“雙碳目標”下汽車行業(yè)的減排探索

文 / 本刊記者 伊萬

“碳達峰、碳中和”的“雙碳目標”已經成為政府和行業(yè)里的高頻詞匯。2021中國汽車論壇“碳達峰、碳中和目標下新能源汽車發(fā)展形勢”主題論壇上，業(yè)內嘉賓對交通行業(yè)實現(xiàn)“雙碳目標”的方式方法進行了深入分析。

減碳的總體思路

從全行業(yè)來看，交通是僅次于電力和工業(yè)的碳排放大頭。按照歐美國家的經驗，其碳排放達到峰值的時候，交通的排放占到整個經濟體排放的1/3左右。

世界汽車工程師學會聯(lián)合會（FISITA）終身名譽主席、清華大學汽車產業(yè)與技術戰(zhàn)略研究院院長趙福全給出了一組數(shù)據(jù)，目前中國汽車保有量已達2.87億輛（截至2021年一季度數(shù)據(jù)），而到2050年，根據(jù)其所在團隊的測算，中國汽車保有量將接近5.5億輛。

生態(tài)環(huán)境部機動車排污監(jiān)控中心教授級高級工程師王軍方也給出了一組數(shù)據(jù)，1999-2020年中國汽車保有量增加16倍，碳排放增加了4倍左右，交通領域的二氧化碳接近12億噸。在這個結果中，還有非道路移動機械2.73億噸未納入統(tǒng)計范疇，小型客車和重型貨車排放量占比為39.5%和39.7%。

雖然按照這個數(shù)據(jù)2030年能夠完成交通領域碳達峰的目標，但是距離2060年的碳中和目標，仍然很遙遠。

這意味著汽車產業(yè)增量替代和存量替換的任務都異常艱巨。

在趙福全看來，中國實現(xiàn)“雙碳目標”的任務是非常艱巨的。其挑戰(zhàn)可以歸納為“時間緊、任務重”。

時間緊—中國從碳達峰到碳中和的緩沖時間只有短短30年。而發(fā)達國家從碳達峰到碳中和的間隔大都有50-60年。

任務重—涉及多領域、多要素的系統(tǒng)工程，“牽一發(fā)而動全身”；還需要兼顧經濟發(fā)展和社會民生，不能以犧牲經濟增長為代價；高碳經濟本身存在局限性和技術慣性，拋棄原有發(fā)展模式絕非易事。

事情難辦不代表不能辦。

對于如何減碳，趙福全也給出了應對思路。

具體來說，總體分為內部聯(lián)動和外部配合兩部分。在內部聯(lián)動方面，實現(xiàn)產業(yè)全生命周期減碳的措施可歸納為：生產減碳、使用減碳、回收減碳和供應鏈減碳四個方面。

趙福全對這四方面進行了具體說明。

生產減碳，包括能效提升、工藝創(chuàng)新、燃料/原料替代和綠色能源使用等。

使用減碳，包括節(jié)能增效和提高運行效率等，特別是應當提高低碳/零碳產品的使用強度，以稀釋其生產過程付出的能耗和排放代價。在這方面電動汽車搭載的電池量“夠用就好”，并提高車輛的利用率，就是一個典型案例。同時應盡可能延長產品的使用壽命，過去主要是為了降低成本，而未來則是為了減少生產來降低碳排放。

回收減碳，則包括提升材料的回收與再利用效率、發(fā)展循環(huán)經濟等。材料的回收與再利用意味著原材料生產的減少，這將有效減少原材料生產從礦產開采到加工應用全過程的碳排放。例如動力電池的回收與再利用，就會顯著降低電動汽車整體的碳排放。

此外，還有供應鏈減碳，包括材料替換和工藝創(chuàng)新等，前者將從源頭上解決上游產業(yè)鏈的碳排放問題，后者將有效降低零部件生產過程中的碳排放。

在外部配合方面，趙福全建議實現(xiàn)多產業(yè)、多領域協(xié)同脫碳的措施，主要包括：一是能源產業(yè)的結構優(yōu)化，不斷加大清潔能源的比重，通過應用零碳能源支撐汽車產業(yè)的全生命周期脫碳；二是交通產業(yè)的結構優(yōu)化與重新布局，不斷豐富低碳/零碳汽車產品的應用場景，并增加其使用強度、提升其運行效率；三是負碳措施的“查漏補缺”，即通過植樹造林以及應用碳捕集/封存/利用技術，使汽車產業(yè)難以消除的部分碳排放得以中和。

趙福全給出的是思路，王軍方給出的是方法。

王軍方認為，汽車產業(yè)的新能源化，從長期來看，這是最主要的措施；第二，交通領域能源多元化發(fā)展是必要的補充，比如電力為主，生物柴油、氫燃料、可再生能源作為輔助；此外，傳統(tǒng)燃油車的低碳發(fā)展，尤其2035年以前是非常主要的措施。

王軍方還特別強調，要重視老舊汽車的淘汰，不論從污染物的降低，還是碳排放的降低，都是減排量最大的措施。

中企探索：插混減排、控油箱、增加快充口

要實現(xiàn)減排，針對不同產品、技術路線，都要有不同的解決方案。

從產品方面來看，純電動汽車，從技術成熟度和產品接受度來看，自然是目前減排最應該發(fā)展的產品類型。

但是作為有益補充，插混的市場銷量也不容小覷。

上海市新能源汽車公共數(shù)據(jù)采集與監(jiān)測研究中心顧問丁曉華認為，插混未來很長一段時間還會存在，對減排有一定效果。

為了說明插混的減排作用，丁曉華給出了一組數(shù)據(jù)，品牌全樣本PHEV二氧化碳排放是每公里170克，而我國傳統(tǒng)燃油車二氧化碳排放是201克，能節(jié)約15%。

丁曉華表示，到目前為止，上海新能源汽車上牌量大約是52萬輛，其中插電式混合動力的占比48%，從2019年開始比例越來越小了，純電每個月的比例要到60%了。不管怎么說，預測未來的增長，到2025年，每年還要有35萬輛銷售。

面對這部分產品，如何減碳？

丁曉華給出了三點對策。

一是，希望插混車型增加直流充電口，原因是不大可能全面實現(xiàn)小區(qū)充電，所以需要到公共場合充電?！霸瓉淼腜HEV是沒有直流口的，電池很小，大家覺得不需要。但是電里程提高了，直流就有價值了。油箱要適度控制，電提高的時候控油，這樣才能讓節(jié)能減排效果更好。”

二是，補貼充電端要和充電行為掛鉤，不能直接把錢給到消費者。“如果有這種監(jiān)管，這樣的補貼才有效果，純電不用考核，必須充電才能開?！倍匀A說。

三是，在居住小區(qū)“一樁雙槍”和“共享充電”。“每個用戶一個晚上的充電時間是5個小時，而一晚上有10個小時?！倍匀A建議，一個樁兩把槍可以將相鄰的車一起充電，不要推廣“一樁一槍”的模式。

探索光儲充

當然充的電最好是綠電，這樣更能達到減排的目的。

在萬幫數(shù)字能源股份有限公司高級副總裁王磊看來，如果電動汽車數(shù)量達到總共車輛保有量數(shù)量的30%，接近1億輛的車變成電動汽車以后，可能需要接近十個三峽大壩全年發(fā)電量總和的電才能為電動汽車供電。

而且很多主機廠提出了未來幾年要充“綠電”的需求；對于消費者來說，電動汽車在家充電，也會提升耗電量，變成階梯電價。

在這些情況之下，王磊提出了光儲充一體化的建議。

光伏和儲能的結合，基于安全和成本的考量，儲能設備不太大，定價可以落在4-5萬元，消費者應該能接受。如果上面有光伏補充一下，最起碼電價不用那么高。如果家里是峰谷平電價的話可以在最便宜的時候充電，可以下班的時候充上去，等到家里電價最便宜的時候再啟動。

“用光伏儲能還有其他好處，可以協(xié)調家里的電器跟充電樁、電網、儲能器之間的平衡。讓HMES控制器來決定什么時候做什么樣的策略是最優(yōu)的，最節(jié)能減排的?！?/p>

王磊看來，因為有了電動汽車剛性的充電需求，所以場景通過充電樁、儲能竟然把光伏產業(yè)盤活了，“現(xiàn)在有很多用戶都想上這樣的設備，很多4S店都在上設備?！?/p>

燃料電池汽車迎機遇

談到儲能，除了鋰離子電池，還有氫能。

同濟大學燃料電池汽車技術研究所所長章桐認為，“雙碳目標”背景下，燃料電池汽車迎來了發(fā)展機遇。

首先，燃料電池汽車和純電動汽車電氣架構一模一樣，平臺化效應特別好。第二，燃料電池汽車繼承了純電動汽車的一切優(yōu)點，又克服了續(xù)駛里程和充電方面的缺陷。第三，純電動汽車和燃料電池汽車相互互補，特用的場合下有獨到之處。

在章桐看來，燃料電池和純電動汽車兩者是互補的，未來市場上一定是相輔相成、互相互補的技術路線。

章桐給出的數(shù)據(jù)顯示，在“雙碳目標”的影響下，2050年燃料電池汽車保有量5000萬輛，相當于保有量5億輛中10%的汽車是燃料電池汽車，這將極大地推動燃料電池汽車的發(fā)展。

章桐表示，“一次能源和電力網、氫氣網”三網融合，形成中國的全新能源架構，中國才能夠實現(xiàn)碳中和。因此，要借“雙碳”之勢，利用氫電兩次能源網的建立，從根本上促進和保障燃料電池、氫燃料電池的融合發(fā)展，保障中國汽車工業(yè)平穩(wěn)、可持續(xù)的產業(yè)轉型，堅持純電驅動不動搖，燃料電池汽車和鋰電池為主的純電動汽車相互輔助的發(fā)展格局。

外企探索：現(xiàn)代汽車的純電、氫能雙路線

去年歐盟、中國和日本相繼發(fā)布碳中和宣言后，韓國政府也于當年10月份對外宣布《2050年國家碳中和計劃》。

現(xiàn)代汽車在減碳方面也有著自己的規(guī)劃和布局。

現(xiàn)代汽車集團中國區(qū)副總裁李赫埈介紹說，韓國由于資源缺乏，更希望通過氫能實現(xiàn)能源體系轉換，因此“培育氫能產業(yè)”是韓國政府實現(xiàn)碳中和目標的主要路徑之一。

韓國方面提出“到2030年普及85萬輛氫燃料電池汽車，建設660座加氫站”的目標。

現(xiàn)代汽車集團致力于提供環(huán)保領域的全面解決方案，目前在混合動力（HEV）、插電式混合動力（PHEV）、純電動（BEV）、氫燃料電池方面均有技術優(yōu)勢。

李赫埈表示，現(xiàn)代汽車會根據(jù)不同國家和地區(qū)法規(guī)、政策、市場需求，提供最優(yōu)方案，靈活應對變化?！袄缭谥袊袌?，我們將積極導入純電動汽車和氫燃料汽車技術。電動汽車方面，我們的目標是2040年之前實現(xiàn)全面電動化。”

具體來說，現(xiàn)代將持續(xù)優(yōu)化內燃機車型產品陣容，集中力量推進電動汽車、氫燃料汽車、自動駕駛、城市空中出行(UAM)、機器人等新業(yè)務。

現(xiàn)代計劃到2030年構建50萬輛氫燃料電池汽車和70萬套氫燃料電池系統(tǒng)的生產體系。

“我們的目標是2022年和2024年分別量產L3、L4級自動駕駛汽車。2028年推出完全電動化、‘零排放’的UAM（Urban Air Mobility，空中出行業(yè)務），2030年實現(xiàn)城際空中出行?！?/p>

針對中國的“碳中和”，李赫埈表示，他們計劃2022年以后，現(xiàn)代和起亞每年將在中國推出專屬電動車型，到2030年環(huán)保汽車產品陣容將達到21款。

博世已實現(xiàn)“碳中和”

作為一家早已實現(xiàn)“碳中和”的國際零部件巨頭，博世的經驗很有參考價值。

博世（中國）投資有限公司副總裁蔣健給出了一組數(shù)據(jù)，博世在中國的二氧化碳排放量，占博世全球排放量的近30%，所以比例也比較大。目前博世（中國）的銷售去年達到1173億元人民幣，相當于博世全球銷售的20%左右，但碳排放在中國占到全球碳排放的30%。

如何實現(xiàn)“碳中和”，他們的方法是四管齊下：

一是傳統(tǒng)節(jié)能減排，提升能效，通過一系列的節(jié)能減排項目，繼續(xù)優(yōu)化能源的使用。

二是使用可再生能源，在全球很多場地，比如說大量使用光伏發(fā)電等等。

三是購買綠電。目前國家電網里的綠色電力已經占到20%多。隨著將來的能源結構更合理，博世在電力當中的綠電部分比例也會增加，“從博世角度講，我們愿意甚至多花一些錢購買‘綠電’?！笔Y健說。

四是碳抵消的方式予以補償，包括購買碳匯，以及通過公益的方式。

蔣健介紹說，他們在四川彝族的生活區(qū)，幫助當?shù)厝烁纳茻堄玫脑睿捎霉?jié)材灶，新型的灶具節(jié)省了很多碳排放。

蔣健表示，博世就是通過以上四個手段，在2020年達到了碳中和。

從2019年以來，博世中國共啟動300多個能源節(jié)能項目，節(jié)約用電4800萬度，累計減排二氧化碳3萬多噸，相當于49平方公里的樹林一年所能吸收二氧化碳的量，造林面積超過6900個標準的足球場。

2020年已經實現(xiàn)了碳中和，博世接下來的工作是繼續(xù)保持。博世下一階段目標是，到2030年以前，繼續(xù)降低碳排放，幫助博世的供應商節(jié)能15%，“不僅僅我們自己做到碳中和，我們要在自己所能控制的產業(yè)鏈里節(jié)能減排，相當于減排6700萬噸，這是下一階段的目標?！?/p>

裝備制造業(yè)的減排

除了降低能源的消耗和化石原料的使用，汽車行業(yè)還有一個板塊—汽車裝備制造業(yè)。在思安新能源股份有限公司副總裁、CTO王成看來，無論從零部件的制造，以及整車的裝配都有大量能源的消耗，同時大多數(shù)能源來自于市政，就是化石能源為主。

汽車產業(yè)是長產業(yè)鏈，上游的鋼鐵，包括目前石油行業(yè)都提出提前碳達峰的訴求，這個數(shù)據(jù)的信息不一定是完全準確的，通過節(jié)能、新能源汽車的路徑圖得到這個信息，2035年排放總量較峰值下降20%以上。

可以看到，“雙碳目標”是對全行業(yè)提出的發(fā)展目標，需要全產業(yè)鏈的通力合作。從專家們的觀點來看，“碳達峰”的目標并不難實現(xiàn)，問題在于高位達峰還是低位達峰，顯然低位達峰實現(xiàn)“碳中和”的可能性更高，因此需要全行業(yè)的通力合作，盡量降低達峰值，需要綠電、光儲充、氫能源行業(yè)的大力配合，才能最終達成“碳達峰、碳中和”的大目標。