國(guó)內(nèi)外重型商用車油耗和碳排放法規(guī)趨勢(shì)淺析

摘" 要：近年來(lái)，各國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化，綠色低碳轉(zhuǎn)型已經(jīng)成為全球應(yīng)對(duì)氣候變化的一致行動(dòng)。重型商用車主要采用傳統(tǒng)化石燃料發(fā)動(dòng)機(jī)，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，工作負(fù)荷大，能源消耗高，是交通領(lǐng)域溫室氣體排放的主要來(lái)源之一；隨著保有量的不斷增加，如何降低重型商用車油耗，減少碳排放已經(jīng)成為各國(guó)關(guān)注重點(diǎn)。目前中國(guó)以及歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家積極采取各項(xiàng)措施，完善油耗及碳排放相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的制修訂，推動(dòng)重型商用車綠色低碳轉(zhuǎn)型。本文主要研究了中國(guó)、歐盟和美國(guó)重型商用車油耗和碳排放法規(guī)現(xiàn)狀和未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)，同時(shí)對(duì)比各國(guó)法規(guī)類型、管理方式、監(jiān)管指標(biāo)、評(píng)價(jià)方法、管理車型的差異，并對(duì)未來(lái)國(guó)內(nèi)重型商用車向低碳轉(zhuǎn)型技術(shù)方案和未來(lái)法規(guī)發(fā)展趨勢(shì)做出預(yù)估。

關(guān)鍵詞：重型車商用車；油耗標(biāo)準(zhǔn)；碳排放法規(guī)；現(xiàn)狀；趨勢(shì)

中圖分類號(hào)：U461" " " 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A" " " 文章編號(hào)：1005-2550（2023）05-0087-09

Analysis of the Regulation Trend of Fuel Consumption and Carbon Emission of Heavy Commercial Vehicles at Home and Abroad

PU Wen-jun， MENG Guo-ping， ZHOU Jin-ping， HAO Ji-shen， ZHOU Qing-hua

（ Dongfeng Commercial Vehicle Technology Center， Wuhan 430056， China）

Abstract： In recent years， countries have actively responded to climate change， and the green and low-carbon transition has become a concerted global action to address climate change. Heavy commercial vehicles mainly use traditional fossil fuel engines， with long operation time， large workload and high energy consumption， which are one of the main sources of greenhouse gas emissions in the transportation sector; with the continuous increase of ownership， how to reduce the fuel consumption of heavy commercial vehicles and reduce carbon emissions has become the focus of all countries. At present， China， developed countries such as Europe and the United States are actively taking various measures to improve the formulation and revision of standards and regulations related to fuel consumption and carbon emissions， and promote the green and low-carbon transformation of heavy commercial vehicles. This paper mainly studies China， the European Union and the United States heavy commercial vehicle fuel consumption and carbon emission regulations present and future development trend， at the same time compare the national regulations type， management mode， regulatory indicators， evaluation methods， management models， and for the future domestic heavy commercial vehicles to low carbon transformation technology solutions and future regulations development trend.

Key Words： Heavy Vehicle Commercial Vehicles; Fuel Consumption Standards; Carbon Emission Regulations; Status; Trend

1" " 前言

世界氣象組織（WMO）發(fā)布《2022年全球氣候狀況》報(bào)告指出，2022年全球平均氣溫較工業(yè)化前水平高出約1.15℃，全球變暖已經(jīng)成為全世界人民面臨的共同挑戰(zhàn)。積極應(yīng)對(duì)氣候變化，加快綠色低碳轉(zhuǎn)型逐漸成為全球各國(guó)應(yīng)對(duì)氣候變化的一致行動(dòng)。2019年歐盟簽署《歐洲綠色協(xié)議》提出2050年實(shí)現(xiàn)氣候中和，2020年中國(guó)提出“2030年碳達(dá)峰，爭(zhēng)取2060年碳中和”的“雙碳”發(fā)展目標(biāo)，2021年美國(guó)發(fā)布《邁向2050年凈零排放長(zhǎng)期戰(zhàn)略》。

汽車碳排放是碳排放管控的重要領(lǐng)域之一，國(guó)內(nèi)汽車碳排放約占全國(guó)碳排放的7.5%[1]，其中大部分來(lái)自于汽車運(yùn)行使用階段消耗傳統(tǒng)汽柴油等化石能源。重型商用車作為重要生產(chǎn)工具，運(yùn)行時(shí)間長(zhǎng)，工作負(fù)荷大，能源消耗高，隨著保有量的不斷增加，如何降低重型商用車能耗，減少碳排放成為各國(guó)關(guān)注重點(diǎn)。目前中國(guó)以及歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家都在采取積極措施，推動(dòng)油耗和碳排放相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)的制修訂。

2" " 國(guó)內(nèi)外重型商用車油耗和碳排放法規(guī)現(xiàn)狀

2.1" "中國(guó)重型商用車油耗標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)目前尚未出臺(tái)針對(duì)重型商用車碳排放限值的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)，碳排放管理通過(guò)《重型車輛燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)（GB 30510）》管控。自2011年工信部發(fā)布重型車輛燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)至今，標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)歷兩次升級(jí)，目前執(zhí)行第三階段的油耗標(biāo)準(zhǔn)（GB 30510-2018）[2]。

現(xiàn)階段標(biāo)準(zhǔn)分兩步實(shí)施，對(duì)于新申請(qǐng)型式批準(zhǔn)的車型，自2019年7月1日起實(shí)施，對(duì)于已獲型式批準(zhǔn)的車型，自2021年7月1日起實(shí)施。

標(biāo)準(zhǔn)將重型商用車分為貨車、半掛牽引車、客車、自卸汽車、城市客車五類，其中不對(duì)專用作業(yè)車做要求。五類車根據(jù)不同總質(zhì)量，采用階梯式限值方式，制定了對(duì)應(yīng)的燃料消耗量限值。其中重型貨車、半掛牽引車和自卸汽車三階段燃料消耗量限值見圖1。

標(biāo)準(zhǔn)采用單車限值管理，監(jiān)管指標(biāo)采用指定工況下[3]（C-WTVC，見圖2）平均每百公里消耗的燃油（單位：L/100km）來(lái)評(píng)價(jià)。

2.2" "歐盟重型商用車碳排放法規(guī)現(xiàn)狀

2019年7月，歐盟發(fā)布了第一版重型商用車碳排放法規(guī)（EU）2019/1242[4]，法規(guī)設(shè)定的減排目標(biāo)要求：2025年和2030年新車CO2排放量較參考CO2排放量下降15%、30%，其中參考CO2排放量是基于法規(guī)（EU）2018/956報(bào)告的2019年7月1日至2020年6月30日期間新注冊(cè)的重型車輛CO2排放量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)。

法規(guī)管理車型包括最大設(shè)計(jì)裝載質(zhì)量大于16t的4×2重型貨車和牽引車，以及所有6×2的重貨和牽引車，見表3。采用企業(yè)平均制考核CO2排放量，在核算時(shí)考慮不同場(chǎng)景的碳排放差異，車型分組核算（將管理范圍內(nèi)的車型按駕駛室類型、發(fā)動(dòng)機(jī)功率分成9組，又根據(jù)9組車型的使用場(chǎng)景和載荷細(xì)分出10種場(chǎng)景，即90組分組）。同時(shí)為激勵(lì)零排放和低排放技術(shù)產(chǎn)品開發(fā)，法規(guī)設(shè)置相應(yīng)的激勵(lì)系數(shù)。

此外法規(guī)規(guī)定了詳細(xì)的排放債務(wù)和信用的核算、管理以及處罰措施，對(duì)規(guī)定時(shí)間內(nèi)CO2排放量超標(biāo)的企業(yè)征收排放債務(wù)罰款，罰款要求見表1。

法規(guī)采用（EU）2017/2400提供的VECTO模擬工具計(jì)算單個(gè)重型車輛的CO2排放。最終綜合單車碳排放量、車型數(shù)量（分組車型的份額）、年里程、使用區(qū)域、載荷進(jìn)行加權(quán)計(jì)算，得到企業(yè)的碳排放值。

2.3" "美國(guó)重型商用車碳排放法規(guī)現(xiàn)狀

美國(guó)奧巴馬政府于2011年研究制定了適用于重型卡車的溫室氣體排放和燃油效率標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)階段執(zhí)行該法規(guī)的第二階段[5]，于2016年8月16日由美國(guó)環(huán)境保護(hù)署（EPA）、美國(guó)國(guó)家公路交通安全管理局（NHTSA）和美國(guó)交通部（DOT）聯(lián)合發(fā)布，實(shí)施時(shí)間為2018至2027年。

二階段法規(guī)設(shè)定了牽引車、商用皮卡及廂式貨車、專用車、牽引車及專用車發(fā)動(dòng)機(jī)、掛車（二階段新納入）的限值。其中牽引車和專用車排放限值見表2。

對(duì)于牽引車，法規(guī)要求2017至2027年間達(dá)到15％～27％的CO2減排，汽油專用車輛需達(dá)到10%～18%，柴油專用車需達(dá)到12%～24%。

美國(guó)對(duì)重型車CO2及油耗的合規(guī)監(jiān)管是基于EPA開發(fā)的整車模擬工具 GEM進(jìn)行，不要求對(duì)底盤進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓測(cè)試，此外考核方式同歐盟，采用企業(yè)平均制。

3" " 國(guó)內(nèi)外重型商用車下一階段油耗和碳排放法規(guī)

3.1" "中國(guó)重型商用車下一階段油耗標(biāo)準(zhǔn)

國(guó)內(nèi)四階段油耗標(biāo)準(zhǔn)[6]于2020年12月完成立項(xiàng)，2021年11月完成標(biāo)準(zhǔn)草案，2022年5月發(fā)布征求意見稿，目前標(biāo)準(zhǔn)已報(bào)批。標(biāo)準(zhǔn)采用同三階段相同的分步實(shí)施方式，對(duì)于新申請(qǐng)型式批準(zhǔn)的車型，預(yù)計(jì)2025年實(shí)施，對(duì)于已獲得型式批準(zhǔn)的車型，預(yù)計(jì)2027年起實(shí)施。

四階段油耗標(biāo)準(zhǔn)保持了和三階段相同的法規(guī)結(jié)構(gòu)，其中重型貨車、半掛牽引車和自卸汽車四階段燃料消耗量限值見圖1。重型貨車、半掛牽引車、自卸汽車燃料消耗量限值在三階段基礎(chǔ)上加嚴(yán)12～15%（考慮測(cè)試工況切換帶來(lái)的油耗增幅）。

標(biāo)準(zhǔn)采用新的測(cè)試方法（中國(guó)工況CHTC，見圖2）[7]，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)編制說(shuō)明給出的數(shù)據(jù)，測(cè)試方法從C-WTVC循環(huán)工況切換到CHTC循環(huán)工況，貨車燃料消耗量平均增幅約2.7%，自卸汽車約5%、半掛牽引車約2.8%。

3.2" "歐盟重型商用車下階段碳排放法規(guī)

2023年2月14日歐盟委員會(huì)發(fā)布重型車CO2法規(guī)修訂提案[8]，新提案對(duì)現(xiàn)有的法規(guī)體系進(jìn)行優(yōu)化，撤銷法規(guī)（EU）2018/956，將（EU）2019/1242和（EU）2018/956兩個(gè)法規(guī)合二為一。法規(guī)從管理車型范圍，CO2減排目標(biāo)，排放債務(wù)和信用核算、管理等方面進(jìn)行了升級(jí)。

新提案管理范圍從中重卡車輛擴(kuò)展到其它的中重型車輛，包括中專用車、重型客車車輛，掛車等，見表3。

法規(guī)加嚴(yán)CO2排放指標(biāo)要求，與2019年的排放水平相比，要求2030年至2040年分階段降低管理車輛的CO2排放水平。自2030開始，下降45%，自2035年開始，下降65%，自2040年開始，下降90%，見圖3。此外新增零排放車輛要求，規(guī)定自2030年開始，所有新增城市客車必須是零排放。

針對(duì)排放債務(wù)和信用的核算，2030年起將取消低排放核算系數(shù)，同時(shí)法規(guī)新增小規(guī)模企業(yè)豁免（某報(bào)告年度內(nèi)新登記的重型車數(shù)量少于100輛的企業(yè)）。

3.3" "美國(guó)重型商用車下階段碳排放法規(guī)

2023年4月12日EPA公布了其擬議的重型車輛第三階段溫室氣體標(biāo)準(zhǔn)[9]，提案加嚴(yán)了已存在的二階段2027年CO2排放限值，并重新制定了牽引車和專用2028年到2032年CO2排放限值，見表4。

牽引車2027年限值相比二階段，7級(jí)牽引車及8級(jí)普通型牽引車加嚴(yán)約10%，8級(jí)臥鋪型牽引車和重型牽引車未做調(diào)整。到2032年，相比三階段2027年限值7級(jí)和8級(jí)牽引車限值加嚴(yán)約26%，重型牽引車加嚴(yán)約15%，見圖4。

專用車2027年限值相比二階段，加嚴(yán)13.8% ～25.1%，其中多用途專用限值整體加嚴(yán)最高（平均21.3%左右），輕型柴油多用途專用限值加嚴(yán)比例最高（25.1%）。到2032年，相比三階段2027年限值加嚴(yán)14.7%～52.8%，其中輕型柴油多用途專用加嚴(yán)比例最高52.8%，見圖5。

新提案不強(qiáng)制要求任何特定技術(shù)，新限值的設(shè)定考慮了企業(yè)使用具有CO2減排技術(shù)的內(nèi)燃機(jī)車輛和零排放車輛（純電動(dòng)、燃料電池、氫內(nèi)燃機(jī)）混合方式，并假定生產(chǎn)廠家采用一定比例的內(nèi)燃機(jī)車輛和零排放車輛來(lái)滿足法規(guī)限值。假定的2027～2032年零排放車輛比例見表5。

4" " 總結(jié)

4.1" "國(guó)內(nèi)外重型商用車油耗和碳排放法規(guī)對(duì)比

通過(guò)對(duì)中國(guó)重型商用車油耗標(biāo)準(zhǔn)和歐盟、美國(guó)重型商用車碳排放法規(guī)分析，各國(guó)法規(guī)的管理類型、監(jiān)管指標(biāo)、管理方式、評(píng)價(jià)方法以及管理車型方面存在差異，見表6。

法規(guī)管理類型和管理指標(biāo)，歐盟和美國(guó)均針對(duì)重型商用車制定了相應(yīng)的碳排放法規(guī)限值要求，通過(guò)考核車輛每噸公里或英里的CO2排放量（g/t·km、g/t·mile），來(lái)管理企業(yè)碳排放；國(guó)內(nèi)未制定單獨(dú)的CO2排放限值法規(guī)，通過(guò)油耗標(biāo)準(zhǔn)考核車輛每百公里的燃油消耗量（L/100 km），來(lái)間接管理企業(yè)碳排放。

法規(guī)管理方式及評(píng)價(jià)方法，國(guó)內(nèi)采用單車階梯限值，車輛需通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的轉(zhuǎn)鼓測(cè)試來(lái)評(píng)價(jià)是否滿足要求；歐盟和美國(guó)均采用的是企業(yè)平均制，通過(guò)規(guī)定的工具來(lái)模擬計(jì)算企業(yè)CO2排放量，不需要進(jìn)行轉(zhuǎn)鼓測(cè)試。此外國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)車輛準(zhǔn)入及在用車監(jiān)管均有要求，只有滿足要求的車輛才能生產(chǎn)和銷售，在用車監(jiān)管方面，如監(jiān)管部門發(fā)現(xiàn)車型超標(biāo)，企業(yè)不僅會(huì)受到嚴(yán)厲的處罰，相關(guān)車型將被撤銷準(zhǔn)入，禁止生產(chǎn)和銷售；歐盟和美國(guó)為年度核算，由于采用的是企業(yè)平均制，在企業(yè)平均碳排放滿足要求的前提下，單一車型的碳排放超標(biāo)是被允許的。

管理的車型范圍，國(guó)內(nèi)管控不包括掛車，歐盟和美國(guó)考慮了掛車影響，針對(duì)掛車制定了相應(yīng)的排放要求。

4.2" "結(jié)論及建議

雖然各國(guó)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)存在很大差異，但各國(guó)碳排放加嚴(yán)趨勢(shì)相同，為實(shí)現(xiàn)“2050碳中和”目標(biāo)，歐盟和美國(guó)下一階段提案都十分激進(jìn)，未來(lái)若全部落地，企業(yè)在不增加零排放車輛占比的情況下將很難達(dá)成。

結(jié)合國(guó)內(nèi)實(shí)際情況，第四階段油耗標(biāo)準(zhǔn)已報(bào)批，行業(yè)內(nèi)對(duì)于五階段油耗的討論已經(jīng)開始，預(yù)計(jì)第五階段油耗最早在2030年開始實(shí)施，限值相比四階段預(yù)計(jì)會(huì)有10%～15%的降幅。

隨著未來(lái)重型商用車能耗、碳排放要求將進(jìn)一步加嚴(yán)，預(yù)計(jì)未來(lái)：

1）傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)重型車輛碳排放減排將面臨巨大挑戰(zhàn)，主機(jī)廠將需要投入更多的資金和人力來(lái)開發(fā)更加先進(jìn)的變速器、空氣動(dòng)力學(xué)以及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)。

2）嚴(yán)苛的節(jié)能降碳指標(biāo)要求，可能促使傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)車輛將無(wú)法通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)以經(jīng)濟(jì)有效的方式實(shí)現(xiàn)。相反的結(jié)合目前政府的各種低排放或零排放、新能源激勵(lì)措施，將促進(jìn)新能源和替代燃料（氫、甲醇等）等低排放和零排放車輛快速發(fā)展。

3）國(guó)內(nèi)基于單車限值的要求，隨著法規(guī)的加嚴(yán)，車輛將無(wú)法通過(guò)進(jìn)一步改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)以經(jīng)濟(jì)有效的方式實(shí)現(xiàn)法規(guī)達(dá)成，繼續(xù)延續(xù)目前管理方式，可能會(huì)限制傳統(tǒng)燃料車輛先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、空氣動(dòng)力學(xué)等技術(shù)的發(fā)展，未來(lái)國(guó)內(nèi)可能探索建立企業(yè)平均制考核，以及建立相配套的商用車積分政策，既能引導(dǎo)企業(yè)節(jié)能技術(shù)創(chuàng)新，也能給予企業(yè)靈活性，在產(chǎn)品規(guī)劃上既能貼合市場(chǎng)需求也能滿足標(biāo)準(zhǔn)要求。

4）在下一階段排放研究中，已經(jīng)針對(duì)溫室氣體研究設(shè)置了專項(xiàng)研究課題，未來(lái)國(guó)內(nèi)大概率針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)CO2排放制定相應(yīng)的限值要求。

基于上述結(jié)論，建議企業(yè)未來(lái)加快純電、氫燃料電池等新能源車輛布局，研發(fā)上增加相關(guān)技術(shù)研發(fā)的資金、時(shí)間及人力的投入。

參考文獻(xiàn)：

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[3]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì).GB/T 27840-2011重型商用車輛燃料消耗量測(cè)量方法[S]，2011.

[4]THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL.Regulation （EU）2019/1242 CO2 emission performance standards for new heavy-duty vehicles [S]，2019.

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[7]中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)，GB/T 27840-2021，重型商用車輛燃料消耗量測(cè)量方法[S]，2021.

[8]THE EUROPEAN PARLIAMENT AND OF THE COUNCIL. Proposal for amending Regulation （EU） 2019/1242 as regards strengthening the CO2 emission performance standards for new heavy-duty vehicles and integrating reporting obligations，and repealing Regulation （EU） 2018/956 [S]，2023.

[9]Environmental Protection Agency （EPA）.Greenhouse Gas Emissions Standards for Heavy-Duty Vehicles—Phase 3（Notice of proposed rulemaking） [S]，2023.

專家推薦語(yǔ)

張亞軍

國(guó)家汽車質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)中心（襄陽(yáng)）

整車排放分領(lǐng)域技術(shù)負(fù)責(zé)人" 高級(jí)工程師

文章把握住了現(xiàn)階段重型商用車發(fā)展的關(guān)鍵痛點(diǎn)——低碳排放，系統(tǒng)介紹了商用車主流生產(chǎn)國(guó)的商用車能耗、碳排放法規(guī)要求及管理措施，分析、總結(jié)未來(lái)商用車應(yīng)對(duì)碳排放的策略，對(duì)于商用車制造商有重要的參考意義。