不同類(lèi)型車(chē)輛全生命周期碳排放對(duì)比分析

徐家明，王睿，喬蒙

吉利汽車(chē)研究院（寧波）有限公司，浙江寧波 315336

0 引言

當(dāng)前,汽車(chē)碳排放已經(jīng)成為我國(guó)交通領(lǐng)域溫室氣體排放快速增長(zhǎng)的重要因素之一，如何有效控制汽車(chē)行業(yè)碳排放總量的增長(zhǎng)，對(duì)我國(guó)能夠盡早達(dá)到碳達(dá)峰尤為重要[1-3]。幾乎全球所有的車(chē)企都在呼吁“汽車(chē)電動(dòng)化轉(zhuǎn)型”，很多觀點(diǎn)認(rèn)為電動(dòng)車(chē)行駛過(guò)程中全部使用電力，CO2排放為0，但從燃料周期來(lái)看，發(fā)電環(huán)節(jié)還是會(huì)有CO2的排放，至少在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)碳中和之前，純電動(dòng)汽車(chē)不能稱(chēng)之為零碳汽車(chē)。同時(shí)，看一輛車(chē)的碳排放不僅僅是關(guān)注它在使用階段的直接排放量，更應(yīng)該站在整個(gè)車(chē)輛全生命周期的角度去看待[4]。以二氧化碳當(dāng)量（CO2e，該量是在輻射強(qiáng)度上與某種溫室氣體質(zhì)量相當(dāng)?shù)亩趸嫉牧浚﹣?lái)衡量汽車(chē)全生命周期的碳排放，通過(guò)生命周期內(nèi)不同類(lèi)型車(chē)輛碳排放量的對(duì)比研究，可定量分析新能源車(chē)相比燃油車(chē)碳排放的減少量。根據(jù)中國(guó)乘用車(chē)生命周期碳排放核算技術(shù)規(guī)范，乘用車(chē)生命周期將原材料獲取階段、整車(chē)生產(chǎn)階段和使用階段納入生命周期碳排放核算，這里不包括道路與廠房等基礎(chǔ)設(shè)施、各工序的設(shè)備、廠區(qū)內(nèi)人員及生活設(shè)施的碳排放[5]。通過(guò)對(duì)生命周期3個(gè)不同階段碳排放量的比較計(jì)算得到，純電動(dòng)車(chē)較燃油車(chē)每個(gè)階段碳排放的增加或減少量，從而得出生命周期純電動(dòng)車(chē)低碳排放的優(yōu)勢(shì)所在。

1 原材料獲取階段對(duì)比分析

原材料獲取階段包括鋼鐵、鑄鐵、鋁及鋁合金、銅及銅合金、熱塑性塑料、熱固性塑料、橡膠、織物、陶瓷/玻璃、鉛、硫酸、玻璃纖維、磷酸鐵鋰、鎳鈷錳酸鋰、石墨、電解液、潤(rùn)滑劑、剎車(chē)液、冷卻液、制冷劑和洗滌液等原材料生產(chǎn)所產(chǎn)生的二氧化碳排放；某款車(chē)型3種不同動(dòng)力配置的車(chē)輛對(duì)應(yīng)的原材料獲取階段碳排放如圖1所示。

圖1 不同類(lèi)型車(chē)型原材料碳排放量對(duì)比

不同類(lèi)型的車(chē)輛在原材料獲取階段碳排放的分布情況也不一樣，圖2展示3個(gè)車(chē)型主要材料的碳排放分布情況。

圖2 不同類(lèi)型車(chē)型原材料碳排放量分布情況

2 整車(chē)生產(chǎn)階段對(duì)比分析

整車(chē)生產(chǎn)階段碳排放量包括沖壓、焊接、涂裝、總裝及動(dòng)力站房等生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的二氧化碳排放量。某款車(chē)型3種不同動(dòng)力配置的車(chē)輛對(duì)應(yīng)的工廠平均單車(chē)生產(chǎn)碳排放如圖3所示（由于3款車(chē)型生產(chǎn)地不相同，所以圖中結(jié)果不代表整車(chē)單車(chē)生產(chǎn)碳排放實(shí)際值）。

圖3 工廠生產(chǎn)不同單車(chē)的平均碳排放量

3 整車(chē)使用階段對(duì)比分析

整車(chē)使用階段包括燃料生產(chǎn)、燃料使用、輪胎更換、鉛酸蓄電池更換、液體更換及制冷劑逸散等所產(chǎn)生的二氧化碳排放量。某款車(chē)型3種不同動(dòng)力配置的車(chē)輛對(duì)應(yīng)的使用階段碳排放量如圖4所示。對(duì)于燃油車(chē)，燃料生產(chǎn)的碳排放量是生命周期燃油消耗量的總和（燃料消耗量采用按 GB/T 19233—2020《輕型汽車(chē)燃料消耗量試驗(yàn)方法》 測(cè)定的值）；燃料使用碳排放來(lái)源于車(chē)輛使用過(guò)程中的尾氣直接排放。對(duì)于插電式混合動(dòng)力車(chē)型，燃料生產(chǎn)的排放量是插電式混合動(dòng)力電動(dòng)乘用車(chē)燃料消耗量的型式認(rèn)證值和車(chē)電量消耗量的型式認(rèn)證值之和（燃料消耗量采用按 GB/T 19233—2020 進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定值，電量消耗量采用按 GB/T 19753—2021《輕型混合動(dòng)力電動(dòng)汽車(chē)能量消耗量試驗(yàn)方法》進(jìn)行測(cè)定的測(cè)定值）。對(duì)于純電動(dòng)車(chē)，燃料生產(chǎn)的排放量是生命后期電量消耗量的總和（純電動(dòng)乘用車(chē)的耗電量按 GB/T 18386—2017 《電動(dòng)汽車(chē) 能量消耗率和續(xù)駛里程 試驗(yàn)方法》測(cè)定的值），純電動(dòng)車(chē)在使用過(guò)程沒(méi)有尾氣產(chǎn)生，燃料使用的碳排放量是0。乘用車(chē)生命周期行駛里程，統(tǒng)一按照150000 km計(jì)算。

圖4 不同類(lèi)型車(chē)輛使用階段碳排放量對(duì)比

4 乘用車(chē)生命周期碳排放對(duì)比分析

乘用車(chē)生命周期碳排放值是原材料獲取階段、整車(chē)生產(chǎn)階段、整車(chē)使用階段的碳排放值之和，某車(chē)型3種不同類(lèi)型動(dòng)力配置車(chē)輛整車(chē)生命周期的碳排放量如圖5所示。

圖5 不同類(lèi)型車(chē)輛整車(chē)生命周期碳排放量對(duì)比

從圖5可以看出，在3種不同動(dòng)力類(lèi)型的車(chē)型中，純電動(dòng)車(chē)型的生命周期碳排放量是最低的，其次是混合動(dòng)力車(chē)，最高的是燃油車(chē)。

從原材料獲取階段來(lái)看，純電動(dòng)汽車(chē)的碳排放量是最高的，主要原因是純電動(dòng)汽車(chē)是靠動(dòng)力電池驅(qū)動(dòng)，動(dòng)力電池作為電動(dòng)汽車(chē)最主要的組成部分，其生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)消耗大量的能源。據(jù)統(tǒng)計(jì)，動(dòng)力電池的碳排放量占整車(chē)材料碳排放量的30%～40%。插電式混動(dòng)車(chē)型除有傳統(tǒng)燃油車(chē)的動(dòng)力裝置之外，同時(shí)含有動(dòng)力電池（相比純電動(dòng)車(chē)型動(dòng)力電池會(huì)小很多），原材料碳排放居于第二。燃油車(chē)的原材料碳排放最低。

整車(chē)單車(chē)生產(chǎn)階段碳排放占生命周期碳排放的比例較小，與工廠的制造水平有直接的關(guān)系。從使用階段來(lái)看，純電動(dòng)車(chē)型由于完全沒(méi)有尾氣的排放，使用階段碳排放就顯得尤為明顯。插電式混動(dòng)車(chē)型在行駛過(guò)程中也可以采用電力驅(qū)動(dòng)，整體的使用階段碳排放要優(yōu)于傳統(tǒng)的燃油車(chē)型。

5 結(jié)論

在國(guó)家“雙碳”的大背景下，新能源汽車(chē)，尤其是最具代表性的純電動(dòng)汽車(chē)，在使用過(guò)程中相比傳統(tǒng)的燃油汽車(chē)碳排放量是明顯更低的。從整車(chē)全生命周期來(lái)看，新能源車(chē)碳排放量依然是低于傳統(tǒng)燃油車(chē)的，并且其碳排放量會(huì)隨著電力清潔化和低碳化的逐步發(fā)展而得到進(jìn)一步的降低。傳統(tǒng)燃油車(chē)短期內(nèi)是無(wú)法做到的，主要原因是燃油車(chē)主要依賴(lài)的是化石燃料。

發(fā)展新能源汽車(chē)，不僅是中國(guó)，更是全球多數(shù)國(guó)家的共識(shí)。汽車(chē)作為交通領(lǐng)域的重要組成部分，對(duì)早日實(shí)現(xiàn)“碳中和”的宏偉目標(biāo)有著極其重要的作用。新能源汽車(chē)以其更低的全生命周期碳排放、更強(qiáng)勁的動(dòng)力系統(tǒng)、更智能的駕駛出行體驗(yàn)等，必將贏得更多的關(guān)注和市場(chǎng)份額。