淺談雙碳目標背景下中國汽車行業(yè)碳減排的經(jīng)驗與啟示

發(fā)布時間： 2023-05-16　　點擊次數(shù)： 998次

1 研究背景

進入21世紀以來，世界經(jīng)濟發(fā)展逐漸走向全球化。隨著氣候變化問題的不斷突出，各個國家均意識到了在發(fā)展經(jīng)濟的同時，保護環(huán)境也是義不容辭的責任，于是提出將發(fā)展重心放到綠色經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟上面來。現(xiàn)如今，隨著地球氣候不斷變暖，導致此問題的因素之一碳排放問題也日益引起了人類的密切注意。從地球生態(tài)環(huán)境與人類可持續(xù)發(fā)展的視角來看，實現(xiàn)碳達峰、碳中和的“雙碳目標"無疑成為了近些年來世界關注的熱點。在 2016 年簽訂的《巴黎協(xié)定》中可以看到，不管是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都在積極采取行動舉措來應對氣候的惡劣變化，該協(xié)定明確了其長期目標是致力于將世界范圍內(nèi)的年均溫度上漲幅度控制在2℃之內(nèi)，并力爭盡控制在1.5℃。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在2018年發(fā)布了《全球1.5 ℃升溫特別報告》，其報告與《巴黎協(xié)定》同樣強調(diào)要將全球范圍內(nèi)氣溫上升的幅度控制在 1.5 ℃以內(nèi)。如何更好地實現(xiàn)該目標，需要世界各國進行快速、深遠的變革，在21世紀中葉實現(xiàn)全球范圍內(nèi)的碳中和，所謂碳中和是指將社會生產(chǎn)活動中所產(chǎn)生的二氧化碳排放量與碳減排所吸收的二氧化碳量相互抵消，使得凈碳排放量趨近于零。自《京都議定書》制定后，國內(nèi)外專家對如何減少碳排放的研究頗多，雖然中國對于該問題的研究起步較晚，但還是有一定的研究成果的。

為努力實現(xiàn)碳中和目標，作為溫室氣體排放較多的交通運輸行業(yè)，對支持社會綠色經(jīng)濟的轉(zhuǎn)型至關重要。汽車尾氣排放所產(chǎn)生的溫室氣體將會給人類生存環(huán)境帶來嚴重的污染，對人類的生存造成威脅。對汽車行業(yè)實行碳排放的研究與變革，在響應國家“雙碳"號召、順應世界趨勢的同時，也有益于完成對碳減排的承諾、完善碳交易體制的制定以及更好地推動低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

2 中國汽車行業(yè)碳排放現(xiàn)狀

改革開放以來，中國的經(jīng)濟發(fā)展迅速。其中，汽車行業(yè)已經(jīng)逐漸成為國民經(jīng)濟的主要支撐之一。在推動國民經(jīng)濟快速發(fā)展的過程中，汽車行業(yè)也取得了有目共睹的成績。但在從中獲益的同時，也給社會也帶來了環(huán)境污染、能源消耗以及交通擁堵等多個方面的壓力。

汽車及交通領域的碳排放涉及兩個環(huán)節(jié)：一個是制造環(huán)節(jié)，另一個是使用環(huán)節(jié)。制造環(huán)節(jié)的碳排放并不高，而真正的能源消耗來自于燃油車的使用環(huán)節(jié)。相關數(shù)據(jù)顯示，2020 年中國交通運輸行業(yè)的碳排放量約占全國總排放量的 10%，過去 9 年的年均增速高達 5%，可以說算是排碳大戶。

如圖1和圖2所示，從中國行業(yè)大類來看，2020年，工業(yè)排放了二氧化碳，約高達51.63 億噸；其次為電力行業(yè)，排放量約為36.66億噸；移動源（即汽油車、燃油車和非道路機械）排放量排第3，大約排放9.08億噸二氧化碳，約占總排放量的9%；然后是民用行業(yè)，排放二氧化碳約6.4億噸。

數(shù)據(jù)顯示，在 2020年之前，中國汽車碳排放量的平均值逐年減少：從2010年的每公里排放243.6g二氧化碳，減少到2019年的每公里排放212.2g 二氧化碳（該碳排放量的測量是由中汽數(shù)據(jù)有限公司與16個國外機構通過運用先進的碳排放核算技術，針對中國境內(nèi)所生產(chǎn)的汽車零部件、原材料等各個生命周期階段所進行的碳排放量核算）。即便碳排放量的平均值呈逐年遞減的趨勢，但是總的排放量情況依然不容樂觀：在2019年，中國汽車行業(yè)總排放量（生產(chǎn)、使用的碳排放量）為6.2億噸。其中，汽油車的碳排放量占據(jù)了很大的比重，占總量的 94.7%，為5.8億噸。此外，不同級別型號的乘用車之間也存在著較大的差異，比如A車產(chǎn)量高，其碳排量也就比較高，為3.7億噸，大約占比60.8%。再就是電動汽車與燃油汽車的平均碳排放量也有很明顯的差異：前者較低，后者較高。

3 全球汽車行業(yè)碳減排機制與政策

3.2 歐盟汽車節(jié)能減排制度

歐盟是全球范圍內(nèi)實行碳中和、碳減排的的先驅(qū)者，從2007年以來，歐盟就開始實施碳減排戰(zhàn)略計劃。現(xiàn)如今，歐盟正在推動汽車業(yè)向新能源方向進行轉(zhuǎn)型，預計到 2030年，汽車排出的溫室氣體量相較于1990年期間將減少40%，并于2050年實現(xiàn)碳中和。為實現(xiàn)目標，歐盟采取的措施頗多。首先是引入碳邊境調(diào)節(jié)機制（即碳排放邊境稅），其目的是為了防止其他一些碳排放相對寬松的區(qū)域?qū)⑵渖a(chǎn)的產(chǎn)品出口至歐盟；同時也防止歐盟的企業(yè)將其在歐盟境內(nèi)生產(chǎn)的“高碳"產(chǎn)品的排放成本轉(zhuǎn)移到其他非歐盟地區(qū)（即在歐盟的境外生產(chǎn)再進口至歐盟）。其次，征收汽車企業(yè)的碳排放稅，意在鼓勵車企更多的研發(fā)新能源技術，拓展新能源汽車市場，完善新能源汽車性能，使群眾更愿意去購買、使用新能源汽車。于是各個成員國逐漸開始著手制定相關汽車企業(yè)碳排放稅的制度。其中，在2021年，德國聯(lián)邦政府采取了對每公里碳排量在195g以上的機動車實施每超出1g排放量征收4歐元附加稅的措施；希臘政府計劃拿出1億歐元補貼購買新能源汽車的消費者，并且制定了于 2030年前，將新能源電動汽車在新車中的比例提升至30%。歐盟實施汽車碳排放稅制度，有利于汽車企業(yè)加快創(chuàng)新，提升競爭力和新能源汽車的研發(fā)能力，同時也降低碳排放程度。

3.3 日韓政府政策

韓國政府針對汽車節(jié)能減排設立了一系列目標，其中包括到2030年，將汽車行業(yè)所排放的溫室氣體總量減少24%。為實現(xiàn)這一目標，韓國政府將通過價格競爭、出口量以及普及建設新能源汽車配套裝置等措施來實現(xiàn)碳中和的汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。對于價格競爭方面，韓國政府將會下調(diào)新能源汽車售價（計劃到2025年，平均下降至少1000萬韓元，約合人民幣6 萬元），調(diào)整稅收、租賃等有關政策，減輕購車壓力。從出口來看，韓國政府計劃出口新能源汽車由2020年的14%增加到2025年的34%。同時，韓國政府也積極推薦公共部門購買、使用新能源汽車，為大型企業(yè)和租車公司等民用機構制定購買目標。為了大力推廣環(huán)保汽車，韓國政府對出租車、公家車、卡車等公共交通設施進行補貼和獎勵，鼓勵公共出行；與此同時，大力發(fā)展充電樁等充電設備的基礎建設，進而逐漸完善新能源汽車生態(tài)圈。

日本政府于2021年提出了新的節(jié)能減排目標：2030年碳排放總量相較于2013年將減少46%（2020年提出的目標為減少26%），同時也將2050年納入實現(xiàn)碳中和的時間節(jié)點。作為日本汽車之一的豐田汽車公司計劃到2025年時，將電動汽車的產(chǎn)量增加一倍。另外一家日本本田汽車公司則計劃成為第一個邁向電動化、拋棄汽油的日本車企，到2040年將實現(xiàn)全面電動化。號稱日本三大汽車零配件供應商 Astemo（安斯泰莫）同樣也表示將全力致力于實現(xiàn)碳中和目標：到 2030年實現(xiàn)工廠生產(chǎn)線碳中和。同時，該公司也能很好地為電動汽車提供節(jié)能的電氣零部件，有助于改善溫室氣體的排放。

3.4 瑞典沃爾沃汽車公司可持續(xù)發(fā)展策略

號稱世界安全的汽車—沃爾沃提出，可持續(xù)發(fā)展和汽車的安求性能同等重要，希望通過不斷的努力，為實現(xiàn)氣候中和，加速踐行循環(huán)經(jīng)濟，履行企業(yè)責任，為生態(tài)環(huán)境與和諧社會做出貢獻。作為一家汽車供應商，沃爾沃汽車深刻意識到自身的可持續(xù)發(fā)展與氣候環(huán)境是息息相關的，他們通過積極減少排放量進而改善氣候環(huán)境質(zhì)量，致力于成為一家氣候中和型企業(yè)。沃爾沃汽車公司曾計劃在2018年至2025年期間，大幅度減少碳排放量。該公司提出要將旗下每輛汽車從生產(chǎn)、運營、供應等整個生命周期中的碳排放量降低40%，其中包括減少50%的尾氣碳排放，原材料的生產(chǎn)使用緩解的碳排放減少25%，以及總運營環(huán)節(jié)的碳排放減少25%。自2019年以來，該公司致力于為每出的一款乘用新車配備一個電動機，從而為電動化轉(zhuǎn)型做好準備。待到2025年時，該公司將實現(xiàn)其銷售的汽車中，純電動型汽車占比 50%、剩余為混動車型的目標，從而實現(xiàn)其碳減排目標。其次，他們將汽車所使用的零部件和材料在壽命結束時進行回收利用，重新用于新的汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)，做到盡可能減少浪費，多使用可循環(huán)的材料。

4 對中國的啟示

從全球范圍來看，針對交通部門的碳排放，各個國家已經(jīng)采取了相應的政策，大部分汽車企業(yè)紛紛響應政策做出相應的措施。從上文所談到的各個國家以及企業(yè)的相關方法，汽車行業(yè)節(jié)能減排的路徑大致有以下兩種：第一，政府制定相關的目標、有效的政策，不斷完善碳排放、碳交易以及碳關稅的新型體系，從宏觀上引導車企向電動化方向轉(zhuǎn)型；第二，企業(yè)努力研發(fā)相關技術，使低碳環(huán)保的新能源技術開發(fā)邁向新的階段，有效降低汽車各個階段的碳排放量。于是可以得出以下3點對中國發(fā)展的啟示。

第一，大力發(fā)展公共交通設施，減少私人汽車的使用量。發(fā)展低碳型的公共交通需要政府的正確引導、市場的有力推動、企業(yè)的自覺主動、公眾的積極參與等一系列規(guī)范，通過法律法規(guī)、經(jīng)濟、技術、規(guī)劃等綜合措施群策并舉，實現(xiàn)綜合治理，建立有效的協(xié)調(diào)機制。其次，政府要制定完善的城市交通系統(tǒng)，根據(jù)不同的城市地貌，因地制宜，有條不紊地規(guī)劃發(fā)展，使群眾出行更加便利，使公共交通與環(huán)保優(yōu)勢。

第二，政府制定相應的稅收政策，合理地引導低排放量汽車的銷售。例如，減少或減免購買小排量汽車的購置稅，鼓勵消費者更多傾向于購買小排量汽車。比如限制大排量發(fā)動機汽車，針對排量在2.0 L以上的征收一定的消費稅（隨著排量的增加而增加），與此同時，針對低于1.6 L以下排量的汽車減免或減半其購置稅，這是由于小排量汽車尺寸相對較小，于是生產(chǎn)的原材料等消耗量也相對較少，綜合油耗以及排出的污染物相對大排量汽車而言也較少。這些政策，引導企業(yè)和消費者更多選擇小排量而抑制大排量汽車，不僅鼓勵汽車企業(yè)通過技術革新提高汽車發(fā)動機的綜合性能，減少污染物的排放，同時也為消費者購買汽車減輕負擔。雖然現(xiàn)階段，這一政策只在部分地區(qū)展開，但鼓勵消費者購買小排量汽車已成為趨勢所向。

第三，鼓勵汽車企業(yè)發(fā)展新能源汽車，開放清潔能源系統(tǒng)。隨著越來越多的國產(chǎn)汽車品牌相繼研發(fā)出新能源汽車，新能源正逐步取代傳統(tǒng)燃料的地位。新能源汽車尺寸小、質(zhì)量輕、制造價格低，同時它的排放和能耗也是偏低的，由于我國石油過于依賴國外進口，從能源安全的角度來看，我國發(fā)展輕量化也是合乎情理的，所以我國應大力支持新能源汽車的發(fā)展。為了鼓勵車企更多去研發(fā)、生產(chǎn)新能源汽車，從而邁向電動化時代，可以采取雙積分的政策。政府通過計算平均油耗負積分與新能源汽車正積分之和，得出該企業(yè)的積分。企業(yè)之間可以對積分進行交易、抵償以及轉(zhuǎn)讓等操作，避免不達標遭受處罰。當前，中國汽車企業(yè)轉(zhuǎn)型的動力來自于“雙積分"政策。

5 安科瑞汽車廠房能效管理平臺AcrelEMS-EV的組成

安科瑞AcrelEMS-EV汽車廠房管理系統(tǒng)是一個深度集成的自動化平臺，它集成了電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所綜合自動化、電能質(zhì)量監(jiān)測與治理、電氣火災監(jiān)控系統(tǒng)、消防設備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防應急照明和疏散指示系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、新能源充電樁、預付費系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個平臺即可全局、整體的對汽車廠房的用電和用電安全進行進行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時滿足用戶用電可靠、安全、穩(wěn)定、有序的要求。

5.1平臺拓撲圖

5.2平臺子系統(tǒng)

電力監(jiān)控

電力監(jiān)控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所，對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進行保護和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實時監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報警及記錄等。

電能質(zhì)量監(jiān)測與治理

監(jiān)測各進線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄，進而判斷配電系統(tǒng)擾動方向。

配置有源濾波裝置和無功補償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進行補償和治理，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補償裝置運行情況，確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。

變電站綜合自動化

變電站綜合自動化系統(tǒng)主要針對110kV變電站、10kV變電所和10kV柴油發(fā)電機部分，在變電站設置Acrel-1000變電站綜合自動化系統(tǒng)子站，實現(xiàn)本地遙測、遙信、遙控、報警、報表等功能，并把數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-EV能效管理平臺，實現(xiàn)集中監(jiān)測和報警。

電氣安全

Acrel-EV汽車廠房能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器，消防設備電源傳感器、防火門狀態(tài)傳感器，接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實時顯示，并且對UPS的蓄電池溫度、內(nèi)阻進行實時監(jiān)視，發(fā)生異常時通過聲光、短信、APP及時預警。

智能照明控制

單控、區(qū)域控制、自動控制、感應控制、定時控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式。

能耗分析

AcrelEMS-EV汽車廠房能效管理系統(tǒng)為工廠搭建計量體系，顯示能源流向和能源損耗，通過能源流向圖幫助企業(yè)分析能源消耗去向，找出能源消耗異常區(qū)域。從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時間、設備、班組、分項等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對工廠用能統(tǒng)計、同比、環(huán)比分析、實績分析，折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費。