对最终结果有很大的影响
本报告中的所有事实和数据均经第三方验证。验证工作由IVL Svenska Milj öinstitutet 按照ISO 14040/44标准完成。
1 缩写、术语与定义
本报告主要涉及以下缩写及术语:①LCA :寿命周期评估;②GHG :温室气体;③CO 2eq :CO 2当量;④WtW :油井到车轮;⑤WtT:油井到油箱;⑥TtW :油箱到车轮;⑦ICEV :内燃机卡车;⑧BEV :纯电动车;⑨GVW :车辆总重。
⑴生命周期评估(LCA):是一种评估产品生命周期的所有阶段(从原材料获取到生产、使用和处理)的环境影响的方法。这种方法能全面评估环境影响,并避免转移环境负担。
LCA 分为4个阶段:目标与范围定义、生命周期库存(LCI)、生命周期影响评估(LCIA)与解读。
a.目标和范围:包括研究的目的、预期应用与受众、系统边界和功能单元。
b.生命周期库存(LCI ):是对产品模型进行数据收集和计算的过程;是LCA 的一部分,在这里收集和建模所有必要的数据;它是对产品生命周期内的原材料使用、能量需求和排放进行量化的过程;它为产品系统创建了一个从生态圈到生态圈的基本库存。
c.生命周期影响评价(LCIA):是基于LCI 结果对潜在环境影响进行分类并特征化的步骤。它将LCI 的基本流程转化为潜在的环境影响。通常又可以分为4个阶段:分类、特征化、标准化和加权。目前的分析将分类和特征化作为强制性的LCIA 步骤,去除了标准化和权重,因为ISO 14040/44的外部交流中不推荐这2项。“分类”步骤将LCI 结果归为特定的环境影响类别(CO 2和CH4被归为CCP(气候变化潜力)类)。“特征化”步骤(通过特征化因子)将每个影响类别的LCI 结果转换为影响类别指数(例如将CH4转换为CO 2eq )。
d.结果解读:根据设定的目标和范围进行分析,
洲的柴油条件。
纯电动汽车制造阶段环境影响更大,主要是电池制造消耗能量大。内燃机卡车(ICEV)制造阶段的温室气体(GHG)排放为27.5 t CO 2eq (二氧化碳当量),纯电动卡车(BEV)制造阶段的温室气体排放为53.6 t CO 2eq。动力电池制造阶段的温室气体排放量为74 kg CO 2eq /kWh。尽管制造阶段的CO 2排放量更大,但是使用阶段的CO 2排放要少很多,纯电动卡车整个生命周期CO 2排放量显著降低。根据欧盟电网的碳强度,整个生命周期GHG 排放降低率从38%(2016年欧盟综合电网)~63%(2030年预测欧盟综合电网)。为车辆提供绿电力是充分发挥纯电动卡车潜力的途径。若使用绿电力,BEV 整个生命周期减少温室气体排放可达86%。
由于制造阶段的温室气体排放量更高,相对内燃机卡车,纯电动卡车可被看做有“碳债务”。由于使用阶段的每公里排放量更低,GHG 债务将在某个时候完全偿还,这被称为盈亏平衡点,也就是BEV 开始比ICEV 产生更小的GHG 影响的时间点。根据碳强度的不同,盈亏平衡发生在33 000 km(绿电力)~68 000 km(2016年基准线)之间。即,就本文中所有提到的综合电网而言,BEV 有可能在1~2年内比ICEV 对气候的影响更小。
在报废阶段,斯堪尼亚的动力电池被收集、拆解、粉碎,并由收集和回收伙伴进行回收。具体的回收过程取决于地理位置和合作伙伴的设施。由于设施规模不同(试点or 大规模回收)、相关数据有限,我们选择从回收模式中排除电池回收。此外,在LCA 模型中假设电池没有第2次寿命,这意味着全部制造负担由斯堪尼亚卡车的整个生命周期承担。
此外,还能显著降低颗粒物形成、臭氧产生和地面酸化等其他类影响。此类排放可降低83%~97%,主要因为消除了尾气排放。
使用纯电动卡车也能显著降低化石资源的消耗以及海洋/淡水的富营养化(降低18%~48%),尽管发电中使用煤炭对这一项影响很大。这主要是因为,油井到油箱对柴油生产的影响高于发电带来的影响。
该LCA 报告分析了纯电动卡车和内燃机卡车对环境影响的大小和关系。但是,这一LCA 分析结果,特别是绝对值,不用于与其他OEM 的卡车进行比较,因为功能单元的选择、方法、范围和原始数据的获取
卡车车辆总重
(GVW)/ t 驾驶室车桥配置动力(峰值/持续)动力电池电
功率变速器
内燃机卡车
28
P176×2*4320 hp,欧ⅥN/A
8速GR875
Opticruise 纯电动卡车
28
P17
6×2*4
295/230 kW 300 kWh
2速
GE21S21
表1    对标车辆技术参数概况
中点水平完成的。Hierarchist 方法的观点是基于时间框架和影响机制合理性的共识。例如,100多年来观测到的气候变化潜力(Huijbregts et al.,2017)。这项研究显示了以下方面的潜在影响:气候变化、颗粒物形成、化石资源利用、淡水和海洋富营养化、臭氧形成(人类健康和生态系统)和陆地酸化。基于运输业的影响相关性和方法成熟度选择了这些影响类别(European Commission et al.,2011; Van Loon 等人,2018年)。一般认为,斯堪尼亚卡车的其他类影响如矿产资源枯竭、水资源使用和毒性也存在,但不包括在本研究中。
这个LCA 是基于历史数据,能够满足捕获整个车辆生命周期的温室气体排放这一目的,而不是给出汽车制造和使用如何影响全球环境负担的一个估计值,那是一个间接后果。
当一个过程的环境影响分配给多个产品或服务时,需要一个分配方法。产品或服务之间的划分可以基于质量、能量或经济价值等属性。除了LEAD 数据集中已经包括的影响之外,本研究没有对环境影响进行
具体分配。LEAD 数据集分配,在软件文档(http ://www.gabi-software/international/databases/gabi-data-search/)中进行了描述。
使用软件文档(www.gabi-software)中描述的LEAD 数据集剪切标准。
回收阶段的二次材料积分不计入。
维修(轮胎除外)被排除在外,因为它对环境的影响很小(仅占生命周期环境影响的0.1%~0.3%),而且由于运营范围很大,很难定义维修的平均值。
供应链的部件制造过程被排除在外,因为不在斯堪尼亚工厂制造(轮胎和动力电池除外)。其原因是数据难以获取,以及对环境影响很小(<1%的生产阶段)。
该LCA 给出了纯电动配送卡车和内燃机配送卡车对环境影响的大小和关系。但是,LCA 结果,特别是绝对值,不打算与其他OEM 的相比较。功能单元的选择、方法、初级数据的范围和获取将对最终结果概念,而不是车型概念。模块化系统能够针对每一种运输任务提供个性化适配车辆。本LCA 中所述的纯电动卡车技术规格是基于对纯电动卡车的销量预测,这些纯电动卡车既被用于城市配送,也被用于区域配送。
恒驰新能源汽车
我们精心挑选了一款与电动卡车配置相当的内燃机卡车,同时确保是这一细分市场中内燃机卡车的代表
车型(基于销售统计数据和内部共识,并保证是比较公平和相关的)。
2辆车都是3轴刚性带转向辅助桥,配备了P17驾驶室和适应车箱的底盘。基本上,这2辆车唯一不同的地方就是驱动系统。由于动力驱动系统和电池重量的不同,纯电动卡车的整备重量大1 t。
4 生命周期库存
在生命周期库存中,为每个生命周期阶段(制造、使用、维修和回收)收集数据。
生命周期的不同阶段,数据收集过程是不同的。制造阶段数据是基于车辆技术规格和国际材料数据系统(IMDS)的零部件供应商的材料成分数据。使用阶段数据基于能量消耗模拟(VECTO)和运行数据。维修阶段(限于更换轮胎)和回收阶段是基于外部LCA 研究。4.1制造阶段
数据收集从收集整车的材料数据开始。据报告,每辆车有超过10 000种材料,然后按组进行分类,最后形成一个每辆车约45种材料的清单。为了更加直观,将这45种材料分成更宽泛的材料类别,并以纯电动卡车和内燃机卡车重量份额的形式呈现。
材料和重量信息编写在物料清单(BOM)中。BOM 与Scania Mapping List 一起导入到SlimLCI+,其中每个材料都被分配了最佳拟合数据集。LEAD 数据集描述了原材料提取和半精炼产品制造的环境负担。
本文使用LEAD 数据库中的工业平均数据集,但对于一些材料(例如大重量材料:钢和铝),斯堪尼亚的特定数据集已经开发出来,能准确代表斯堪尼亚
产生很大的影响。斯堪尼亚愿意以ISO 14040/44为基础,长期开发更普遍的LCA 指南,并致力于在此方面作出贡献。
斯堪尼亚卡车是基于模块化