鄭州市新能源汽車使用現(xiàn)狀及節(jié)能減排效益分析

曹寒冰，高軍俠，陳尚，王雨佳

鄭州市新能源汽車使用現(xiàn)狀及節(jié)能減排效益分析

曹寒冰，高軍俠，陳尚，王雨佳

（鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院土木建筑學(xué)院，河南 鄭州 450046）

在當(dāng)前中國經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵時(shí)刻，節(jié)能減排任務(wù)艱巨，交通運(yùn)輸行業(yè)消耗能源的同時(shí)，也產(chǎn)生了大量的污染物，全面推進(jìn)該領(lǐng)域的節(jié)能減排工作，意義深遠(yuǎn)。文章圍繞鄭州市新能源汽車使用現(xiàn)狀展開調(diào)研，對(duì)其節(jié)能減排效益進(jìn)行深入分析。經(jīng)過對(duì)十個(gè)不同地點(diǎn)的傳統(tǒng)燃油車及燃?xì)馄嚨臉颖静杉O(jiān)測(cè)，證明使用新能源汽車對(duì)空氣質(zhì)量提升和低碳發(fā)展起到重要作用，為行業(yè)提供一定的可參考價(jià)值。

新能源汽車；低碳環(huán)保；節(jié)能減排

引言

近年來，我國藍(lán)天白云出現(xiàn)的天數(shù)雖有所增加，但是空氣污染問題仍然不能小覷，其中機(jī)動(dòng)車尾氣排放是造成空氣污染的一個(gè)重要因素。新能源汽車的問世和推廣應(yīng)用，成為交通節(jié)能減排的利器。本文以河南省鄭州市為例，對(duì)新能源汽車使用現(xiàn)狀及節(jié)能減排效益進(jìn)行分析，并實(shí)踐證明新能源汽車使用對(duì)空氣質(zhì)量提升和低碳發(fā)展所起到的重要作用。

1 鄭州市新能源汽車使用現(xiàn)狀

目前，鄭州市區(qū)道路通行的機(jī)動(dòng)車主要有燃油汽車、燃?xì)馄嚭碗妱?dòng)汽車。近年來，鄭州市機(jī)動(dòng)車保有量呈“井噴式”增長(zhǎng)，2007年，鄭州市機(jī)動(dòng)車保有量突破100萬輛，2012年突破200萬輛，2017年達(dá)到382.7萬輛，截至2018年底，鄭州全市機(jī)動(dòng)車保有量已經(jīng)突破400萬輛。鄭州市小汽車保有量在全國排第八位，鄭州市交通壓力快速增長(zhǎng)。截至2018年底，全國汽車保有量達(dá)2.4億輛，其中小型載客汽車保有量達(dá)2.01億輛，占汽車總量的83.75%。全國新能源汽車保有量達(dá)261萬輛，占汽車總量的1.09%，與2017年相比，增加了107萬輛，增長(zhǎng)了70.00%。其中，純電動(dòng)汽車保有量211萬輛，占新能源汽車總量的81.06%。參照全國統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，以2018年鄭州全市機(jī)動(dòng)車保有量400萬輛為基數(shù)，則小型載客汽車保有量估計(jì)為335萬輛；新能源汽車為3.65萬輛。此次根據(jù)實(shí)地測(cè)算、專業(yè)人士（包括出租車司機(jī)、私家車主、汽車營(yíng)銷人員、相關(guān)行政機(jī)構(gòu)人員）訪談，估算鄭州市小型載客汽車保有量289.35萬輛，私家車保有量275.53萬輛，鄭州市出租車長(zhǎng)期穩(wěn)定在1.06萬輛左右。新能源汽車保有量3.78萬輛（燃?xì)廛嚭图冸妱?dòng)車保有量分別為1.72萬輛和2.06萬輛），這些數(shù)據(jù)與前述參照國家統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)計(jì)算得到的結(jié)果較為一致。出租車均為新能源汽車，且由目前的燃?xì)鉃橹鞲臑殡妱?dòng)為主，到2021年底前，鄭州市區(qū)傳統(tǒng)燃油（天然氣）出租汽車將全面退出?？鄢?萬輛左右的燃?xì)獬鲎廛嚕嵵菔腥細(xì)馑郊臆嚧蠹s0.8萬輛、電動(dòng)私家車保有量2.0萬輛。新能源私家車占到私家車總數(shù)的8.9%。新能源汽車中占比最高是公交車。截至2018年，鄭州市擁有各種運(yùn)營(yíng)公交車輛6 373臺(tái)，其中各類新能源公交車輛6 273臺(tái)，占車輛總數(shù)的98.43%；截至2020年，鄭州市公交運(yùn)營(yíng)車輛6 316臺(tái)，新能源車輛占比100%。主要包括燃?xì)夤卉嚭碗妱?dòng)公交車。根據(jù)2011年的數(shù)據(jù)：鄭州市已有2 000多臺(tái)燃?xì)夤卉?，占公交車總?shù)的近一半，而使用新型電控發(fā)動(dòng)機(jī)的公交車有940臺(tái)，占總數(shù)的近四分之一。若以燃?xì)夤卉嚭碗妱?dòng)公交車按照2:1的比例估算，則2019年鄭州市燃?xì)夤卉嚭碗妱?dòng)公交車的數(shù)量分別為4 182臺(tái)和2 091臺(tái)。根據(jù)《鄭州市新能源汽車替代專項(xiàng)行動(dòng)方案（2019—2020年）》，2019年鄭州市購置1 000臺(tái)新能源公交車用于更換非新能源公交車，預(yù)計(jì)截至2020年，鄭州市城市建成區(qū)公交車、出租車、城市輕型物流配送車、環(huán)衛(wèi)作業(yè)車等領(lǐng)域全部更換為新能源車，且電動(dòng)公交車的比例將不斷提高[1]。

2 鄭州市新能源汽車節(jié)能效益分析

首先對(duì)新能源小型載客汽車進(jìn)行能耗分析：通過對(duì)工作時(shí)間長(zhǎng)、工作經(jīng)驗(yàn)豐富并且經(jīng)歷過燃油燃?xì)獬鲂械某鲎廛囁緳C(jī)和私家車主進(jìn)行調(diào)查，排除汽車不同品牌、不同型號(hào)以及運(yùn)行年限等因素的影響，匯總各類型小型載客汽車的能耗分析情況（表1）。

表1 不同類型出租車能耗分析

出租車能源類型百公里能耗標(biāo)準(zhǔn)煤轉(zhuǎn)換系數(shù)[2] 范圍均值 傳統(tǒng)燃油車汽油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標(biāo)準(zhǔn)煤 燃?xì)廛囂烊粴?.35 m3～11.65 m3(5.27 kg～8.35 kg)9.5 m3(6.81 kg)1 kg天然氣=0.871 1 kg標(biāo)準(zhǔn)煤 電動(dòng)車電13°～18°16°1度電=0.404 0 kg標(biāo)準(zhǔn)煤

按照夏天空調(diào)和冬天暖氣平均值，鄭州市普通燃油小型載客汽車百公里油耗10 L，燃?xì)庑⌒洼d客汽車百公里氣耗9.5 m3，電動(dòng)小型載客汽車百公里電耗16度。若折算成標(biāo)準(zhǔn)煤，普通燃油小型載客汽車、燃?xì)庑⌒洼d客汽車和電動(dòng)小型載客汽車百公里消耗分別為10.59 kg、5.93 kg和6.46 kg標(biāo)準(zhǔn)煤。可見，不同類型小型載客汽車百公里能耗為普通燃油型>電動(dòng)型>燃?xì)庑?。電?dòng)小型載客汽車和燃?xì)庑⌒洼d客汽車百公里能耗相比普通燃油小型載客汽車，分別節(jié)能39%和44%，節(jié)能效果顯著。

如果按照運(yùn)營(yíng)成本分析，每升汽油、每方燃?xì)夂兔慷入姷氖袌?chǎng)價(jià)分別計(jì)7元、3.8元和市場(chǎng)價(jià)0.86元，則普通燃油小型載客汽車、燃?xì)庑⌒洼d客汽車和電動(dòng)小型載客汽車三種類型百公里油耗費(fèi)用、氣耗費(fèi)用、電耗費(fèi)用分別為70元、36元和14元。按照調(diào)查結(jié)果，出租車平均每天行駛500公里、年運(yùn)營(yíng)353天，以此計(jì)算，普通燃油出租車、燃?xì)獬鲎廛嚭碗妱?dòng)出租車每年能耗分別達(dá)18.69噸、10.47噸和11.40噸標(biāo)準(zhǔn)煤。與普通燃油出租車比較，燃?xì)獬鲎廛嚭碗妱?dòng)出租車將分別節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤8.22噸和7.29噸。由于目前燃?xì)獬鲎廛囌冀^大比例，因此節(jié)能以44%，鄭州市出租車以1.06萬輛計(jì)，運(yùn)行百公里合計(jì)將節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤49.40噸，年節(jié)約用標(biāo)準(zhǔn)煤合計(jì)達(dá)8.72萬噸。如果2021年全部更新為純電動(dòng)出租車，則運(yùn)行百公里合計(jì)將節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤43.78噸，年節(jié)約用標(biāo)準(zhǔn)煤合計(jì)達(dá)7.73萬噸。其年耗能運(yùn)營(yíng)成本分別是普通燃油出租車12.36萬元，燃?xì)獬鲎廛?.37萬元和電動(dòng)出租車2.43萬元?？梢姡妱?dòng)小型載客汽車最節(jié)省成本，不足普通燃油小型載客汽車運(yùn)營(yíng)成本的20%，燃?xì)庑⌒洼d客汽車運(yùn)營(yíng)成本為普通燃油小型載客汽車的52%。

其次對(duì)公交車進(jìn)行能耗分析：燃?xì)夤卉嚻骄俟锖臍?0方，電動(dòng)公交車平均百公里耗電110度，傳統(tǒng)燃油車平均百公里耗油45升，電動(dòng)公交車與傳統(tǒng)燃油車的百公里能耗相差無幾，但燃?xì)廛嚢俟锬芎膮s低很多，幾乎是傳統(tǒng)燃油公交車能耗的一半。從運(yùn)營(yíng)成本看，傳統(tǒng)燃油公交車費(fèi)用最高，達(dá)到百公里315元，其次是燃?xì)夤卉?52元，而電動(dòng)公交車最低95元（表2）。截至目前，鄭州市公交線路條數(shù)347條，線路長(zhǎng)度達(dá)到4 893 km，平均線路長(zhǎng)度以14 km計(jì)算，若每天每條線路平均運(yùn)行車次84趟（以雙向?qū)﹂_公交線路計(jì)），每天公交車運(yùn)行總里程81.6×104km。折算成標(biāo)準(zhǔn)煤后，以普通燃油公交車、燃?xì)夤卉嚭碗妱?dòng)公交車分別計(jì)算，消耗標(biāo)準(zhǔn)煤分別為389噸、205噸和363噸；運(yùn)營(yíng)成本分別是257萬元、124萬元和78萬元。并以普通燃油公交車作為參照，燃?xì)夤卉嚭碗妱?dòng)公交車一天運(yùn)行下來分別節(jié)能184噸和26噸標(biāo)準(zhǔn)煤；節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本133萬元和179萬元。如果燃?xì)夤卉嚭碗妱?dòng)公交車運(yùn)行里程按其運(yùn)營(yíng)數(shù)量比例1:1計(jì)，一天耗能284噸標(biāo)準(zhǔn)煤，運(yùn)行成本101萬元。以此估算，鄭州市新能源公交車年能耗和運(yùn)行成本將分別是普通燃油公交車的73%和39%。

表2 不同類型公交車能耗分析

公交車能源類型百公里能耗百公里能耗標(biāo)準(zhǔn)煤/kg百公里運(yùn)營(yíng)成本/元 范圍均值 傳統(tǒng)燃油車汽油35 L～55 L(25.2 kg～39.6 kg)45 L（32.4 kg)47.67315 燃?xì)廛囂烊粴?5 m3～55 m3(25.2 kg～39.6 kg)40 m3(28.8 kg)25.09152 電動(dòng)車電80°～150°110°44.4495

注：標(biāo)準(zhǔn)煤轉(zhuǎn)換系數(shù)同表1。

總體上，燃?xì)馄嚤入妱?dòng)汽車更節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤的消耗，而電動(dòng)汽車比燃?xì)馄嚫?jié)約費(fèi)用。由于目前新能源出租車和新能源公交車已經(jīng)全部或大部分投入運(yùn)營(yíng)，因此未來私家車將成為汽車節(jié)能的主力軍。根據(jù)上述鄭州市燃?xì)馑郊臆?.8萬輛、電動(dòng)私家車2.0萬輛計(jì)，其百公里耗能和運(yùn)行成本單價(jià)同出租車，則私家車百公里能耗合計(jì)176.64噸標(biāo)準(zhǔn)煤（其中燃?xì)馑郊臆?7.44噸標(biāo)準(zhǔn)煤、電動(dòng)私家車129.2噸標(biāo)準(zhǔn)煤），與傳統(tǒng)燃油車比較將節(jié)約119.88噸標(biāo)準(zhǔn)煤。其運(yùn)營(yíng)成本百公里合計(jì)56.4萬元（其中燃?xì)馑郊臆?8.88萬元、電動(dòng)私家車27.52萬元）。以私家車保有量275.53萬輛計(jì)算，如果逐步替代為新能源車輛（燃?xì)馑郊臆嚭碗妱?dòng)私家車的比例按1:1計(jì)算），則百公里耗能和運(yùn)行成本將分別節(jié)約58.7%和35.9%。隨著公共交通的快捷方便，私家車數(shù)量增加趨勢(shì)減緩。預(yù)計(jì)至2025年，鄭州市私家車保有量以315萬輛計(jì)，清潔能源私家車以占比5%，且75%為燃?xì)廛嚕?5%為電動(dòng)車計(jì)算，2025年新增新能源車13.0萬輛，增加到15.8萬輛，新增燃?xì)馑郊臆?.7萬輛，新增電動(dòng)私家車3.3萬輛。由表3可知，未來推廣清潔能源汽車，2025年百公里節(jié)能將達(dá)到588噸標(biāo)準(zhǔn)煤，節(jié)約運(yùn)營(yíng)成本514.6萬元。

表3 未來新增清潔能源私家車節(jié)能分析

2025年 新增燃?xì)廛囆略鲭妱?dòng)車合計(jì) 百公里能耗/kg標(biāo)準(zhǔn)煤575 210213 180788 390 百公里節(jié)能/kg標(biāo)準(zhǔn)煤452 020136 290588 310 百公里運(yùn)行成本/萬元349.246.2395.4 百公里節(jié)約成本/萬元329.8184.8514.6

3 鄭州市新能源汽車減排效益分析

通過實(shí)地調(diào)研和文獻(xiàn)查閱，結(jié)合鄭州市交通分布狀況，排除無建筑揚(yáng)塵等因素影響，使用Minivol便攜式采樣器采集并分析了10個(gè)樣點(diǎn)的PM2.5和PM10濃度值，每一樣點(diǎn)反映了傳統(tǒng)燃油車或燃?xì)馄嚨呐欧徘闆r（圖1、圖2）。

圖2 清潔能源車采集點(diǎn)分布圖

表4 傳統(tǒng)燃油汽車與燃?xì)馄嚨腜M2.5、PM10的排放量對(duì)比

采樣點(diǎn)PM2.5PM10消耗能源 濃度/(mg/m3)車流/(輛/h)濃度/(mg/m3)車流量/(輛/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氣 70.4501 0220.9001 010氣 80.2216340.432650氣 90.2247110.673755氣 100.2295110.457530氣 均值0.271 0.630

由表4可知，傳統(tǒng)燃油汽車采樣點(diǎn)所排放的PM2.5和PM10的平均濃度分別為0.495 mg/m3和1.26 mg/m3。其中PM2.5的濃度范圍介于0.230 mg/m3～0.675 mg/m3，PM10的濃度范圍介于0.92 mg/m3～1.79 mg/m3。車流量與空氣中PM 2.5和PM10的濃度存在正相關(guān)關(guān)系。相比之下，燃?xì)馄嚥蓸狱c(diǎn)排放的PM2.5和PM10平均濃度僅僅分別為0.271 mg/m3和0.630 mg/m3。其中一個(gè)樣點(diǎn)的PM2.5值較大，為0.450 mg/m3，其余都較小，在0.22 mg/m3左右；而PM10的最小濃度為0.432 mg/m3，最大濃度僅為0.90 mg/m3，比傳統(tǒng)燃油汽車采樣點(diǎn)測(cè)定的最小值還要低。燃油汽車排放的PM2.5的平均濃度是燃?xì)廛嚨?.8倍，PM10平均濃度是燃?xì)廛嚨?.0倍。相比于傳統(tǒng)燃油汽車，燃?xì)馄嚳蓽p排PM2.5和PM10分別約45%和50%。在控制大氣中PM2.5和PM10的濃度方面，燃?xì)馄嚋p排效果顯著。如果使用純電動(dòng)汽車，采用磷酸鐵鋰電池系統(tǒng)作為動(dòng)力源，則可以做到零污染、零排放，對(duì)大氣中PM2.5及PM10的減排效果，無疑是最佳的[3]。

從節(jié)能減排的目的出發(fā)，電動(dòng)汽車與燃?xì)馄囅啾?，其運(yùn)行費(fèi)用更低，減排效果更佳。建議今后在推廣使用新能源汽車方面，電動(dòng)汽車依然持續(xù)作為主力軍，發(fā)揮節(jié)能減排優(yōu)勢(shì)，力保交通運(yùn)輸行業(yè)節(jié)能減排工作取得顯著成效。

4 結(jié)束語

綜上所述，通過對(duì)鄭州市新能源汽車使用現(xiàn)狀和對(duì)節(jié)能減排效益的分析，我們能夠明顯看出新能源汽車對(duì)空氣質(zhì)量提升和低碳發(fā)展所起到的重要作用。如果要實(shí)現(xiàn)空氣質(zhì)量好轉(zhuǎn)的最終目標(biāo)，則需要加大對(duì)新能源汽車的宣傳，攻克新能源汽車節(jié)能減排技術(shù)的難題，這樣才能推動(dòng)新能源汽車行業(yè)的更好地發(fā)展，使空氣污染問題得以改善。

[1] 胡建強(qiáng),許家雄,江祥林.綠色循環(huán)低碳交通運(yùn)輸評(píng)價(jià)指標(biāo)體系研究[J].公路與汽運(yùn),2018(2):20-22.

[2] 龔琴紅.交通運(yùn)輸對(duì)大氣環(huán)境的影響及節(jié)能減排分析研究[J].智能交通,2014(2):73-75+60.

[3] 黃勇華.道路交通節(jié)能減排途徑與潛力分析[J].科技創(chuàng)新與應(yīng)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

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1671-7988(2021)23-08-04

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.023.003

曹寒冰，就讀于鄭州航空工業(yè)管理學(xué)院土木建筑學(xué)院。