“双碳目标”下汽车行业的减排探索

文 / 本刊记者 伊万

“碳达峰、碳中和”的“双碳目标”已经成为政府和行业里的高频词汇。2021中国汽车论坛“碳达峰、碳中和目标下新能源汽车发展形势”主题论坛上，业内嘉宾对交通行业实现“双碳目标”的方式方法进行了深入分析。

减碳的总体思路

从全行业来看，交通是仅次于电力和工业的碳排放大头。按照欧美国家的经验，其碳排放达到峰值的时候，交通的排放占到整个经济体排放的1/3左右。

世界汽车工程师学会联合会（FISITA）终身名誉主席、清华大学汽车产业与技术战略研究院院长赵福全给出了一组数据，目前中国汽车保有量已达2.87亿辆（截至2021年一季度数据），而到2050年，根据其所在团队的测算，中国汽车保有量将接近5.5亿辆。

生态环境部机动车排污监控中心教授级高级工程师王军方也给出了一组数据，1999-2020年中国汽车保有量增加16倍，碳排放增加了4倍左右，交通领域的二氧化碳接近12亿吨。在这个结果中，还有非道路移动机械2.73亿吨未纳入统计范畴，小型客车和重型货车排放量占比为39.5%和39.7%。

虽然按照这个数据2030年能够完成交通领域碳达峰的目标，但是距离2060年的碳中和目标，仍然很遥远。

这意味着汽车产业增量替代和存量替换的任务都异常艰巨。

在赵福全看来，中国实现“双碳目标”的任务是非常艰巨的。其挑战可以归纳为“时间紧、任务重”。

时间紧—中国从碳达峰到碳中和的缓冲时间只有短短30年。而发达国家从碳达峰到碳中和的间隔大都有50-60年。

任务重—涉及多领域、多要素的系统工程，“牵一发而动全身”；还需要兼顾经济发展和社会民生，不能以牺牲经济增长为代价；高碳经济本身存在局限性和技术惯性，抛弃原有发展模式绝非易事。

事情难办不代表不能办。

对于如何减碳，赵福全也给出了应对思路。

具体来说，总体分为内部联动和外部配合两部分。在内部联动方面，实现产业全生命周期减碳的措施可归纳为：生产减碳、使用减碳、回收减碳和供应链减碳四个方面。

赵福全对这四方面进行了具体说明。

生产减碳，包括能效提升、工艺创新、燃料/原料替代和绿色能源使用等。

使用减碳，包括节能增效和提高运行效率等，特别是应当提高低碳/零碳产品的使用强度，以稀释其生产过程付出的能耗和排放代价。在这方面电动汽车搭载的电池量“够用就好”，并提高车辆的利用率，就是一个典型案例。同时应尽可能延长产品的使用寿命，过去主要是为了降低成本，而未来则是为了减少生产来降低碳排放。

回收减碳，则包括提升材料的回收与再利用效率、发展循环经济等。材料的回收与再利用意味着原材料生产的减少，这将有效减少原材料生产从矿产开采到加工应用全过程的碳排放。例如动力电池的回收与再利用，就会显著降低电动汽车整体的碳排放。

此外，还有供应链减碳，包括材料替换和工艺创新等，前者将从源头上解决上游产业链的碳排放问题，后者将有效降低零部件生产过程中的碳排放。

在外部配合方面，赵福全建议实现多产业、多领域协同脱碳的措施，主要包括：一是能源产业的结构优化，不断加大清洁能源的比重，通过应用零碳能源支撑汽车产业的全生命周期脱碳；二是交通产业的结构优化与重新布局，不断丰富低碳/零碳汽车产品的应用场景，并增加其使用强度、提升其运行效率；三是负碳措施的“查漏补缺”，即通过植树造林以及应用碳捕集/封存/利用技术，使汽车产业难以消除的部分碳排放得以中和。

赵福全给出的是思路，王军方给出的是方法。

王军方认为，汽车产业的新能源化，从长期来看，这是最主要的措施；第二，交通领域能源多元化发展是必要的补充，比如电力为主，生物柴油、氢燃料、可再生能源作为辅助；此外，传统燃油车的低碳发展，尤其2035年以前是非常主要的措施。

王军方还特别强调，要重视老旧汽车的淘汰，不论从污染物的降低，还是碳排放的降低，都是减排量最大的措施。

中企探索：插混减排、控油箱、增加快充口

要实现减排，针对不同产品、技术路线，都要有不同的解决方案。

从产品方面来看，纯电动汽车，从技术成熟度和产品接受度来看，自然是目前减排最应该发展的产品类型。

但是作为有益补充，插混的市场销量也不容小觑。

上海市新能源汽车公共数据采集与监测研究中心顾问丁晓华认为，插混未来很长一段时间还会存在，对减排有一定效果。

为了说明插混的减排作用，丁晓华给出了一组数据，品牌全样本PHEV二氧化碳排放是每公里170克，而我国传统燃油车二氧化碳排放是201克，能节约15%。

丁晓华表示，到目前为止，上海新能源汽车上牌量大约是52万辆，其中插电式混合动力的占比48%，从2019年开始比例越来越小了，纯电每个月的比例要到60%了。不管怎么说，预测未来的增长，到2025年，每年还要有35万辆销售。

面对这部分产品，如何减碳？

丁晓华给出了三点对策。

一是，希望插混车型增加直流充电口，原因是不大可能全面实现小区充电，所以需要到公共场合充电。“原来的PHEV是没有直流口的，电池很小，大家觉得不需要。但是电里程提高了，直流就有价值了。油箱要适度控制，电提高的时候控油，这样才能让节能减排效果更好。”

二是，补贴充电端要和充电行为挂钩，不能直接把钱给到消费者。“如果有这种监管，这样的补贴才有效果，纯电不用考核，必须充电才能开。”丁晓华说。

三是，在居住小区“一桩双枪”和“共享充电”。“每个用户一个晚上的充电时间是5个小时，而一晚上有10个小时。”丁晓华建议，一个桩两把枪可以将相邻的车一起充电，不要推广“一桩一枪”的模式。

探索光储充

当然充的电最好是绿电，这样更能达到减排的目的。

在万帮数字能源股份有限公司高级副总裁王磊看来，如果电动汽车数量达到总共车辆保有量数量的30%，接近1亿辆的车变成电动汽车以后，可能需要接近十个三峡大坝全年发电量总和的电才能为电动汽车供电。

而且很多主机厂提出了未来几年要充“绿电”的需求；对于消费者来说，电动汽车在家充电，也会提升耗电量，变成阶梯电价。

在这些情况之下，王磊提出了光储充一体化的建议。

光伏和储能的结合，基于安全和成本的考量，储能设备不太大，定价可以落在4-5万元，消费者应该能接受。如果上面有光伏补充一下，最起码电价不用那么高。如果家里是峰谷平电价的话可以在最便宜的时候充电，可以下班的时候充上去，等到家里电价最便宜的时候再启动。

“用光伏储能还有其他好处，可以协调家里的电器跟充电桩、电网、储能器之间的平衡。让HMES控制器来决定什么时候做什么样的策略是最优的，最节能减排的。”

王磊看来，因为有了电动汽车刚性的充电需求，所以场景通过充电桩、储能竟然把光伏产业盘活了，“现在有很多用户都想上这样的设备，很多4S店都在上设备。”

燃料电池汽车迎机遇

谈到储能，除了锂离子电池，还有氢能。

同济大学燃料电池汽车技术研究所所长章桐认为，“双碳目标”背景下，燃料电池汽车迎来了发展机遇。

首先，燃料电池汽车和纯电动汽车电气架构一模一样，平台化效应特别好。第二，燃料电池汽车继承了纯电动汽车的一切优点，又克服了续驶里程和充电方面的缺陷。第三，纯电动汽车和燃料电池汽车相互互补，特用的场合下有独到之处。

在章桐看来，燃料电池和纯电动汽车两者是互补的，未来市场上一定是相辅相成、互相互补的技术路线。

章桐给出的数据显示，在“双碳目标”的影响下，2050年燃料电池汽车保有量5000万辆，相当于保有量5亿辆中10%的汽车是燃料电池汽车，这将极大地推动燃料电池汽车的发展。

章桐表示，“一次能源和电力网、氢气网”三网融合，形成中国的全新能源架构，中国才能够实现碳中和。因此，要借“双碳”之势，利用氢电两次能源网的建立，从根本上促进和保障燃料电池、氢燃料电池的融合发展，保障中国汽车工业平稳、可持续的产业转型，坚持纯电驱动不动摇，燃料电池汽车和锂电池为主的纯电动汽车相互辅助的发展格局。

外企探索：现代汽车的纯电、氢能双路线

去年欧盟、中国和日本相继发布碳中和宣言后，韩国政府也于当年10月份对外宣布《2050年国家碳中和计划》。

现代汽车在减碳方面也有着自己的规划和布局。

现代汽车集团中国区副总裁李赫埈介绍说，韩国由于资源缺乏，更希望通过氢能实现能源体系转换，因此“培育氢能产业”是韩国政府实现碳中和目标的主要路径之一。

韩国方面提出“到2030年普及85万辆氢燃料电池汽车，建设660座加氢站”的目标。

现代汽车集团致力于提供环保领域的全面解决方案，目前在混合动力（HEV）、插电式混合动力（PHEV）、纯电动（BEV）、氢燃料电池方面均有技术优势。

李赫埈表示，现代汽车会根据不同国家和地区法规、政策、市场需求，提供最优方案，灵活应对变化。“例如在中国市场，我们将积极导入纯电动汽车和氢燃料汽车技术。电动汽车方面，我们的目标是2040年之前实现全面电动化。”

具体来说，现代将持续优化内燃机车型产品阵容，集中力量推进电动汽车、氢燃料汽车、自动驾驶、城市空中出行(UAM)、机器人等新业务。

现代计划到2030年构建50万辆氢燃料电池汽车和70万套氢燃料电池系统的生产体系。

“我们的目标是2022年和2024年分别量产L3、L4级自动驾驶汽车。2028年推出完全电动化、‘零排放’的UAM（Urban Air Mobility，空中出行业务），2030年实现城际空中出行。”

针对中国的“碳中和”，李赫埈表示，他们计划2022年以后，现代和起亚每年将在中国推出专属电动车型，到2030年环保汽车产品阵容将达到21款。

博世已实现“碳中和”

作为一家早已实现“碳中和”的国际零部件巨头，博世的经验很有参考价值。

博世（中国）投资有限公司副总裁蒋健给出了一组数据，博世在中国的二氧化碳排放量，占博世全球排放量的近30%，所以比例也比较大。目前博世（中国）的销售去年达到1173亿元人民币，相当于博世全球销售的20%左右，但碳排放在中国占到全球碳排放的30%。

如何实现“碳中和”，他们的方法是四管齐下：

一是传统节能减排，提升能效，通过一系列的节能减排项目，继续优化能源的使用。

二是使用可再生能源，在全球很多场地，比如说大量使用光伏发电等等。

三是购买绿电。目前国家电网里的绿色电力已经占到20%多。随着将来的能源结构更合理，博世在电力当中的绿电部分比例也会增加，“从博世角度讲，我们愿意甚至多花一些钱购买‘绿电’。”蒋健说。

四是碳抵消的方式予以补偿，包括购买碳汇，以及通过公益的方式。

蒋健介绍说，他们在四川彝族的生活区，帮助当地人改善烧饭用的灶，采用节材灶，新型的灶具节省了很多碳排放。

蒋健表示，博世就是通过以上四个手段，在2020年达到了碳中和。

从2019年以来，博世中国共启动300多个能源节能项目，节约用电4800万度，累计减排二氧化碳3万多吨，相当于49平方公里的树林一年所能吸收二氧化碳的量，造林面积超过6900个标准的足球场。

2020年已经实现了碳中和，博世接下来的工作是继续保持。博世下一阶段目标是，到2030年以前，继续降低碳排放，帮助博世的供应商节能15%，“不仅仅我们自己做到碳中和，我们要在自己所能控制的产业链里节能减排，相当于减排6700万吨，这是下一阶段的目标。”

装备制造业的减排

除了降低能源的消耗和化石原料的使用，汽车行业还有一个板块—汽车装备制造业。在思安新能源股份有限公司副总裁、CTO王成看来，无论从零部件的制造，以及整车的装配都有大量能源的消耗，同时大多数能源来自于市政，就是化石能源为主。

汽车产业是长产业链，上游的钢铁，包括目前石油行业都提出提前碳达峰的诉求，这个数据的信息不一定是完全准确的，通过节能、新能源汽车的路径图得到这个信息，2035年排放总量较峰值下降20%以上。

可以看到，“双碳目标”是对全行业提出的发展目标，需要全产业链的通力合作。从专家们的观点来看，“碳达峰”的目标并不难实现，问题在于高位达峰还是低位达峰，显然低位达峰实现“碳中和”的可能性更高，因此需要全行业的通力合作，尽量降低达峰值，需要绿电、光储充、氢能源行业的大力配合，才能最终达成“碳达峰、碳中和”的大目标。