0.86元，则普通燃油小型载客汽车、燃气小型载客汽车和电动小型载客汽车三种类型百公里油耗费用、气耗费用、电耗费用分别为70元、36元和14元。按照调查结果，出租车平均每天行驶500公里、年运营353天，以此计算，普通燃油出租车、燃气出租车和电动出租车每年能耗分别达18.69吨、10.47吨和11.40吨标准煤。与普通燃油出租车比较，燃气出租车和电动出租车将分别节约标准煤8.22吨和7.29吨。由于目前燃气出租车占绝大比例，因此节能以44%，郑州市出租车以1.06万辆计，运行百公里合计将节约标准煤49.40吨，年节约用标准煤合计达8.72万吨。如果2021年全部更新为纯电动出租车，则运行百公里合计将节约标准煤43.78吨，年节约用标准煤合计达7.73万吨。其年耗能运营成本分别是普通燃油出租车12.36万元，燃气出租车6.37万元和电动出租车2.43万元。可见，电动小型载客汽车最节省成本，不足普通燃油小型载客汽车运营成本的20%，燃气小型载客汽车运营成本为普通燃油小型载客汽车的52%。

其次对公交车进行能耗分析：燃气公交车平均百公里耗气40方，电动公交车平均百公里耗电110度，传统燃油车平均百公里耗油45升，电动公交车与传统燃油车的百公里能耗相差无几，但燃气车百公里能耗却低很多，几乎是传统燃油公交车能耗的一半。从运营成本看，传统燃油公交车费用最高，达到百公里315元，其次是燃气公交车152元，而电动公交车最低95元（表2）。截至目前，郑州市公交线路条数347条，线路长度达到4 893 km，平均线路长度以14 km计算，若每天每条线路平均运行车次84趟（以双向对开公交线路计），每天公交车运行总里程81.6×104km。折算成标准煤后，以普通燃油公交车、燃气公交车和电动公交车分别计算，消耗标准煤分别为389吨、205吨和363吨；运营成本分别是257万元、124万元和78万元。并以普通燃油公交车作为参照，燃气公交车和电动公交车一天运行下来分别节能184吨和26吨标准煤；节约运营成本133万元和179万元。如果燃气公交车和电动公交车运行里程按其运营数量比例1:1计，一天耗能284吨标准煤，运行成本101万元。以此估算，郑州市新能源公交车年能耗和运行成本将分别是普通燃油公交车的73%和39%。

表2 不同类型公交车能耗分析

公交车能源类型百公里能耗百公里能耗标准煤/kg百公里运营成本/元 范围均值 传统燃油车汽油35 L～55 L(25.2 kg～39.6 kg)45 L（32.4 kg)47.67315 燃气车天然气35 m3～55 m3(25.2 kg～39.6 kg)40 m3(28.8 kg)25.09152 电动车电80°～150°110°44.4495

注：标准煤转换系数同表1。

总体上，燃气汽车比电动汽车更节约标准煤的消耗，而电动汽车比燃气汽车更节约费用。由于目前新能源出租车和新能源公交车已经全部或大部分投入运营，因此未来私家车将成为汽车节能的主力军。根据上述郑州市燃气私家车0.8万辆、电动私家车2.0万辆计，其百公里耗能和运行成本单价同出租车，则私家车百公里能耗合计176.64吨标准煤（其中燃气私家车47.44吨标准煤、电动私家车129.2吨标准煤），与传统燃油车比较将节约119.88吨标准煤。其运营成本百公里合计56.4万元（其中燃气私家车28.88万元、电动私家车27.52万元）。以私家车保有量275.53万辆计算，如果逐步替代为新能源车辆（燃气私家车和电动私家车的比例按1:1计算），则百公里耗能和运行成本将分别节约58.7%和35.9%。随着公共交通的快捷方便，私家车数量增加趋势减缓。预计至2025年，郑州市私家车保有量以315万辆计，清洁能源私家车以占比5%，且75%为燃气车，25%为电动车计算，2025年新增新能源车13.0万辆，增加到15.8万辆，新增燃气私家车9.7万辆，新增电动私家车3.3万辆。由表3可知，未来推广清洁能源汽车，2025年百公里节能将达到588吨标准煤，节约运营成本514.6万元。

表3 未来新增清洁能源私家车节能分析

2025年 新增燃气车新增电动车合计 百公里能耗/kg标准煤575 210213 180788 390 百公里节能/kg标准煤452 020136 290588 310 百公里运行成本/万元349.246.2395.4 百公里节约成本/万元329.8184.8514.6

3 郑州市新能源汽车减排效益分析

通过实地调研和文献查阅，结合郑州市交通分布状况，排除无建筑扬尘等因素影响，使用Minivol便携式采样器采集并分析了10个样点的PM2.5和PM10浓度值，每一样点反映了传统燃油车或燃气汽车的排放情况（图1、图2）。

图2 清洁能源车采集点分布图

表4 传统燃油汽车与燃气汽车的PM2.5、PM10的排放量对比

采样点PM2.5PM10消耗能源 浓度/(mg/m³)车流/(辆/h)浓度/(mg/m³)车流量/(辆/h) 10.6711 3001.7901 320油 20.4569971.1401 018油 30.6751 0301.3501 230油 40.2307800.920789油 50.4448901.110873油 均值0.495 1.260 60.2308940.688880气 70.4501 0220.9001 010气 80.2216340.432650气 90.2247110.673755气 100.2295110.457530气 均值0.271 0.630

由表4可知，传统燃油汽车采样点所排放的PM2.5和PM10的平均浓度分别为0.495 mg/m3和1.26 mg/m3。其中PM2.5的浓度范围介于0.230 mg/m3～0.675 mg/m3，PM10的浓度范围介于0.92 mg/m3～1.79 mg/m3。车流量与空气中PM 2.5和PM10的浓度存在正相关关系。相比之下，燃气汽车采样点排放的PM2.5和PM10平均浓度仅仅分别为0.271 mg/m³和0.630 mg/m³。其中一个样点的PM2.5值较大，为0.450 mg/m3，其余都较小，在0.22 mg/m3左右；而PM10的最小浓度为0.432 mg/m3，最大浓度仅为0.90 mg/m3，比传统燃油汽车采样点测定的最小值还要低。燃油汽车排放的PM2.5的平均浓度是燃气车的1.8倍，PM10平均浓度是燃气车的2.0倍。相比于传统燃油汽车，燃气汽车可减排PM2.5和PM10分别约45%和50%。在控制大气中PM2.5和PM10的浓度方面，燃气汽车减排效果显著。如果使用纯电动汽车，采用磷酸铁锂电池系统作为动力源，则可以做到零污染、零排放，对大气中PM2.5及PM10的减排效果，无疑是最佳的[3]。

从节能减排的目的出发，电动汽车与燃气汽车相比，其运行费用更低，减排效果更佳。建议今后在推广使用新能源汽车方面，电动汽车依然持续作为主力军，发挥节能减排优势，力保交通运输行业节能减排工作取得显著成效。

4 结束语

综上所述，通过对郑州市新能源汽车使用现状和对节能减排效益的分析，我们能够明显看出新能源汽车对空气质量提升和低碳发展所起到的重要作用。如果要实现空气质量好转的最终目标，则需要加大对新能源汽车的宣传，攻克新能源汽车节能减排技术的难题，这样才能推动新能源汽车行业的更好地发展，使空气污染问题得以改善。

[1] 胡建强,许家雄,江祥林.绿色循环低碳交通运输评价指标体系研究[J].公路与汽运,2018(2):20-22.

[2] 龚琴红.交通运输对大气环境的影响及节能减排分析研究[J].智能交通,2014(2):73-75+60.

[3] 黄勇华.道路交通节能减排途径与潜力分析[J].科技创新与应用, 2016(7):253.

Current Situation of New Energy Vehicles in Zhengzhou and Benefit Analysis of Energy Saving and Emission Reduction

CAO Hanbing, GAO Junxia, CHEN Shang, WANG Yujia

（School of Civil Architecture, Zhengzhou University of Aeronautics, Henan Zhengzhou 450046）

At the critical moment of China's economic transformation, the task of energy conservation and emission reduction is arduous. While the transport industry consumes energy, it also produces a large number of pollutants. The project focuses on the current situation of new energy vehicles in Zhengzhou, and analyzes the benefits of energy saving and emission reduction. The use of new energy vehicles has been shown to play an important role in improving air quality and low- carbon development through the sampling and monitoring of conventional fuel vehicles and gas vehicles at 10 different locations, hope to be able to have certain referential value.

New energy vehicle; Low carbon environmental protection; Energy saving and emission reduction

X513

A

1671-7988(2021)23-08-04

X513

A

1671-7988(2021)23-08-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.023.003

曹寒冰，就读于郑州航空工业管理学院土木建筑学院。