发展电动汽车污染物减排效果分析

王艳

摘 要：环境污染日益严重，电动汽车因其在行驶过程中的“零排放”，得到政府的大力推广。该文在预测燃油汽车和电动汽车保有量的基础上，建立污染物减排效果模型来分析电动汽车的发展对环境的改善效果。结果证实：随着电动汽车比例的增加，电动汽车的减排效果十分显著。

关键词：电动汽车 污染减排 保有量 BASS

中图分类号：U469.7 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（b）-0048-03

随着我国经济以及国民生活水平的普遍提高，汽车已成为一种无法替代的交通工具，汽车产业在整个国民经济发展中扮演着越来越重要的角色。汽车的普及在给人们的生活带来便利的同时，对环境的负面效应也越来越大，汽车尾气排放成为许多大城市的主要大气污染源。据统计，汽车尾气排放的污染物占了大气污染的30%～60%。国家“十二五”规划纲要明确提出，重点发展以电动汽车为主的新能源汽车。应用和推广电动汽车被视为替代燃油汽车、减少汽车污染物排放、降低环境危害的重要工具。该文将研究发展电动汽车污染物减排的效果。

1 电动汽车污染物减排效果模型

调查显示，我国汽车尾气中的主要污染物为一氧化碳CO、碳氢化合物CH、氮氧化物NOx和二氧化硫SO2，故该文以这4种污染物减排效果来衡量电动汽车环境的影响效益。

污染物减排效果（PREt）表达式如下：

（1）

式中，NV（t）表示第t年传统燃油汽车的保有量；NEVE（t）为第t年电动汽车保有量；PEIV（t）为每辆燃油汽车第年的污染物排放强度； PEIEV（t）是每辆电动汽车接入电网后第t年的污染物排放强度

每辆燃油汽车第t年的污染物排放强度PEIV（t）的表达式如下：

（2）

式中：分别代表污染物CO、CH、NOx、SO2；ωi代表i种污染物的环境影响度，采用标准后的电力工业污染物环境价值来表示，，且；为第t年每辆传统燃油汽车行驶每公里所排放的第i类污染物的排放量；s代表车辆的年平均行驶公里数；

PEIEV（t）是每辆电动汽车接入电网后第年的污染物排放强度。电动汽车在行驶过程中几乎是“零排放”，但其驱动消耗的电能，在生产的过程中会排放污染气体。PEIEV与电动汽车运营方式、充电负荷大小、电能传输过程中的电网网损等多方面因素相关，需要综合考虑这些因素之间的彼此联系，其公式为：

（3）

式中：代表第t年每辆电动汽车的年平均用电量；为第t年电动汽车保有量；为煤炭发电生产单位电能的第i种污染物排放量；为城市电网综合网损率；为第t年煤炭发电占比。

2 燃油汽车保有量预测模型

近10年来，我国汽车保有量增长幅度远远超过GDP的增长幅度。根据美国、日本和欧洲等国的发展经验，千人汽车保有量的饱和值在400～500辆之间，目前我国不到100辆，可以预见，我国汽车数量还将在很长一段时间保持高速增长。用弹性系数法对汽车保有量进行预测。

（4）

式中：为第t年燃油汽车保有量弹性系数；为第t年燃油汽车保有量增长率；为第t年GDP增长率；

（5）

3 电动汽车保有量预测模型

电动汽车在国内刚刚开始推广，属于新技术产品，可以应用BASS模型来预测电动汽车的保有量。由于缺乏电动汽车的历史数据，无法直接对BASS扩散模型进行参数估计。故采用类比法进行参数估计，传统汽车与电动汽车的扩散发展路径相似，该文选取传统汽车的历史数据，根据传统汽车的相关信息计算出传统汽车扩散的内部影响因素pv值和内部影响因素qv，再根据两种汽车的内外部影响因素差异得出内外部因素调整系数，进而得到电动汽车的值。电动汽车的最大市场潜量me单独进行估计。

电动汽车参数具体为：

（6）

电动汽车t时的保有量为

（7）

4 西安发展电动汽车环境效益分析

4.1 基础数据

私家车主要以上下班以及休闲娱乐为主，1 d的行驶里程约为60 km，1年的平均行驶里程约为20 000 km。参考中国排污总量收费标准与中国电力行业各种污染物减排量的环境价值标准，各种污染物减排的环境价值标准为：CO为1元/kg，CH为0.529元/kg，SO2为6元/kg，NOx为8元/kg，归一化后得到ωi。根据文献和《国家重大科技产业工程项目电动汽车实施方案》，可以得到燃油汽车每公里各污染物排放量Fi（t）见表1。

目前电动汽车每百公里的平均耗电量约为12 kwh，假设未来5年电动汽车耗电量未有明显提升，则2 400 kmh。假设西安市城市电网综合，西安煤炭发电占比为80%。

西安市近十年来经济发展迅速，GDP一直保持两位数的高数增长，考虑国家未来5年经济转型，预测燃油汽车保有量时GDP增长率以9%为底。

假定每个家庭未来至少有一辆汽车，城市道路的承受范围有限。根据西安市第六次全国人口普查数据，西安市常住人口为846.78万人，全市常住人口共有家庭户250.42户。这里取西安市汽车最大市场潜力为350万辆。以1995年作为起始年份，运用Matlab软件，采用非线性最小二乘法对值进行估计，经计算的估计值分别为0.000 7， 0.30，且R2=0.995 3，表明结果的拟合度非常好。由于电动汽车受到政府的价格补贴的刺激，同时增加了充电桩等配套设施的建设，通过专家打分法，设外部因素调整系数。另一方面，电动汽车的价格、续航里程、市场认可度也对电动汽车销售有影响，通过专家打分法，设内部因素调整系数。根据（6）式，得到西安市私人电动汽车分别为0.001 2，0.190 9。

4.2 西安市污染減排效果分析

5 结论

由于电动汽车在行驶过程中“零排放”，随着电动汽车比例的增加，煤炭发电比例的减小，电动汽车的减排效果十分显著，是改善大气污染有一项有限措施，应大力发展、推广电动汽车。

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Analysis on the Effect of Developing Electric Vehicle Pollutant Emission Reduction

—Taking Xian city as an Example

Yang Wei Wang Yan

（College of General Education， Xian Eurasia University，Xian Shaanxi，710065，China）

Abstract：Environmental pollution is increasingly serious， electric cars heavily promoted by the government because of its "zero emissions" on driving. In this paper， first we build models to predict the ownership of fuel cars and electric cars. Then， pollutants emission reduction effect model is established to analyze the improvement of the environment effect by developing electric cars .The result has proved that with the increase of proportion of electric cars， emission reduction effect is significant.

Key Words：Electric vehicle； Pollution reduction； Holding capacity； BASS