汽車(chē)運(yùn)行階段碳排放將在2028年達(dá)到峰值9.64億噸，而汽車(chē)能源周期碳排放會(huì)在2034年達(dá)到峰值12.17億噸，如果扣減石油進(jìn)口所帶來(lái)的碳排放，則全生命周期碳排放可以在2035年達(dá)到峰值13.68億噸。

2022年12月9日，由蓋世汽車(chē)主辦的2022第三屆混動(dòng)技術(shù)發(fā)展論壇中，同濟(jì)大學(xué)教授，國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)會(huì)士韓志玉指出：

商用車(chē)是汽車(chē)行業(yè)碳排放的主要來(lái)源，在汽車(chē)能源周期碳排放的占比高達(dá)60%（2020-2035年），其中重卡對(duì)碳排放的貢獻(xiàn)最大，高達(dá)40%左右并將持續(xù)提升，因此，針對(duì)重型貨車(chē)的碳排放控制方案需要快速提上日程。

韓志玉 | 同濟(jì)大學(xué)教授，國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)會(huì)士

以下為演講內(nèi)容整理：  

大家好！下面我講四個(gè)方面的內(nèi)容，首先快速過(guò)一下氣候變暖背景，第二是中國(guó)汽車(chē)歷史碳排放估算，第三，在中國(guó)能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略下，2035年前汽車(chē)碳排放變化趨勢(shì)，第四，混動(dòng)輕型商用車(chē)的碳排放。

氣候變暖背景

大量的數(shù)據(jù)表明，全球平均溫度比工業(yè)化前高了1.09℃，地面溫度高了1.59℃， 海洋表面高了0.88°C。大部分科學(xué)家認(rèn)為，溫度的提升和空氣中溫室氣體的含量增加密切相關(guān)，工業(yè)化前，空氣中的二氧化碳大概是280個(gè)PPM，現(xiàn)在在410個(gè)PPM，根據(jù)IPCC預(yù)測(cè)，要保持本世紀(jì)全球平均溫度增長(zhǎng)不超過(guò)2℃，允許的PPM值是450個(gè)PPM。

雖然溫室氣體并不止二氧化碳，但是人類(lèi)活動(dòng)能影響，且占比很高的溫室氣體主要就是二氧化碳，根據(jù)IPCC最新報(bào)告，2019年人類(lèi)活動(dòng)產(chǎn)生的二氧化碳排放總量近380億噸。

對(duì)此，聯(lián)合國(guó)實(shí)施了避免危害性氣候變化的行動(dòng)戰(zhàn)略，比如制定簽署了《巴黎協(xié)定》，提出將全球平均氣溫升幅在工業(yè)化前水平上控制在2 °C以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5 °C以內(nèi)。中國(guó)也采取了相應(yīng)行動(dòng)，習(xí)主席于2020年9月22日在75界聯(lián)合國(guó)大會(huì)上首次提出中國(guó)二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，即“雙碳目標(biāo)”。隨后，國(guó)務(wù)院發(fā)布《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》，對(duì)交通領(lǐng)域也提出具體減碳要求，那就是2030年當(dāng)年新增新能源、清潔能源動(dòng)力的交通工具比例達(dá)到40%左右。

要減碳，就需要估算和預(yù)測(cè)中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的碳排放，必須要從全生命周期的角度進(jìn)行計(jì)算。我們用三個(gè)階段進(jìn)行分析：汽車(chē)運(yùn)行階段、汽車(chē)能源周期、汽車(chē)全生命周期。汽車(chē)運(yùn)行階段很好理解，如果使用的是氫能，我們就可以說(shuō)，在運(yùn)行階段的碳排放很少，近乎沒(méi)有。

但是我們要延長(zhǎng)這一計(jì)算邊界，將車(chē)用燃料的生產(chǎn)、發(fā)電燃料的生產(chǎn)都引入計(jì)算之中，這就是能源周期。而全生命周期除了能源周期以外，還包括整車(chē)制造和動(dòng)力電池生產(chǎn)過(guò)程的碳排放。由于時(shí)間關(guān)系，我這里只講一些結(jié)果，而不講其中涉及到數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容。

中國(guó)汽車(chē)歷史碳排放估算

2020年汽車(chē)燃料總消耗為2.85億噸。其中，汽油為1.293億噸，占45.47%；柴油為1.512億噸，占53.14%；天然氣為0.0394億噸，占1.39%，此時(shí)由于電動(dòng)車(chē)保有量較少，所以并沒(méi)有計(jì)算電能的消耗。

2020年汽車(chē)運(yùn)行階段的二氧化碳排放量為8.9億噸。其中，乘用車(chē)占比為40.5%，商用車(chē)占比為59.5%。重型卡車(chē)占比38.99%，與乘用車(chē)相當(dāng)。

從全生命周期看，2020年汽車(chē)的二氧化碳排放量為11.16億噸。其中，燃料使用階段占比為79.7%，燃料生產(chǎn)階段占比為14.1%，整車(chē)制造階段占比6.1%。結(jié)合2021年的國(guó)務(wù)院新聞辦公室《中國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的政策與行動(dòng)》白皮書(shū)，汽車(chē)二氧化碳全生命周期的碳排放占全國(guó)碳排放總量8.9%，占能源燃燒領(lǐng)域碳排放總量11.3%。因此，中國(guó)汽車(chē)行業(yè)的歷史碳排放相當(dāng)可觀。

2035年中國(guó)汽車(chē)碳排放趨勢(shì)

要預(yù)測(cè)未來(lái)的汽車(chē)碳排放趨勢(shì)，我們的數(shù)據(jù)依據(jù)有四大來(lái)源：1、中國(guó)共產(chǎn)黨“第二個(gè)百年”奮斗目標(biāo)：人均GDP在2035年達(dá)到2萬(wàn)美元，2050年達(dá)到4萬(wàn)美元；2、汽車(chē)行業(yè)2035年發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃（《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖2.0》：2035年乘用車(chē)EV+PHEV銷(xiāo)量占55%）3、電力行業(yè)清潔能源發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃（非化石能源發(fā)電量在2025年達(dá)到39%，在2035年達(dá)到50%）4、國(guó)家統(tǒng)計(jì)局和中國(guó)汽車(chē)工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

首先是乘用車(chē)保有量預(yù)測(cè)，根據(jù)“第二個(gè)百年”奮斗目標(biāo)和世界上千人汽車(chē)保有量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們可以預(yù)測(cè)出未來(lái)中國(guó)乘用車(chē)的保有量?？梢钥吹?，乘用車(chē)保有量在2030年會(huì)達(dá)到3.59億輛；2050年達(dá)到5.85億輛，千人汽車(chē)保有量達(dá)到目前歐洲的平均值。另外可以看到，我們的預(yù)測(cè)曲線和國(guó)家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)非常契合。

圖片來(lái)源：同濟(jì)大學(xué)教授，國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)會(huì)士韓志玉

同樣我們也預(yù)測(cè)了商用車(chē)的保有量變化，大概會(huì)保持在乘用車(chē)的10%左右。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們也可以推算出未來(lái)的汽車(chē)年銷(xiāo)量，我們預(yù)計(jì)在2027年乘用車(chē)銷(xiāo)量將會(huì)達(dá)到3000萬(wàn)輛。

在政府政策引導(dǎo)和激勵(lì)措施的推動(dòng)下，新能源汽車(chē)的市場(chǎng)份額和保有量將持續(xù)增長(zhǎng)。到2035年，新能源乘用車(chē)和商用車(chē)的保有量分別為1.61億輛和882萬(wàn)輛，份額將分別達(dá)到38%和21%。

下面是發(fā)電能源類(lèi)型變化圖，我們國(guó)家的電力主要由煤、氣、非化石能源貢獻(xiàn)，目前，煤電占比63%左右，根據(jù)規(guī)劃到2035年會(huì)大幅下降：煤電占比45%左右，氣電和煤電加起來(lái)不超過(guò)50%。

有了這些數(shù)據(jù)之后，就可以預(yù)測(cè)汽車(chē)碳排放。到2035年汽車(chē)化石燃料消耗變化不大，基本維持在3億噸左右，但是汽車(chē)用電量也會(huì)逐年增加，到2035年約為4千億kWh，其中非化石能源發(fā)電的占比也會(huì)快速提升。

我們預(yù)計(jì)汽車(chē)運(yùn)行階段碳排放在2028年碳達(dá)峰，當(dāng)年運(yùn)行階段的二氧化碳排放量為9.64億噸。重型貨車(chē)是碳排放大戶，2020年占比為38.99%，2035年將升至52.18%。

圖片來(lái)源：同濟(jì)大學(xué)教授，國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)會(huì)士韓志玉

下圖給出了汽車(chē)全生命周期碳排放趨勢(shì)以及各個(gè)階段的貢獻(xiàn)。汽車(chē)能源周期碳排放在2034年達(dá)峰，二氧化碳排放量為12.70億噸。全生命周期碳排放會(huì)在2035年前持續(xù)上升，2035年二氧化碳排放量為14.14億噸。

圖片來(lái)源：同濟(jì)大學(xué)教授，國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)會(huì)士韓志玉

細(xì)分至各個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)看：

從2020年到2035年，隨著汽車(chē)電動(dòng)化，化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳（包括燃料生產(chǎn)和使用）占比將逐年下降，從94%降到77%，但仍然是汽車(chē)排放的主要源頭。而電力消耗產(chǎn)生的二氧化碳（包括發(fā)電和動(dòng)力電池制造）占比將逐步升高，從～0到18%。整車(chē)制造環(huán)節(jié)產(chǎn)生的二氧化碳占比基本不變，為6%，所以運(yùn)行階段的碳占比最大。

從車(chē)型來(lái)看，從能源周期來(lái)看商用車(chē)和乘用車(chē)整體的二氧化碳排放比例基本維持在60:40，也就是說(shuō)10%的商用車(chē)排出了60%的碳排放。

如果計(jì)算單車(chē)年碳排放強(qiáng)度，在能源周期里，一個(gè)重型貨車(chē)的碳排放強(qiáng)度2021年是乘用車(chē)的26.7倍，到2035年則將達(dá)到31.5倍，這里不只是因?yàn)橹乜w量大，還有其運(yùn)行的里程也長(zhǎng)，由此可以再次看出控制重型卡車(chē)碳排放的重要性。

混合動(dòng)力輕型商用車(chē)碳排放量的案例比較

最后我簡(jiǎn)單講講一個(gè)案例，即比較4.5噸混合動(dòng)力廂式物流卡車(chē)的能耗和二氧化碳排放。比較的混合動(dòng)力構(gòu)型有兩種，一是增程式電動(dòng)，另外一個(gè)是串聯(lián)混動(dòng)。

為了公正比較，我們首先優(yōu)化了各自構(gòu)型的能量管理并考慮載荷（車(chē)重）變化的影響。在比較碳排放時(shí)，我們也考慮了區(qū)域能源結(jié)構(gòu)的影響，比如，在煤電較高的內(nèi)蒙古和水電較高的四川。我們的結(jié)果是就當(dāng)前全國(guó)平均發(fā)電碳排放水平而言，增程式電動(dòng)物流卡車(chē)的年碳排放比串聯(lián)混動(dòng)低10.7%，在四川要低25.6%，而在內(nèi)蒙只低5.8%。到2035年，隨著電網(wǎng)電力的不斷清潔，增程式電動(dòng)物流卡車(chē)的年碳排放優(yōu)勢(shì)將擴(kuò)大，將比串聯(lián)混動(dòng)低27.3%。

下面是一些總結(jié)。我想要強(qiáng)調(diào)的是重型卡車(chē)減碳的重要性。前面我們看到重型卡車(chē)碳排放占比目前高達(dá)40%，且會(huì)越來(lái)越高，重卡減碳迫在眉睫。但可惜的是，目前還缺乏可行、有效的大規(guī)模重卡減碳技術(shù)路線。這需要整個(gè)汽車(chē)行業(yè)一起努力，科學(xué)地、實(shí)事求是地分析評(píng)價(jià)各種潛在技術(shù)路線的全生命周期碳排放。我個(gè)人認(rèn)為當(dāng)前應(yīng)該在重卡上大力推動(dòng)混合動(dòng)力技術(shù)（包括增程），同時(shí)要打破固有思維，提出更加創(chuàng)新的動(dòng)力構(gòu)型。

（以上內(nèi)容來(lái)自同濟(jì)大學(xué)教授，國(guó)際汽車(chē)工程師學(xué)會(huì)會(huì)士韓志玉于2022年12月9日，由蓋世汽車(chē)主辦的2022第三屆混動(dòng)技術(shù)發(fā)展論壇發(fā)表的《可再生能源轉(zhuǎn)型下中國(guó)汽車(chē)碳排放趨勢(shì)》主題演講。）

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