不同類型車輛全生命周期碳排放對比分析

徐家明，王睿，喬蒙

吉利汽車研究院（寧波）有限公司，浙江寧波 315336

0 引言

當前,汽車碳排放已經(jīng)成為我國交通領域溫室氣體排放快速增長的重要因素之一，如何有效控制汽車行業(yè)碳排放總量的增長，對我國能夠盡早達到碳達峰尤為重要[1-3]。幾乎全球所有的車企都在呼吁“汽車電動化轉型”，很多觀點認為電動車行駛過程中全部使用電力，CO2排放為0，但從燃料周期來看，發(fā)電環(huán)節(jié)還是會有CO2的排放，至少在汽車產業(yè)實現(xiàn)碳中和之前，純電動汽車不能稱之為零碳汽車。同時，看一輛車的碳排放不僅僅是關注它在使用階段的直接排放量，更應該站在整個車輛全生命周期的角度去看待[4]。以二氧化碳當量（CO2e，該量是在輻射強度上與某種溫室氣體質量相當?shù)亩趸嫉牧浚﹣砗饬科嚾芷诘奶寂欧?，通過生命周期內不同類型車輛碳排放量的對比研究，可定量分析新能源車相比燃油車碳排放的減少量。根據(jù)中國乘用車生命周期碳排放核算技術規(guī)范，乘用車生命周期將原材料獲取階段、整車生產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設施、各工序的設備、廠區(qū)內人員及生活設施的碳排放[5]。通過對生命周期3個不同階段碳排放量的比較計算得到，純電動車較燃油車每個階段碳排放的增加或減少量，從而得出生命周期純電動車低碳排放的優(yōu)勢所在。

1 原材料獲取階段對比分析

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、潤滑劑、剎車液、冷卻液、制冷劑和洗滌液等原材料生產所產生的二氧化碳排放；某款車型3種不同動力配置的車輛對應的原材料獲取階段碳排放如圖1所示。

圖1 不同類型車型原材料碳排放量對比

不同類型的車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個車型主要材料的碳排放分布情況。

圖2 不同類型車型原材料碳排放量分布情況

2 整車生產階段對比分析

整車生產階段碳排放量包括沖壓、焊接、涂裝、總裝及動力站房等生產過程中所產生的二氧化碳排放量。某款車型3種不同動力配置的車輛對應的工廠平均單車生產碳排放如圖3所示（由于3款車型生產地不相同，所以圖中結果不代表整車單車生產碳排放實際值）。

圖3 工廠生產不同單車的平均碳排放量

3 整車使用階段對比分析

整車使用階段包括燃料生產、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生的二氧化碳排放量。某款車型3種不同動力配置的車輛對應的使用階段碳排放量如圖4所示。對于燃油車，燃料生產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《輕型汽車燃料消耗量試驗方法》 測定的值）；燃料使用碳排放來源于車輛使用過程中的尾氣直接排放。對于插電式混合動力車型，燃料生產的排放量是插電式混合動力電動乘用車燃料消耗量的型式認證值和車電量消耗量的型式認證值之和（燃料消耗量采用按 GB/T 19233—2020 進行測定的測定值，電量消耗量采用按 GB/T 19753—2021《輕型混合動力電動汽車能量消耗量試驗方法》進行測定的測定值）。對于純電動車，燃料生產的排放量是生命后期電量消耗量的總和（純電動乘用車的耗電量按 GB/T 18386—2017 《電動汽車 能量消耗率和續(xù)駛里程 試驗方法》測定的值），純電動車在使用過程沒有尾氣產生，燃料使用的碳排放量是0。乘用車生命周期行駛里程，統(tǒng)一按照150000 km計算。

圖4 不同類型車輛使用階段碳排放量對比

4 乘用車生命周期碳排放對比分析

乘用車生命周期碳排放值是原材料獲取階段、整車生產階段、整車使用階段的碳排放值之和，某車型3種不同類型動力配置車輛整車生命周期的碳排放量如圖5所示。

圖5 不同類型車輛整車生命周期碳排放量對比

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

從原材料獲取階段來看，純電動汽車的碳排放量是最高的，主要原因是純電動汽車是靠動力電池驅動，動力電池作為電動汽車最主要的組成部分，其生產過程中會消耗大量的能源。據(jù)統(tǒng)計，動力電池的碳排放量占整車材料碳排放量的30%～40%。插電式混動車型除有傳統(tǒng)燃油車的動力裝置之外，同時含有動力電池（相比純電動車型動力電池會小很多），原材料碳排放居于第二。燃油車的原材料碳排放最低。

整車單車生產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系。從使用階段來看，純電動車型由于完全沒有尾氣的排放，使用階段碳排放就顯得尤為明顯。插電式混動車型在行駛過程中也可以采用電力驅動，整體的使用階段碳排放要優(yōu)于傳統(tǒng)的燃油車型。

5 結論

在國家“雙碳”的大背景下，新能源汽車，尤其是最具代表性的純電動汽車，在使用過程中相比傳統(tǒng)的燃油汽車碳排放量是明顯更低的。從整車全生命周期來看，新能源車碳排放量依然是低于傳統(tǒng)燃油車的，并且其碳排放量會隨著電力清潔化和低碳化的逐步發(fā)展而得到進一步的降低。傳統(tǒng)燃油車短期內是無法做到的，主要原因是燃油車主要依賴的是化石燃料。

發(fā)展新能源汽車，不僅是中國，更是全球多數(shù)國家的共識。汽車作為交通領域的重要組成部分，對早日實現(xiàn)“碳中和”的宏偉目標有著極其重要的作用。新能源汽車以其更低的全生命周期碳排放、更強勁的動力系統(tǒng)、更智能的駕駛出行體驗等，必將贏得更多的關注和市場份額。