碳中和目標下的汽車產業碳減排分析

孔垂穎 門峰

中國汽車技術研究中心有限公司 天津市 300300

1 汽車產業碳排放現狀

化石燃料的大規模利用和二氧化碳的大量排放發生在工業革命以后，但大氣中二氧化碳濃度有實質性增加是近100 年來出現的現象。我國工業發展始于19 世紀后半葉，但由于當時社會環境動蕩，工業化進程相當緩慢，直至新中國成立，我國開始進入系統性工業化，而二氧化碳排放進入快速增長時期則要追溯到1978 年改革開放以后，尤其是2001 年加入世界貿易組織（WTO）以后。據統計，2019 年我國溫室氣體排放總量為140 億噸，占到全球排放總量的26.7%。

分行業來看，我國碳排放中，電力和供熱的碳排放約占51%，工業占28%，其次分別為交通運輸、民用、其他能源部門、商業和公共服務、農業等，分別占到10%、4%、3%、2%、1%。

交通運輸行業是我國第三大碳排放行業，是碳減排的核心領域，在交通運輸領域中，汽車產業所占的碳排放最高，超過80%。從產品結構角度看，我國較高的汽車保有量和銷售量對碳減排任務的完成帶來較大壓力。截至2021 年，我國汽車保有量為3.02 億輛，其中97.4% 為傳統燃油車。在產銷量方面，2021 年，我國汽車產銷分別為2608.22 萬輛和2627.48 萬輛，連續13年穩居全球第一。

圖1 我國分行業碳排放情況

根據聯合國相關研究，全球氣候變暖超過1.5℃將使全球至少增加4.2 億人口面臨極高溫天氣，增加50% 的人口面臨水資源短缺。而根據伯克利地球實驗室研究數據，90 年代初至今，全球地面溫度已上升超過1℃，通過碳減排控制溫室效應已刻不容緩。各國在應對氣候變暖問題中也都表現出積極態度，《巴黎協定》中的196 個締約國均在政治意愿上大力支持《巴黎協定》，歐洲各國也制定了嚴格的低碳發展路線。我國自主提高國家貢獻力度，彰顯大國的擔當與使命，提出“2030 年前實現碳達峰、2060 年前實現碳中和”的發展目標，并將其寫入了政府工作報告。

2 汽車產業規模及碳排放預測

2.1 汽車產業規模預測

《汽車產業中長期發展規劃》和《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年）》均提出了2025 年的產業規劃目標，隨著新型城鎮化和工業化的加快推進，海外新興汽車市場的發展，我國汽產銷量仍將保持平穩增長，預計2025 年達到3500 萬輛左右，其中，新能源汽車銷量達到新車總銷量的20%左右。

未來，隨著宏觀經濟的恢復向好，將促進汽車銷量的持續增長，加之各類宏觀政策對汽車消費的引導，將帶動底層消費復蘇，進一步推動汽車消費增長。同時，隨著供應鏈短缺問題逐漸緩解，海外需求反彈，全球汽車市場回暖，恢復性增長將持續。

表1 十四五末汽車產量預測

從長期來看，我國汽車產銷量將保持持續增長的態勢，2021 年我國千人汽車保有量為213 輛，與發達國家相比還存在較大差距，汽車產銷增長還有較大空間。隨著經濟的持續發展、城鎮化率水平的提高以及都市圈的進一步擴大，居民出行需求增加，未來較長時期內，我國汽車保有量仍將持續增長。

2.2 汽車產業碳排放預測

《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》提出，中國汽車產業碳排放將于2028 年左右先于國家碳減排承諾提前達峰，至2035年碳排放總量較峰值下降20% 以上。在汽車領域總排放中，燃油車排放始終占絕對主導，其中，乘用車和貨車是主要排放源，客車碳排放相對較小。

乘用車領域碳減排潛力較大，作為全球最大的新能源汽車市場，我國的純電動汽車保持了高速增長態勢，在未來的一段時間內，在各種利好環境及政策的作用下，增長將繼續保持。首先，純電動汽車個人接受度明顯提升，區域市場下沉明顯，發展勢頭強勁；其次，在增購、換購需求雙重驅動下純電動汽車銷量增長迅速；再次，與其他國家相比，我國在汽車電動化的目標規劃上過于保守，未來的實際增長可能會遠超目標。電動汽車的大規模增長，將助力汽車領域碳減排目標的實現。

貨車領域碳減排的不確定性較大，受貨車本身使用屬性的影響，同貨車整體銷售情況相似，新能源貨車銷售受政策影響波動較大，增長趨勢不明朗。此外，從電動重型貨車的安全性、全生命周期成本角度出發，其優勢不明顯，車主購買意愿并不強烈，新能源貨車銷售前景的不確定性影響了該領域的碳減排貢獻。

客車領域的碳排放貢獻較小，隨著高鐵完善，私家車普，客車銷量預計仍呈下降趨勢，此外，傳統燃油客車在政策的推動下正在被快速替代。鑒于客車在汽車領域的銷量占比較低以及相關政策的支持，長期來看，客車領域的完全電動化較易實現，未來客車領域的碳排放貢獻較小。

3 汽車產業碳減排路徑

近年來，我國已制定和實施了一系列針對汽車領域減排控排的政策和行動方案，涉及汽車電動化轉型、燃油經濟性改善、車輛技術水平升級、出行結構調整、運輸效率改善等多方面。2020 年國務院印發了《新能源汽車產業發展規劃（2021-2035 年）》，提出到2025 年，新能源汽車新車銷售量達到汽車新車銷售總量的20% 左右，至2035年，純電動汽車成為新銷售車輛的主流。2021 年，國務院印發的《2030 年前碳達峰行動方案》，提出到2030 年，當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%左右。

對于汽車產業，國家從宏觀層面提出了碳減排路徑，但對于汽車產業本身來說，碳減排是一場系統性變革，需要產業內部上下游聯動減碳，產業外部跨行業、跨領域協同脫碳。從產業內部來看，涉及汽車生產制造、使用、報廢回收三個環節。

3.1 生產階段碳減排分析

汽車產業是典型的離散型制造業，生產工藝多樣，涉及多個工序，包括沖壓、焊裝、涂裝、總裝等，屬于技術密集和資本密集型行業。隨著技術的進步，柔性化、智能化、信息化成為汽車制造行業的發展趨勢，基于技術進步汽車生產制造碳減排潛力明顯，主要包括能效提升、工藝創新、燃料/原料替代和綠色能源使用等方式。

在能效提升和工藝創新方面，通過采用低能耗設備，降低生產過程中的能源消耗；通過采用新技術、新工藝，減少生產過程碳排放；通過采用智能信息化設備，提高生產過程可控性，提升生產排產合理性，減少人工等待、設備待機過程中的能源消耗；通過采用智能化管理系統，實現生產數據的實時采集和監控，減少能源消耗，提高生產效率。

在原料/ 燃料替代和綠色能源使用方面，生產過程通過可再生能源的使用降低碳排放。如通過分布式光伏發電的采用，為汽車生產提供綠色電能，減少生產使用過程中電力消耗二氧化碳排放，通過采用地源熱泵技術，提供綠色循環的冷熱能，減少相關能源消耗。

3.2 使用階段碳減排分析

在全球碳減排趨勢下，我國汽車產業實現碳中和最直接的方式是新能源汽車的大規模使用，尤其是純電動汽車和氫燃料電池汽車的市場滲透。根據交通領域碳排放計算方法中的行駛里程法計算汽車碳排放量，碳排放量=保有量× 年行駛里程× 燃料效率×單位能耗排放因子。因此，汽車保有量、年行駛里程、單位能耗排放因子等因素對汽車行業碳排放都將產生影響。

汽車保有量的結構構成對碳排放影響較大，在經濟低碳化發展的大趨勢下，傳統內燃機汽車面臨前所未有的挑戰。汽車燃料結構的改變是循序漸進的過程，從短期看，提高燃油汽車經濟性是降低汽車碳排放的重要途徑。中長期來看，純電動汽車和氫燃料電池汽車的使用是實現碳減排的有效方式，雖然動力電池在生產和回收過程碳排放大，但在使用過程中，其碳排放明顯優于傳統燃油車。根據相關統計，從全生命周期角度出發，純電動汽車減排效果明顯優于傳統內燃機汽車。氫燃料電池汽車因其燃料的清潔化，具有較強脫碳潛力，將是未來低碳化發展的重要方向，特別是在商用車領域降碳明顯。

當前我國電力生產結構中，可再生能源電力占比不足30%，碳排放量高的火電仍居于主流，其中煤電占比達到49.07%，在燃料使用周期，純電動汽車的碳排放量仍占較大比例，未來隨著電力系統的低碳化，風光資源將逐步轉變為主力發電和供能資源，大規模綠電的使用，將會大幅降低純電動汽車的全生命周期碳排放，減排效果會愈加明顯。

3.3 報廢回收階段碳減排分析

根據再生資源回收利用協會統計數據顯示，我國汽車市場每年注銷車輛的規模在700 萬至800 萬輛，大規模報廢車輛的回收拆解面臨較大的碳排放壓力。從碳減排角度出發，汽車報廢回收階段減碳途徑主要是通過應用環保高效的技術手段，提升材料回收與再利用效率。材料的回收與再利用意味著原材料生產的減少，進而減少原材料生產從礦產開采到加工應用全過程的碳排放。

在汽車報廢回收過程中，通過積極應用環保高效的技術手段來處理殘渣，減少二氧化碳的排放。對于冷卻液、燃料、防凍劑和空調制冷劑等液體殘渣，通過無害化處理減少碳排放；對于安全氣囊、蓄電池等可能對環境造成影響的部件，通過科學回收和分類處理，盡可能實現對回收材料的再利用，提高使用效率，減少相關材料的制造碳排放。

4 結論

碳達峰、碳中和是個長期目標，不可一蹴而就，相關領域減排要求及政策制度均在研究制訂中。目前，我國正在圍繞“雙碳”目標制定汽車產業碳減排實施路線圖，通過加大整車集成技術創新、整車軟件技術應用力度，推動電動化、網聯化、智能化并行發展，從產品端減少碳排放；通過配套法律法規的制定、回收利用體系的完善、發布相關標準的發布等，從回收利用端減少碳排放。

隨著碳達峰、碳中和目標的明確和相關政策的推進，汽車產業實施碳減排直至碳中和已迫在眉睫，通過對汽車產業規模和汽車碳排放預測可知，汽車產業碳達峰將先于國家承諾，提早達峰。從全生命周期和可持續性角度出發，需要從汽車生產、使用、報廢回收各環節采用相關措施實現碳減排。在生產階段通過能效提升、工藝創新、燃料/原料替代和綠色能源使用等方式減少碳排放；在使用階段，通過產品電動化以及清潔電力的使用降低碳排放；在報廢回收階段，通過研發和應用環保高效的技術手段、提升材料的回收與再利用效率等手段控制碳排放。在汽車全生命周期，通過先進生產技術的協同，高效管理技術的應用，綠色循環技術的發展，以降低碳排放為發展目標，實現汽車產業高效、低成本的碳減排。