汽車運(yùn)行階段碳排放將在2028年達(dá)到峰值9.64億噸，而汽車能源周期碳排放會在2034年達(dá)到峰值12.17億噸，如果扣減石油進(jìn)口所帶來的碳排放，則全生命周期碳排放可以在2035年達(dá)到峰值13.68億噸。

2022年12月9日，由蓋世汽車主辦的2022第三屆混動技術(shù)發(fā)展論壇中，同濟(jì)大學(xué)教授，國際汽車工程師學(xué)會會士韓志玉指出：

商用車是汽車行業(yè)碳排放的主要來源，在汽車能源周期碳排放的占比高達(dá)60%（2020-2035年），其中重卡對碳排放的貢獻(xiàn)最大，高達(dá)40%左右并將持續(xù)提升，因此，針對重型貨車的碳排放控制方案需要快速提上日程。

韓志玉 | 同濟(jì)大學(xué)教授，國際汽車工程師學(xué)會會士

以下為演講內(nèi)容整理：  

大家好！下面我講四個(gè)方面的內(nèi)容，首先快速過一下氣候變暖背景，第二是中國汽車歷史碳排放估算，第三，在中國能源轉(zhuǎn)型戰(zhàn)略下，2035年前汽車碳排放變化趨勢，第四，混動輕型商用車的碳排放。

氣候變暖背景

大量的數(shù)據(jù)表明，全球平均溫度比工業(yè)化前高了1.09℃，地面溫度高了1.59℃， 海洋表面高了0.88°C。大部分科學(xué)家認(rèn)為，溫度的提升和空氣中溫室氣體的含量增加密切相關(guān)，工業(yè)化前，空氣中的二氧化碳大概是280個(gè)PPM，現(xiàn)在在410個(gè)PPM，根據(jù)IPCC預(yù)測，要保持本世紀(jì)全球平均溫度增長不超過2℃，允許的PPM值是450個(gè)PPM。

雖然溫室氣體并不止二氧化碳，但是人類活動能影響，且占比很高的溫室氣體主要就是二氧化碳，根據(jù)IPCC最新報(bào)告，2019年人類活動產(chǎn)生的二氧化碳排放總量近380億噸。

對此，聯(lián)合國實(shí)施了避免危害性氣候變化的行動戰(zhàn)略，比如制定簽署了《巴黎協(xié)定》，提出將全球平均氣溫升幅在工業(yè)化前水平上控制在2 °C以內(nèi)，并努力將溫度上升幅度限制在1.5 °C以內(nèi)。中國也采取了相應(yīng)行動，習(xí)主席于2020年9月22日在75界聯(lián)合國大會上首次提出中國二氧化碳排放力爭于2030前達(dá)到峰值，努力爭取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，即“雙碳目標(biāo)”。隨后，國務(wù)院發(fā)布《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，對交通領(lǐng)域也提出具體減碳要求，那就是2030年當(dāng)年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達(dá)到40%左右。

要減碳，就需要估算和預(yù)測中國汽車行業(yè)的碳排放，必須要從全生命周期的角度進(jìn)行計(jì)算。我們用三個(gè)階段進(jìn)行分析：汽車運(yùn)行階段、汽車能源周期、汽車全生命周期。汽車運(yùn)行階段很好理解，如果使用的是氫能，我們就可以說，在運(yùn)行階段的碳排放很少，近乎沒有。

但是我們要延長這一計(jì)算邊界，將車用燃料的生產(chǎn)、發(fā)電燃料的生產(chǎn)都引入計(jì)算之中，這就是能源周期。而全生命周期除了能源周期以外，還包括整車制造和動力電池生產(chǎn)過程的碳排放。由于時(shí)間關(guān)系，我這里只講一些結(jié)果，而不講其中涉及到數(shù)學(xué)模型和數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容。

中國汽車歷史碳排放估算

2020年汽車燃料總消耗為2.85億噸。其中，汽油為1.293億噸，占45.47%；柴油為1.512億噸，占53.14%；天然氣為0.0394億噸，占1.39%，此時(shí)由于電動車保有量較少，所以并沒有計(jì)算電能的消耗。

2020年汽車運(yùn)行階段的二氧化碳排放量為8.9億噸。其中，乘用車占比為40.5%，商用車占比為59.5%。重型卡車占比38.99%，與乘用車相當(dāng)。

從全生命周期看，2020年汽車的二氧化碳排放量為11.16億噸。其中，燃料使用階段占比為79.7%，燃料生產(chǎn)階段占比為14.1%，整車制造階段占比6.1%。結(jié)合2021年的國務(wù)院新聞辦公室《中國應(yīng)對氣候變化的政策與行動》白皮書，汽車二氧化碳全生命周期的碳排放占全國碳排放總量8.9%，占能源燃燒領(lǐng)域碳排放總量11.3%。因此，中國汽車行業(yè)的歷史碳排放相當(dāng)可觀。

2035年中國汽車碳排放趨勢

要預(yù)測未來的汽車碳排放趨勢，我們的數(shù)據(jù)依據(jù)有四大來源：1、中國共產(chǎn)黨“第二個(gè)百年”奮斗目標(biāo)：人均GDP在2035年達(dá)到2萬美元，2050年達(dá)到4萬美元；2、汽車行業(yè)2035年發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃（《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖2.0》：2035年乘用車EV+PHEV銷量占55%）3、電力行業(yè)清潔能源發(fā)展目標(biāo)和規(guī)劃（非化石能源發(fā)電量在2025年達(dá)到39%，在2035年達(dá)到50%）4、國家統(tǒng)計(jì)局和中國汽車工業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

首先是乘用車保有量預(yù)測，根據(jù)“第二個(gè)百年”奮斗目標(biāo)和世界上千人汽車保有量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，我們可以預(yù)測出未來中國乘用車的保有量?？梢钥吹?，乘用車保有量在2030年會達(dá)到3.59億輛；2050年達(dá)到5.85億輛，千人汽車保有量達(dá)到目前歐洲的平均值。另外可以看到，我們的預(yù)測曲線和國家的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)非常契合。

圖片來源：同濟(jì)大學(xué)教授，國際汽車工程師學(xué)會會士韓志玉

同樣我們也預(yù)測了商用車的保有量變化，大概會保持在乘用車的10%左右。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，我們也可以推算出未來的汽車年銷量，我們預(yù)計(jì)在2027年乘用車銷量將會達(dá)到3000萬輛。

在政府政策引導(dǎo)和激勵措施的推動下，新能源汽車的市場份額和保有量將持續(xù)增長。到2035年，新能源乘用車和商用車的保有量分別為1.61億輛和882萬輛，份額將分別達(dá)到38%和21%。

下面是發(fā)電能源類型變化圖，我們國家的電力主要由煤、氣、非化石能源貢獻(xiàn)，目前，煤電占比63%左右，根據(jù)規(guī)劃到2035年會大幅下降：煤電占比45%左右，氣電和煤電加起來不超過50%。

有了這些數(shù)據(jù)之后，就可以預(yù)測汽車碳排放。到2035年汽車化石燃料消耗變化不大，基本維持在3億噸左右，但是汽車用電量也會逐年增加，到2035年約為4千億kWh，其中非化石能源發(fā)電的占比也會快速提升。

我們預(yù)計(jì)汽車運(yùn)行階段碳排放在2028年碳達(dá)峰，當(dāng)年運(yùn)行階段的二氧化碳排放量為9.64億噸。重型貨車是碳排放大戶，2020年占比為38.99%，2035年將升至52.18%。

圖片來源：同濟(jì)大學(xué)教授，國際汽車工程師學(xué)會會士韓志玉

下圖給出了汽車全生命周期碳排放趨勢以及各個(gè)階段的貢獻(xiàn)。汽車能源周期碳排放在2034年達(dá)峰，二氧化碳排放量為12.70億噸。全生命周期碳排放會在2035年前持續(xù)上升，2035年二氧化碳排放量為14.14億噸。

圖片來源：同濟(jì)大學(xué)教授，國際汽車工程師學(xué)會會士韓志玉

細(xì)分至各個(gè)環(huán)節(jié)來看：

從2020年到2035年，隨著汽車電動化，化石燃料產(chǎn)生的二氧化碳（包括燃料生產(chǎn)和使用）占比將逐年下降，從94%降到77%，但仍然是汽車排放的主要源頭。而電力消耗產(chǎn)生的二氧化碳（包括發(fā)電和動力電池制造）占比將逐步升高，從～0到18%。整車制造環(huán)節(jié)產(chǎn)生的二氧化碳占比基本不變，為6%，所以運(yùn)行階段的碳占比最大。

從車型來看，從能源周期來看商用車和乘用車整體的二氧化碳排放比例基本維持在60:40，也就是說10%的商用車排出了60%的碳排放。

如果計(jì)算單車年碳排放強(qiáng)度，在能源周期里，一個(gè)重型貨車的碳排放強(qiáng)度2021年是乘用車的26.7倍，到2035年則將達(dá)到31.5倍，這里不只是因?yàn)橹乜w量大，還有其運(yùn)行的里程也長，由此可以再次看出控制重型卡車碳排放的重要性。

混合動力輕型商用車碳排放量的案例比較

最后我簡單講講一個(gè)案例，即比較4.5噸混合動力廂式物流卡車的能耗和二氧化碳排放。比較的混合動力構(gòu)型有兩種，一是增程式電動，另外一個(gè)是串聯(lián)混動。

為了公正比較，我們首先優(yōu)化了各自構(gòu)型的能量管理并考慮載荷（車重）變化的影響。在比較碳排放時(shí)，我們也考慮了區(qū)域能源結(jié)構(gòu)的影響，比如，在煤電較高的內(nèi)蒙古和水電較高的四川。我們的結(jié)果是就當(dāng)前全國平均發(fā)電碳排放水平而言，增程式電動物流卡車的年碳排放比串聯(lián)混動低10.7%，在四川要低25.6%，而在內(nèi)蒙只低5.8%。到2035年，隨著電網(wǎng)電力的不斷清潔，增程式電動物流卡車的年碳排放優(yōu)勢將擴(kuò)大，將比串聯(lián)混動低27.3%。

下面是一些總結(jié)。我想要強(qiáng)調(diào)的是重型卡車減碳的重要性。前面我們看到重型卡車碳排放占比目前高達(dá)40%，且會越來越高，重卡減碳迫在眉睫。但可惜的是，目前還缺乏可行、有效的大規(guī)模重卡減碳技術(shù)路線。這需要整個(gè)汽車行業(yè)一起努力，科學(xué)地、實(shí)事求是地分析評價(jià)各種潛在技術(shù)路線的全生命周期碳排放。我個(gè)人認(rèn)為當(dāng)前應(yīng)該在重卡上大力推動混合動力技術(shù)（包括增程），同時(shí)要打破固有思維，提出更加創(chuàng)新的動力構(gòu)型。

（以上內(nèi)容來自同濟(jì)大學(xué)教授，國際汽車工程師學(xué)會會士韓志玉于2022年12月9日，由蓋世汽車主辦的2022第三屆混動技術(shù)發(fā)展論壇發(fā)表的《可再生能源轉(zhuǎn)型下中國汽車碳排放趨勢》主題演講。）

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