碳中和背景下,燃油車出路在哪兒?——專訪中國工程院院士賀泓
【谷騰環保網訊】近日在能源基金會、清華大學碳中和研究院、清華大學全球變化研究院、北京大學環境科學與工程學院、生態環境部環境規劃院的共同支持下,中國清潔空氣政策伙伴關系(China Clean Air Policy Partnership, CCAPP)2021年度會議——“碳中和與清潔空氣協同路徑”在京舉辦。在這次會議上,記者圍繞碳減排背景下燃油車的發展等相關問題,專訪了中國工程院院士、中國科學院生態環境研究中心副主任、區域大氣環境研究卓越創新中心首席科學家賀泓。
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中國環境報:生態環境部近日發布的《中國移動源環境管理年報(2021)》顯示,2020年移動源污染已成為我國大中城市空氣污染的主要來源之一,是造成細顆粒物、光化學煙霧污染的重要原因。另一方面,為了解決城市大氣污染問題,很多地方正大力推廣電動汽車。從碳減排角度看,燃油車還有未來嗎?
賀泓:從20世紀九十年代開始到2016年,我國先后實施了國零到國六的機動車排放標準。可以說燃油車排放標準提升速度很快,基本追上了發達國家的腳步。與以前沒有標準的時候相比,目前我國機動車排放強度大幅下降。但是即使維持這樣一個較低的排放強度,仍然會對城市大氣帶來一定的污染。
這主要是因為即使新車已經實施了國六標準,但是依然有很多高排放的燃油車還在使用,不能一夜之間將這些高排放車輛全部取代。
我的觀點是如果燃油車都執行國六排放標準,機動車所帶來的城市大氣污染問題不會再成為一個大問題。但是從碳中和的角度看,交通運輸部門的綠色轉型必須加快速度。
目前,我國交通運輸領域的二氧化碳排放量占我國工業全部排放量的1/10左右。而隨著工業領域向清潔能源方向轉型,交通運輸領域如果不積極行動起來的話,二氧化碳排放量的占比將越來越大。
從碳減排的角度看,在綠色能源在能源結構中的比重日趨增加的背景下,發展新能源汽車是一個趨勢。
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中國環境報:那如果從全生命周期角度看,與新能源車相比,燃油車還有生存空間嗎?
賀泓:不論是燃油車還是新能源車,都需要能源。如果我國60%~70%的電力都來自火力發電的話,即使全部使用新能源汽車,也可能會對整個區域的環境產生一些負面影響,其減碳效果也會打折扣。
從全生命周期來看,新能源車對二氧化碳的減排,乃至對整個環境質量的影響是正還是負還有待研究。但對城市的大氣環境質量來說,新能源汽車肯定是有好處的。我們保護環境的最終目的還是保護人體健康。因此,在城市中,新能源車替代燃油車是個趨勢。但是,這并不等于燃油車就會完全消失。在某些條件下,燃油車也有著生存的土壤。
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中國環境報:燃油車如何自我革新以適應新形勢?
賀泓:我主要是做柴油車排放控制的相關研究,因此也提出了一個柴油車的碳中和三步走的路線:短期,提高柴油機熱效率,優化排放后處理系統,實現CO2與污染物協同減排;中期,發展碳中性燃料摻燒及相應排放后處理技術,實現柴油機的部分乃至全部碳中和;長期,發展碳中性/零碳燃料直接燃燒技術、重整制氫燃料電池技術,實現徹底碳中和。
在城市中,乘用車可以使用電動車等新能源汽車,因為乘用車基本上是短距離、定點運輸,比較容易實現電動車替代。
但是商用車一般用來做較長距離運輸,使用新能源車的話,途中存在不能及時充電或更換電池的風險,因此必須要攜帶大量電池。但是如此一來,其運輸的貨物重量就必須相應減少,從而影響貨車運輸效率。
因此,我覺得商用車低碳發展出路還是在燃料電池方面。燃料的能量密度比電池要高很多,可以滿足長途運輸的需要。尤其是對長途運貨的重型卡車來說,最終采取燃料電池是一個非常好的發展路線。
另一方面,隨著內燃機技術的發展,燃油車的熱效率也在提升。目前燃料電池的熱效率是60%。而柴油機的熱效率已經提高到50%左右,下一步目標是提高到55%~60%。因此,未來到底是誰勝出還不得而知。我大體判斷可能是燃料電池會勝出。
但這并不意味著柴油車會退出歷史舞臺。與燃料電池技術相比,內燃機技術非常成熟可靠。雖然使用新能源肯定是未來發展方向,但是商業應用更青睞可靠性和穩定性,燃料電池要想完全取代內燃機,還有很長一段路要走。
燃油車會不會被新能源車取代,這是由市場規律決定的。如果未來機動車排放標準繼續加嚴的話,其尾氣后處理的成本將越來越高,可能會面臨被取代的局面。
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