浅析电动汽车充电基础设施建设的环境影响.docx

浅析电动汽车充电基础设施建设的环境影响充电基础设施建设阶段的能源消耗会对环境产生短期影响，施工过程中的设备制造、材料运输均需消耗化石能源，间接增加碳排放充电桩的核心部件如变压器、充电模块，生产过程需经过金属冶炼、零部件加工、组装调试等环节，其中钢铁、铜等金属冶炼依赖火电，会产生一定量的二氧化碳某充电桩生产企业曾统计，生产一台 60kW 直流快充桩，从铁矿石开采、铜矿石冶炼到最终成品出厂，全流程需消耗标准煤 100 公斤，碳排放约 500 公斤，相当于普通家用轿车以百公里油耗 8 升的标准行驶 2000 公里的碳排放量材料运输环节同样消耗能源，充电桩所需的钢材（每台约 50 公斤）、电缆（每台约 30 米）、外壳（每台约 20 公斤）等材料，需从不同产地运往生产厂，如钢材来自河北钢铁厂、铜缆来自江西铜业基地，成品充电桩再通过柴油货车运输至全国各建设现场，长距离运输会排放氮氧化物和颗粒物某东部城市充电站建设时，10 台充电桩从广东生产厂运输到施工现场，全程 1500 公里，运输车辆（载重 10 吨的柴油货车）平均百公里油耗 25 升，累计消耗柴油 375 升，排放二氧化碳 1000 公斤、氮氧化物 8 公斤、颗粒物 1.5 公斤。

此外，充电站土建施工如场地平整、基础浇筑，需使用挖掘机、装载机、混凝土搅拌车等设备，这些设备多为柴油动力，施工期间会持续排放污染物某小区周边充电站施工，20 天的土建阶段（包含场地开挖、混凝土基础浇筑、电缆沟铺设），施工设备累计消耗柴油 500 升，周边空气质量监测站数据显示，施工期间 PM2.5 浓度较平时上升 10%-15%，早高峰时段曾达到 75 微克 / 立方米，超过国家标准（日均 70 微克 / 立方米），周边居民反映 “施工期间开窗通风，家中窗台会积一层薄灰”这种建设阶段的能源消耗和碳排放，虽为短期影响，但在全国充电桩大规模建设的背景下（2023 年全国充电桩保有量超 600 万台），累计环境影响不可忽视，需通过优化供应链（如就近采购材料、选择低碳运输方式）、采用新能源施工设备（如电动挖掘机、电动搅拌车）等方式降低环境负担，某新能源施工企业使用电动设备后，施工阶段碳排放较传统设备减少 60%​充电基础设施运营阶段的能源来源决定其环境影响，若依赖火电供电，会间接增加污染物排放；若使用可再生能源，则能减少环境压力传统火力发电以煤炭为主要燃料，燃烧过程会排放二氧化硫、氮氧化物和二氧化碳，根据《中国电力行业年度发展报告》，2023 年全国火电平均每度电排放二氧化碳 0.7 公斤、二氧化硫 0.1 克、氮氧化物 0.2 克，充电桩消耗的电能若来自火电，相当于将汽车尾气污染转移到电厂。

某北方城市充电站，其供电电网中火电占比 85%（其余为风电和光伏），一台 60kW 充电桩每天工作 10 小时（平均充电功率 40kW），年耗电量 14.4 万度，间接排放二氧化碳 10.08 吨、二氧化硫 14.4 公斤、氮氧化物 28.8 公斤，相当于 15 辆燃油车一年的碳排放量若充电站接入可再生能源，如配套建设光伏电站、风能发电设备，或直接从电网公司采购绿电（如通过绿证交易确认的可再生能源电力），则能大幅减少碳排放某西部高速服务区充电站，在服务区屋顶和停车场顶棚安装 1000 平方米光伏板（转换效率 20%），年发电量约 1.8 万度，可满足充电站 15% 的用电需求，每年减少二氧化碳排放 12.6 吨；北京、上海等城市的部分充电站通过与电网公司合作，采购 100% 绿电，运营阶段实现零碳排放，某上海充电站 2023 年采购绿电 50 万度，相当于减少 400 棵树的碳吸收量此外，充电桩的能源利用效率也影响环境，传统充电桩的充电效率（从电网到电池的能量转换率）约 90%，存在 10% 的能源损耗，损耗的能源以热能形式浪费，不仅降低能源利用率，还可能增加夏季充电站的降温负荷（如需开启空调为充电桩降温）。

新一代高效充电桩通过优化电路设计、采用新型半导体材料（如 SiC 碳化硅），将充电效率提升至 95% 以上，某品牌 120kW 高效充电桩，每台每年可减少能源损耗 1.2 万度，间接减少碳排放 8.4 吨这种运营阶段的环境影响，与国家能源结构转型密切相关，随着《“十四五” 现代能源体系规划》中可再生能源占比目标的推进，充电基础设施的环境友好性将逐步提升，推动充电基础设施与可再生能源结合，是降低环境负担的关键​充电基础设施建设可能对土地生态造成影响，尤其是占用绿地、林地或生态敏感区域时，会破坏植被和生物栖息地城市充电站多建设在停车场、道路旁、商业综合体周边，若选址不当，可能占用城市绿地（包括公园绿地、居住区绿地、道路绿地等），减少植被覆盖面积，影响城市生态系统的碳汇能力和热岛效应缓解效果某南方城市曾计划在市中心一块 1000 平方米的社区绿地上建设充电站（包含 10 台充电桩和配套停车场），该绿地种植有乔木 20 棵（树龄 10-15 年）、灌木 500 平方米（主要为冬青、月季），是周边 3 个小区近万名居民休闲活动的主要场所，建设方案公示后引发居民强烈反对，通过信访、社区座谈等方式表达意见，最终政府部门协调调整选址，将充电站改至附近的市政停车场内。

若充电站建设在郊区或生态敏感区域，如靠近湿地、林地、农田，施工过程中的场地平整、基础开挖，可能破坏土壤结构（如压实土壤导致透气性下降），影响周边植物生长；充电桩基础和地下电缆的铺设，可能阻断小型动物（如野兔、刺猬、蛇类）的活动路径，碎片化其栖息地，影响生物多样性某郊区充电站建设时，因选址靠近一片 500 平方米的灌木丛（为鸟类提供筑巢场所，常见麻雀、斑鸠、喜鹊等），施工中清除了约 100 平方米的灌木，导致周边鸟类活动范围缩小，当地环保组织（如自然之友）介入调查，要求施工单位后期补种相同种类的灌木（选用本地物种，避免外来物种入侵），并在充电站周边设置 1 米高的生态围栏，为小型动物提供通行通道，一年后回访发现，补种的灌木成活率达 80%，鸟类活动逐渐恢复此外，充电站地面多采用硬化处理，如铺设水泥地面、沥青地面，会减少雨水渗透面积，增加地表径流，可能加剧城市内涝，尤其在暴雨频发地区某东部沿海城市小区充电站采用全硬化水泥地面（面积 500 平方米），2023 年夏季一次暴雨中，场地积水深度达 15 厘米，积水无法快速渗透，漫流至周边道路，导致道路通行受阻 1 小时若采用透水地面材料，如透水砖、透水混凝土、植草砖等，可增加雨水渗透，补充地下水，减少地表径流。

某新建充电站采用透水混凝土地面（孔隙率 20%），雨水渗透速率达每小时 300 毫米，暴雨时无积水现象，同时在充电站周边种植乔木（如国槐）20 棵、灌木（如丁香）100 平方米，恢复部分植被覆盖，不仅降低对土地生态的影响，还提升了充电站的景观效果，周边居民评价 “像在公园里充电”​充电基础设施运营过程中产生的噪声，会对周边居民生活和野生动物造成干扰充电桩运行时，内部的散热风扇、变压器、功率模块等部件会产生一定噪声，虽然单台充电桩噪声较低（约 50-55 分贝，相当于正常交谈声音），但多台充电桩集中运行时（如 10 台以上），噪声叠加可能达到 60-65 分贝，超过《声环境质量标准》中居民住宅区夜间噪声标准（45 分贝），影响周边居民休息某小区地下车库安装 15 台 60kW 充电桩，运行时噪声通过墙体和楼板传播至上层居民楼（1-3 层），部分居民反映 “夜间睡觉时能听到持续的嗡嗡声，影响入睡质量”，环保部门现场检测显示，居民卧室室内噪声达 45-48 分贝，超过夜间室内噪声标准（40 分贝），需采取降噪措施高速服务区、城市路边充电站若靠近居民区（距离 20 米以内），噪声还会影响日间生活，某城市路边充电站距离居民楼仅 15 米，白天（8:00-22:00）充电车辆频繁进出（日均 300 车次），充电桩运行噪声（55 分贝）与车辆发动机噪声（65-70 分贝）叠加，导致居民楼周边日间噪声达 65-70 分贝，居民白天无法开窗通风，部分老人、儿童出现烦躁、失眠等不适症状。

对野生动物而言，充电站的噪声和灯光会干扰其行为习性，如夜间充电站的 LED 灯光会吸引趋光性昆虫（如飞蛾、甲虫），改变鸟类的觅食习惯（如麻雀、燕子夜间聚集在灯光下捕食昆虫，打破昼伏夜出规律）；持续的机械噪声可能导致小型哺乳动物（如田鼠、野兔）避开充电站周边区域，破坏其觅食和繁殖活动范围，影响当地生态链某郊区充电站靠近农田，夜间灯光亮度达 200lux，吸引大量飞蛾聚集，周边鸟类（如白头鹎）夜间频繁活动，原本的昼伏夜出习惯被打乱；充电桩运行噪声（55 分贝）还导致田间的田鼠活动范围从充电站周边 50 米缩小至 100 米外，影响以田鼠为食的黄鼠狼、蛇类等天敌的生存为减少噪声影响，可在充电桩上安装隔音罩（采用吸声材料如玻璃棉、岩棉），降低噪声向外传播；在充电站周边设置隔声屏障（高度 2-3 米，采用轻质隔声板），阻挡噪声扩散；选用低噪声充电桩（运行噪声低于 45 分贝），从源头控制噪声某小区充电站后期在充电桩外侧加装隔音罩，周边墙体安装吸声材料，居民室内噪声降至 38-40 分贝，满足标准要求，居民投诉量从每月 10 起降至 0 起；夜间关闭充电站非必要照明（如仅保留 1 盏低亮度指示灯），减少对野生动物的干扰，3 个月后观察发现，周边鸟类夜间活动恢复正常。

​充电基础设施的电磁辐射是公众关注的环境问题，若辐射超标，可能对人体健康和电子设备造成影响充电桩在运行过程中，会产生两种类型的电磁辐射：工频电磁场（频率 50Hz，主要来自充电电缆、变压器、电抗器等）和射频电磁场（频率 300MHz-3GHz，主要来自充电桩的通信模块，如 4G/5G 模块、蓝牙模块）根据国家《电磁环境控制限值》（GB 8702-2014），公众暴露于工频电磁场的限值为 500 微特斯拉（μT），射频电磁场限值为 40 微瓦 / 平方厘米（μW/cm²）正常情况下，合格的充电桩（符合国家《电动汽车传导充电系统 第 1 部分：通用要求》GB/T 18487.1-2015）电磁辐射符合标准，距离充电桩 1 米处，工频电磁场强度约 10-50 微特斯拉（μT），射频电磁场强度约 1-5 微瓦 / 平方厘米（μW/cm²），远低于限值，不会对人体健康造成影响（世界卫生组织研究表明，低于限值的电磁辐射不会引发健康风险）某第三方检测机构（如中国计量科学研究院）曾对市场上 10 个品牌的充电桩进行检测，涵盖 60kW、120kW、200kW 等不同功率型号，检测结果显示所有充电桩的电磁辐射均符合国家标准，未发现超标情况，其中某品牌 60kW 充电桩在 0.5 米处的工频电磁场强度为 80 微特斯拉，1 米处降至 30 微特斯拉，2 米处仅为 10 微特斯拉。

但部分老旧充电桩（使用年限超过 8 年）或不合格产品（未通过 3C 认证），可能因部件老化（如电缆屏蔽层破损）、设计缺陷（如未采用电磁屏蔽措施），导致电磁辐射超标，尤其是充电电缆未屏蔽或屏蔽不良时，会增加工频电磁场辐射强度某小区使用的一批 2015 年生产的老旧充电桩，检测发现距离 0.5 米处工频电磁场强度达 600 微特斯拉，超过标准限值（500 微特斯拉），后期更换为 2023 年生产的合格充电桩后，辐射强度恢复正常（1 米处 35 微特斯拉）电磁辐射还可能干扰周边敏感电子设备，如医院的医疗设备（如心电图机、核磁共振仪）、实验室的精密仪器（如质谱仪、光谱仪），这些设备对电磁干扰敏感，若充电站建设在医院、科研机构周边（距离 100 米以内），需采取额外的屏蔽措施，如使用屏蔽电缆、建设接地系统、设置电磁屏蔽室，减少辐射干扰某医院（三级甲等）周边 50 米处建设充电站时，充电桩电缆采用双层屏蔽设计（内层铜网屏蔽，外层铝箔屏蔽），充电站设置独立接地装置（接地电阻小于 4 欧姆），后期检测显示，医院医疗设备运行未受电磁干扰，各项指标正常对于公众而言，无需过度担忧。