清洁能源汽车的全生命周期分析（LCA）

《中国移动源环境管理年报(2020)》显示，移动源污染已成为中国大中城市空气污染的重要来源，是造成细颗粒物、光化学烟雾污染的重要原因，移动源污染防治的紧迫性日益凸显。

据统计，2019年，全国机动车四项污染物排放总量初步核算为1603.8万吨。其中，一氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、氮氧化物(NOx)、颗粒物(PM)排放量分别为771.6万吨、189.2万吨、635.6万吨、7.4万吨。

这其中，汽车是污染物排放总量的主要贡献者，其排放的CO、HC、NOx和PM等四项主要污染物均超过90%。柴油车氮氧化物排放量超过汽车排放总量的80%，PM排放量超过90%。此外值得一提的是，非道路移动源（例如挖掘机）排放氮氧化物493.3万吨，颗粒物24万吨，氮氧化物排放量接近于机动车，影响不容忽视。

在此背景下，中国机动车保有量仍在持续增长，已连续十一年成为世界机动车产销第一大国。2019年，全国机动车保有量达到3.48亿辆，比2018年增长6.4%，其中，新能源汽车保有量达到381万辆。

一 清洁能源汽车引发的争论

在严峻的环保形势面前，近10年来国家大力推动清洁能源汽车的研发和使用，采用非常规的车用燃料作为动力来源，综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术，形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。截至目前全国各地各级政府都已出台相关政策文件给予支持，目前主要的清洁能源汽车包括纯电动汽车、氢发动机汽车、燃料电池电动汽车、混合动力汽车、其他新能源汽车等各类产品。

清洁能源汽车的概念刚刚提出时，是作为以清洁燃料取代传统汽油的环保型汽车的统称，人们普遍认为其特征在于能耗低、污染物排放少，属于环保友好型。然而很快反对的声音就此起彼伏，针对清洁能源是否真的“清洁”的问题引发了广泛讨论。

归结起来，该问题争论的核心是人们可以合理怀疑存在清洁能源存在污染转嫁的问题，例如纯电动汽车中电的来源（火电？风电？核电？）、其他清洁燃料在生产运输过程是否产生污染等问题，想要弄清楚这个问题，就有必要引入全生命周期评估（LCA）的方法。

二 清洁能源汽车LCA分析

全生命周期是指某一产品(或服务)从取得原材料，经生产、使用直至废弃的整个过程，即从摇篮到坟墓的过程。按ISO14040的定义，生命周期评估是用于评估与某一产品(或服务)相关的环境因素和潜在影响的方法，它是通过编制某一系统相关投入与产出的存量记录，评估与这些投入、产出有关的潜在环境影响，根据生命周期评估研究的目标解释存量记录和环境影响的分析结果来进行的。关于清洁能源的全生命周期的理解，可以参考下图。

理解了全生命周期的概念，我们就可以对各种“清洁能源”“一生”的排放情况进行横向和纵向的对比，如下面6张图所示，横轴都是一样的，表示成本，可见纯电动车成本最低，氢能源成本最高。

再看纵轴，除去能源效率我们希望越高越好，其他的五张图纵轴都是排放物，也就是越低越好。整体来看，纯电动和氢燃料在各个表中都相对占优势，有发展潜力，虽然纯电动排放了大量的硫化物（原因是火力发电），但不要忘记纯电动还具有经济性好的优点，随着火力发电比例的逐步减小，纯电动依旧是大有可为的。

值得一提的是，木薯乙醇汽车CO的排放量最大达到2.8g/km, 这是因为在制备乙醇时所使用的木薯原料需要的化肥、农药和加工木薯时所用的工艺都导致了CO排放的增加。

三 小结

综合以上，我们可以得出一些结论：首先，清洁能源还是相对清洁的，环境污染倒逼清洁能源汽车迎来机遇，在环保方面大有可为，清洁能源汽车的发展可以作为交通可持续发展战略的一个重要环节，是实现交通运输子系统可持续发展的一项有力措施。

其次，清洁汽车自身的发展也要走可持续发展之路，不仅仅是动力燃料的可持续， 还包括交通工具（全生命周期）、配套基础设施（全生命周期）。

最后，当前阶段，电动汽车和氢能源汽车在众多清洁能源汽车中脱颖而出，从长远来看，如果能实现从水中制氢并大范围应用，氢能源似乎更具潜力，毕竟氢能源是最为清洁的。