氢动力汽车
中国的经济发展正面临着国际原油价格的大幅波动和石油的对外依存度越来越高的双重考验, 发展车用替代能源, 为中国的经济发展保驾护航势在必行。从车用替代能源发展格局看, 醇类燃料汽车、柴油汽车以及混合动力汽车等是近期有可能发挥重要作用的技术路线, 氢动力汽车和电动汽车则是解决由汽车活动引起的温室气体排放和石油安全问题的远期希望所在。
不同的车用燃料技术路线对应的燃料加工阶段和车辆使用阶段的能效会有较大的差异, 采用生命周期评价方法分析不同技术路线在原料开采、原料运输、燃料加工以及燃料应用等阶段的情况, 可以系统地认识不同技术路线的综合影响, 全面评价不同技术路线的特点。 WTW 是国际上较为流行的分析车用燃料生命周期影响的分析方法, 这种分析方法侧重于研究燃料循环, 而没有考虑用于车辆制造过程、车辆使用以及车辆废弃与回收等阶段的影响。严格来说, 这种分析方法属于一种特殊类型的生命周期评价方法。然而, 考虑到不同的车用燃料技术路线,燃料循环的能源消费和温室气体排放约占整个生命周期( 燃料制备、车辆制备、车辆运行) 的70% 以上, 不同的技术路线相差不大, 基本上在69% ～75%之间, 这种适度的简化可以大大简化研究的复杂度。
对于电动汽车, 其电力来源重点考虑了以下3种情形: 电网平均发电构成的电力、电网中全部燃煤发电机组发出的电力以及大型先进直燃燃煤发电机组发出的电力。在电动汽车以及氢动力汽车能够商业化的时间内, 传统燃煤发电机组采用二氧化碳捕集与封存技术(CCS ) 可行性较小, 煤气化联合循环发电技术有可能采用CCS 技术, 但是其装机容量在电网中的份额有限, 因此对于电动汽车本研究暂不考虑CCS 技术.
电动汽车的电力直接源自电网, 很难区分其具体来源。但是为了和氢动力汽车进行对比, 重点考虑电网平均发电构成的电力、电网中燃煤发电机组构成的电力以及大型先进直燃燃煤发电机组的电力。尽管热化学工艺发电, 例如煤气化联合循环发电技术在中远期也有可能得到应用, 但是在电动汽车或氢动力汽车能够商业化的时间内, 煤炭直燃发电应该是电力生产的主流方式.
车辆应用阶段, 电动汽车和氢动力汽车比较:1) 从全生命周期看, 只有电动汽车技术路线能够在WTW 化石能消费和温室气体排放方面均优于传统的汽油车, 氢动力汽车无法同时在温室气体排放和化石能消耗等方面取得比传统汽油车更加好的效果; 2) 若CCS(二氧化碳捕集与封存技术)不能得到大规模应用, 则电动汽车在生命周期化石能消耗和温室气体排放方面要比氢动力汽车优势明显; 3) 若CCS 技术能够得到大规模商业化应用, 则氢动力汽车会比电动汽车具有更低的温室气体排放性能, 但是这以WTW 化石能消耗的增加为代价;
4) 虽然发展氢内燃机汽车可以为氢燃料电池汽车在基础设施建设方面做准备,但是WTW 分析表明, 氢内燃机汽车在WTW 化石能消耗和温室气体排放方面和电动汽车的差距要远大于氢燃料电池汽车和电动汽车的差距。综合分析不难看出, 电动汽车是一条值得高度关注的技术路线, 相比氢动力汽车, 不仅在基础设施的建设方面困难较少, 而且生命周期中化石能消耗方面优势明显,即使CCS 技术不能得到大规模应用, 电动汽车在生命周期温室气体排放环节的优势也很明显。