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换电模式加速汽车产业碳中和变革

   日期:2021-04-08     来源:绿色低碳研究室 中汽数据    浏览:544    评论:0    
充电好还是换电好?电动汽车补能模式争议再起,不同企业也给出了不同的看法,换电模式又一次被推向了风口浪尖。站在“3060目标”的背景下,我们从生命周期角度分析一下换电模式对纯电动汽车碳足迹的影响。

1、纯电动汽车具有减排优势,但存在6年左右减排滞后期

根据《中国汽车低碳行动计划研究报告(2020)》的研究成果,纯电动乘用车平均生命周期碳强度比传统汽油车低26%(按生命周期15万km计算),纯电动汽车在碳排放方面对传统汽油车具有明显优势,如图1所示。

图1 2019年不同燃料类型量产乘用车平均单位行驶里程碳排放

然而,将汽车生命周期碳排放放在时间的维度上,汽车制造阶段是短时间的集中排放,一般不会超过一年,使用阶段是长时间的减排过程,一般会持续10多年,一辆A级纯电动乘用车相较于A级汽油车,约需要6年才具有碳减排优势,纯电动的减排滞后期很有可能导致汽车电动化实现道路交通碳中和面临挑战。引起减排滞后期的主要原因是动力蓄电池生产过程的高碳排放和动力蓄电池的低效利用,动力蓄电池生产过程碳排放占到纯电动汽车制造环节50%的碳排放,而我国目前的纯电动汽车年均行驶里程不过8806km(国家新能源汽车数据监控平台)导致动力蓄电池利用率不足。

2、换电模式使纯电动汽车生命周期碳排放较汽油车降低36%

所谓换电模式,即是通过集中型充电站对大量电池集中存储、集中充电、统一配送,并在电池配送站内对电动汽车进行更换服务的商业模式。换电模式虽然无法降低动力蓄电池制造阶段碳排放,但大幅度提高了动力蓄电池使用效率,根据相关车企统计数据显示,换电模式下,动力蓄电池一般在行驶300,000km-450,000km后,容量下降为原先的80%。

同样以A级乘用车为例,根据《中国汽车低碳行动计划研究报告(2020)》的研究成果,A级纯电动乘用车生命周期碳排放较A级传统汽油车低27%(按生命周期15km计算)。此次,中汽数据有限公司进一步测算了换电模式下,纯电动乘用车的减排优势。我们假设,动力蓄电池分别在行驶300,000km和450,000km后,容量衰减为原先的80%,并且换电站会留有总电池保有量的10%作为储备,以保证电池供给。按乘用车生命周期行驶150,000km计算,一组电池全生命周期可分别供两辆、三辆车使用,考虑上换电站的电池准备率10%,相当于一颗电池生命周期的碳排放下降为原本的55%、37%。以A级车为例,如图2所示。

换电模式并考虑换电站10%电池准备率的情境下,30万km动力蓄电池和45万公里动力蓄电池的纯电动车碳排放较汽油车生命周期碳排放分别下34%和36%。

图2 2019年A级汽油与纯电动乘用车平均单位行驶里程碳排放

3、换电模式将纯电动汽车减排滞后期降低到2年~4年,大幅提升纯电动汽车部署对道路交通碳减排的贡献

另外,换电模式下,动力蓄电池利用率较高,将A级纯电动汽车减排滞后期降低到2年~4年(如下表所示),即A级纯电动汽车使用2年~4年即可抵消其生产阶段较A级汽油车高出的碳排放。

A级乘用车生命周期各阶段碳排放量
 
 
 
标签: 换电 碳中和 汽车

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