汽车运行阶段碳排放2028年达到峰值9.64亿吨

汽车运行阶段碳排放2028年达到峰值9.64汽车能源周期碳排放将达到1亿吨2034年达到峰值12.17亿吨，2035年全生命周期碳排放可达13.68亿吨，扣除石油进口造成的碳排放。

2022年12月9日，同济大学教授、国际汽车工程师协会会士韩志宇在盖世汽车主办的第三届混合动力技术发展论坛上指出：

商用车是汽车行业碳排放的主要来源。在汽车能源周期中，碳排放占60%（2020-2035年），其中重型卡车对碳排放贡献最大，约40%，并将继续改善。因此，重型卡车的碳排放控制方案需要快速列入议程。

韩志玉 | 同济大学教授，国际汽车工程师协会会士

以下是演讲内容的整理:  

大家好！先说气候变暖背景，二是中国汽车历史碳排放估算。第三，在中国能源转型战略下，2035年前汽车碳排放发生变化。第四，混合动力轻型商用车的碳排放。

气候变暖背景

大量数据显示，全球平均温度高于工业化前1.09℃，地面温度高1.59℃， 海洋表面高0.88°C。大多数科学家认为，温度的升高与空气中温室气体含量的增加密切相关。工业化前，空气中大约有280种二氧化碳PPM，现在在410个PPM，根据IPCC本世纪全球平均温度增长不得超过2℃，允许的PPM值是450个PPM。

虽然温室气体不仅仅是二氧化碳，但根据人类活动的影响，温室气体的比例主要是二氧化碳IPCC2019年人类活动产生的二氧化碳排放总量近380亿吨。

在这方面，联合国实施了避免有害气候变化的行动战略，如签署巴黎协议，建议将工业化前全球平均气温上升控制在2 °C并努力将温度上升幅度限制在1.5 °C以内。2020年9月22日，习主席在75界联合国大会上首次提出，中国二氧化碳排放力争在2030年前达到峰值，力争在2060年前实现碳中和，即双碳目标。随后，国务院发布了《2030年前碳达峰行动计划》，对交通领域也提出了具体的减碳要求，即2030年新能源和清洁能源动力的交通工具比例约为40%。

为了减少碳，有必要从整个生命周期的角度来估计和预测中国汽车工业的碳排放。我们分析了三个阶段：汽车运行阶段、汽车能源周期和汽车的整个生命周期。汽车运行阶段很容易理解。如果使用氢能，我们可以说在运行阶段碳排放很少，几乎没有。

然而，我们应该延长这一计算边界，将汽车燃料的生产和发电燃料的生产引入到计算中，即能源周期。除能源周期外，整个生命周期还包括汽车制造和动力电池生产过程中的碳排放。由于时间的关系，我只谈论一些结果，而不是数学模型和数据分析。

估计中国汽车历史碳排放估计

2020年汽车燃料总消耗量为2.85亿吨。其中，汽油为1.293亿吨，占45.47%；柴油为1.512亿吨，占53.14%；天然气为0.0394亿吨，占1.39%。此时，由于电动汽车数量较少，电能消耗尚未计算。

2020年汽车运行阶段二氧化碳排放量为8.9亿吨。其中乘用车占40.5%，商用车占59.5%。重型卡车占38.99%，相当于乘用车。

从全生命周期来看，2020年汽车二氧化碳排放量为11.16亿吨。燃料使用阶段占79.7%，燃料生产阶段占14.1%，整车制造阶段占6.1%。结合2021年国务院新闻办公室《中国应对气候变化的政策与行动》白皮书，汽车二氧化碳排放占全国碳排放总量的8.9%，占能源燃烧领域碳排放总量的11.3%。因此，中国汽车工业的碳排放历史相当可观。

2035年中国汽车碳排放趋势

为了预测汽车碳排放的未来趋势，我们有四个数据来源：1。中国共产党的第二百年目标：人均GDP2035年达到2万美元，2050年达到4万美元；2.2035年汽车工业发展目标及规划(节能与新能源汽车技术路线图2).2035年乘用车EV PHEV3.电力行业清洁能源发展目标和规划(2025年非化石能源发电量达到39%，2035年达到50%)4。国家统计局和中国汽车工业统计数据。

首先是对乘用车所有权的预测。根据第二百年目标和世界数千人汽车所有权的统计数据，我们可以预测未来中国乘用车的所有权。可以看出，乘用车所有权将在2030年达到3.59亿辆；2050年达到5.85亿辆，1000辆达到欧洲目前的平均水平。此外，我们的预测曲线与国家统计数据非常一致。

图片来源：韩志玉，同济大学教授，国际汽车工程师协会会员

同样，我们也预测商用车所有权的变化将保持在乘用车的10%左右。根据以上数据，我们还可以计算未来汽车年销量，预计2027年乘用车销量将达到3000万辆。

在政府政策指导和激励措施的推动下，新能源汽车的市场份额和所有权将继续增长。到2035年，新能源乘用车和商用车的所有权分别为1.61亿辆和882万辆，分别为38%和21%。

以下是发电能源类型变化图。我国的电力主要由煤炭、天然气和非化石能源贡献。目前，煤炭和电力的比例约为63%。根据计划，到2035年将大幅下降：煤炭和电力的比例约为45%，气电和煤炭和电力的比例不超过50%。

有了这些数据，可以预测汽车碳排放。到2035年，汽车化石燃料消耗变化不大，基本维持在3亿吨左右，但汽车用电量也会逐年增加，到2035年约为400亿kWh，其中，非化石能源发电的比例也增加。

我们预计2028年汽车运行阶段碳排放量将达到碳高峰，当年运行阶段二氧化碳排放量将达到9.64亿吨。重型卡车是大型碳排放户，2020年占38.99%，2035年升至52.18%。

图片来源：韩志玉，同济大学教授，国际汽车工程师协会会员

下图显示了汽车全生命周期碳排放的趋势和各个阶段的贡献。2034年汽车能源周期碳排放达到峰值，二氧化碳排放量为12.70亿吨。2035年前，全生命周期碳排放量将继续上升，2035年二氧化碳排放量为14.14亿吨。

图片来源：韩志玉，同济大学教授，国际汽车工程师协会会员

细分为各个环节：

从2020年到2035年，随着汽车电气化，化石燃料产生的二氧化碳（包括燃料生产和使用）的比例将逐年下降，从94%下降到77%，但仍然是汽车排放的主要来源。电力消耗产生的二氧化碳（包括发电和电力电池制造）的比例将逐渐增加，从~0到18%。车辆制造过程中产生的二氧化碳占基础本不变，为6%，因此运行阶段碳占比最大。

从车型来看，从能源周期来看，商用车和乘用车的整体二氧化碳排放比例基本保持在60:40，即10%的商用车排放碳60%。

如果计算自行车的年碳排放强度，2021年重型卡车的碳排放强度是乘用车的26.7倍，到2035年将达到31.5倍。这不仅是因为重型卡车体积大，而且里程长。因此，我们可以再次看到控制重型卡车碳排放的重要性。

混合动力轻型商用车碳排放的案例比较

最后，我将简要介绍一个案例，即比较4.5吨混合动力货车物流卡车的能耗和二氧化碳排放。混合动力有两种类型，一种是增程电动，另一种是串联混合动力。

为了公平比较，我们首先优化了各自形状的能量管理，并考虑了负载（车辆重量）变化的影响。在比较碳排放时，我们还考虑了区域能源结构的影响，如内蒙古煤电较高，四川水电较高。因此，就目前全国平均发电碳排放水平而言，增程式电动物流卡车的年碳排放串联混合动力低10.7%，四川低25.6%，内蒙古低5.8%。到2035年，随着电网电力的不断清洁，增程电动物流卡车的年碳排放优势将扩大，比串联混合动力低27.3%。

以下是一些总结。我想强调的是重型卡车减碳的重要性。目前，我们可以看到，重型卡车的碳排放比例高达40%，而且会越来越高，重型卡车的减碳迫在眉睫。但遗憾的是，目前还缺乏可行有效的大规模重卡减碳技术路线。这就要求整个汽车行业共同分析和评价各种潜在技术路线的全生命周期碳排放，科学实事求是。就我个人而言，我认为混合动力技术（包括扩展范围）应该在重型卡车上大力推广，打破固有思维，提出更具创新性的动力构型。

(以上内容来自同济大学教授、国际汽车工程师协会会员韩志宇于2022年12月9日发表的《可再生能源转型下中国汽车碳排放趋势》主题演讲。