國內外重型商用車油耗和碳排放法規趨勢淺析

摘" 要：近年來，各國積極應對氣候變化，綠色低碳轉型已經成為全球應對氣候變化的一致行動。重型商用車主要采用傳統化石燃料發動機，運行時間長，工作負荷大，能源消耗高，是交通領域溫室氣體排放的主要來源之一；隨著保有量的不斷增加，如何降低重型商用車油耗，減少碳排放已經成為各國關注重點。目前中國以及歐美等發達國家積極采取各項措施，完善油耗及碳排放相關標準、法規的制修訂，推動重型商用車綠色低碳轉型。本文主要研究了中國、歐盟和美國重型商用車油耗和碳排放法規現狀和未來發展趨勢，同時對比各國法規類型、管理方式、監管指標、評價方法、管理車型的差異，并對未來國內重型商用車向低碳轉型技術方案和未來法規發展趨勢做出預估。

關鍵詞：重型車商用車；油耗標準；碳排放法規；現狀；趨勢

中圖分類號：U461" " " 文獻標識碼：A" " " 文章編號：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）發布《2022年全球氣候狀況》報告指出，2022年全球平均氣溫較工業化前水平高出約1.15℃，全球變暖已經成為全世界人民面臨的共同挑戰。積極應對氣候變化，加快綠色低碳轉型逐漸成為全球各國應對氣候變化的一致行動。2019年歐盟簽署《歐洲綠色協議》提出2050年實現氣候中和，2020年中國提出“2030年碳達峰，爭取2060年碳中和”的“雙碳”發展目標，2021年美國發布《邁向2050年凈零排放長期戰略》。

汽車碳排放是碳排放管控的重要領域之一，國內汽車碳排放約占全國碳排放的7.5%[1]，其中大部分來自于汽車運行使用階段消耗傳統汽柴油等化石能源。重型商用車作為重要生產工具，運行時間長，工作負荷大，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關注重點。目前中國以及歐美等發達國家都在采取積極措施，推動油耗和碳排放相關標準、法規的制修訂。

2" " 國內外重型商用車油耗和碳排放法規現狀

2.1" "中國重型商用車油耗標準現狀

國內目前尚未出臺針對重型商用車碳排放限值的標準法規，碳排放管理通過《重型車輛燃料消耗量限值標準（GB 30510）》管控。自2011年工信部發布重型車輛燃料消耗量限值標準至今，標準已經歷兩次升級，目前執行第三階段的油耗標準（GB 30510-2018）[2]。

現階段標準分兩步實施，對于新申請型式批準的車型，自2019年7月1日起實施，對于已獲型式批準的車型，自2021年7月1日起實施。

標準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，其中不對專用作業車做要求。五類車根據不同總質量，采用階梯式限值方式，制定了對應的燃料消耗量限值。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。

標準采用單車限值管理，監管指標采用指定工況下[3]（C-WTVC，見圖2）平均每百公里消耗的燃油（單位：L/100km）來評價。

2.2" "歐盟重型商用車碳排放法規現狀

2019年7月，歐盟發布了第一版重型商用車碳排放法規（EU）2019/1242[4]，法規設定的減排目標要求：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（EU）2018/956報告的2019年7月1日至2020年6月30日期間新注冊的重型車輛CO2排放量監測數據。

法規管理車型包括最大設計裝載質量大于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。采用企業平均制考核CO2排放量，在核算時考慮不同場景的碳排放差異，車型分組核算（將管理范圍內的車型按駕駛室類型、發動機功率分成9組，又根據9組車型的使用場景和載荷細分出10種場景，即90組分組）。同時為激勵零排放和低排放技術產品開發，法規設置相應的激勵系數。

此外法規規定了詳細的排放債務和信用的核算、管理以及處罰措施，對規定時間內CO2排放量超標的企業征收排放債務罰款，罰款要求見表1。

法規采用（EU）2017/2400提供的VECTO模擬工具計算單個重型車輛的CO2排放。最終綜合單車碳排放量、車型數量（分組車型的份額）、年里程、使用區域、載荷進行加權計算，得到企業的碳排放值。

2.3" "美國重型商用車碳排放法規現狀

美國奧巴馬政府于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準，現階段執行該法規的第二階段[5]，于2016年8月16日由美國環境保護署（EPA）、美國國家公路交通安全管理局（NHTSA）和美國交通部（DOT）聯合發布，實施時間為2018至2027年。

二階段法規設定了牽引車、商用皮卡及廂式貨車、專用車、牽引車及專用車發動機、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。

對于牽引車，法規要求2017至2027年間達到15％～27％的CO2減排，汽油專用車輛需達到10%～18%，柴油專用車需達到12%～24%。

美國對重型車CO2及油耗的合規監管是基于EPA開發的整車模擬工具 GEM進行，不要求對底盤進行轉鼓測試，此外考核方式同歐盟，采用企業平均制。

3" " 國內外重型商用車下一階段油耗和碳排放法規

3.1" "中國重型商用車下一階段油耗標準

國內四階段油耗標準[6]于2020年12月完成立項，2021年11月完成標準草案，2022年5月發布征求意見稿，目前標準已報批。標準采用同三階段相同的分步實施方式，對于新申請型式批準的車型，預計2025年實施，對于已獲得型式批準的車型，預計2027年起實施。

四階段油耗標準保持了和三階段相同的法規結構，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上加嚴12～15%（考慮測試工況切換帶來的油耗增幅）。

標準采用新的測試方法（中國工況CHTC，見圖2）[7]，根據標準編制說明給出的數據，測試方法從C-WTVC循環工況切換到CHTC循環工況，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

2023年2月14日歐盟委員會發布重型車CO2法規修訂提案[8]，新提案對現有的法規體系進行優化，撤銷法規（EU）2018/956，將（EU）2019/1242和（EU）2018/956兩個法規合二為一。法規從管理車型范圍，CO2減排目標，排放債務和信用核算、管理等方面進行了升級。

新提案管理范圍從中重卡車輛擴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。

法規加嚴CO2排放指標要求，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，規定自2030年開始，所有新增城市客車必須是零排放。

針對排放債務和信用的核算，2030年起將取消低排放核算系數，同時法規新增小規模企業豁免（某報告年度內新登記的重型車數量少于100輛的企業）。

3.3" "美國重型商用車下階段碳排放法規

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準[9]，提案加嚴了已存在的二階段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級牽引車及8級普通型牽引車加嚴約10%，8級臥鋪型牽引車和重型牽引車未做調整。到2032年，相比三階段2027年限值7級和8級牽引車限值加嚴約26%，重型牽引車加嚴約15%，見圖4。

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

新提案不強制要求任何特定技術，新限值的設定考慮了企業使用具有CO2減排技術的內燃機車輛和零排放車輛（純電動、燃料電池、氫內燃機）混合方式，并假定生產廠家采用一定比例的內燃機車輛和零排放車輛來滿足法規限值。假定的2027～2032年零排放車輛比例見表5。

4" " 總結

4.1" "國內外重型商用車油耗和碳排放法規對比

通過對中國重型商用車油耗標準和歐盟、美國重型商用車碳排放法規分析，各國法規的管理類型、監管指標、管理方式、評價方法以及管理車型方面存在差異，見表6。

法規管理類型和管理指標，歐盟和美國均針對重型商用車制定了相應的碳排放法規限值要求，通過考核車輛每噸公里或英里的CO2排放量（g/t·km、g/t·mile），來管理企業碳排放；國內未制定單獨的CO2排放限值法規，通過油耗標準考核車輛每百公里的燃油消耗量（L/100 km），來間接管理企業碳排放。

法規管理方式及評價方法，國內采用單車階梯限值，車輛需通過標準規定的轉鼓測試來評價是否滿足要求；歐盟和美國均采用的是企業平均制，通過規定的工具來模擬計算企業CO2排放量，不需要進行轉鼓測試。此外國內標準對車輛準入及在用車監管均有要求，只有滿足要求的車輛才能生產和銷售，在用車監管方面，如監管部門發現車型超標，企業不僅會受到嚴厲的處罰，相關車型將被撤銷準入，禁止生產和銷售；歐盟和美國為年度核算，由于采用的是企業平均制，在企業平均碳排放滿足要求的前提下，單一車型的碳排放超標是被允許的。

管理的車型范圍，國內管控不包括掛車，歐盟和美國考慮了掛車影響，針對掛車制定了相應的排放要求。

4.2" "結論及建議

雖然各國標準法規存在很大差異，但各國碳排放加嚴趨勢相同，為實現“2050碳中和”目標，歐盟和美國下一階段提案都十分激進，未來若全部落地，企業在不增加零排放車輛占比的情況下將很難達成。

結合國內實際情況，第四階段油耗標準已報批，行業內對于五階段油耗的討論已經開始，預計第五階段油耗最早在2030年開始實施，限值相比四階段預計會有10%～15%的降幅。

隨著未來重型商用車能耗、碳排放要求將進一步加嚴，預計未來：

1）傳統內燃機重型車輛碳排放減排將面臨巨大挑戰，主機廠將需要投入更多的資金和人力來開發更加先進的變速器、空氣動力學以及發動機技術。

2）嚴苛的節能降碳指標要求，可能促使傳統內燃機車輛將無法通過進一步改進現有技術以經濟有效的方式實現。相反的結合目前政府的各種低排放或零排放、新能源激勵措施，將促進新能源和替代燃料（氫、甲醇等）等低排放和零排放車輛快速發展。

3）國內基于單車限值的要求，隨著法規的加嚴，車輛將無法通過進一步改進現有技術以經濟有效的方式實現法規達成，繼續延續目前管理方式，可能會限制傳統燃料車輛先進發動機、變速箱、空氣動力學等技術的發展，未來國內可能探索建立企業平均制考核，以及建立相配套的商用車積分政策，既能引導企業節能技術創新，也能給予企業靈活性，在產品規劃上既能貼合市場需求也能滿足標準要求。

4）在下一階段排放研究中，已經針對溫室氣體研究設置了專項研究課題，未來國內大概率針對發動機CO2排放制定相應的限值要求。

基于上述結論，建議企業未來加快純電、氫燃料電池等新能源車輛布局，研發上增加相關技術研發的資金、時間及人力的投入。

參考文獻：

[1]中國汽車技術研究中心有限公司.節能與新能源汽車發展報告2021[M].人民郵電出版社，2021.

[2]中國國家標準化管理委員會.GB 30510-2018重型商用車輛燃料消耗量限值[S]，2018.

[3]中國國家標準化管理委員會.GB/T 27840-2011重型商用車輛燃料消耗量測量方法[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.

[5]Environmental Protection Agency（EPA），National Highway Traffic Safety Administration（NHTSA）， Department of Transportation（DOT）.Greenhouse Gas Emissions and Fuel Efficiency Standards for Medium- and Heavy-Duty Engines and Vehicles—Phase 2 [S]，2016.

[6]中國國家標準化管理委員會，GB 30510重型商用車輛燃料消耗量限值（征求意見稿）[S]，2022.

[7]中國國家標準化管理委員會，GB/T 27840-2021，重型商用車輛燃料消耗量測量方法[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

張亞軍

國家汽車質量檢驗檢測中心（襄陽）

整車排放分領域技術負責人" 高級工程師

文章把握住了現階段重型商用車發展的關鍵痛點——低碳排放，系統介紹了商用車主流生產國的商用車能耗、碳排放法規要求及管理措施，分析、總結未來商用車應對碳排放的策略，對于商用車制造商有重要的參考意義。