双碳政策下的汽车产业发展思考

刘颖,武倩倩,王爱凤,古红晓 ,薛琦 ,尹杨平,黄巨成

奇瑞商用车（安徽）有限公司   安徽省芜湖  241001

摘要：中国力争在2030年实现碳达峰，2060年争取实现全面的碳中和。这一目标对汽车行业和交通出行领域而言，会带来非常剧烈的影响。很多人认为，推动汽车与交通产业实现脱碳和零排放，就是简单推广电动汽车。实际上，这个认识并不全面，推动汽车行业碳中和要从全生命周期角度思考。在推动整体目标实现过程中，汽车企业既属于制造型企业联系上游的零部件企业，也对接着C端市场，需主动发挥起“穿针引线”作用，主动承担起碳减排意义重大且神圣的责任。

关键词：碳达峰、碳中和、全生命周期、绿色低碳交通行业、燃料周期、车辆周期

一、3060战略方针指引交通行业绿色低碳转型方向

从2021年开始，中央多次会议要求建立健全绿色低碳循环发展的经济体系，统筹制定碳排放碳达峰行动方案，并把降碳定为重点战略方向，推动减污降碳协同增效。相关部委正在抓紧制定2030年达峰行动方案，落实地方、部门和行业责任，制定实施方案和配套措施，支持有条件的地方率先达峰，积极推动电力、建筑、化工、有色金属和交通等重点行业尽快提出行动方案。从国家层面到省市区域、各行各业、各个企业，双碳3060已经成为必须要考虑的问题，无法逃避，也逃脱不掉。

中国气候变化事物特使谢振华认为“十四五期间，汽车产业迎来前所未有的大变革，汽车向着电动化、智能化、网联化、共享化、绿色化发展的趋势愈加明显。汽车企业向绿色低碳转型已成为世界潮流，我国将面临巨大的挑战。今后发展公共交通、智慧交通、电动汽车、氢燃料汽车等零碳汽车是交通技术领域竞争的高地之一，也是实现碳达峰、碳中和的核心举措。”交通行业是碳排放的重要领域，当前占我国碳排放总量的10%左右。截至2020年底，汽车保有量2.8亿辆。随着城镇化规模扩大，人民生活水平提高，个人家庭使用交通工具需求还会增长。

二、政策法规助推汽车产业技术迭代升级

在全球积极应对气候变化的大趋势下，主要发达国家大力推动绿色低碳交通，提出了零碳转型目标。工信部已启动公共领域车辆全面电动化城市试点，组织行业机构编制发布汽车产品低碳发展的技术路线图。并将持续强化在用车污染排放监管，促进汽车全生命周期减排，下一步还将深入打好空气污染防治攻坚战，构建绿色低碳格局。2022年初以来，各大车企都在紧锣密鼓开发RDE法规升级的要求，该法规被称为史上最严，将于2023年7月1日全面实施。本次升级把汽车尾气测试从试验室扩展到实际驾驶路面，并且工况涵盖市区、市郊和高速等更为复杂，部分已经开发完成的国六车型，将面临重新开发。

双碳目标推动过程中，国家一系列减排政策的颁布实施，将加快各种低碳材料和技术的应用，并进一步促进新能源产品渗透力的提升，为新能源汽车产销规模继续全球领先提供强有力的政策支持，另一方面，在欧美国家迎接征收碳关税的竞争背景下，以国家战略方式，推动各行各业降低碳排放，全系统提升低碳竞争，将为我国车企突破海外竞争壁垒，实现更高水平的国际化发展，提供长远的系统保障。减排的政策要求，也给汽车行业提供新的发展变量，产业链新的风口将应运而生，将会重塑竞争格局，衍生出新的竞争赛道。

三、做好汽车产品全生命周期碳排放管理的意义

从汽车产品的整个实现过程来看，企业的产品设计、工艺布局、生产制造、运营支持等各环节，都有碳排放的输出。现在世界上一些国家在积极提倡的碳标识制度，是将产品从原材料加工开采、运输、产品生产、产品使用和废弃的全生命周期中，全部或者部分阶段所产生的碳排放以量化的形式标注在产品上，告知消费者碳排放信息。该制度在发达国家发展比较迅速，目前英、美、日、法等国家已经建立起较为完善的体系。从我国现状来看，也有几方面原因需要发展碳排放制度。首先，我国已经成为最大的温室气体排放国，并且国内环境恶化趋势严重，需要找到一种或者多种化解此种危机的手段。其次，发达国家纷纷推出碳标识制度，以此来限制发展中国家的经济发展速度，并且可以不受WTO框架的约束。最后，我国碳标识的立法及实施现状与发达国家还有较大的差距，未来如何应对碳标识形成的汽车贸易壁垒，是我们当下就要思考的一个问题。

IEA（国际能源署）数据显示，全球交通行业的CO2排放逐年增加，是全球第二大排放板块，占比25%。具体到交通行业内，道路运输占行业总量的75%，航运和水运占比11%，铁路运输占3%。可见运输是交通行业碳排放“大头”。据中汽数据，汽车碳排放占我国交通领域碳排放80%以上，占全社会碳排放7.5%左右。传统燃料汽车保有量大，使用阶段化石燃料燃烧是主要因素。大多数人可能以为汽车的碳排放主要来自汽车行驶过程，其实这只是冰山一角。排碳放分为燃料周期和车辆周期，除直接行驶过程中的碳排放，还有燃料上游、车辆上游的碳排放，所以必须关注全生命周期的管理。

我国历年交通行业碳排放数据显示，乘用车的碳排放逐年增加，其增长也最快，也是交通行业碳排放的重点管理对象。汽车全生命周期的碳排放，一方面是燃料生产的碳排放，包括汽油、柴油的生产，火电、水电、风电、光伏等发电过程，氢燃料、E-fuel合成燃料等替代燃料生产过程。另一方面，汽车材料和零部件的碳排放，包括钢材、铝、铜等金属材料，以及橡胶、塑料、织物等非金属材料的生产过程，动力蓄电池及其材料生产过程中的碳排放。以公式概括：汽车生命周期系统边界=燃料周期（燃料生产+燃料使用）+车辆周期（材料、零部件、生产、维修及保养）。以纯电动乘用车为例，其并非是碳排放为零，而是排放的转移，有近50%的碳排放来自于车辆周期，预计未来会更高，可能超过90%。新能源汽车的发展，前期靠政策补贴，后期将靠“碳中和、碳排放”的战略方针，整体进一步拉动。《中国汽车行业低碳行动计划报告（2021）》表明，目前来自燃料周期的碳排放占汽车总碳排放量的70%以上，但是未来随着电动化的普及，汽车行业碳中和的重点将从燃料周期过渡到车辆周期。

五、全产业链碳减排势在必行

减碳不仅仅是在产品端的产品本身，也包括生产端和使用端，甚至贯穿汽车全生命周期和全产业链。如果国内外车企在这场脱碳变革中跟不上节奏，可能面临被淘汰的命运。从全生命周期的角度，我国应该进一步加强汽车产业链碳中和解决方案的上下游联动与系统集成，特别是打通电力、电池和钢材等关键零部件原材料供应环节，其中关系错综复杂，利益分配和交割模式需要充分权衡。本文主要探讨汽车行业实现碳中和的几条路径，每条路径都有一定的优劣势，企业发展规划需要找到适合自己的，才可能是最好的。

主要路径有以下七个方向：电网清洁化、车辆电动化、替代燃料使用、材料效率提升、车辆生产能效提升、动力蓄电池碳排放降低、车辆使用能效提升。

1、电网清洁化

中汽数据和国家应对气候变化战略研究和国际合作中心、中国电力企业联合会等机构联合预测，2050年以后，我国电网中的光伏和风电占比会大幅提升，均占30%以上，水电和核电比例保持在10%左右，火电占比降低在9%以下。整个发电碳排放因子到2060年会比现在降低97%。除了国家电网自身面临碳控排的压力，需采取的措施以外，为了应对下游用电企业碳排的需要，未来对不同来源的电力，实施差异化的定价标准，也是值得思考的一个方向。

2、车辆电动化

上述提到的《报告》预计，乘用车中的传统汽柴油车将在2045年左右被淘汰；预计2060年纯电动车占比约81%，氢燃料电动车占比接近10%。与此同时，各大主机厂也在竞相加大电气化研究的投入，以期待通过技术革新，提升新能源增效。长安汽车：双碳战略下，长安自主品牌计划2030年实现450万销量目标，新能源占比预计突破60%。每年销售收入的5%以上投入到研发当中，特别在智能领域和电动化领域，比例会更大。福特汽车：预计到2030年，纯电汽车的销量占比将达到40%，目前已在全球范围内追加电气化领域的投资，到2030年在电池研发和生产上的电气化投资将超过300亿美元。

3、替代燃料的使用

汽车动力电气化是未来碳降排的一个必然发展趋势，根据技术路线不同，从HEV（混合动力，48V和高压强混）到PHEV（插电混合动力）到REEV（插电增程混合动力）到BEV（纯电动力）再到FCEV（燃料电池动力）是一个电气化程度逐渐增强的过程，伴随而来的是碳排量越来越小。因此，选择合适的动力技术路线，以及相匹配的燃料类型，是车企进行战略研究的重点方向。就电气化程度最高的氢燃料动力来说，合理配置蒸汽甲烷重组制氢、煤气化制氢、氯碱制氢、焦炉气制氢、生物质制氢以及可再生发电电解水制氢等制氢工艺的结构占比，考虑未来以可再生发电电解水制氢为主，氢燃料生产碳排放因子比现在降低61%。

4、材料效率提升

包括钢铁、铝合金、铜和塑料等，随着原材料零部件用能结构变化，生产技术创新以及循环材料使用比例的提升，再加上电网清洁化方案实施，2050年和2060年汽车用材料的碳排放将比现在降低95%以上。汽车制造作为钢铁行业下游主要客户，其碳减排力度影响着汽车产品的碳足迹。钢铁冶金工业已提出加快制定促进绿色低碳生产技术创新发展与推广应用的相关行业标准，以标准拉动企业的技术研发能力提升。目前，尽管包括干熄焦、高炉炉顶压差发电、烧结余热发电、高参数煤气发电等技术在内的常规节能降碳措施逐渐普及，钢铁行业仍面临节能降碳技术创新能力不足的考验，节能降碳新技术自主研发和创新难度大，与国外先进国家相比还存在较大差距。不过，这些问题都抵挡不了钢铁行业绿色低碳发展的脚步，2022年2月工信部发布的《关于促进钢铁工业高质量发展的指导意见》中已经明确提出碳达峰“时间表”。

5、生产制造阶端的能效提升

与一些供应商合作直购绿电，并使用光伏进行自有发电，提升工厂清洁能源利用率达，真正的工厂碳中和。能源绿色化决定了汽车上游制造端及道路交通领域的碳排放，三方必须全方位协同才能推动‘双碳’目标实现。工厂可通过内部自建光伏风电系统、外部采购绿色电力等方式，提升绿色能源使用比例。在供热系统上，也可以采取一定的措施，比如沃尔沃正在考虑使用生物质能源或绿电驱动供热，这也有助于实现生产运营端碳中和。基于能源供给绿色化，实现汽车制造低碳化。

6、动力蓄电池碳排放降低

动力蓄电池作为电动汽车的重要组成部分，其生产制造过程消耗大量能源，生命周期碳排放不容忽视。“中汽数据”已将动力蓄电池生命周期碳排放纳入“中国汽车低碳行动计划”研究范畴，开展相关研究工作，推动我国汽车行业碳减排。欧盟提出，加强电池回收材料应用，推动二次原材料供应，同时提出在生产过程中使用可再生能源，以尽可能低的碳足迹支持欧盟电池制造业的可持续性。另外在《电池2030+》中，欧盟提到，要将电池的生命周期碳足迹减少至少五分之一。我国作为动力蓄电池生产制造的大国，开展动力蓄电池生命周期碳排放研究，推动动力蓄电池生命周期碳减排，对我国实现2030年碳排放达峰、2060年碳中和目标具有重要意义。纯电动乘用车车辆周期碳排放量占比达40%，在车辆周期中，动力蓄电池平均碳排放量高于纯电动乘用车其他部件平均碳排放量之和。目前，我国尚未提出动力蓄电池的碳减排目标，但是动力蓄电池生命周期碳排放量不容忽视。

7、车辆使用阶段能效的提升

一辆汽车的碳足迹涉及材料生产、整车生产、车辆使用、维修保养、报废回收等生命周期阶段。随车型电动化程度加深，材料生产阶段的碳排放占比逐渐增大，车辆使用阶段的碳排放占比逐渐减小。据中汽数据显示，纯电动乘用车在材料生产阶段和车辆使用阶段碳排放量占全生命周期的35.90%和61.60%，相比之下，汽油车上述两阶段的碳排放占比分别为14.70%和83.9%。

要减少车辆使用阶段的碳排放，一方面提升传统能源车的燃油经济性，另一方面提升替代燃料包括电动车和氢燃料电池车的使用能效，从而降低使用阶段的碳排放。行业的技术升级需要标准法规的拉动，国家早已把四阶段油耗的实施时间定为2024年1月1日，届时汽油车WLTC工况下，油耗相比三阶段大概下降10%。未来两年节约能源和较少消耗能源时产生的温室效应的副作用，降低汽车燃油消耗，是汽车制造企业和发动机生产企业要进一步突破的一个难题。当前我国以火力发电为主的能源结构背景下，电动汽车行驶过程中使用电力替代燃油，实质上是将碳排放由消费端转移到了生产端。电动汽车的使用阶段消耗的电力主要来自现有电网，而我国火力发电是最重要的发电方式，发电阶段是主要的碳排放过程，对全球变暖潜势有很大影响。因此，电网清洁也是降低电动汽车使用过程中碳排放量的主要手段。

六、汽车主机厂及零部件企业碳中和驱动下的升级展望

     综上所述，从汽车产业链上游的原材料生产和加工、零部件的制造、整车的组装和流动、用户驾驶和使用车辆过程等方面讨论了减排的手段和技术方向。作为汽车企业，光有这些还不行，需要有落地执行的制度、目标、达成路径。因此需要建立较为完善健全的全生命周期碳排放核算体系和管理办法，在公司内部建立管理流程，制定阶段性的减排目标，并分解至具体车型和各个业务部门，涵盖研发、销售、生产、运营等各个职能部门。针对上游供应商，整车企业可以增设更多的碳排放指标要求，促进零部件制造过程实现更多减碳。在研发方面，可以考虑通过更加模块化设计，为车辆后续的拆解和回收提供便利性，同时也能降低拆解成本和该过程中产生的碳排放；在生产和组装环节，考虑在工厂中采用更加绿色环保的可再生材料，降低VOC（挥发性有机化合物）、温室体系的排放等。尽管挑战艰巨，但已有不少车企结合碳达峰、碳中和目标制定了自身的碳减排计划。

宝马集团已将碳减排扩展到从生产、供应链到使用阶段的整个车辆生命周期，包括设计开发、供应链、生产、使用到回收阶段，即是从摇篮到坟墓。目前，宝马集团全球工厂已实现100%使用可再生能源。计划到2021年底，全球工厂实现碳中和。

相较于各OEM遍地开花的新能源产品布局，有部分布局比较早的上下游零部件企业，已经实现了企业内部的碳中和。比如博世集团：早在2020年实现了碳中和。成为全球首家实现碳中和的大型工业企业。未来博世将提供从个人出行到运输物流的全方位CO2解决方案，例如燃料电池、48V电池、智能热管理技术等。到2030年，计划在新能源增效上的总投资达10亿欧元，在第三方采购、物流以及销售产品的过程中，CO2排放量减少15%。

七、结束语

相比欧美等发达国家从碳达峰到碳中和经历约50~60年的周期来看，我国仅给了30年的时间，时间虽短，但是目标和步伐不能打折，因为这是全人类共同的使命。从现在开始，汽车行业的每一分子都有责任和义务，探讨分析如何整合产业链，选用低碳环保材料，绿色化生产制造过程，提升汽车自身能源利用有效率，使用清洁能源动力，完善汽车回收利用体系，从产品的全生命周期出发，进行管控，从而打造真正的“零碳汽车”。汽车人要始终坚信“人不负青山，青山定不负人”的生态环境保护理念，走出一条绿色、低碳、持续发展的康庄大道。