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广东省新能源汽车产业政策生态环境影响研究

2023-04-29吴锦泽王明旭李朝晖蔡思彤曾梓莹

环境科学与管理 2023年1期
关键词:环境风险新能源汽车环境质量

吴锦泽 王明旭 李朝晖 蔡思彤 曾梓莹

摘要:为探索产业类政策环境影响分析评价方法,综合采用列表分析法、情景趋势分析法、全生命周期评价法等方法对广东省新能源汽车产业政策开展了环境影响分析。结果表明:政策实施在环境质量、应对气候变化、环境风险等领域产生了环境影响;与燃油车相比,新能源汽车产业发展总体具有减污、节能和降碳效应,但在废旧动力电池回收处理方面存在环境风险。为更好地发挥政策的有利影响同时减缓不利影响,建议加大粤东西北地区新能源汽车推广力度、积极推进能源绿色低碳转型、强化废旧动力电池环境风险管控。

关键词:新能源汽车;环境质量;应对气候变化;环境风险

中图分类号:X820.3 文献标志码:A

前言

《环境保护法》第十四条明确规定,国务院有关部门和省、自治区、直辖市人民政府组织制定经济、技术政策,应当充分考虑对环境的影响,听取有关方面和专家的意见。政策环评是指在政策制定过程中,对政策实施后可能造成的生态环境影响进行评估或评价。开展政策环评既有利于推动生态环境保护参与综合决策,也有利于健全生态环境保护源头预防体系。2021年以来,生态环境部结合《经济、技术政策生态环境影响分析技术指南(试行)》部署开展了一批政策环评试点研究。目前,政策环评在中国处于初步推广阶段,政策环评经验和技术体系方面仍相对薄弱。为进一步探索产业类政策环评的评价模式和技术方法,推动完善政策环评体系,选取广东省新能源汽车产业政策开展了生态环境影响分析研究。

1研究范围

生态环境影响分析对象为《广东省人民政府关于加快新能源汽车产业创新发展的意见》(粤府[2018]46号)(以下简称《意见》)。该政策的出台旨在增强新能源汽车产业竞争力,加快新能源汽车推广应用,重点明确了八方面内容:加快新能源汽车规模化生产,强化研发创新能力建设,加快新能源汽车充电、加氢基础设施建设,加强新能源汽车推广应用,推进产业集聚发展,加强质量保障体系建设,强化人才队伍支撑,强化保障措施。由于政策实施的区域为广东省,不考虑外溢效应,新能源汽车生产、消费和回收环节的主要影响区域为广东省,因此分析范围界定为广东省。《意见》未明确具体量化目标,分两个阶段开展政策生态环境影响分析。第一阶段,2018年-2020年,主要分析政策已经产生的环境影响;第二阶段,2021年-2025年,主要分析政策对未来情景的环境影响。

2研究方法

2.1生态环境影响初步识别

为全面、准确地识别政策生态环境影响,按照《经济、技术政策生态环境影响分析技术指南(试行)》推荐的技术流程,首先采用列表分析法开展生态环境影响初步识别(如表1所示)。初步识别表明,政策对生态保护指标无明显相关性影响,对环境质量、应对气候变化、环境风险等3个指标存在影响,拟针对上述3个指标开展具体生态环境影响分析。

2.2“十四五”情景设定

《意见》实施后,2018年-2020年,广东省共推广应用新能源汽车47.6万辆,新能源汽车推广应用速度持续加快。汽车保有量发展趋势与经济发展水平和人民生活水平息息相关,吴锦泽等采用2010年-2020年广东省千人汽车保有量、人均GDP统计数据构建回归模型预测了“十四五”时期广东省汽车保有量,预计“十四五”时期广东省将新增汽车1 200万辆。“十四五”时期新能源汽车渗透率参考《广东省空气质量全面改善行动计划(2021-2025年)》(征求意见稿)提出的20%取值,在此情景下“十四五”时期广东省将新增新能源汽车推广应用约240万辆。为便于分析,车辆类型结构按现有水平估算,即乘用车、出租车、公交车、物流车占比分别约为77%、10%、5%、8%。

2.3生态环境影响分析方法

采用情景趋势分析法、全生命周期评价法开展具体的生态环境影响分析。

2.3.1环境质量

由于新能源汽车替代的燃油车类型主要为汽油车,环境质量指标重点关注汽油车排放量较大且对广东省臭氧污染影响较为敏感的氮氧化物(NO2)、挥发性有机物(VOCs)两个因子。新能源汽车与传统汽车的大气污染物排放差异主要在于使用阶段,尽管以电能驱动为主的新能源汽车使用阶段不排放大气污染物,但其前端的火力发电仍会排放大气污染物,实际上造成了大气污染转移效应。为便于分析,核算基于如下假设:①纳入核算的新能源汽车型均为纯电动汽车;②每年新增新能源汽车等量替代燃油汽车;③新能源汽车电力消费中的省外电力输入结构按全国平均水平。污染减排效应核算公式如(1):

2.3.2应对气候变化

应对气候变化指标重点关注能耗、碳排放两个因子。新能源汽车与传统汽车能耗、碳排放差异贯穿汽车的全生命周期过程,采用全生命周期评价方法分别核算新能源汽车、传统燃油汽车的能源消耗和温室气体排放量。新能源汽车电力消费的能耗、碳排放基于广东省内发电、省外调电中的火力发电结构折算,1千瓦时电力消费的能源消耗为9.27MJ,温室气体排放量0.73 kg CO2 eq。燃油车化石燃料消费的能耗、碳排放排放参考《综合能耗计算通则》(GB/T 2589-2020)和《省级温室气体清单编制指南》系数和方法折算。节能减碳效应基本公式如(2):

2.3.3环境风险

环境风险指标重点考虑废旧动力电池回收处置环境风险,并结合现有回收处置体系分析其环境风险,废旧动力电池数量通过报废新能源汽车数量进行估算。估算方法参考蔡思彤等研究废旧动力电池环境风险的方法,首先构建基于年份的新能源汽车报废数量回归函数,结合“十四五”情景设定预测新能源汽车报废情况;其次分车型估算“十四五”时期广东省废旧动力电池产生量。

3结果与讨论

3.1环境质量影响分析

2018年-2020年,广东省新能源汽车推广应用的47.6万辆新能源汽车,相对于传统燃油车而言,产生的NOx、VOCs污染物年减排量分别为3.21万t、0.44萬t,分别占2017年纳入广东省环境统计的机动车相应污染物排放量的7.93%和1.32%。2018年-2020年,广东省AQI达标率由92.7%提升至95.5%,PM2.5浓度由29微克/立方米下降至22微克/立方米。可见,新能源汽车的推广应用直接驱动了机动车领域大气污染物减排,促进环境空气质量改善。

按前述“十四五”情景分析,预计到2025年,广东省新能源汽车新增推广应用相对于传统燃油车产生的新增NOx、VOCs污染物削减量分别约为8.10万t、0.75万t,分别占2020年纳入环境统计的广东省机动车相应污染物排放量的21.69%和4.84%(如图1所示)。因此,在政策的持续作用下,广东省新能源汽车产业发展对主要大气污染物减排工作将产生持续有利贡献。

现有政策在新能源汽车推广应用方面对珠三角地区和粤东西北地区力度有所差异,特别是对珠三角地区提出更为严格的目标指标要求,当下广东省新能源汽车推广工作仍主要在珠三角地区。2020年,珠三角地区9市新能源汽车推广数量占广东省新能源汽车的94%,粤东西北地区12市仅占6%。可见,当前广东省新能源汽车推广产生的污染减排贡献仍主要在珠三角地区,对粤东西北地区减排贡献有待加强。从全省环境空气质量改善形势看,尽管粤东西北地区主要大气污染物排放总量基数较小,但其环境空气质量考核目标总体比珠三角地区更高,随着“十四五”期间重大石化、钢铁等产业加快向珠三角以外区域布局,粤东西北地区环境空气质量高水平保优工作将面临更大的减排压力,而当地新能源汽车的减排潜力仍相对可观。因此,有必要从政策层面加大粤东西北地区新能源汽车推广应用力度,更好地发挥新能源汽车对区域的污染物减排贡献。

3.2应对气候变化影响分析

基于全生命周期评价的思路,核算了广东省新能源汽车生产阶段、推广使用、回收处理能源使用与温室气体排放。结果表明,与传统燃油汽车相比,新能源汽车在使用阶段和回收阶段具有较强的节能降碳效应,但在生产阶段却增加了能耗和温室气体排放。具体而言,2018年-2020年,广东省生产的新能源汽车在生产过程增加能源消耗831万tce,增加温室气体排放1 540万t CO2 eq;推广使用过程降低能源消耗2 909万tce,减少温室气体排放6 020万t;回收处理过程降低能源消耗290万tce,减少温室气体排放599万t CO2 eq。从全生命周期角度看,2018年-2020年,广东省新能源汽车与所替代的燃油车相比,共节约能源2 368万tce,减少温室气体排放5 079万t CO2 eq,节能和降碳比例分别达到42.98%和42.02%。

“十四五”期间,假定新增的240万辆新能源汽车全部在广东生产、使用和回收,在生命周期阶段可节能1.28亿tce,减排2.73亿t CO2 eq。如果按每辆车平均寿命周期10年计算,则平均年节约能耗1 275万tce、减少温室气体排放2 730万t CO2 eq,分别占2020年广东省能耗和温室气体排放的3.70%和4.85%(如图2所示)。因此,在政策的持续作用下,新能源汽车产业发展总体上将对节能减碳工作产生持续有利贡献。

现有政策提出“珠三角打造新能源汽车产业集群”的新能源汽车产业布局导向,将驱动提高珠三角现有新能源汽车产业规模,而生产的新能源汽车并非全部在珠三角使用。由于新能源汽车生产阶段相对于传统燃油车不具有节能降碳效益,生产环节产生的能耗、碳排放增加不利区域实现碳达峰,因此有必要优化相关政策,合理规划新能源汽车产能,通过提高清洁生产水平和优化能源结构推动新能源汽车生产端节能减碳,此外,新能源汽车减污降碳效应主要在推广使用过程,其效应大小实际上主要取决于前端电力结构中的省内发电的火力发电比例,而现有政策尚未关注前端电力配套措施,建议加强优化能源结构的政策配套,积极推进能源绿色低碳转型,更好地促进新能源汽车产业节能降碳。

3.3环境风险影响分析

根据商务部“全国汽车流通信息管理平台”统计,2018年-2021年,广东省共回收拆解报废新能源汽車8 402辆。核算结果表明,“十四五”期间,广东省新能源汽车报废拆解量将超过10万辆,其中2025年报废拆解量达到3.8万辆;新能源汽车废旧动力电池质量将达到31.12万t,其中2025年新能源汽车废旧动力电池质量达到11.69万t,是2021年的6.42倍(如表2所示)。可见,“十四五”时期,新能源汽车推广应用产生的废旧动力电池将持续增长,会带来更多不确定性环境风险。

废旧动力电池潜在的环境风险既与电池自身材料有关,也受废弃规模、金属再生技术、污染防治措施等因素影响;其回收处置不当,既造成资源浪费,又容易造成环境污染事故,继而影响人体健康。动力电池的主要构成有正极材料、负极材料、电解液和隔膜,正极材料主要为磷酸铁锂电池正极材料(磷酸铁锂)与三元锂电池正极材料(镍钴锰酸锂),负极材料主要是石墨,电解液主要为六氟磷酸锂。尽管现有的动力电池材料不合汞、镉、铅等毒性大的重金属元素,但正负极材料、电解质溶液等物质仍含有多种有毒有害物质,容易造成环境重金属污染,继而危害人体健康。新型动力电池成分复杂,甚至可能产生新污染物污染风险。

现有政策提出“在我省销售的新能源汽车生产企业应在每个销售城市设立1个以上动力电池回收服务网点,支持创新商业模式,建立完善回收服务网络”,促进了广东省动力电池回收利用体系建设。截止2021年底,广东省建有动力电池回收网点超过1千个,实现了所有地市全覆盖。但是,由于废旧动力电池回收再生利用链条长、环节多、范围广,涉及管理制度、政策衔接及市场机制诸多方面,健全的回收利用体系建设仅靠回收网点发力显得较为薄弱,回收效果欠佳。另外,相对直接拆解而言,动力电池回收再利用如储能、梯级利用等延长使用寿命周期的方式,更有利于资源节约和减缓环境风险。建议政策优化中进一步强化废旧动力电池环境风险管控,加快建立生产者责任延伸、动力电池全生命周期追踪管理体系,开展先进技术回收利用试点示范,率先推进回收利用相关环境标准体系建设,通过多方面政策组合发力有效防范环境风险。

4结语

对产业类政策开展定量与定性相结合的生态环境影响分析,可以综合采用列表分析法、情景趋势分析法、全生命周期评价法等方法。广东省新能源汽车产业政策实施主要对环境质量、应对气候变化、环境风险等领域产生环境影响,对生态保护的影响不明显。政策实施整体上具有减污、节能和降碳等环境正向效益,但也要注意到政策可能带来废旧动力电池回收处置过程中的不确定性环境风险问题。建议进一步优化政策内容及相关配套,包括加大粤东西北地区新能源汽车推广应用力度、积极推进能源绿色低碳转型、强化废旧动力电池环境风险管控等。

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