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中汽中心劉斌:燃油車保有量達峰之日,決定碳排放達峰之時

繼習近平總書記提出“3060”目标以來,國家發改委加速建構雙碳“1+N”政策體系,其中“1”是總的路線,“N”是八大行業和領域。“1+N”政策體系為雙碳目标的實作提供了頂層設計和行動部署,随後全國各地區、各行業都在研究碳達峰、碳中和的路線圖和實施方案。汽車産業從屬于交通領域,作為制造業的代表性産業,肩負着低碳、綠色轉型的重大使命以及巨大潛力。

中汽中心一直是政府部門的重要智庫,多年來協助财政部、工信部、國家發改委等部委開展行業政策研究,為政策制定提供理論依據。中國汽車技術研究中心首席專家、中國汽車戰略與政策研究中心副主任劉斌博士曾直接參與新能源汽車産業發展規劃、補貼政策、免征車輛購置稅、汽車促消費等政策研究工作,目前受工信部委托進行《面向碳達峰、碳中和的汽車産業實施路線圖研究》。

中汽中心劉斌:燃油車保有量達峰之日,決定碳排放達峰之時

劉斌

在第八屆全球華人汽車精英聯合年會暨“中國擁抱世界”汽車産業創新論壇上,劉斌分享了《面向碳達峰、碳中和目标的汽車産業實施路線圖》階段性研究成果,為行業企業應對雙碳大考厘清方向。

直接減碳分析:汽車保有量與碳達峰時間

在會上,劉斌從直接減碳分析出發,分享了關于汽車碳排放的四個結論:

1

燃油汽車保有量決定了汽車直接碳排放

每年汽車産生了多少碳排放?

按照IPCC的分類,計算碳排放按照直接排放來算,即汽車作為運輸工具在使用過程中産生的直接碳排放。汽車每燃燒一升汽油會産生2.37公斤CO 排放,去年百公裡平均油耗是6.31L。中國一共有2.8億輛車,其中2.4億輛車是乘用車,2.4億輛乘用車中還有約0.5%是計程車,年均行駛裡程相當于7-8輛的私家車,初步計算出,乘用車碳排放一年是4億噸;另外商用車有0.3億輛,其中88%是商用貨車(包括43%的輕型貨車、25%的重型貨車等),12%是商用客車(包括公交客車、道路運輸客車、輕型車和中型車),經過計算,商用車碳排放一年約6億噸。兩者相合,汽車總排放一年在10億噸左右。

不同研究機構測算的汽車碳排放大概都在7億-10億噸左右,根據成品油消費稅收的資料反推,汽車燃燒消耗成品油導緻的碳排放是6.6億噸,其中60%左右碳排放由商用車導緻,40%左右由乘用車導緻。商用車雖然少,但是碳排放比較高。

除了現在保有汽車運作帶來的碳排放之外,中國每年還生産2500萬輛新車,生産一輛車大概産生550公斤的碳排放。一年2000萬輛乘用車碳排放是0.1億噸,再加上500萬輛商用車碳排放,一共是0.15億噸。這一資料隻是算的整車廠,還不包括零部件企業。

汽車直接碳排放導緻的結果是,90%來自于在用車行駛,10%來自于新車制造生産。由此得出第一個結論:燃油汽車保有量決定了汽車直接碳排放。

2

燃油汽車保有量達峰時間決定碳排放達峰時間

汽車的峰值或拐點究竟是多少?

中國現在汽車保有量為2.8億輛,交通運輸部認為未來将達到3.5億輛。真的如此嗎?

如果按大多數研究機構汽車千人保有量預測,美國的資料是800輛,日本和歐洲是500輛,中國是200輛。按照千人保有量計算,330輛是中國的峰值,正好是一戶一輛車,在這種情況下,中國未來汽車保有量峰值達到4.8億輛。

如果按中國的道路資源可以容納多少汽車計算,參照天津汽車道路資源比對車輛的情況,按照中國80%的城鎮化率來計算的話,汽車保有量高的峰值是5.6億輛。

中汽中心劉斌:燃油車保有量達峰之日,決定碳排放達峰之時

在這兩種保有量的情況下,汽車的碳排放未來會怎麼演進?

在每種保有量情況下,都有低政策、中政策、強政策的差別。低政策是按照有政策執行,購置稅免征補貼,這是對新能源的優惠,到2022年終止,之後沒有新的支援措施;中政策是2023年之後還有一些财稅優惠;高政策是還有更多的壓制燃油車的高強度的措施。

分析6種場景,可以看到汽車碳排放達峰時間和燃油汽車達峰高度正好吻合,是以得出了另一個結論:燃油汽車保有量達峰時間決定碳排放達峰時間,這個時間為2028—2031年。在此之後,中國汽車保有量還會繼續增長,但是碳排放下降,也就是中國汽車保有量增長與碳排放脫鈎。

3

新能源汽車保有量高于15%之日或是我國汽車行業碳達峰之時

汽車的峰值或拐點将呈現什麼特點?

現在我國汽車保有量是2.8億輛,而100輛車中98%是燃油車;到2031年保有量大概是3.7億輛左右,就隻有85%是燃油車。

也就是說,燃油汽車的保有量從98%消減到85%之時,汽車的碳排放就達到了峰值。反過來說,新能源汽車的滲透率從2%提高到15%之時,汽車的碳排放就達峰了。是以,拐點将在燃油車保有量低于85%、新能源汽車保有量高于15%的時候到來。

4

中國應繼續堅持純電驅動戰略 同時兼顧節能汽車發展

如何加速推進?

中國不是自然而然地攀高峰,要人為壓峰。為此,人為壓峰對汽車來說必須要做兩件事情:一是需要控制燃油車總量,二是調整結構,即提高新能源汽車的滲透率。為此,中國應繼續堅持純電驅動戰略,大力推廣新能源汽車,同時兼顧節能汽車發展。

深度減碳分析:純電動汽車真的低碳嗎?

除了直接減碳分析,劉斌還進行了深度減碳分析,并得出了五個結論以及建議:

BEV是降低行駛階段碳排放的最重要技術

前不久,劉科院士(澳洲國家工程院外籍院士、南方科技大學創新創業學院院長)的關于“碳中和誤區及其現實路徑”中指出,第六個誤區是認為電動車可以降低碳排放,但需要說明的是,如果能源結構不改變,電網67%的還是煤電,那電動車是在增加碳排放,而非減少碳排放。隻有能源結構和電網裡大部分是可再生能源構成的時候,電動車才能算得上清潔能源。

那麼在火電情況下,純電動汽車,不低碳嗎?

在目前74%是火電、26%是電力清潔化的情況下,對純電動汽車來說,每發一度電會産生0.61公斤的CO 排放,2020年我國銷售100萬輛純電動乘用車,百公裡電耗12.4度,行駛1萬公裡産生CO 0.76噸。其行駛階段CO 排放是0噸,上遊CO 排放是0.76噸,它的碳排放總和是0.76噸;而燃油車,上遊的煉油等環節一年行駛一萬公裡會有0.2噸CO 排放,行駛階段是1.5噸,一年的燃油CO 排放是1.7噸。

中汽中心劉斌:燃油車保有量達峰之日,決定碳排放達峰之時

是以,純電動汽車相比燃油車每年可減少CO 排放0.94噸。一輛車行駛15年,純電動汽車可以減少14.1噸的碳排放。也就是說,純電動和燃油汽車相比,考慮燃料周期,減碳效果是14.1噸。

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那麼,在電力100%都是清潔電力的情況下,一輛純電動汽車就會把燃油汽車15年行駛的22.5噸的CO 排放全部減掉,實作了燃料周期的碳中和。那麼就要多發展風電、光電等清潔電力。

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BEV是低碳發展最重要的技術路線 PHEV和HEV也具有良好的減碳效果

從電動車全生命周期來看,制造電池也有一定碳排放。

根據中汽資料,生産車用動力電池時,一度電會有95公斤的CO 排放,其中大概15公斤由甯德時代這樣的廠商産生,還有80公斤由上遊在剛果(金)等地排放。去年100萬輛純電動乘用車平均帶電量是46度電,是以一輛純電動乘用車的車用動力電池會增加4.4噸的CO 排放。是以,一輛純電動車和燃油車相比,全生命周期行駛15年,減碳效果減少到9.7噸。

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前面針對兩類車型作了分析,對同樣大小的車輛進行全生命周期碳排放的評價更加科學。以豐田卡羅拉的汽油版、HEV版、PHEV版和比亞迪秦EV對比來看,4輛車行駛15年15萬公裡折算,考慮燃料周期和車輛周期,平均行駛一公裡,卡羅拉汽油版會産生CO 排放176克,秦EV産生118克,削減效果是33%。由此可見,目前和未來,純電動都是最重要的技術路線。

中汽中心劉斌:燃油車保有量達峰之日,決定碳排放達峰之時

另外,雖然純電動的減碳效果是33%,而HEV、PHEV減碳效果分别是23%和25%,依然具有良好的效果。那為什麼有的地方政府還要禁燃呢?這是站不住腳的。

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小型化可顯著降低全生命周期碳排放 僅變化UF能至少達到10%的減碳效果

五菱宏光MINIEV削減的CO 排放很多,因為車型較小,所用材料較少,電池也較小,它對比秦EV的減碳效果是60%。也就是說,小型化可以顯著降低全生命周期碳排放。

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對于同一款PHEV,需關注UF值, UF值(純電行駛裡程占總行駛裡程比例)一般是0.54,即行駛一公裡,其中0.54公裡用電行駛。如果略微提高一輛PHEV的純電行駛裡程,比如當UF等于0.9,它的減碳效果是11%。

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制氫不清潔,FCEV全生命周期難以實作低碳

對比不同動力類型的SUV會發現,因為目前制氫不清潔,氫燃料電池的SUV在全生命周期要比混合動力的SUV碳排放高出20%左右。但是如果未來氫全部清潔化,都用綠電制氫,燃料電池汽車的碳排放量可以迅速削減到63.1克。

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5

要識别不同類型汽車碳排放的關鍵環節 注意不同類型汽車深度減碳路徑

識别不同類型汽車碳排放的關鍵環節。對燃料電池而言,最大的碳排放是制氫;對純電動來說,最大的碳排放是電池;對燃油汽車和混合動力汽車,最大的碳排放是行駛階段。

中汽中心劉斌:燃油車保有量達峰之日,決定碳排放達峰之時

是以對不同的車輛,要采取不同的減碳路徑。對燃油汽車和混合動力汽車抓能效改進,對PHEV抓用電率提升,對FCEV抓制氫清潔化,對BEV抓電池生産。

正在制定面向2060年的汽車産業技術路線圖

據劉斌介紹,目前中汽中心正在建構一個面向2060的汽車産業技術路線圖,最後會輸出關于産品、保有量、能源、交通、基礎設施和工業的六大路線圖。他分享了我國汽車碳排放及低碳産品結構發展規劃,并提出了對政府、行業和産業的建議。

我國目前98%是燃油汽車,如果繼續使用化石能源,就要提高其能源效率,普及更多的HEV,比如到2035年,一半都是HEV。如果把HEV加一個插頭,然後再增加一點電池容量,它就變成了一輛PHEV,這樣用電也可燒油行駛,如果多用電則可以降低碳排放。如果把内燃機去掉,再把電池加大,切換為電能驅動,就變成了一輛BEV。如果把BEV的電池縮小,再加一個燃料電池堆,那就是FCEV。BEV和FCEV這兩種類型的汽車,碳排放就是0,再加上HEV節能汽車就是汽車碳達峰的技術路線。

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為了實作碳中和,用能要保障,到2030年如果普及到1000萬輛的純電動,必須要建充電樁,燃料電池必須要低碳制能,電池生産要降碳和循環利用。

從長遠來看,我國汽車碳排放及低碳産品結構發展規劃大概是:到2030年左右,汽車碳排放碳達峰;2035年起,NEV在新車銷售中成為主流,占到50%;2040年起,NEV在保有車中成為主流。在這種情況下,要分階段實施相關的一些路徑:2021年起,NEV與燃油車節能雙輪驅動早達峰;2030年起,加快替代優存量;2035年起,奔向零碳控總量,此時要關注能源系統重構,智能交通和綠色出行,以及綠色生産和循環利用。

中汽中心劉斌:燃油車保有量達峰之日,決定碳排放達峰之時
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政府層面,要關注低碳發展戰略,提升NEV滲透率,加嚴燃油車能耗(碳排放),提供清潔車用能源保障,引導綠色低碳出行,健全循環利用體系,鼓勵綠色生産設計,保障政策引導。

行業層面,一要降本,尤其是電池降本;二要研發低碳産品和應用低碳技術,包括能耗、NEV、輕量化、新材料;三要關注充電等基礎設施建設。

産業層面,一要研究低碳(零碳)發展戰略、路徑、政策;二要研究産品的技術路線,明确未來新能源、混合動力汽車、燃油汽車等等不同技術路線下深度減碳清單,并且要對FCEV是否低碳進行深入探讨;三要研究減碳成本和效益比較,如何将直接減碳與深度減碳結合;四要研究充電設施和布局;五要研究車用能源總量和結構;六要研究低碳工業和低碳供應鍊,甚至要研究企業碳中和的樣本之路。

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