深度解读新能源汽车中的纯电动汽车（定义 行情 环境影响和未来）

2017年年中以来，媒体陆续披露欧盟多个国家已经设置了传统能源汽车退出的时间表，我国工信部在2017年9月初亦指出，已经启动我国传统能源车退出时间表的相关研究工作，新能源汽车越来越受到各方的关注。我国工信部定义的新能源汽车，包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车；《绿色债券支持项目目录（2015年版）》新能源汽车的界定条件则为电动汽车、燃料电池汽车、天然气燃料汽车。

在国家出台包括免征购置税以及消费补贴的政策推动下，结合部分城市限购政策的影响，我国新能源汽车市场快速发展。2016年，我国新能源汽车产量51.7万辆，销量50.7万辆，基本实现了国家前期规划所设定的新能源汽车市场2015年达到50万辆的发展目标，但这一细分市场在全部汽车市场的占比尚不足2%。

本研究主要针对新能源汽车市场中的纯电动汽车展开，并整理了我国境内生产的主要纯电动汽车产品的技术数据，合计5,110个车型，包括纯电动乘用车、客车、专用车、货车和牵引车。整体上看，在续驶里程（km）、动力电池能量密度（Wh/kg）以及百公里电耗（kWh/100km）等指标上，现阶段大部分车型可以基本满足各类型车辆的基本应用需求。

纯电动汽车的环境效益主要体现在能源节约效益和大气污染物减排效益，尤其在其使用阶段无大气污染物的直接排放。以乘用车为例，结合市场主流技术数据，测算纯电动汽车在能耗水平、大气污染物和温室气体的间接排放水平，结果表明上述指标除二氧化硫间接排放之外，其他基本均显著优于传统燃油汽车，环境效益较为显著。此外，纯电动汽车在动力电池的生产和最终处理处置等环节的潜在环境影响，亦需要重点关注。

后续围绕纯电动汽车的间接排放、全生命周期的综合评价、不同城市的政策影响，我们将开展进一步的研究。

据公安部交管局统计，截至2016年底，全国机动车保有量达2.9亿辆，其中汽车1.94亿辆；私家车总量达1.46亿辆，每百户家庭拥有36辆。与此同时，城市拥堵日趋严重，而机动车尾气中的氮氧化物、挥发性有机物等一次污染物的直接排放，对于灰霾污染的高发亦有可观的贡献。机动车通常直接使用汽油、柴油、天然气等化石燃料，而我国又是贫油少气的国家，2016年中国原油产量跌破2亿吨，而原油表观消费量已达5.78亿吨，原油对外依存度已达65.44%；同时，2016年汽油表观消费量1.20亿吨，柴油表观消费量1.65亿吨，粗略看，成品油（汽煤柴合计）表观消费量占原油表观消费量的56.48%，很大一部分原油产品仅作为燃料燃烧也在一定程度上是种资源的浪费。

同时，我国目前正在大力推动碳减排工作，并争取2030年碳排放达峰。推广使用新能源汽车，亦是交通方式向着低碳化、环境友好化和能源节约化转变的重要手段之一，但现阶段受限于技术和经济性等多方面掣肘，因此总体上新能源汽车发展仍存在多方面的不足。

2017年7月~8月间，媒体陆续报道了欧盟多个国家已经设置了传统能源汽车退出的时间表，比如荷兰、德国、英国等国已经将退出时间定在了2025年、2030年和2040年。同时，我国工信部副部长在2017年9月的中国汽车产业发展国际论坛上亦指出，已经启动我国传统能源车退出时间表的相关研究工作。作为传统能源汽车未来的替代产品，新能源汽车越来越受到关注。

一、新能源汽车与电动汽车的定义

（一）概念的发展演变

新能源汽车和电动汽车的定义，我国在历年出台的相关国家标准和政策文件中均有提及，并呈现一定的发展变化。政策定义的梳理，详见表1。

结合上述政策的梳理，总体上新能源汽车可定义为：采用新型动力系统，完全或者主要依靠新型能源驱动的汽车；通常新能源汽车具体包括：纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。

（二）新能源汽车与绿色债券支持范畴的一致性

中国人民银行2015年12月发布的公告第39号的附件《目录》中，在第四大类“清洁交通”中，列出了“4.6新能源汽车”，包括“4.6.1零部件生产及整车制造”以及“4.6.2配套设施建设运营”。

国际上的绿色债券准则（GBP）及气候债券标准（CBS）的支持项目类别里亦都有与新能源汽车相匹配的领域。GBP体系下，支持项目类型中有一大项为清洁交通项目。CBS体系下，其支持的项目中有一大类为低碳陆地交通项目。

工信部《规定》、《车型目录》与人民银行《目录》对于新能源汽车的界定略有差异：（1）插电式（含增程式）混合动力汽车已纳入工信部《规定》和《车型目录》的范围内，但《目录》中未明确；（2）天然气燃料汽车包含在《目录》内，但在工信部《规定》与《车型目录》中均未纳入。

由于新能源汽车包含了三种技术特点迥异的典型汽车类型，本研究现就新能源汽车下的“纯电动汽车”，进行相关的梳理、分析和研究，后续其他类型的新能源汽车研究将陆续开展。

二、我国纯电动汽车发展现状

（一）新能源汽车行业发展概况

1、相关政策梳理

除了宏观层面国家对于新能源汽车产业发展和消费引导的政策推动之外，近年来一些城市因治理拥堵和大气污染而推出的限购政策，以及同时对新能源汽车的鼓励，无形中成为了新能源汽车发展的政策利好。

2011年1月起，北京市实行小客车限购政策--《北京市小客车数量调控暂行规定》，通过控制每年的新增小客车的数量（小客车为新增机动车的主要增长点）控制市内机动车保有量。加上1994年起以拍卖方式获取小客车上牌资格的上海市，及采取类似北京的小客车摇号政策的广州、深圳、天津、杭州和贵阳，截至2017年11月，我国共有7个城市实施了小客车限购政策。具体情况梳理可参见表2。

新能源汽车相对更高的中签几率或可以直接上牌的便利，让一部分购车需求较为迫切的消费者转向购买新能源汽车，这在一定程度上推动了新能源汽车的购买需求。上述城市中，有配额限制的新能源汽车配置指标每年合计有10.2万个，加上部分城市符合要求的新能源汽车可以直接申请其他指标，因而新能源汽车的总体需求比较可观。

另一方面，工信部等三部委联合发布的《公告》规定，自2014年9月1日至2017年12月31日，对购置的新能源汽车免征车辆购置税，这也是通过税收的减免手段，推动新能源汽车市场的发展；同时中央财政补贴和部分地方政府的补贴，可以一定程度让目前价格较高的新能源汽车更容易被广大消费者所接受。目前，国家对纯电动汽车和插电式混合动力汽车的补贴以每年20%的平均速度退坡，燃料电池汽车补贴目前仍保持较大力度，并将一直持续到2020年之后。

2、成熟应用程度

目前来看，技术较为成熟且具有商业化应用能力的新能源汽车，主要为纯电动汽车和混合动力汽车，事实上新能源汽车的统计数据基本也围绕这两型车开展。而燃料电池汽车目前因受限于燃料获取和存储、车辆技术成熟程度等方面的实际限制，目前的实际应用非常少。

前期新能源汽车的快速发展，除了限购城市的购车刚性需求支撑以外，国家的减税和补贴政策带来的积极影响特别显著。然而，补贴退坡后的纯电动和插电式混合动力汽车行业，能否继续保持车辆的技术经济可行，同时产品价格上能否得到消费者的持续认可，将成为行业持续稳定增长的必要条件。在价格和成本因素之外，充电桩等配套设施的便利程度则特别受消费者关注。据中国电动汽车充电基础设施促进联盟披露的信息，截止到2016年底，公共类充电桩建设、运营数量14.1万个，相较于2015年末4.9万个净增2倍以上，中国充电基础设施公共类充电设施保有量全球第一。截至2017年9月，我国公共类充电桩建设、运营数量共19.06万个，其中交流充电桩74,783个、直流充电桩49,717个、交直流一体充电桩66,059个，比2016年底共计新增44,253个。截止到2017年9月，省级行政区域内所拥有的公共类充电桩数量超过2万的分别为：北京26,990个、广东26,340个、上海23,516个和江苏20,417个。国内新能源汽车的消费需求目前主要来源于限购城市，普通城市则需要更多配套的基础设施支持。

3、新能源汽车市场发展概况

我国的新能源汽车从2006年开始有统计数据，根据《节能与新能源汽车年鉴》所披露的2006~2010年统计数据，这五年间全国年均产量不足7,000辆，市场规模非常小。

由于新能源汽车所受到的政策倾斜、财政补贴和优先配置等实际便利，从2014年开始，特别以一线城市对新能源汽车的需求增长为契机，我国新能源汽车市场开始快速增长。如图1和图2所示的新能源汽车的产销情况，2011~2013年市场规模非常小，发展较慢；从2014年开始明显增快，到2016年，我国新能源汽车产量51.7万辆，销量50.7万辆，基本实现了前述《规划》所设定的2015年新能源汽车市场达到50万辆的发展目标，但相比同期我国汽车市场总体2,811.88万辆和2,802.82万辆的总产销量规模，新能源汽车这一细分市场的依然十分微小，占比不足2%。

4、纯电动汽车市场发展概况

新能源汽车中，纯电动汽车的产销占据绝对主体，2016年，纯电动汽车的产销分别占新能源汽车产销总量的80.66%和80.67%。

本研究将主要关注纯电动汽车。从不同的纯电动汽车类型看，如图3所示，纯电动乘用车的市场占有率最大，同时以部分城市大力推广电动公交、电动环卫车等举措的推动，纯电动客车和专用车的增幅也十分明显。到2016年，纯电动乘用车产量接近25万辆，占据新能源汽车市场的半壁江山；电动客车突破11万辆的产量，同时电动专用车超过了6万辆。

此外，中美两国的电动汽车市场销量情况对比也可以一定程度上反映中外新能源汽车市场发展的状态。根据可获得的从2012年开始的美国统计数据，美国的插入式电动汽车经历着较为快速的增长，年均增长幅度34.5%，2016年销量15.7万辆；同时期中国纯电动汽车的年均增长幅度，达到了171.1%，2016年销量40.9万辆。由于两国统计口径和汽车类型定义的差异，此对比仅作参考，如图4所示。

（二）纯电动汽车技术发展现状概述

工信部自2014年起，至今一共发布了十二批次的《车型目录》。目录中涵盖了：纯电动汽车、插电式混合动力汽车和燃料电池汽车。本研究主要关注披露的纯电动汽车的主要技术发展现状。

《车型目录》基本涵盖了我国境内生产的纯电动汽车产品，以及少量进口纯电动乘用车（十二批次《车型目录》合计仅有3款进口乘用车），因此根据《车型目录》所反映出来的核心技术指标，可以反映出我国纯电动汽车产品的主要技术发展状况。十二批次《车型目录》中，纯电动汽车共涉及了纯电动乘用车、客车、专用车、货车和牵引车共五个大类，计5,110个型号，涉及厂家数量共计332家。其中，电动客车的型号数量最多，共计3,112型；而专用车的厂家数量最多，共计124家企业。市场销量最大的电动乘用车方面，车型共有422型，来自67家企业。《车型目录》提及的纯电动专用车，主要是指运输车、垃圾车、邮政车、物流车、工程车等有专门用途的纯电动车辆。

表征纯电动汽车最主要的技术指标，主要包括：续驶里程（km）、动力电池能量密度（Wh/kg）以及百公里电耗（kWh/100km）。前述各类型的纯电动汽车的主要指标的统计结果，如图5~16所示。这也是反映作为旅客或货物运输的车辆，所需要关注的核心要点。

前述的国务院《规划》提出，到2015年，纯电动乘用车最高车速不低于100公里/小时，纯电驱动模式下综合工况续驶里程不低于150公里；动力电池模块比能量达到150瓦时/公斤以上，成本降至2元/瓦时以下，循环使用寿命稳定达到2000次或10年以上。到2020年，动力电池模块比能量达到300瓦时/公斤以上。

1、乘用车

乘用车方面，现阶段422型车的续驶里程从80km~450km不等，最多数的车型续航里程众数值155km，中数值160km，基本能达到《规划》的发展目标；仅有48型车的续驶里程在300km及以上。其中，有2型车续驶里程达到450km，该2型车的质量均为2,450kg，动力电池质量730kg，能量密度124.7Wh/kg。从动力电池的能量密度角度看，目前主要分布在50.5Wh/kg~199.4Wh/kg范围内，众数值94.4Wh/kg，中数值101.3Wh/kg，同时仅有7款车型的能量密度达到《规划》关于2015年达到150Wh/kg的目标，大多数车型的能量密度集中在80~120Wh/kg的范围。

2、客车

客车方面，现阶段3,112型车中，有3型客车采用超级电容作为动力来源，续驶里程分别仅有22km、10.3km和3km，基本不具备实际应用能力，其他车型的续驶里程从50km~892km不等，大多数的车型续航里程集中在250km左右；有48型车的续驶里程在500km及以上，782型车的续驶里程在300km及以上；众数值250km，众数值255km。

其中，最长续驶里程车型达到892km，该车整车质量14,900kg，动力电池质量达4,310kg，仅次于所有车型中4,500kg的动力电池最高质量，电池能量密度91.4Wh/kg。从动力电池的能量密度角度看，目前乘用车选用的动力电池分布在13.8Wh/kg~237.9Wh/kg范围内（不含采用超级电容的3型客车），同时仅有4款车型的能量密度超过150Wh/kg，众数值100.0Wh/kg，中数值92.0Wh/kg；大多数车型的能量密度集中在80~120Wh/kg的范围。由于客车可以容纳更大质量的动力电池，因而客车对于电池能量密度需求的范围弹性较大。

此外，3,112型客车中针对部分电池类型有专门备注，其中有96型车采用钛酸锂电池，平均续驶里程148km，电池平均能量密度46.9Wh/kg；有11型车采用磷酸铁锂快充电池，平均续驶里程127km，电池平均能量密度79.0Wh/kg；指标表现均低于客车整体情况。另有3型车采用超级电容作为动力来源。

3、专用车

专用车方面，车型多样，用途不一，类似环卫车、运输车等车辆亦可以容纳较大质量的动力电池。现阶段1,483型车中，续驶里程从80km~543km不等，众数值200km，中数值201km；有20型车的续驶里程在400km及以上，165型车的续驶里程在300km及以上。其中，最长续驶里程车型达到543km，该车整车质量2,980kg，动力电池质量达670kg，电池能量密度138.8Wh/kg。从动力电池的能量密度角度看，目前乘用车选用的动力电池分布在43.7Wh/kg~162.5Wh/kg范围内，众数值100.0Wh/kg，中数值106.5Wh/kg；同时仅有31款车型的能量密度超过150Wh/kg，大多数车型的能量密度集中在80~120Wh/kg的范围。

4、货车

货车方面，现阶段90型车中，续驶里程从100km~385km不等，众数值170km，中数值200km；有12型车的续驶里程在300km及以上，48型车的续驶里程在200km及以上。其中，最长续驶里程车型达到385km，该车整车质量3,450kg，动力电池质量达866kg，电池能量密度95.8Wh/kg。从动力电池的能量密度角度看，目前乘用车选用的动力电池分布在71.4Wh/kg~136.4Wh/kg范围内，众数值100.7Wh/kg，中数值104.0Wh/kg；无车型的能量密度超过150Wh/kg。

5、各类型车的能耗

从各型车的百公里能量消耗的角度，以中数评估主要的车型整体的评价表现情况，乘用车为14.6kWh/100km，客车为46.9kWh/100km，专用车为24.3kWh/100km，货车为27.8kWh/100km。

此外，12批《车型目录》中还有3型电动牵引车，由于车型数量少，尚不具有典型代表意义，本研究暂不作分析。

总体上看，现阶段市场上大部分纯电动汽车的技术水平上处于基本可以满足各种车型初步应用的状态。例如，国务院《规划》对纯电动乘用车提出的技术指标目标，现阶段众多车型的整体状态仅仅是基本达到续航目标，能量密度目标仅7款车型达到；而远期目标的实现需要依赖更多的技术研发和突破。

2017年7月~8月间，媒体陆续报道了欧盟多个国家已经设置了传统能源汽车退出的时间表，比如荷兰、德国、英国等国已经将退出时间定在了2025年、2030年和2040年。同时，我国工信部副部长在2017年9月的中国汽车产业发展国际论坛上亦指出，已经启动我国传统能源车退出时间表的相关研究工作。而作为传统能源汽车未来的替代产品，新能源汽车越来越受到各方的关注。

由于新能源汽车包含了三种技术特点迥异的典型汽车类型，本研究现就新能源汽车下的“纯电动汽车”，进行相关的梳理、分析和研究，后续其他类型的新能源汽车研究将陆续开展。

三、纯电动汽车的环境效益及环境影响

现阶段公众面临纯电动汽车和传统能源汽车产品的消费选择时，主要关注的要点包括：纯电动汽车的续航能力、充电的便捷程度、额外的安全性考虑（即通常汽车安全性之外的考虑，特别是电池面临撞击、燃烧、穿刺、极端高温或低温等极端情况下的安全性）、产品售价等方面。目前纯电动汽车在上述各方面，相比传统能源汽车，均没有表现出特别显著的优势。除去部分一线城市为了治理拥堵和大气污染而采取了限购传统能源汽车、鼓励新能源汽车的政策以及地方政府的购车补贴等方面的实际影响，普通消费者选购纯电动汽车的积极性并不高。

纯电动汽车受到国家层面的大力推动，其实也与其存在客观的环境效益密切相关，这主要体现在能源节约和无直接大气污染物排放。然而另外一方面，纯电动汽车相比传统汽车，除了传统的汽车物料资源消耗之外，其以动力电池为代表的储能装置的生产和报废环节的环境负面影响同样不能被忽视。

（一）能源节约效益

纯电动汽车使用电能直接驱动电机推动车辆运动，这与传统能源车先由热机将燃油或燃气的化学能转为内能、再最终转化为机械能相比，一次能源转化效率明显要高。电力生产环节中，不考虑清洁能源发电，最主要的发电主体——火电在将煤等化石燃料转变为电力的生产环节，能源转化效率也优于机动车燃油热机，运行标准高的火电机组优势更为明显。单纯从热效率角度看，汽油发动机典型的热效率基本在33%到36%，柴油发动机的热效率大约是40%到45%，超临界机组热效率约41%，超超临界机组热效率约45%。

本研究以纯电动乘用车和传统燃油乘用车为例，对比两者单位里程的直接能源输入，初步分析纯电动乘用车与燃油乘用车的能源消耗水平。国务院发布《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020年）》设定，2020年乘用车新车平均燃料消耗量达到5.0L/100km；而目前大多数乘用车的实际使用油耗高于此目标值。作为对比，本研究前述统计中纯电动乘用车能耗中位数为14.6kWh/100km。以纯电动乘用车的当前平均表现技术数值，对比2020年新车的目标油耗值，可以看出，纯电动乘用车的节能效应明显。以热当量对比的热值，纯电动乘用车能耗仅为燃油车能耗的29.3%~33.4%；如考察火力发电的热消耗，以等价值计算，纯电动乘用车也比燃油车的能耗低12~15%。同时，不考虑充电与加油的便利程度，若仅考察燃油和充电的物价，充电的直接能源使用成本亦明显低于燃油。具体对比如表1所示。因而从能源使用的角度看，纯电动乘用车确实有明显的节能效益。

（二）大气污染物减排效益

纯电动汽车在使用过程中没有尾气排放，没有直接大气污染物产生。这也是相比传统能源汽车而言最大的优点。如果城市交通系统中的纯电动汽车能提高到可观的比例，确实可以有效地减少城市交通源大气污染物的排放，这对于没有或者较少工业污染源的部分城市而言，对于城市空气质量的改善将很起到很重要的作用。这也是发达国家和我国部分城市重点推动包括纯电动汽车在内的新能源汽车发展的重要考虑因素。

若不考虑纯电动汽车的间接排放，使用纯电动汽车作为出行方式或者交通运输部门的运营车辆，在满足相同运输周转量情况下，其替代传统能源车辆达到同样周转目标前提下的机动车尾气排放量，即为其大气污染物的减排效益。

若考虑纯电动汽车的间接排放，则需要考察城市所处的电网的上网能源结构。我国基本上仍以火电为主，2016年我国火电发电量占全部的74.36%。用电作为车辆的能源输入，同样将产生一定的大气污染物间接排放。在火电占主体的电力生产环节中仍有大气污染物排放，但火电厂集中处理大气污染物的有效程度，通常优于传统燃油车分散使用三元催化器等尾气处理方式。

本研究通过初步测算，评估纯电动汽车的间接污染的排放水平。假设纯电动汽车使用的电力，分别为100%、75%以及50%来源于满负荷运行的百万千瓦装机规模的火电机组，并分别达到国标《火电厂大气污染物排放标准GB13223-2011》和达到燃煤电厂超低排放水平的机组大气污染物排放水平，电力中的其他比例来源于清洁能源。燃油车辆则设定为达到国Ⅵ机动车排放标准。GB13223-2011为现行的火电厂大气污染物的国家强制排放标准，超低排放目前为政策鼓励性的标准，但部分省份已作为地区强制标准；2016年底，全国已累计完成超低排放改造4.5亿千瓦，占全部火电装机规模10.54亿千瓦的42.7%。国Ⅵ机动车排放标准将自2020年1月1日起执行，目前现行国Ⅴ标准从2017年1月1日起执行。

这里需要说明的是，燃煤火电机组的主要污染物为二氧化硫、氮氧化物和烟尘，而机动车尾气的主要污染物为一氧化碳、氮氧化物、挥发性有机物、二氧化硫、颗粒物等，大气污染物的主要结构并不完全一致。本研究选取主要污染物指标作为示例，说明两者大致的污染排放水平。后续可通过更深入的研究，详细分析对比两者的污染排放差异。

测算结果示意图如图1所示。按照行驶10万千米的里程测算，按前述技术统计值测算，纯电动汽车需要消耗电能14,600kWh。对应两种大气污染物排放标准下，电力来源结构的三种不同情景下，氮氧化物（NOx）和颗粒物或烟尘（PM）排放方面，纯电动乘用车均显著低于燃油车辆，燃油车的排放水平基本在纯电动乘用车的2.3倍及更多；而二氧化硫（SO2）排放方面，汽油车则显著低于纯电动汽车，即便火电达到超低排放水平（100%电力来源清景），汽油车的二氧化硫贡献仍低出约35%；若仅有50%的电力来源于仅达到国标的火电机组时，二氧化硫的间接排放水平仍高于国Ⅵ标准的汽油车9.5%；仅有50%的电力来源于达到超低排放标准的火电机组时，则此时二氧化硫的间接排放水平则可低于国Ⅵ标准的汽油车23.4%。而柴油车的二氧化硫排放仍显著高于汽油车以及纯电动汽车的间接排放，为4.6倍及更多。

不同情景下的能源结构显示，进一步提高我国清洁能源生产结构的占比，有利于进一步减少纯电动汽车的间接排放，特别可以显著减少二氧化硫的间接排放。

测算结果也一定程度反映出，火电厂采用高标准的污染集中治理，其效率远高于单个燃油机动车的污染控制，纯电动汽车对于氮氧化物和颗粒物的控制均显著较优；但受限于燃料本身属性的差异，比如煤中的硫分远高于燃油，因而纯电动汽车的二氧化硫间接排放仍高于汽油车。此外，传统燃油车最重要的污染组分如挥发性有机物（VOC）和一氧化碳（CO），由于火电厂几乎没有排放，因此本研究未作对比分析，但此类组分仍对城市灰霾和臭氧等二次污染产生很大的贡献，因而减少机动车尾气的排放仍然是治理城市大气污染的重要环节。

另外一个方面，从温室气体排放的角度测算，火电机组分别按照2016年全国供电煤耗312g/kWh和最新国家标准《常规燃煤发电机组单位产品能源消耗限额GB21258-2017》中现役1,000MW机组一级指标273g/kWh进行测算。测算结果如图2所示，纯电动汽车的二氧化碳间接排放，亦显著低于燃油车辆的直接排放，这与火电厂能源利用效率高于普通车辆的燃油发动机有关，而柴油车比汽油车更高的热效率也反映在柴油车更低的二氧化碳排放水平上。

（三）全生命周期的环境影响

纯电动汽车在使用环节没有直接的大气污染物排放，也没有直接碳排放，因此其运营和使用环节是环保友好的。然而从全生命周期的角度评价，生产环节中，除了跟普通汽车一样对于金属、非金属等材料的需求外，纯电动汽车特别需要相当比例的动力电池，而电池在生产环节存在较大的污染；后续报废及处理处置环节，除了常规可回收的资源和材料之外，需要重点关注废弃的动力电池的妥善处理处置和无害化。

1、动力电池

从动力电池的应用角度，由于其直接关乎纯电动汽车的续驶能力、能耗水平、充电便利使用程度，因此是纯电动汽车的核心部件。汽车业内常见传统的镍氢、镍镉、铅酸等电池，因为存在较大的记忆效应、自放电等问题，在动力电池领域的应用渐渐变少。现阶段主流的动力电池基本为锂离子动力电池，可从正极材料加以区分，目前成功商用的正极材料主要有锰酸锂、钴酸锂、磷酸铁锂以及三元材料，其中三元材料又分为镍钴锰酸锂和镍钴铝酸锂两种，此外还有钛酸锂电池。不同电池在安全性、能量密度、单体标称电压、寿命、成本价格、抗低温衰减能力、电池一致性等方面表现各有优劣，对于不同类型车辆的适用性亦有差异。比如客车等商用车，就可适装能量密度稍低的电池；但对于乘用车而言，市场对于稳定安全的高能量密度电池的需求则越来越显著。

纯电动汽车对动力电池的要求理论上包括：能量密度与功率密度较髙，可大电流充放电，还要求具有良好的安全性、耐高温低温、循环寿命长而且成本较低，但到目前尚没有任意一种电池能够满足上述所有要求。

一般地，锂离子动力电池生产环节工艺主要包括：制浆工艺、涂布工艺、装配工艺、化成工艺。从搅拌制浆至检验入库，其中经历了连续涂布、连续辊压、连续分条制片、连续卷绕、焊集流体、滚槽焊底、注液封口、化成分容等工艺环节。电池浆料中除了直接参加电化学反应的正极浆料和负极浆料还包括黏结剂、导电剂和溶剂等，其中黏结剂一般为聚偏氟乙烯（PVDF），导电剂为炭黑SuperP，溶剂为有机挥发性溶剂N-甲基吡咯烷酮（NMP）或水；NMP存在微毒性。同时锂离子生产线多采用自动化程度较高的设备，主要包括：涂布机、对辊机、全自动加投料系统、真空系统机组、溶剂回收系统、化成分容设备等十多个耗能设备，生产过程中功耗亦很大；而包括挥发性有机溶剂等产生的废气、制浆溶剂等产生的废水、物料环节产生的废弃物，需要予以关注。

动力电池报废环节，亦需要妥善处置。如果动力电池尚具有可用的能量存储能力，可以将电池按照一定标准回收再利用，或者将大宗的退役电池组成储能能源站，用于风电光伏等清洁能源发电设备的电网调峰或分布式能源；例如2015年，博世、宝马和瓦滕福公司利用宝马纯电动汽车的退役电池，建造2MWh光伏电站储能系统。如果动力电池需报废拆解，例如三元电池中的镍、钴、锰、锂等的含量，基本都高于对应金属矿藏的普通矿品位，若能合理回收利用资源，可以节约资源以及节约开采过程的物耗和能耗。由于现阶段不同厂商的动力电池形制各异，报废拆解过程尚存在部分限制因素，回收再利用的经济性总体不理想，但伴随动力电池产品的规范化和标准化，预期未来规模化的回收再利用工作将能有更多市场空间，同时亦符合资源节约与循环利用的理念。

2、电机和电控

驱动电机是纯电动车辆的核心部件之一，其工作特性对汽车的动力性能至关重要。主流电机包括：直流电机、交流感应电机、永磁电机、开关磁阻电机（又称SR电机）。

直流电机技术相对成熟，且控制系统简单，但因为安装有电刷和机械换向器等机械结构，会磨损严重需要定期更换；交流电机结构比较简单，使用和维修方便，能适应各种复杂环境，但工作时绕组线圈电流比较大，温度较高，铜损严重，工作效率和功率密度较低；永磁电机依靠永磁体转子工作，减少了励磁所带来的损耗，散热比较容易，结构相对简单，维修方便，控制系统相对复杂、成本比较高；开关磁阻电机为定、转子硅钢片叠压而成的双凸极结构，它具有结构紧凑、效率高、可靠性好、适于大批量生产、成本低，但是一种新型电机，技术还不够成熟。目前纯电动汽车中釆用的多是永磁同步电机和交流异步电机等交流电驱动系统。电机的扭矩、转速、效率特性、恒功率范围等指标作为驱动电机特性的重要评价方面。

纯电动汽车的电控系统，即包括整车控制器（VCU）及其控制系统、电机控制器（MCU）、电池管理系统（BMS），对整车的动力性、经济性、可靠性和安全性等有着重要影响。

VCU也称动力总成控制系统，其根据钥匙开关、挡位、加速踏板行程信号、制动踏板行程信号以及车速信号识别车辆行驶模式，基于设定的控制策略对整车动力系统进行控制，以满足对车辆动力性、经济性及驾驶舒适性的要求。MCU通过接收VCU控制指令，控制电动机输出指定的扭矩和转速，驱动车辆行驶，同时具有电机系统故障诊断保护和存储功能。BMS则针对具体需求对动力电池取长补短，实时监测动力电池关键数据，估计电池工作状态，控制电池组充放电过程，提高电池能量利用效率，延长动力电池循环寿命，保证动力电池使用安全。

电控系统的核心部件基本由硬件电路、底层软件和应用层软件组成。从生产过程中看，三电系统物质层面或物料使用层面消耗的资源并不多，而软件层面的技术开发则是产品的重要环节；从报废环节看，三电系统中的电路板等各种电子元器件的妥善处理处置则值得关注，尤其是电子器件通常含有重金属/贵金属（如汞、铬、铜、金、银）和塑料或树脂等有机组分，因而此报废环节需要注意回收可资源化的材料，同时关注有毒有害物质的妥善处理处置。

四、后续研究展望

纯电动汽车是目前最受关注的新能源汽车之一，使用阶段的大气污染物零排放是其最具有吸引力的特征。后续如何全面分析其间接排放、综合评估其产品优劣、评价各地鼓励政策的实际效果、对比其他类型新能源汽车环境效益的异同，均可作为可探讨的问题开展研究。

（一）纯电动汽车运营期间以电力为唯一输入能源，但是电力的生产结构却很复杂。我国现阶段仍以煤电为主的电力结构，决定了纯电动汽车的使用环节仍有间接污染物排放和碳排放。评价不同地区的纯电动汽车间接排放，则需要评价各地的电力生产结构和电网的电力分配结构；而不同类型的纯电动汽车的完全使用成本和全生命周期评价，也可作为后续的问题进一步研究。

（二）纯电动汽车的环境效益体现在运行和使用环节。现阶段《目录》将新能源汽车的生产纳入绿色债券支持项目范畴，本研究并未直接评估生产过程，而是从产品的实际运行角度，评估纯电动汽车产品环境效益的综合表现。如何评估产品生产环节的技术水平高低，可对生产线本身的技术工艺进行评估分析，也可通过汽车产品性能评估生产技术水平。此外，纯电动汽车作为重要的耐用消费产品，包括设计语言、外形美感、人机交互、舒适程度、互联网应用等方面的考察，也是衡量产品优劣的重要方面。因而后续考虑可以研究如何全面综合评估纯电动汽车产品生产。

（三）现阶段出台限购政策的城市所设定的各地鼓励推广的新能源汽车的类型细节并不一致，例如北京限定为纯电动汽车，而其他城市基本都包括了各类型的新能源汽车，但具体是摇号配置还是可以直接申请，不同城市亦有差异。政策导向的不同，将导致不同城市新能源汽车市场发展以及新能源汽车应用的环境效益也将可能存在差异。后续可以关注各城市的新能源汽车市场发展变化。

（四）此外，部分使用电力的混合动力汽车以及使用氢能等形式的燃料电池汽车的环境效益评价，需要根据其技术特性作后续的探讨分析。