电动汽车对中国典型区域的空气质量和人体健康影响研究

【摘要】：虽然电动汽车与传统燃油汽车相比在行驶阶段具备高效率和低/零排放的特征,但其上游燃料生产过程的能耗和排放却不可忽视。随着我国电动汽车的快速发展,以及能源和环境问题受关注度的不断提高,综合生命周期方法和复杂空气质量模型等手段定量评估电动汽车推广对空气质量和人体健康的影响具有重要意义。研究收集了实际道路车辆测试数据,分析典型电动汽车在实际道路行驶状态下的能耗和排放特征,以及行驶工况和驾驶条件对其能耗和排放的影响规律。基于生命周期方法分析了2030年不同的电动汽车发展情景对京津冀和长三角两个典型区域的减排效益,并应用复杂空气质量模型定量评估了电动汽车推广对区域空气质量的影响。在此基础上,以长三角地区为例,通过暴露-浓度响应关系定量评价了电动汽车推广对人体健康的影响,并使用货币化工具综合评价其人体健康和气候变化效应的经济价值。相比于基准情景,在基于政策推动的电动化情景(EV1)下,2030年京津冀和长三角地区城市区域的PM_(2.5)浓度在1月份分别下降0.6±1.4μg/m~3和0.8±0.6μg/m~3,其主要贡献来自NO_3~﹣浓度的下降;而在8月份,PM_(2.5)浓度分别下降0.3±0.3μg/m~3和0.4±0.5μg/m~3,以SOA浓度的削减为主。在长三角地区,由于电力构成较为清洁且机动车排放比重较高等综合原因使得电动汽车的推广比京津冀地区获得的PM_(2.5)浓度削减效益更高。电动化对PM_(2.5)浓度的削减在城市地区趋向于获得更高的效益,因为排放的削减主要出现在交通较为密集的城区。相比于PM_(2.5),电动汽车推广对NO_2浓度的削减效益更高,尤其在城市地区。例如,上海城区1月份的NO_2浓度在EV1和极端电动化情景(EV2)下,相比基准情景(平均浓度为45.5μg/m~3)能够分别削减4.8±2.8μg/m~3和6.4±3.6μg/m~3,从而极大地帮助其实现NO_2浓度的达标。相比于基准情景,在EV1下,2030年长三角地区能够减少因长期暴露在PM_(2.5)污染下而导致的死亡人数为3936(3833~4040)人,其中减少因中风而死亡的人数占2/3。此外,EV1情景对死亡终点的长期和短期效益产生的货币价值分别为411(400~422)和18(5.6~31)亿元人民币;其因削减CO_2排放而产生的气候变化效益的经济价值为70亿元人民币。在不同的边际电力构成情景下,以对死亡终点的长期效应为对照,如果同时考虑其气候变化效益,将使得EV1的人体健康效益提高8~26%。