傳統(tǒng)燃油車與新能源車LCA碳足跡分析比較

龔俊川，李莉，岳平

傳統(tǒng)燃油車與新能源車LCA碳足跡分析比較

龔俊川，李莉，岳平

（吉利汽車研究院（寧波）有限公司，浙江 寧波 315336）

整車LCA分析可以計(jì)算整個(gè)生命周期各個(gè)階段的碳足跡，通過比較各個(gè)階段的二氧化碳當(dāng)量值來識(shí)別主要貢獻(xiàn)階段，從而提出節(jié)能降耗方案。文章分析比較了傳統(tǒng)燃油車與新能源車的全生命周期碳足跡，找出差異點(diǎn)提出改善建議。

LCA；碳足跡；傳統(tǒng)燃油車與新能源車

前言

LCA（Life Cycle Assessment）即產(chǎn)品生命周期評(píng)價(jià)，是對(duì)一個(gè)產(chǎn)品系統(tǒng)的生命周期中輸入、輸出及其潛在環(huán)境影響的匯編和評(píng)價(jià)，可以評(píng)價(jià)汽車產(chǎn)品全生命周期各個(gè)階段所引發(fā)的各種環(huán)境問題，也可以研究包括成本、社會(huì)問題。LCA被歐盟委員會(huì)認(rèn)為是未來評(píng)價(jià)綠色產(chǎn)品唯一的方法；目前已有很多汽車企業(yè)在產(chǎn)品策略中應(yīng)用LCA，如BMW、Volvo、Ford等。隨著我國工業(yè)的發(fā)展，我國在成為汽車產(chǎn)銷大國的同時(shí)，我國政府也越來越關(guān)注汽車在其全生命周期中產(chǎn)生的環(huán)境影響。按照全生命周期的理念，在產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)階段系統(tǒng)考慮原材料選用、生產(chǎn)、銷售、使用、回收、處理等各個(gè)環(huán)節(jié)對(duì)資源環(huán)境造成的影響，力求產(chǎn)品在全生命周期中最大限度降低資源消耗、盡可能少用或不用含有有毒有害物質(zhì)的原材料，減少污染物產(chǎn)生和排放，從而實(shí)現(xiàn)環(huán)境保護(hù)的活動(dòng)。

LCA的技術(shù)框架為4個(gè)階段：目的和范圍的確定、清單分析、影響評(píng)價(jià)、結(jié)果解釋。

本文研究應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)方法，依據(jù)ISO 14040和ISO 14044等國際標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)規(guī)定，采用中國生命周期評(píng)價(jià)軟件，采用汽車行業(yè)原材料背景數(shù)據(jù)庫并結(jié)合實(shí)際汽車生產(chǎn)能耗及排放數(shù)據(jù)，對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。整車生命周期系統(tǒng)邊界包括：原材料的獲取階段、汽車生產(chǎn)階段、汽車使用階段、汽車報(bào)廢回收階段等生命周期階段。

汽車產(chǎn)品碳足跡核算方法采用IPCC 2007(100a)的評(píng)估方法，該方法是由國際氣候變化委員會(huì)發(fā)布的權(quán)威的溫室效應(yīng)評(píng)估方法，評(píng)估溫室氣體（Greenhouse Gas, GHG）釋放進(jìn)入大氣之后100年內(nèi)產(chǎn)生的溫室效應(yīng)，將每種GHG的全球增溫潛勢(shì)（Global Warming Potential, GWP）值用CO2當(dāng)量的形式表示，計(jì)算結(jié)果以kgCO2e為單位。

1 傳統(tǒng)燃油車LCA分析結(jié)果

本研究應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)方法核算某燃油車整車的碳足跡，并分析生命周期各階段碳足跡的貢獻(xiàn)，以行駛15萬公里計(jì)，如表1所示。

表1

1.1 原材料階段

原材料的獲取階段包括資源的獲取過程和原材料的生產(chǎn)過程。該階段始于從大自然提取資源，結(jié)束于汽車產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)施。零部件材料、鉛酸電池、輪胎材料、液體材料等的材料碳足跡數(shù)據(jù)如下表2所示：

表2

1.2 生產(chǎn)階段

生產(chǎn)階段始于汽車原材料、零部件、半成品進(jìn)入生產(chǎn)場址，結(jié)束于汽車成品離開生產(chǎn)工廠。本研究生產(chǎn)階段主要核算汽車沖壓、焊接、涂裝、總裝、動(dòng)力站房及其它等過程的能源消耗及氣體排放數(shù)據(jù)。整車生產(chǎn)各個(gè)階段碳足跡數(shù)據(jù)如下表3：

表3

1.3 使用階段

假設(shè)汽車在10年的使用壽命內(nèi)共行駛里程15萬km，汽車使用階段主要的能源消耗、物料消耗以及尾氣排放，碳足跡數(shù)據(jù)如下表4：

表4

2 新能源車LCA分析結(jié)果

本研究應(yīng)用生命周期評(píng)價(jià)方法核算某電動(dòng)汽車整車的碳足跡，并分析生命周期各階段碳足跡的貢獻(xiàn)，以行駛15萬公里計(jì)，如表5所示。

表5

2.1 原材料階段

原材料的獲取階段包括資源的獲取過程和原材料的生產(chǎn)過程。該階段始于從大自然提取資源，結(jié)束于汽車產(chǎn)品進(jìn)入產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)施。包括零部件材料、鉛酸電池、動(dòng)力電池材料、輪胎材料、液體材料等的碳足跡數(shù)據(jù)如下表6：

表6

2.2 生產(chǎn)階段

生產(chǎn)階段始于汽車原材料、零部件、半成品進(jìn)入生產(chǎn)場址，結(jié)束于汽車成品離開生產(chǎn)工廠。主要核算沖壓、焊接、涂裝、總裝、動(dòng)力站房和其它等過程的能耗及排放數(shù)據(jù)。同時(shí)考慮了動(dòng)力電池生產(chǎn)這部分的環(huán)境影響，如下表7。

表7

2.3 使用階段

假設(shè)電動(dòng)汽車行駛壽命10年，壽命期內(nèi)共行駛里程15萬km，純電動(dòng)汽車使用階段不涉及汽油消耗及尾氣排放，因此汽車使用階段主要包含電力消耗、物料消耗，如下表8。

表8

3 重大問題識(shí)別

3.1 全生命周期比較

新能源車的全生命周期GWP值比傳統(tǒng)燃油車的要高。主要表現(xiàn)在原材料階段高2.55倍，生產(chǎn)階段高2.68倍，使用階段低0.28倍，如下表9。

表9

3.2 原材料階段比較

新能源車原材料階段比燃油車高主要表現(xiàn)在部分輕金屬零部件材料和動(dòng)力電池材料的獲取上；輕金屬、稀有金屬、貴金屬獲取比較困難產(chǎn)生的碳足跡影響就比較大，如下表10。

表10

3.3 生產(chǎn)階段比較

新能源車和燃油車主要生產(chǎn)階段基本相同，主要是多了動(dòng)力電池生產(chǎn)階段碳足跡影響，如下表11。

表11

3.4 使用階段

新能源車使用電力比燃油車使用的汽油碳足跡較低，且使用過程中沒有碳排放比汽油大大降低了直接碳排放，如下表12。

表12

4 結(jié)論

通過以上數(shù)據(jù)分析，得出以下結(jié)論：

（1）全生命周期階段新能源車比傳統(tǒng)燃油車GWP要高。主要表現(xiàn)在原材料獲取階段、生產(chǎn)階段、回收階段較高。

（2）原材料獲取階段新能源車比燃油車GWP高，主要表現(xiàn)在部分輕金屬零部件材料和動(dòng)力電池材料的獲取上；輕金屬、稀有金屬、貴金屬獲取比較困難產(chǎn)生的能耗較高。

（3）生產(chǎn)階段新能源車和燃油車主要生產(chǎn)工藝基本相同，主要是動(dòng)力電池生產(chǎn)比發(fā)動(dòng)機(jī)的生產(chǎn)較復(fù)雜較高能耗的影響。

（4）使用階段新能源車使用電力比燃油車使用的汽油GWP低且更環(huán)保，首先電力的獲取比汽油的獲取能耗較低，且電力能源在使用過程中不會(huì)產(chǎn)生碳排放。

5 建議

（1）在原材料選擇方面優(yōu)先選擇易獲取且資源較豐富的材料，要在材料的輕量化與稀有難獲取上找到平衡點(diǎn)，或采取組合材料的方式。

（2）生產(chǎn)階段可以盡量優(yōu)化基地的傳統(tǒng)四大生產(chǎn)工藝，采用先進(jìn)低能耗設(shè)備和先進(jìn)高效率的工藝，盡量降低對(duì)能源的消耗和污染物的排放。

（3）使用階段燃油車盡量減低油耗，新能源車降低電耗或提高續(xù)航里程，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

（4）在零部件設(shè)計(jì)階段優(yōu)先選擇可產(chǎn)業(yè)化回收利用的材料，連接方式易拆解，平臺(tái)化開發(fā)，有完善的拆解指導(dǎo)手冊(cè)，從而來提高報(bào)廢車輛的拆解與回收。

[1] 關(guān)于開展工業(yè)產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)意見,工業(yè)和信息化部,發(fā)展改革委,and環(huán)境保護(hù)部, Editors. 2013:北京.

[2] 汽車產(chǎn)品生態(tài)設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)實(shí)施規(guī)則,國家認(rèn)監(jiān)委,Editors.2015:北京.

[3] 中國制造2025,國務(wù)院,Editors. 2015:北京.

[4] 關(guān)于組織開展第二批工業(yè)產(chǎn)品生態(tài)（綠色）設(shè)計(jì)示范企業(yè)創(chuàng)建工作的通知,工信部,Editors. 2015: 北京.

[5] AIAG, Automotive Industry Guiding Principles to Enhance Sustaina -bility Performance in the Supply Chain, C.R.G. Statements, Editor. 2014.

[6] ISO, ISO 14040: 2006 Environmental management-Life cycle assess -ment-Principles and framework. 2006, International Organization for Standardization: Geneva.

[7] ISO, ISO 14044: 2006 Environmental management-Life cycle assess -ment-Requirements and guidelines. 2006, International Organiza -tion for Standardization: Geneva.

[8] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局and中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì), GB/T 24040-2008環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)原則與框架環(huán)境管理. 2008,中國標(biāo)準(zhǔn)出版社:北京.

[9] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局and中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì), GB/T 24044-2008環(huán)境管理生命周期評(píng)價(jià)要求與指南. 2008,中國標(biāo)準(zhǔn)出版社:北京.

[10] IPCC, Climate Change 2007, the Fourth Assessment Report (AR4) of the United Nations Intergovernmental Panel on Climate Change. 2007, Geneva, Switzerland: Intergovernmental Panel on Climate Change.

[11] 中國新能源汽車碳排放核算方法（2018版）.

Analysis and Comparison of LCA Carbon Footprint between Traditional FuelVehicle and New Energy Vehicle

Gong Junchuan, Li Li, Yue Ping

（Geely Automobile Research Institute (Ningbo) Co., Ltd., Zhejiang Ningbo 315336）

Vehicle LCA analysis can calculate the carbon footprint at all stages of the whole life cycle, identify the major contributing stages by comparing carbon dioxide equivalents at different stages and find out the targeted proposals of energy-saving and consumption-reducing.It analyzed and compared the carbon footprint of the whole life cycle of traditional fuel vehicles and new energy vehicles in this article, and found out the differences and put forward suggestions for improvement.

LCA; Carbon Footprint; Traditional fuel vehicles and new energy vehicles

B

1671-7988(2019)21-30-04

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1671-7988(2019)21-30-04

龔俊川（1985.09-），男，就職于吉利汽車研究院（寧波）有限公司。主要研究車用材料和環(huán)?；厥沼泻ξ镔|(zhì)方向，重點(diǎn)負(fù)責(zé)整車零部件禁限用物質(zhì)和可回收利用率、環(huán)保材料、LCA技術(shù)開發(fā)等工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.21.010

CLC NO.: U469.7