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车碳革命(下):车碳中和路径

2021-6-3 16:48 234 0 来自: 《汽车纵横》
简介
【汽车碳中和】汽车企业脱碳之路逐渐由被动走向主动。减碳和脱碳已成为传统车企向新能源转型的重要驱动力。中国汽车工业协会2021年4月9日发布的数据显示,新能源汽车1-3月累计销量51.5万辆,同比增长279.6%。据公安 ...

【汽车碳中和】汽车企业脱碳之路逐渐由被动走向主动。减碳和脱碳已成为传统车企向新能源转型的重要驱动力。中国汽车工业协会2021年4月9日发布的数据显示,新能源汽车1-3月累计销量51.5万辆,同比增长279.6%。据公安部的统计数据,截至2021年3月,全国新能源汽车保有量达551万辆。尽管新能源汽车保持快速增长态势,但在汽车总销量的占比依然不高。普华永道预测,2030年中国纯电动车市场渗透率将达到33%,但还是远达不到全面禁售燃油车的地步。

我国实现碳中和的目标是2060年,但中国汽车技术研究中心认为,中国汽车产业须在2050年前实现碳中和。为何要提前10年?因为目前大部分跨国车企设立的碳中和达标时间是2040-2050年,而如果中国汽车业到2050年没有实现碳中和的产品,就可能面临诸多挑战,比如无法进入已实现碳中和的国家及地区,无法在消费市场与已实现碳中和的产品竞争等。值得一提的是,国内整车企业出口须警惕脱碳因素冲击,因为在国外降低碳排放的相关法规由使用阶段逐渐转向全产业链的趋势下,国内汽车产品尤其电动汽车的出口可能会受到较大影响。

同时,尽管我国乘用车全生命周期碳排放量在逐步下降,已由2015年的233.1g/km减少至2019年的212.2g/km,2021年目标为117g/km,但与欧盟和日本相比,仍有存在不小差距。

为此,中国汽车技术研究中心认为,其中还存在几个问题:一是国内车企旗下车型生命周期碳排放普遍偏高。据《中国汽车低碳行动计划研究报告(2020)》,2019年A级汽车M1类车生命周期碳排放最低的前十车型排名中,只有一款自主品牌车型入围。二是国内车企针对产品全生命周期碳管理的能力相对薄弱,尤其在管理对象从使用阶段碳排放向全产业链碳排放过渡的当下,碳排放管理能力尤其薄弱。

而国外一些车企已有一套覆盖全产业链和供应链的相对成熟的碳排放管理体系。三是国内多数自主品牌车企尚未设立减碳和脱碳目标。尽管他们已有意识地降低碳排放,在生产、供应商、包装物流和回收利用等环节采取了系列碳排放管理举措,但对自身碳排放现状、碳排放管理能力和减排效果等并不清晰,由此造成企业从全局角度设定减碳目标的能力相对不足。

据了解,目前大众、宝马、戴姆勒、博世、大陆、特斯拉等跨国车企提出了碳中和目标。而吉利汽车、长城汽车等国内部分车企提出了在碳达峰与碳中和目标下的战略调整措施。中国汽车产业要打破“绿色壁垒”,需要全面与国际接轨。因此,国家生态环境部应对气候变化司司长李高认为,汽车产业要从全生命周期去持续减少碳排放和污染物排放,制定汽车全生命周期碳减排方案及评价体系。为此,需要制定汽车产业落实碳达峰和碳中和的行动路线图。从技术角度而言,目前以电动化和氢能化两条路线最为现实。同时,围绕此路线图,需强化整车集成技术创新,推动其与网联化和智能化并行发展。

电动化:脱碳直接路径

目前,汽车企业正在加速向电动化技术路线转型。而电动化有利于直接推动汽车产业脱碳化进程。

在全球碳减排趋势下,我国实现碳中和最直接的方式是提高新能源汽车的渗透率,尤其提升纯电动汽车的渗透率。可以想见,当新能源汽车的市场占比达到一定程度时,汽车行业的碳排放将大幅降低。

动力电动化在中国已进行了20年。“我们不用在乘用车的技术路线上再纠结了。当前技术路线已经非常明确,未来就是纯电动。”中国科学院院士欧阳明高认为,新能源汽车掀起的产业变革是电动化、低碳化和智能化三位一体的。锂离子电池的发明实现了蓄电池领域百年来的历史性突破。中国电动汽车动力电池技术创新模式已经从政府主导向市场驱动转型,且中国电池材料研究处于国际先进行列。

《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》提出,到2025年,我国纯电动乘用车新车平均电耗降至12.0千瓦时/百公里,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右。据公安部的统计数据,截至2021年3月,全国新能源汽车保有量达551万辆,其中纯电动汽车保有量449万辆,占新能源汽车总量的81.53%。今年一季度新注册登记新能源汽车46.6万辆,同比增长295.20%。

目前,中国新能源汽车产销量均占据全球第一。但是,若2030年实现汽车产业甚至整个交通行业的碳达峰,则意味着汽车电动化的渗透率不能低于30%。

从全球来看,主要汽车生产和消费国都在积极推进汽车电动化全面发展。2021年4月20日,美国总统拜登表示,美国必须提高电动汽车的产量,以赶上并超过中国。拜登建议,美国政府拨款1740亿美元以促进零排放巴士和汽车的生产和销售,并增加EV充电站,其中包括1000亿美元的消费补贴资金。日本、韩国和欧盟也都非常重视电动汽车的发展。

跨国汽车企业也在积极布局和推广新能源汽车。比如在美国,通用汽车计划在电动汽车上投资270亿美元,到2025年前推出30款新车型,2035年前实现所有乘用车零尾气排放,停止生产内燃机汽车。

福特汽车计划2026年前,作为内燃机到纯电化的过渡时期,欧洲福特所有乘用车都将提供纯电动或插电式混合动力车型,从2030年起在欧洲的所有车型将完全实现电动化。福特汽车宣布了内燃机汽车生产的结束日期,不过只适用于在欧洲销售的乘用车。

在日本,2021年4月23日,本田汽车发布了新的发展规划,其中包括电动化的产品和时间规划。根据计划,到2030年,电动汽车和氢燃料电池车等将占所有主要市场销量的40%,到2035年达到80%,2040年前将电动汽车(EV)和燃料电池汽车(FCV)等车型的销售比例提高至100%,到2050年实现零碳排目标,不仅车辆零碳排,制造过程和能源来源等都计划达到零污染状态。

丰田汽车计划2025年实现全球每年销售约550万辆电气化汽车,其中纯电动和燃料电池车型规模达到100万辆以上。2020年,丰田电气化车辆的全球销量约为195万辆,占丰田整体销量的23%。

日产汽车的目标是,在2030年代初期实现核心市场(日本、中国、美国和欧洲)新车型100%的电动化,到2050年整个集团的企业运营和产品生命周期实现碳中和。

日本车企制定全面电气化时间表,与日本碳排放政策倒逼与关。日本政府计划未来15年内淘汰燃油车,到2035年,电动车(包括混动车、燃料电池汽车)将替代燃油车。

在欧洲,大众汽车集团未来5年将在电动化与混动化领域投资460亿美元,计划在2021年交付100万辆纯电动车。到2030年,大众希望将欧洲市场中纯电动车型的占比提升至60%,在中国和美国两大市场占比均超过50%,2050年前通过产品全生命周期的碳减排实现碳中和愿景。大众汽车未来业务重心将逐步转向电动车,不再继续研发新型内燃机,但并未透露结束纯内燃机生产的具体时间表。

梅赛德斯-奔驰计划至2025年实现25%以上的销量为纯电动车型,至2030年插电式混合动力及纯电车型将占全球销量的50%以上。按照“2039愿景”,梅赛德斯-奔驰计划在2039年前实现乘用车新车型阵容的碳中和。届时,梅赛德斯-奔驰计划停止销售传统内燃机乘用车,旗下所有乘用车实现碳中和。

宝马集团的目标是,到2023年将在约90%的细分市场中为每一条产品线提供至少一款纯电动车型,2025年纯电动车销量将为2020年的10倍以上。到2025年底预计完成全球第200万辆纯电动车的交付,到2030年单车二氧化碳排放量相较2019年至少降低三分之一。

汽车面世100多年来,内燃机动力始终是汽车研发的核心。但近来,越来越多国家宣称禁售内燃机汽车。比如,挪威计划2025年开始实施,印度、荷兰和英国将在2030年跟进,德国计划到2050年执行禁令,美国已有10个州决定15年后完全禁止内燃机。一些汽车厂商也宣布将停止对内燃机汽车的进一步研发,比如通用汽车、福特汽车、梅赛德斯-奔驰、宝马子品牌Mini、捷豹、宾利等都有此计划。

不过,对于新能源汽车,业内也有人质疑,比如动力电池在生产和回收过程有大量碳排放,纯电动汽车节能减排是否伪命题。根据欧洲车企全生命周期评估方法,生产一辆电动汽车并不比生产燃油车碳排放少,因为汽车企业碳中和需要解决电动车从供应链、电池组、生产与物流、使用阶段到报废回收全生命周期的碳问题。

《中国汽车低碳行动计划研究报告(2020)》的研究显示,按生命周期15万公里计算,纯电动乘用车生命周期碳强度比传统汽油车低26%,在使用阶段碳排放比传统汽油车具有明显优势,但在制造阶段,一辆产量较高的A级纯电动汽车比汽油车高5.2tCO2/辆。

也就是说,纯电动减排有滞后期,只是将碳排放从使用阶段转移到了制造阶段。

显然,在经济低碳化大趋势下,传统内燃机产业面临前所未有的挑战。因此,要积极推动内燃机与电驱动技术的融合发展,推动内燃机产业转型升级。

氢能化:脱碳理想路途

与此同时,汽车行业脱碳化发展还需重视对氢燃料等清洁能源的应用和推广。未来,氢能和燃料电池将是能源结构低碳化发展的重要方向,尤其在商用车领域。

氢能具有脱碳潜力,在全球向低碳经济过渡中发挥重要作用。在碳中和道路上,氢能是比较理想的二次能源形式。

欧阳明高院士认为,新一代车用动力电池和氢燃料电池等电化学能源系统的产业化是汽车动力百年来的历史性突破。

目前,中、欧、美、日、韩、澳、俄等国家和地区都制定了氢能路线图,都在积极推进氢能产业技术研发和产业化布局。国际氢能委员会预计,到2050年,氢能将承担全球18%的能源终端需求,氢能利用可贡献全球二氧化碳减排的20%,创造超过2.5万亿美元市场价值,届时燃料电池汽车将占据全球车辆的20%-25%,成为与汽油、柴油并列的终端能源体系消费主体。

而中国氢能联盟预计,到2050年氢能在中国终端能源体系中占比至少达到10%,氢气需求量接近6000万吨,其中交通运输领域用氢2458万吨,约占该领域用能比例19%,燃料电池车产量达到520万辆/年。《中国氢能源及燃料电池产业白皮书》指出,交通领域将是氢能消费的重要突破口,尤其在商用车领域,2030年燃料电池商用车销量将达到36万辆,占商用车总销量的7%,而到2050年销量有望达到160万辆,占比提升至37%。

在我国,2020年氢能已被纳入《能源法》(征求意见稿)。2021年,氢能被列入《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》。《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》提出要有序推进氢燃料电池供给体系建设。目前,国内已建立了若干个氢能示范应用城市群。

2019年以来,氢能产业发展陆续被纳入各级政府的发展规划中。比如,2020年9月,北京市发布的《北京市氢燃料电池汽车产业发展规划》提出,2025年前培育5-10家具有国际影响力的氢燃料电池汽车产业链龙头企业,力争实现氢燃料电池汽车累计推广量突破1万辆,氢燃料电池汽车全产业链累计产值突破240亿元。

近年来中国车用燃料电池技术取得产业化突破,主要性能指标大幅提升,比如燃料电池寿命提升了300%。目前,我国燃料电池汽车已实现初步商业化,截止2020年底保有量为7352辆。据中国煤炭加工利用协会的统计数据,2020年我国氢能产量和消费量均突破2500万吨,已成为世界第一大制氢大国。

其实,国内外不少汽车企业都在氢能领域布局。比如,2021年3月,长城汽车发布了氢能战略,以构建“制-储-运-加-应用”一体化供应链生态,加速氢能商业化推广。同时,还推出了一套车规级“氢动力系统”全场景解决方案——氢柠技术,以加速产品落地。按计划,今年将推出首款C级氢燃料电池SUV,并完成100辆49吨氢能重卡应用项目落地;2025年,力争做到全球氢能市场占有率前三。2021年4月,自主研发的首款红旗2.0L氢能专用发动机在一汽集团研发总院试制所顺利下线交付。这标志着红旗品牌将开启内燃动力“零碳排放、零污染”的新时代。

在刚结束的上海国际车展上,氢燃料整车及相关零部件企业也纷纷亮相。比如,上汽展出了上汽大通MAXUS EUNIQ7,这是全球首款燃料电池MPV,已量产上市;东风汽车展出了燃料电池系统——东风氢元,据称氢气利用率达到95%,整体效率高出行业5%-10%,搭载该系统的东风氢舟氢燃料电池汽车2020年12月完成了国家公告申报;零部件企业博世展出了燃料电池电堆等。

现代汽车在氢燃料电池领域是“第一个吃螃蟹的人”,早在1998年就设立了燃料电池开发部门,2000年以胜达(SantaFe)车型为基础研发了第一款燃料电池汽车,而后陆续研发了燃料电池大巴和燃料电池系统等。现代汽车已构建起氢能全产业链条,计划到2030年实现年产能70万套氢燃料电池的目标。

但是,目前氢能面临生产成本高和能源效率低等诸多短板,氢技术尚未达到主流应用的临界点。这严重制约了其推广普及。因此,尽管氢能源热潮不减,但投身于燃料电池汽车领域切不可盲动。

市场调节剂:碳资产交易

其实,与减碳和脱碳相伴而生的市场要素还有碳资产交易。它是碳达峰和碳中和进程中的市场“调节剂”。企业在碳交易市场买碳减排份额做对冲,由此形成一个商业新战场。其中碳减排的额度就是碳资产。

2021年4月21日,欧盟就《欧洲气候法》达成临时协议。根据协议,欧盟将改革其碳交易市场,并对进口污染产品征收二氧化碳排放关税。其实,中国等国家都设立了碳资产交易规则和制度,比如中国的“双积分”机制。业内人士认为,中国是未来全球最大的碳资产交易市场,因为中国的碳减排空间巨大。

中国工程院院士孙逢春认为,可以在新能源汽车领域率先建立碳交易技术体系,包括碳排税、碳奖励、积分抵销等,以加速行业减碳。采用碳交易市场机制控制行业减排,通过市场化机制促使企业自发进行减排,低成本与高质量地完成排放目标是大势所趋。但目前国内道路交通行业纳入碳交易市场存在的困难主要在于尚未建立公正、公平、公开的价格体系,市场缺乏详细的规章制度与法律监管等。因此,需要加快推进全国碳排放权交易市场的建设。

2020年12月,国家生态环境部印发了《碳排放权交易管理办法(试行)》。全国碳市场第一个履约周期启动。在确保碳市场平稳有效运行的基础上,“十四五”期间将扩大碳市场参与的行业范围和交易主体范围,逐步增加交易品种。其实,国内早在2011年就开始了碳排放权交易试点工作。

为进一步规范和细化碳资产交易,2021年以来,国家生态环境部又先后发了三份有关碳排放权交易的文件。2021年2月1日,《碳排放权交易管理办法(试行)》正式施行,以替代国家发改委2014年12月10日出台的《碳排放权交易管理暂行办法》。比如,它提出:重点排放单位每年可以使用国家核证自愿减排量抵销碳排放配额的清缴,抵销比例不得超过应清缴碳排放配额的5%等。

它首次确立了国家、省、市三级监管体系。3月29日,发布了《关于加强企业温室气体排放报告管理相关工作的通知》。它进一步明确了全国碳市场多项细节。3月30日,发布了《关于公开征求《碳排放权交易管理暂行条例(草案修改稿)》意见的通知》。征集意见截止时间为2021年4月30日。它明确了我国未来碳排放权交易实施的走向,并对违规行为进行明确的处罚规定。

显然,这些法规有利于规范碳资产交易市场,并为中国的汽车行业早日实现碳达峰和碳中和目标助上一臂之力。

当然,减碳和脱碳并非只是主机厂的事情,汽车产业链、供应链企业都有责任和义务各尽所能。事实上,汽车供应链企业也必须向低碳化转型。只有这样,才能共同实现碳中和的宏伟目标。


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