劍橋工程師的最新分析顯示，電池電動(dòng)汽車的廣泛采用提供了最大的能源效率和二氧化碳減排潛力。

但他們警告說(shuō)，為了讓電池電動(dòng)汽車（BEV）的全部潛能得到釋放，為了滿足日益增長(zhǎng)的電力需求，電網(wǎng)的改進(jìn)是必要的，還需要努力提高充電站的可用性，以緩解所謂的“射程焦慮癥”——即擔(dān)心BEV的乘客會(huì)因續(xù)航不足而被困在路上。他們的發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《應(yīng)用能源》雜志上。

使用全電動(dòng)路徑的BEV和需要使用氫氣的燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）是減少交通部門溫室氣體排放的兩個(gè)最前沿的選擇。

可持續(xù)道路貨運(yùn)中心副研究員莫莉·豪根博士和能源部能源研究小組的同事對(duì)輕型（即汽車）和重型貨車的低碳方案的能源消耗進(jìn)行了隨機(jī)分析。

為了確定哪種能源途徑是更好的選擇，研究人員關(guān)注了以下適用于當(dāng)前和未來(lái)能源系統(tǒng)的電動(dòng)和氫動(dòng)力道路運(yùn)輸領(lǐng)域：

1、氫與電動(dòng)汽車能源效率

2、天然氣能源效率

3、電網(wǎng)能效

4、碳強(qiáng)度集中在車輛運(yùn)行時(shí)的能源生產(chǎn)和使用上

5、天然氣和電網(wǎng)能源途徑產(chǎn)生的二氧化碳強(qiáng)度

6、未來(lái)燃料路徑的財(cái)政限制。

他們的分析表明，BEV能持續(xù)減少溫室氣體排放。輕型BEV能源路徑通過(guò)減少輸入能源浪費(fèi)，將CO2排放降至最低，比使用電網(wǎng)能源的輕型FCEV效率高65%。隨著電網(wǎng)的脫碳和技術(shù)的進(jìn)步，研究人員說(shuō)，通過(guò)這一途徑進(jìn)一步減少二氧化碳排放是可能的。在體積和有效載荷有限的情況下，電池重型車輛也能夠?qū)崿F(xiàn)較低的二氧化碳排放，而電動(dòng)道路系統(tǒng)是最節(jié)能的途徑。

同時(shí)，在最大拖車容量的情況下，電動(dòng)和燃料電池重型車輛具有類似的天然氣一次能源的預(yù)測(cè)碳強(qiáng)度。然而，與燃料電池重型貨車相比，使用傳統(tǒng)電池系統(tǒng)或電動(dòng)道路系統(tǒng)的電動(dòng)重型貨車能夠分別實(shí)現(xiàn)55%和67%的碳減排。

相比之下，燃料電池電動(dòng)汽車使用的氫氣系統(tǒng)的碳足跡（每行駛公里數(shù)）由于系統(tǒng)效率低下而高出2到3倍，并且需要比電能系統(tǒng)多出2到3倍的可再生能源。

豪根博士說(shuō)，電池電動(dòng)汽車（BEV）和燃料電池電動(dòng)汽車（FCEV）是低碳的選擇，可以減少尾氣排放，但在整體效率、相關(guān)碳強(qiáng)度和成本上有所不同。隨著我們離英國(guó)政府承諾的2050年最后期限越來(lái)越近，要求英國(guó)在這一天之前將其所有溫室氣體排放量降至凈零，我們需要決定在哪條道路上使用全電或全氫來(lái)投入資源、資金和研究。

我們?cè)u(píng)估了電動(dòng)和氫燃料電池汽車能源系統(tǒng)，從能源來(lái)源到能源使用，并強(qiáng)調(diào)了系統(tǒng)在哪里損失能量；這些組件如何影響整個(gè)系統(tǒng)效率；以及相關(guān)的二氧化碳排放量。

加州勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室和加州斯坦福大學(xué)研究人員早前研究發(fā)現(xiàn)電動(dòng)汽車的任何應(yīng)用都必須通過(guò)發(fā)展清潔能源網(wǎng)來(lái)反映，以減輕氣候變化和空氣污染。

他們研究了美國(guó)最有利于交通運(yùn)輸?shù)钠嚾剂霞夹g(shù)，以及脫碳（氣候）和空氣污染（健康）緩解之間的權(quán)衡。

合著者之一、斯坦福大學(xué)的InêsM.L.Azevedo教授說(shuō)：“運(yùn)輸部門是美國(guó)二氧化碳排放的最大貢獻(xiàn)者。它對(duì)健康和環(huán)境的影響也很大。溫室氣體和空氣污染物以不同的方式影響不同的地方。溫室氣體在全球范圍內(nèi)擴(kuò)散，在大氣中停留數(shù)十年至數(shù)百年，其影響在全球范圍內(nèi)有所不同，但這種影響并不取決于排放源。標(biāo)準(zhǔn)污染物的壽命要短得多，其影響取決于排放發(fā)生的地點(diǎn)。”

這項(xiàng)研究估計(jì)了美國(guó)乘用車、SUV和公交客車的溫室氣體排放和標(biāo)準(zhǔn)空氣污染物排放造成的生命周期貨幣化損害。它研究了四種不同燃料類型的汽車：汽油、柴油、CNG和電網(wǎng)電力，以及三種汽車技術(shù)：內(nèi)燃機(jī)汽車（ICEV）、混合動(dòng)力電動(dòng)汽車（HEV）和電池電動(dòng)汽車（BEV）。

它使用邊際損害方法來(lái)估算與溫室氣體（CO2、CH4、N2O）相關(guān)的氣候變化貨幣化損害以及標(biāo)準(zhǔn)空氣污染物（SO2、NOx、CO、PM2.5和VOCs）造成的健康和環(huán)境貨幣化損害。

來(lái)自勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室的共同作者范彤博士說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)汽車電氣化在減少氣候變化損害和空氣污染損害方面有著巨大的潛力。與西海岸和新英格蘭的傳統(tǒng)石油汽車相比，2014年的電網(wǎng)，汽車電氣化已經(jīng)可以減少氣候變化造成的損害。”

然而，在某些地方，電池電動(dòng)汽車可能導(dǎo)致比傳統(tǒng)汽油/柴油汽車更高的空氣污染損害。這發(fā)生在煤炭仍然盛行的地區(qū)（如中西部和東南部）。

即使在美國(guó)電網(wǎng)相對(duì)清潔的地區(qū)（如西海岸和新英格蘭），電池電動(dòng)汽車也只能部分減少空氣污染損害。我們的研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了不斷清潔和脫碳電網(wǎng)的重要性，例如隨著可再生能源技術(shù)和核能的增加，以及提高車輛效率。接近零排放的清潔電網(wǎng)不僅有利于電力部門和建筑物等傳統(tǒng)電力消費(fèi)者，而且對(duì)可持續(xù)交通的未來(lái)也變得越來(lái)越重要。