2017年年中以來，媒體陸續披露歐盟多個國家已經設置了傳統能源汽車退出的時間表，我國工信部在2017年9月初亦指出，已經啟動我國傳統能源車退出時間表的相關研究工作，新能源汽車越來越受到各方的關注。我國工信部定義的新能源汽車，包括純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車；《綠色債券支持項目目錄（2015年版）》新能源汽車的界定條件則為電動汽車、燃料電池汽車、天然氣燃料汽車。

在國家出臺包括免征購置稅以及消費補貼的政策推動下，結合部分城市限購政策的影響，我國新能源汽車市場快速發展。2016年，我國新能源汽車產量51.7萬輛，銷量50.7萬輛，基本實現了國家前期規劃所設定的新能源汽車市場2015年達到50萬輛的發展目標，但這一細分市場在全部汽車市場的占比尚不足2%。

本研究主要針對新能源汽車市場中的純電動汽車展開，并整理了我國境內生產的主要純電動汽車產品的技術數據，合計5,110個車型，包括純電動乘用車、客車、專用車、貨車和牽引車。整體上看，在續駛里程（km）、動力電池能量密度（Wh/kg）以及百公里電耗（kWh/100km）等指標上，現階段大部分車型可以基本滿足各類型車輛的基本應用需求。

純電動汽車的環境效益主要體現在能源節約效益和大氣污染物減排效益，尤其在其使用階段無大氣污染物的直接排放。以乘用車為例，結合市場主流技術數據，測算純電動汽車在能耗水平、大氣污染物和溫室氣體的間接排放水平，結果表明上述指標除二氧化硫間接排放之外，其他基本均顯著優于傳統燃油汽車，環境效益較為顯著。此外，純電動汽車在動力電池的生產和最終處理處置等環節的潛在環境影響，亦需要重點關注。

后續圍繞純電動汽車的間接排放、全生命周期的綜合評價、不同城市的政策影響，我們將開展進一步的研究。

據公安部交管局統計，截至2016年底，全國機動車保有量達2.9億輛，其中汽車1.94億輛；私家車總量達1.46億輛，每百戶家庭擁有36輛。與此同時，城市擁堵日趨嚴重，而機動車尾氣中的氮氧化物、揮發性有機物等一次污染物的直接排放，對于灰霾污染的高發亦有可觀的貢獻。機動車通常直接使用汽油、柴油、天然氣等化石燃料，而我國又是貧油少氣的國家，2016年中國原油產量跌破2億噸，而原油表觀消費量已達5.78億噸，原油對外依存度已達65.44%；同時，2016年汽油表觀消費量1.20億噸，柴油表觀消費量1.65億噸，粗略看，成品油（汽煤柴合計）表觀消費量占原油表觀消費量的56.48%，很大一部分原油產品僅作為燃料燃燒也在一定程度上是種資源的浪費。

同時，我國目前正在大力推動碳減排工作，并爭取2030年碳排放達峰。推廣使用新能源汽車，亦是交通方式向著低碳化、環境友好化和能源節約化轉變的重要手段之一，但現階段受限于技術和經濟性等多方面掣肘，因此總體上新能源汽車發展仍存在多方面的不足。

2017年7月~8月間，媒體陸續報道了歐盟多個國家已經設置了傳統能源汽車退出的時間表，比如荷蘭、德國、英國等國已經將退出時間定在了2025年、2030年和2040年。同時，我國工信部副部長在2017年9月的中國汽車產業發展國際論壇上亦指出，已經啟動我國傳統能源車退出時間表的相關研究工作。作為傳統能源汽車未來的替代產品，新能源汽車越來越受到關注。

一、新能源汽車與電動汽車的定義

（一）概念的發展演變

新能源汽車和電動汽車的定義，我國在歷年出臺的相關國家標準和政策文件中均有提及，并呈現一定的發展變化。政策定義的梳理，詳見表1。

結合上述政策的梳理，總體上新能源汽車可定義為：采用新型動力系統，完全或者主要依靠新型能源驅動的汽車；通常新能源汽車具體包括：純電動汽車、插電式混合動力汽車及燃料電池汽車。

（二）新能源汽車與綠色債券支持范疇的一致性

中國人民銀行2015年12月發布的公告第39號的附件《目錄》中，在第四大類“清潔交通”中，列出了“4.6新能源汽車”，包括“4.6.1零部件生產及整車制造”以及“4.6.2配套設施建設運營”。

國際上的綠色債券準則（GBP）及氣候債券標準（CBS）的支持項目類別里亦都有與新能源汽車相匹配的領域。GBP體系下，支持項目類型中有一大項為清潔交通項目。CBS體系下，其支持的項目中有一大類為低碳陸地交通項目。

工信部《規定》、《車型目錄》與人民銀行《目錄》對于新能源汽車的界定略有差異：（1）插電式（含增程式）混合動力汽車已納入工信部《規定》和《車型目錄》的范圍內，但《目錄》中未明確；（2）天然氣燃料汽車包含在《目錄》內，但在工信部《規定》與《車型目錄》中均未納入。

由于新能源汽車包含了三種技術特點迥異的典型汽車類型，本研究現就新能源汽車下的“純電動汽車”，進行相關的梳理、分析和研究，后續其他類型的新能源汽車研究將陸續開展。

二、我國純電動汽車發展現狀

（一）新能源汽車行業發展概況

1、相關政策梳理

除了宏觀層面國家對于新能源汽車產業發展和消費引導的政策推動之外，近年來一些城市因治理擁堵和大氣污染而推出的限購政策，以及同時對新能源汽車的鼓勵，無形中成為了新能源汽車發展的政策利好。

2011年1月起，北京市實行小客車限購政策--《北京市小客車數量調控暫行規定》，通過控制每年的新增小客車的數量（小客車為新增機動車的主要增長點）控制市內機動車保有量。加上1994年起以拍賣方式獲取小客車上牌資格的上海市，及采取類似北京的小客車搖號政策的廣州、深圳、天津、杭州和貴陽，截至2017年11月，我國共有7個城市實施了小客車限購政策。具體情況梳理可參見表2。

新能源汽車相對更高的中簽幾率或可以直接上牌的便利，讓一部分購車需求較為迫切的消費者轉向購買新能源汽車，這在一定程度上推動了新能源汽車的購買需求。上述城市中，有配額限制的新能源汽車配置指標每年合計有10.2萬個，加上部分城市符合要求的新能源汽車可以直接申請其他指標，因而新能源汽車的總體需求比較可觀。

另一方面，工信部等三部委聯合發布的《公告》規定，自2014年9月1日至2017年12月31日，對購置的新能源汽車免征車輛購置稅，這也是通過稅收的減免手段，推動新能源汽車市場的發展；同時中央財政補貼和部分地方政府的補貼，可以一定程度讓目前價格較高的新能源汽車更容易被廣大消費者所接受。目前，國家對純電動汽車和插電式混合動力汽車的補貼以每年20%的平均速度退坡，燃料電池汽車補貼目前仍保持較大力度，并將一直持續到2020年之后。

2、成熟應用程度

目前來看，技術較為成熟且具有商業化應用能力的新能源汽車，主要為純電動汽車和混合動力汽車，事實上新能源汽車的統計數據基本也圍繞這兩型車開展。而燃料電池汽車目前因受限于燃料獲取和存儲、車輛技術成熟程度等方面的實際限制，目前的實際應用非常少。

前期新能源汽車的快速發展，除了限購城市的購車剛性需求支撐以外，國家的減稅和補貼政策帶來的積極影響特別顯著。然而，補貼退坡后的純電動和插電式混合動力汽車行業，能否繼續保持車輛的技術經濟可行，同時產品價格上能否得到消費者的持續認可，將成為行業持續穩定增長的必要條件。在價格和成本因素之外，充電樁等配套設施的便利程度則特別受消費者關注。據中國電動汽車充電基礎設施促進聯盟披露的信息，截止到2016年底，公共類充電樁建設、運營數量14.1萬個，相較于2015年末4.9萬個凈增2倍以上，中國充電基礎設施公共類充電設施保有量全球第一。截至2017年9月，我國公共類充電樁建設、運營數量共19.06萬個，其中交流充電樁74,783個、直流充電樁49,717個、交直流一體充電樁66,059個，比2016年底共計新增44,253個。截止到2017年9月，省級行政區域內所擁有的公共類充電樁數量超過2萬的分別為：北京26,990個、廣東26,340個、上海23,516個和江蘇20,417個。國內新能源汽車的消費需求目前主要來源于限購城市，普通城市則需要更多配套的基礎設施支持。

3、新能源汽車市場發展概況

我國的新能源汽車從2006年開始有統計數據，根據《節能與新能源汽車年鑒》所披露的2006~2010年統計數據，這五年間全國年均產量不足7,000輛，市場規模非常小。

由于新能源汽車所受到的政策傾斜、財政補貼和優先配置等實際便利，從2014年開始，特別以一線城市對新能源汽車的需求增長為契機，我國新能源汽車市場開始快速增長。如圖1和圖2所示的新能源汽車的產銷情況，2011~2013年市場規模非常小，發展較慢；從2014年開始明顯增快，到2016年，我國新能源汽車產量51.7萬輛，銷量50.7萬輛，基本實現了前述《規劃》所設定的2015年新能源汽車市場達到50萬輛的發展目標，但相比同期我國汽車市場總體2,811.88萬輛和2,802.82萬輛的總產銷量規模，新能源汽車這一細分市場的依然十分微小，占比不足2%。

4、純電動汽車市場發展概況

新能源汽車中，純電動汽車的產銷占據絕對主體，2016年，純電動汽車的產銷分別占新能源汽車產銷總量的80.66%和80.67%。

本研究將主要關注純電動汽車。從不同的純電動汽車類型看，如圖3所示，純電動乘用車的市場占有率最大，同時以部分城市大力推廣電動公交、電動環衛車等舉措的推動，純電動客車和專用車的增幅也十分明顯。到2016年，純電動乘用車產量接近25萬輛，占據新能源汽車市場的半壁江山；電動客車突破11萬輛的產量，同時電動專用車超過了6萬輛。

此外，中美兩國的電動汽車市場銷量情況對比也可以一定程度上反映中外新能源汽車市場發展的狀態。根據可獲得的從2012年開始的美國統計數據，美國的插入式電動汽車經歷著較為快速的增長，年均增長幅度34.5%，2016年銷量15.7萬輛；同時期中國純電動汽車的年均增長幅度，達到了171.1%，2016年銷量40.9萬輛。由于兩國統計口徑和汽車類型定義的差異，此對比僅作參考，如圖4所示。

（二）純電動汽車技術發展現狀概述

工信部自2014年起，至今一共發布了十二批次的《車型目錄》。目錄中涵蓋了：純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車。本研究主要關注披露的純電動汽車的主要技術發展現狀。

《車型目錄》基本涵蓋了我國境內生產的純電動汽車產品，以及少量進口純電動乘用車（十二批次《車型目錄》合計僅有3款進口乘用車），因此根據《車型目錄》所反映出來的核心技術指標，可以反映出我國純電動汽車產品的主要技術發展狀況。十二批次《車型目錄》中，純電動汽車共涉及了純電動乘用車、客車、專用車、貨車和牽引車共五個大類，計5,110個型號，涉及廠家數量共計332家。其中，電動客車的型號數量最多，共計3,112型；而專用車的廠家數量最多，共計124家企業。市場銷量最大的電動乘用車方面，車型共有422型，來自67家企業。《車型目錄》提及的純電動專用車，主要是指運輸車、垃圾車、郵政車、物流車、工程車等有專門用途的純電動車輛。

表征純電動汽車最主要的技術指標，主要包括：續駛里程（km）、動力電池能量密度（Wh/kg）以及百公里電耗（kWh/100km）。前述各類型的純電動汽車的主要指標的統計結果，如圖5~16所示。這也是反映作為旅客或貨物運輸的車輛，所需要關注的核心要點。

前述的國務院《規劃》提出，到2015年，純電動乘用車最高車速不低于100公里/小時，純電驅動模式下綜合工況續駛里程不低于150公里；動力電池模塊比能量達到150瓦時/公斤以上，成本降至2元/瓦時以下，循環使用壽命穩定達到2000次或10年以上。到2020年，動力電池模塊比能量達到300瓦時/公斤以上。

1、乘用車

乘用車方面，現階段422型車的續駛里程從80km~450km不等，最多數的車型續航里程眾數值155km，中數值160km，基本能達到《規劃》的發展目標；僅有48型車的續駛里程在300km及以上。其中，有2型車續駛里程達到450km，該2型車的質量均為2,450kg，動力電池質量730kg，能量密度124.7Wh/kg。從動力電池的能量密度角度看，目前主要分布在50.5Wh/kg~199.4Wh/kg范圍內，眾數值94.4Wh/kg，中數值101.3Wh/kg，同時僅有7款車型的能量密度達到《規劃》關于2015年達到150Wh/kg的目標，大多數車型的能量密度集中在80~120Wh/kg的范圍。

2、客車

客車方面，現階段3,112型車中，有3型客車采用超級電容作為動力來源，續駛里程分別僅有22km、10.3km和3km，基本不具備實際應用能力，其他車型的續駛里程從50km~892km不等，大多數的車型續航里程集中在250km左右；有48型車的續駛里程在500km及以上，782型車的續駛里程在300km及以上；眾數值250km，眾數值255km。

其中，最長續駛里程車型達到892km，該車整車質量14,900kg，動力電池質量達4,310kg，僅次于所有車型中4,500kg的動力電池最高質量，電池能量密度91.4Wh/kg。從動力電池的能量密度角度看，目前乘用車選用的動力電池分布在13.8Wh/kg~237.9Wh/kg范圍內（不含采用超級電容的3型客車），同時僅有4款車型的能量密度超過150Wh/kg，眾數值100.0Wh/kg，中數值92.0Wh/kg；大多數車型的能量密度集中在80~120Wh/kg的范圍。由于客車可以容納更大質量的動力電池，因而客車對于電池能量密度需求的范圍彈性較大。

此外，3,112型客車中針對部分電池類型有專門備注，其中有96型車采用鈦酸鋰電池，平均續駛里程148km，電池平均能量密度46.9Wh/kg；有11型車采用磷酸鐵鋰快充電池，平均續駛里程127km，電池平均能量密度79.0Wh/kg；指標表現均低于客車整體情況。另有3型車采用超級電容作為動力來源。

3、專用車

專用車方面，車型多樣，用途不一，類似環衛車、運輸車等車輛亦可以容納較大質量的動力電池。現階段1,483型車中，續駛里程從80km~543km不等，眾數值200km，中數值201km；有20型車的續駛里程在400km及以上，165型車的續駛里程在300km及以上。其中，最長續駛里程車型達到543km，該車整車質量2,980kg，動力電池質量達670kg，電池能量密度138.8Wh/kg。從動力電池的能量密度角度看，目前乘用車選用的動力電池分布在43.7Wh/kg~162.5Wh/kg范圍內，眾數值100.0Wh/kg，中數值106.5Wh/kg；同時僅有31款車型的能量密度超過150Wh/kg，大多數車型的能量密度集中在80~120Wh/kg的范圍。

4、貨車

貨車方面，現階段90型車中，續駛里程從100km~385km不等，眾數值170km，中數值200km；有12型車的續駛里程在300km及以上，48型車的續駛里程在200km及以上。其中，最長續駛里程車型達到385km，該車整車質量3,450kg，動力電池質量達866kg，電池能量密度95.8Wh/kg。從動力電池的能量密度角度看，目前乘用車選用的動力電池分布在71.4Wh/kg~136.4Wh/kg范圍內，眾數值100.7Wh/kg，中數值104.0Wh/kg；無車型的能量密度超過150Wh/kg。

5、各類型車的能耗

從各型車的百公里能量消耗的角度，以中數評估主要的車型整體的評價表現情況，乘用車為14.6kWh/100km，客車為46.9kWh/100km，專用車為24.3kWh/100km，貨車為27.8kWh/100km。

此外，12批《車型目錄》中還有3型電動牽引車，由于車型數量少，尚不具有典型代表意義，本研究暫不作分析。

總體上看，現階段市場上大部分純電動汽車的技術水平上處于基本可以滿足各種車型初步應用的狀態。例如，國務院《規劃》對純電動乘用車提出的技術指標目標，現階段眾多車型的整體狀態僅僅是基本達到續航目標，能量密度目標僅7款車型達到；而遠期目標的實現需要依賴更多的技術研發和突破。

2017年7月~8月間，媒體陸續報道了歐盟多個國家已經設置了傳統能源汽車退出的時間表，比如荷蘭、德國、英國等國已經將退出時間定在了2025年、2030年和2040年。同時，我國工信部副部長在2017年9月的中國汽車產業發展國際論壇上亦指出，已經啟動我國傳統能源車退出時間表的相關研究工作。而作為傳統能源汽車未來的替代產品，新能源汽車越來越受到各方的關注。

由于新能源汽車包含了三種技術特點迥異的典型汽車類型，本研究現就新能源汽車下的“純電動汽車”，進行相關的梳理、分析和研究，后續其他類型的新能源汽車研究將陸續開展。

三、純電動汽車的環境效益及環境影響

現階段公眾面臨純電動汽車和傳統能源汽車產品的消費選擇時，主要關注的要點包括：純電動汽車的續航能力、充電的便捷程度、額外的安全性考慮（即通常汽車安全性之外的考慮，特別是電池面臨撞擊、燃燒、穿刺、極端高溫或低溫等極端情況下的安全性）、產品售價等方面。目前純電動汽車在上述各方面，相比傳統能源汽車，均沒有表現出特別顯著的優勢。除去部分一線城市為了治理擁堵和大氣污染而采取了限購傳統能源汽車、鼓勵新能源汽車的政策以及地方政府的購車補貼等方面的實際影響，普通消費者選購純電動汽車的積極性并不高。

純電動汽車受到國家層面的大力推動，其實也與其存在客觀的環境效益密切相關，這主要體現在能源節約和無直接大氣污染物排放。然而另外一方面，純電動汽車相比傳統汽車，除了傳統的汽車物料資源消耗之外，其以動力電池為代表的儲能裝置的生產和報廢環節的環境負面影響同樣不能被忽視。

（一）能源節約效益

純電動汽車使用電能直接驅動電機推動車輛運動，這與傳統能源車先由熱機將燃油或燃氣的化學能轉為內能、再最終轉化為機械能相比，一次能源轉化效率明顯要高。電力生產環節中，不考慮清潔能源發電，最主要的發電主體——火電在將煤等化石燃料轉變為電力的生產環節，能源轉化效率也優于機動車燃油熱機，運行標準高的火電機組優勢更為明顯。單純從熱效率角度看，汽油發動機典型的熱效率基本在33%到36%，柴油發動機的熱效率大約是40%到45%，超臨界機組熱效率約41%，超超臨界機組熱效率約45%。

本研究以純電動乘用車和傳統燃油乘用車為例，對比兩者單位里程的直接能源輸入，初步分析純電動乘用車與燃油乘用車的能源消耗水平。國務院發布《節能與新能源汽車產業發展規劃（2012-2020年）》設定，2020年乘用車新車平均燃料消耗量達到5.0L/100km；而目前大多數乘用車的實際使用油耗高于此目標值。作為對比，本研究前述統計中純電動乘用車能耗中位數為14.6kWh/100km。以純電動乘用車的當前平均表現技術數值，對比2020年新車的目標油耗值，可以看出，純電動乘用車的節能效應明顯。以熱當量對比的熱值，純電動乘用車能耗僅為燃油車能耗的29.3%~33.4%；如考察火力發電的熱消耗，以等價值計算，純電動乘用車也比燃油車的能耗低12~15%。同時，不考慮充電與加油的便利程度，若僅考察燃油和充電的物價，充電的直接能源使用成本亦明顯低于燃油。具體對比如表1所示。因而從能源使用的角度看，純電動乘用車確實有明顯的節能效益。

（二）大氣污染物減排效益

純電動汽車在使用過程中沒有尾氣排放，沒有直接大氣污染物產生。這也是相比傳統能源汽車而言最大的優點。如果城市交通系統中的純電動汽車能提高到可觀的比例，確實可以有效地減少城市交通源大氣污染物的排放，這對于沒有或者較少工業污染源的部分城市而言，對于城市空氣質量的改善將很起到很重要的作用。這也是發達國家和我國部分城市重點推動包括純電動汽車在內的新能源汽車發展的重要考慮因素。

若不考慮純電動汽車的間接排放，使用純電動汽車作為出行方式或者交通運輸部門的運營車輛，在滿足相同運輸周轉量情況下，其替代傳統能源車輛達到同樣周轉目標前提下的機動車尾氣排放量，即為其大氣污染物的減排效益。

若考慮純電動汽車的間接排放，則需要考察城市所處的電網的上網能源結構。我國基本上仍以火電為主，2016年我國火電發電量占全部的74.36%。用電作為車輛的能源輸入，同樣將產生一定的大氣污染物間接排放。在火電占主體的電力生產環節中仍有大氣污染物排放，但火電廠集中處理大氣污染物的有效程度，通常優于傳統燃油車分散使用三元催化器等尾氣處理方式。

本研究通過初步測算，評估純電動汽車的間接污染的排放水平。假設純電動汽車使用的電力，分別為100%、75%以及50%來源于滿負荷運行的百萬千瓦裝機規模的火電機組，并分別達到國標《火電廠大氣污染物排放標準GB13223-2011》和達到燃煤電廠超低排放水平的機組大氣污染物排放水平，電力中的其他比例來源于清潔能源。燃油車輛則設定為達到國Ⅵ機動車排放標準。GB13223-2011為現行的火電廠大氣污染物的國家強制排放標準，超低排放目前為政策鼓勵性的標準，但部分省份已作為地區強制標準；2016年底，全國已累計完成超低排放改造4.5億千瓦，占全部火電裝機規模10.54億千瓦的42.7%。國Ⅵ機動車排放標準將自2020年1月1日起執行，目前現行國Ⅴ標準從2017年1月1日起執行。

這里需要說明的是，燃煤火電機組的主要污染物為二氧化硫、氮氧化物和煙塵，而機動車尾氣的主要污染物為一氧化碳、氮氧化物、揮發性有機物、二氧化硫、顆粒物等，大氣污染物的主要結構并不完全一致。本研究選取主要污染物指標作為示例，說明兩者大致的污染排放水平。后續可通過更深入的研究，詳細分析對比兩者的污染排放差異。

測算結果示意圖如圖1所示。按照行駛10萬千米的里程測算，按前述技術統計值測算，純電動汽車需要消耗電能14,600kWh。對應兩種大氣污染物排放標準下，電力來源結構的三種不同情景下，氮氧化物（NOx）和顆粒物或煙塵（PM）排放方面，純電動乘用車均顯著低于燃油車輛，燃油車的排放水平基本在純電動乘用車的2.3倍及更多；而二氧化硫（SO2）排放方面，汽油車則顯著低于純電動汽車，即便火電達到超低排放水平（100%電力來源清景），汽油車的二氧化硫貢獻仍低出約35%；若僅有50%的電力來源于僅達到國標的火電機組時，二氧化硫的間接排放水平仍高于國Ⅵ標準的汽油車9.5%；僅有50%的電力來源于達到超低排放標準的火電機組時，則此時二氧化硫的間接排放水平則可低于國Ⅵ標準的汽油車23.4%。而柴油車的二氧化硫排放仍顯著高于汽油車以及純電動汽車的間接排放，為4.6倍及更多。

不同情景下的能源結構顯示，進一步提高我國清潔能源生產結構的占比，有利于進一步減少純電動汽車的間接排放，特別可以顯著減少二氧化硫的間接排放。

測算結果也一定程度反映出，火電廠采用高標準的污染集中治理，其效率遠高于單個燃油機動車的污染控制，純電動汽車對于氮氧化物和顆粒物的控制均顯著較優；但受限于燃料本身屬性的差異，比如煤中的硫分遠高于燃油，因而純電動汽車的二氧化硫間接排放仍高于汽油車。此外，傳統燃油車最重要的污染組分如揮發性有機物（VOC）和一氧化碳（CO），由于火電廠幾乎沒有排放，因此本研究未作對比分析，但此類組分仍對城市灰霾和臭氧等二次污染產生很大的貢獻，因而減少機動車尾氣的排放仍然是治理城市大氣污染的重要環節。

另外一個方面，從溫室氣體排放的角度測算，火電機組分別按照2016年全國供電煤耗312g/kWh和最新國家標準《常規燃煤發電機組單位產品能源消耗限額GB21258-2017》中現役1,000MW機組一級指標273g/kWh進行測算。測算結果如圖2所示，純電動汽車的二氧化碳間接排放，亦顯著低于燃油車輛的直接排放，這與火電廠能源利用效率高于普通車輛的燃油發動機有關，而柴油車比汽油車更高的熱效率也反映在柴油車更低的二氧化碳排放水平上。

（三）全生命周期的環境影響

純電動汽車在使用環節沒有直接的大氣污染物排放，也沒有直接碳排放，因此其運營和使用環節是環保友好的。然而從全生命周期的角度評價，生產環節中，除了跟普通汽車一樣對于金屬、非金屬等材料的需求外，純電動汽車特別需要相當比例的動力電池，而電池在生產環節存在較大的污染；后續報廢及處理處置環節，除了常規可回收的資源和材料之外，需要重點關注廢棄的動力電池的妥善處理處置和無害化。

1、動力電池

從動力電池的應用角度，由于其直接關乎純電動汽車的續駛能力、能耗水平、充電便利使用程度，因此是純電動汽車的核心部件。汽車業內常見傳統的鎳氫、鎳鎘、鉛酸等電池，因為存在較大的記憶效應、自放電等問題，在動力電池領域的應用漸漸變少。現階段主流的動力電池基本為鋰離子動力電池，可從正極材料加以區分，目前成功商用的正極材料主要有錳酸鋰、鈷酸鋰、磷酸鐵鋰以及三元材料，其中三元材料又分為鎳鈷錳酸鋰和鎳鈷鋁酸鋰兩種，此外還有鈦酸鋰電池。不同電池在安全性、能量密度、單體標稱電壓、壽命、成本價格、抗低溫衰減能力、電池一致性等方面表現各有優劣，對于不同類型車輛的適用性亦有差異。比如客車等商用車，就可適裝能量密度稍低的電池；但對于乘用車而言，市場對于穩定安全的高能量密度電池的需求則越來越顯著。

純電動汽車對動力電池的要求理論上包括：能量密度與功率密度較髙，可大電流充放電，還要求具有良好的安全性、耐高溫低溫、循環壽命長而且成本較低，但到目前尚沒有任意一種電池能夠滿足上述所有要求。

一般地，鋰離子動力電池生產環節工藝主要包括：制漿工藝、涂布工藝、裝配工藝、化成工藝。從攪拌制漿至檢驗入庫，其中經歷了連續涂布、連續輥壓、連續分條制片、連續卷繞、焊集流體、滾槽焊底、注液封口、化成分容等工藝環節。電池漿料中除了直接參加電化學反應的正極漿料和負極漿料還包括黏結劑、導電劑和溶劑等，其中黏結劑一般為聚偏氟乙烯（PVDF），導電劑為炭黑SuperP，溶劑為有機揮發性溶劑N-甲基吡咯烷酮（NMP）或水；NMP存在微毒性。同時鋰離子生產線多采用自動化程度較高的設備，主要包括：涂布機、對輥機、全自動加投料系統、真空系統機組、溶劑回收系統、化成分容設備等十多個耗能設備，生產過程中功耗亦很大；而包括揮發性有機溶劑等產生的廢氣、制漿溶劑等產生的廢水、物料環節產生的廢棄物，需要予以關注。

動力電池報廢環節，亦需要妥善處置。如果動力電池尚具有可用的能量存儲能力，可以將電池按照一定標準回收再利用，或者將大宗的退役電池組成儲能能源站，用于風電光伏等清潔能源發電設備的電網調峰或分布式能源；例如2015年，博世、寶馬和瓦滕福公司利用寶馬純電動汽車的退役電池，建造2MWh光伏電站儲能系統。如果動力電池需報廢拆解，例如三元電池中的鎳、鈷、錳、鋰等的含量，基本都高于對應金屬礦藏的普通礦品位，若能合理回收利用資源，可以節約資源以及節約開采過程的物耗和能耗。由于現階段不同廠商的動力電池形制各異，報廢拆解過程尚存在部分限制因素，回收再利用的經濟性總體不理想，但伴隨動力電池產品的規范化和標準化，預期未來規模化的回收再利用工作將能有更多市場空間，同時亦符合資源節約與循環利用的理念。

2、電機和電控

驅動電機是純電動車輛的核心部件之一，其工作特性對汽車的動力性能至關重要。主流電機包括：直流電機、交流感應電機、永磁電機、開關磁阻電機（又稱SR電機）。

直流電機技術相對成熟，且控制系統簡單，但因為安裝有電刷和機械換向器等機械結構，會磨損嚴重需要定期更換；交流電機結構比較簡單，使用和維修方便，能適應各種復雜環境，但工作時繞組線圈電流比較大，溫度較高，銅損嚴重，工作效率和功率密度較低；永磁電機依靠永磁體轉子工作，減少了勵磁所帶來的損耗，散熱比較容易，結構相對簡單，維修方便，控制系統相對復雜、成本比較高；開關磁阻電機為定、轉子硅鋼片疊壓而成的雙凸極結構，它具有結構緊湊、效率高、可靠性好、適于大批量生產、成本低，但是一種新型電機，技術還不夠成熟。目前純電動汽車中釆用的多是永磁同步電機和交流異步電機等交流電驅動系統。電機的扭矩、轉速、效率特性、恒功率范圍等指標作為驅動電機特性的重要評價方面。

純電動汽車的電控系統，即包括整車控制器（VCU）及其控制系統、電機控制器（MCU）、電池管理系統（BMS），對整車的動力性、經濟性、可靠性和安全性等有著重要影響。

VCU也稱動力總成控制系統，其根據鑰匙開關、擋位、加速踏板行程信號、制動踏板行程信號以及車速信號識別車輛行駛模式，基于設定的控制策略對整車動力系統進行控制，以滿足對車輛動力性、經濟性及駕駛舒適性的要求。MCU通過接收VCU控制指令，控制電動機輸出指定的扭矩和轉速，驅動車輛行駛，同時具有電機系統故障診斷保護和存儲功能。BMS則針對具體需求對動力電池取長補短，實時監測動力電池關鍵數據，估計電池工作狀態，控制電池組充放電過程，提高電池能量利用效率，延長動力電池循環壽命，保證動力電池使用安全。

電控系統的核心部件基本由硬件電路、底層軟件和應用層軟件組成。從生產過程中看，三電系統物質層面或物料使用層面消耗的資源并不多，而軟件層面的技術開發則是產品的重要環節；從報廢環節看，三電系統中的電路板等各種電子元器件的妥善處理處置則值得關注，尤其是電子器件通常含有重金屬/貴金屬（如汞、鉻、銅、金、銀）和塑料或樹脂等有機組分，因而此報廢環節需要注意回收可資源化的材料，同時關注有毒有害物質的妥善處理處置。

四、后續研究展望

純電動汽車是目前最受關注的新能源汽車之一，使用階段的大氣污染物零排放是其最具有吸引力的特征。后續如何全面分析其間接排放、綜合評估其產品優劣、評價各地鼓勵政策的實際效果、對比其他類型新能源汽車環境效益的異同，均可作為可探討的問題開展研究。

（一）純電動汽車運營期間以電力為唯一輸入能源，但是電力的生產結構卻很復雜。我國現階段仍以煤電為主的電力結構，決定了純電動汽車的使用環節仍有間接污染物排放和碳排放。評價不同地區的純電動汽車間接排放，則需要評價各地的電力生產結構和電網的電力分配結構；而不同類型的純電動汽車的完全使用成本和全生命周期評價，也可作為后續的問題進一步研究。

（二）純電動汽車的環境效益體現在運行和使用環節。現階段《目錄》將新能源汽車的生產納入綠色債券支持項目范疇，本研究并未直接評估生產過程，而是從產品的實際運行角度，評估純電動汽車產品環境效益的綜合表現。如何評估產品生產環節的技術水平高低，可對生產線本身的技術工藝進行評估分析，也可通過汽車產品性能評估生產技術水平。此外，純電動汽車作為重要的耐用消費產品，包括設計語言、外形美感、人機交互、舒適程度、互聯網應用等方面的考察，也是衡量產品優劣的重要方面。因而后續考慮可以研究如何全面綜合評估純電動汽車產品生產。

（三）現階段出臺限購政策的城市所設定的各地鼓勵推廣的新能源汽車的類型細節并不一致，例如北京限定為純電動汽車，而其他城市基本都包括了各類型的新能源汽車，但具體是搖號配置還是可以直接申請，不同城市亦有差異。政策導向的不同，將導致不同城市新能源汽車市場發展以及新能源汽車應用的環境效益也將可能存在差異。后續可以關注各城市的新能源汽車市場發展變化。

（四）此外，部分使用電力的混合動力汽車以及使用氫能等形式的燃料電池汽車的環境效益評價，需要根據其技術特性作后續的探討分析。