“雙碳”背景下新能源汽車的機遇與挑戰(zhàn)

摘要：近年來，隨著“碳達峰、碳中和”戰(zhàn)略目標的提出，我國就環(huán)保問題采取了很多強有力的政策和措施，新能源汽車因其接近零排放且低碳綠色，在“雙碳”背景下再度成為熱門話題。隨著新能源汽車在電池續(xù)航、無線充電、氫燃料電池等方面持續(xù)取得進展，人們對新能源汽車的需求也在不斷提升。在不久的將來，新能源汽車將作為汽車行業(yè)的主流產業(yè)，其占有率超過傳統(tǒng)燃油車。據此，基于“碳達峰和碳中和”，分析了新能源汽車面臨的機遇和挑戰(zhàn)。

關鍵詞：碳達峰；碳中和；新能源汽車；續(xù)航；無線充電；氫燃料電池

中圖分類號：U461 收稿日期：2023-01-13

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.03.004

1 “碳達峰”“碳中和”

過度的碳排放將引起全球氣候變化，如引發(fā)自然災害、全球變暖等。為了降低以CO2 為主的溫室氣體的排放總量，緩解氣候變暖問題，全球多個國家相繼做出“碳中和”的承諾［1］。

“碳達峰”指的是在某一個時刻CO2 的排放量達到最大值，然后進入平臺期，且在平臺期內波動一段時間后，再逐漸降低。我國承諾在2030 年前CO2 的排放量達到峰值。

“碳中和”指的是人類通過各種手段和措施，比如植樹造林、節(jié)能減排等，抵消自身所產生的CO2 及溫室氣體，實現正負抵消，以達到相對的“零排放”。我國努力爭取在2060 年前實現碳中和。圖1 為“碳達峰”與“碳中和”的示意圖。

2 新能源汽車與“碳中和”

由2021 年1-10 月的中國碳排放結構可以看出，電力能源行業(yè)與地面交通運輸碳排放占比已經高達52%，且仍在持續(xù)增長。我國在燃油車的發(fā)動機和變速箱等方面存在技術代差及專利壁壘，而且我國汽車市場長期被外企、合資車型瓜分，國產占比低，且處于市場低端。因此，加快發(fā)展新能源汽車不但可以降低我國對石油進口的依賴，實現低碳綠色出行，而且能夠減少碳排放，加快實現“碳達峰”與“碳中和”。

2.1 燃油車與新能源汽車

當前汽車行業(yè)以燃油車為主，新能源汽車的占比較小［2］。表1 所示為燃油車與新能源汽車的對比。燃油車的油耗和碳排放較高，而新能源汽車采用電能系統(tǒng)接近零排放，所以發(fā)展新能源汽車對助力“雙碳”具有現實意義。

2.2 新能源汽車的發(fā)展規(guī)劃

目前全球新能源汽車的銷量增長趨勢明顯。圖2所示為2015-2021 年1-10 月我國汽車/新能源汽車銷售情況及滲透率，可以看出，我國新能源汽車降補后的銷量仍然持續(xù)爆發(fā)式增長，有望提前實現《新能源汽車產業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035 年）》中給出的2025 年新能源汽車滲透率達到20% 的目標。

作為我國戰(zhàn)略性新興產業(yè)之一的新能源汽車，其綠色的發(fā)展方向不會改變。而且隨著安全標準、基礎設施建設、后處理、相關標準逐步發(fā)布，新能源政策體系逐步完善，為其長續(xù)發(fā)展營造了優(yōu)質的政策環(huán)境［3-4］。同時新能源汽車的制造及購買兩個方面相關政策的實施，也極大地增進了其快速發(fā)展。

智能汽車投入市場，進一步提升了汽車的使用價值。新能源汽車的動力響應快，將作為汽車向智能化發(fā)展的重要一環(huán)，隨著其續(xù)航水平的逐漸提升，新能源汽車能夠助力“雙碳”，其需求也在逐步增大。

2.2.1 純電動汽車

純電動汽車使用過程中基本不產生碳排放。雖然目前我國電力來源主要為煤炭，但未來可逐步由可再生能源替代。同時，由于純電動車制造門檻相對較低、電池技術逐漸成熟等原因，目前作為主要減少碳排放的方式，政府給予了大量人力、物力、財力的支持，并將其作為中國戰(zhàn)略新興產業(yè)重點來發(fā)展。當前中國新能源汽車市場已進入快速發(fā)展階段，主流廠商均推出了純電動車型，純電動車性價比正在逐步接近傳統(tǒng)燃油車，一、二線城市基礎設施搭建逐漸完善，快充技術逐步提升，電動汽車續(xù)航已基本滿足消費者的需要。在多方因素共同作用下，純電動車銷量呈現高速增長趨勢。

2.2.2 氫燃料電池

氫能是新能源革命的一個重要領域，將成為支撐我國構建一個綠色、高效、安全的新能源系統(tǒng)的關鍵支柱，而燃料電池汽車作為氫能利用的關鍵領域，將成為我國汽車行業(yè)轉型發(fā)展的重要方向［5］。氫燃料因為電池無污染，可實現接近零排放，能量轉換效率高，能更好地助力“雙碳”，所以發(fā)展燃料電池將勢在必行。

2.2.3“碳中和”目標下純電動路徑與燃料電池路徑SWOT分析

3 新能源汽車展望

純電動汽車的充電方式包括有線充電和無線充電。目前大部分車型都采用有線充電，其充電線纜操作不便，機械接觸會有磨損、氧化和腐蝕等，插電頭金屬裸露，存在安全隱患，惡劣天氣影響外置充電樁的使用。無線充電則是即停即充，方便快捷，無機械接觸，無外部裸露金屬，安全可靠，不受惡劣天氣影響，實用性強。所以近年來科學家將其作為重點研究對象。隨著無線充電技術的成熟，充電基礎設施的完善，動態(tài)無線充電也被人們所熟知，因其可以更好地改善電動汽車的續(xù)航問題，也逐步作為電動汽車領域的重點研究對象。

隨著太陽能、風能等新能源發(fā)電技術的不斷成熟，以及電動汽車無線充電系統(tǒng)的不斷完善，將兩者有效地結合起來，就可以同時實現清潔發(fā)電與綠色用電，不但可以彌補電動汽車續(xù)航里程短這一缺點，而且積極響應國家加快完善充電體系以及節(jié)能減排的號召，盡早實現“碳達峰”與“碳中和”。

隨著氫燃料電池技術的不斷突破和成熟，以及加氫站的建設，未來氫燃料電池汽車在汽車行業(yè)的占比也將逐漸增大。

4 結語

新能源汽車作為實現“雙碳”的重要環(huán)節(jié)，續(xù)航里程一直是其軟肋，如何實現更加簡單高效快捷的充電是廣大研究者面臨的巨大挑戰(zhàn)。電動汽車繁多的電池串并聯結構存在不安全和不均衡因素影響行車安全和電池使用壽命，各車企仍在探索更安全高效的電池管理系統(tǒng)。基于自動駕駛的智能時代為新能源電動汽車帶來了新的供電需求，傳統(tǒng)的供電架構已無能為力，所以供電系統(tǒng)將朝著更高功率發(fā)展。新能源汽車契合“雙碳”戰(zhàn)略，電氣化交通時代正在加速到來，中國汽車行業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇。

參考文獻：

［1］張艷，鄭賀允，葛力銘資源型城市可持續(xù)發(fā)展政策對碳排放的影響［J］財經研究，2022（1）：49-53

［2］譚雪，欒昊，金艷鳴，等碳達峰目標下電力系統(tǒng)綠色發(fā)展的多維效益評估［J］環(huán)境保護，2021（17）：15-22

［3］張振麗基于風光互補電動汽車動態(tài)無線充電系統(tǒng)的研究［J］中國新技術新產品，2022（2）：20-22

［4］張振麗基于V2G 電動汽車無線電能雙向傳輸系統(tǒng)優(yōu)化的研究［J］電子測試，2021（21）：26-28

［5］邵志剛，衣寶廉氫能與燃料電池發(fā)展現狀及展望［J］中國科學院院刊，2019（4）：469-477

作者簡介：

張振麗，女，1989 年生，講師，研究方向為電氣工程及其自動化。