汽车行业碳排放专项研究报告.docx

KOE Environmental Consultancy,Inc .cn|.cn汽车业碳排放研究汇报Contents汽车行业碳排放现实状况能源危机政策约束环境保护压力汽车行业碳减排技术传统汽车节能减排路径新型动力汽车发展低碳汽车产业，我们有这么提议1汽车行业碳排放现实状况改革开发30年来，中国经济迅猛发展，作为支柱产业汽车工业，在推进国民经济快速发展过程中，成为最大受益者之一，同时也给社会带来了诸如能源缺失、环境污染、安全危机和交通拥堵等多方面巨大压力。发达国家汽车行业CO2排放量占总排放量25%左右，依据这一数据教授估计中国汽车行业CO2排放占总排放量百分比在8%-10%左右。然而，未来欧、美、日等国家汽车保有量不会有太大改变，她们所要面正确是怎样为现有数量汽车找到燃料并处理排放，即处理“存量”问题，而中国面正确是令世界关注巨大“增量”问题。从-2030年，伴随中国汽车产销量和保有量不停增加，由此造成温室气体排放量及交通运输排放所占比重将分别以年均1.2%、3.5%速度增加。图1. 中国石油消费量和碳排放量估计从汽车行业发展来说，尽管中国市场仍有巨大发展空间，宏观调控、油价连续走高等重大原因就像高速公路上一条条减速带，让高速奔跑“中国汽车”不得不减速：1.1 能源危机据国际能源机构(IEA)估计，伴随越来越多中国消费者购置汽车，到2030年，中国石油消耗量80%需要依靠进口，年进口石油8亿吨，中国将深陷“石油魔咒”。怎样满足未来汽车发展能源需求，转变汽车能源消费结构，不仅仅关系着汽车行业发展，更是关系到中国能源安全重大课题。1.2政策约束为了缓解城市拥堵及气候问题，部分一线城市相继实施汽车限购、限行等方法，同时取消购置税优惠等促进政策，一连串政策改变使中国汽车行业增速大幅回落，由高速增加转为平缓增加。为缓解汽车保有量不停增加所引发能源和环境问题，中国前后于7月1日和1月1日公布实施了乘用车燃料消耗量限值第一阶段和第二阶段强制性国家标准，限制单车百公里耗油量。现在欧盟已经把汽车二氧化碳排放量作为一个最关键指标，来衡量市场上出售汽车能耗指标，要求到时欧洲汽车平均排放水平要降到130g/km，而到时要降到95g/km，假如厂商达不到标准，将被罚款。长远来看，后中国汽车排放标准也将以限制CO2排放为主。表1. 世界关键地域汽车行业排放估计目标国家预期目标欧洲开始120g/km开始95g/km美国155g/km日本115g/km中国161g/km表2. 世界关键地域汽车排放管理政策方案提升燃油经济性方案具体实施方案实施地域燃油经济性标准每加仑行驶英里数，每升行驶公里数或百公里油耗中国、美国、日本、加拿大、澳大利亚、中国台湾等温室气体排放标准 克每公里或克每英里欧盟、美国加州、中国燃油税在收取油费基础上增加燃油附加税中国、欧盟、日本、政府财政补助 基于发动机尺寸、效率及二氧化碳排放实施税务减免，补助政策中国、欧盟、日本技术改善为特殊技术及替换燃料技术提供补助中国、欧盟，美国，日本经济处罚高油耗税、碳排放税或政策减排美国、欧盟、中国、法国1.3环境保护压力11月26日，哥本哈根气候改变大会前夕，中国政府正式对外宣告控制温室气体排放行动目标，决定到单位中国生产总值CO2排放比下降40%-45%，并将其作为约束性指标纳入“十二五”计划中，制订了对应中国统计、监测和考评措施。据海外研究机构估量，中国CO2排放量就已经超出美国，成为世界第一大温室气体排放国，20年内还会翻倍甚至更多，中国在兑现CO2减排诺言实践中面临巨大挑战，而备受瞩目标汽车行业也势必会遭遇愈加严格环境保护压力。图2. 关键国家CO2排放情况（单位：百万t）经过以上各方面分析全部不难看出，中国汽车行业发展战略正在面临重大调整，低碳时代车企竞争已经从销量竞争转移到低碳技术竞争上。2汽车行业碳减排技术在中国应对气候改变、主动推进可连续发展、加速结构调整背景下，发展节能和新能源汽车已成为一个共识。政府连续出台三大政策一个标准（电动汽车科技发展“十二五”专题计划、节能和新能源汽车产业发展计划（-）、“十二五”国家战略性新兴产业发展计划、纯电动乘用车技术条件GB/T28382）愈加明确了中国纯电动和插电式混合动力协同发展新能源汽车产业化转型主体技术路线。即使新能源汽车是现在国际、中国最主流低碳技术，不过汽车工业要实现减碳目标不仅仅单靠发展新能源汽车，而是要经过传统发电机技术升级、优化整车设计、采取轻量化材料等多个手段和发展新能源汽车相结合方法提升汽车综合节能减排技术水平。2.1传统汽车节能减排路径燃油经济性是汽车一个关键性能，它表示汽车在一定使用条件下，以最小燃油消耗量完成一定行驶里程数能力。所以，燃油经济性可作为最直接衡量汽车节能减排效果指标。来自 WWF 研究显示，中国机动车燃油经济性比欧洲低25%，比日本低20%，比美国整体水平低10%。依据影响汽车燃油经济性关键原因，传统汽车节能减排路径关键可分为以下几类：发动机设计升级、汽车结构优化、开发汽车智能控制系统和改善驾驶习惯等。图2. 影响汽车燃料经济性关键原因依据影响汽车燃油经济性关键原因，传统汽车节能减排路径关键可分为以下几类：发动机设计升级、汽车结构优化、开发汽车智能控制系统和改善驾驶习惯等。（1）发动机节能减排技术教授认为：未来20-30年，汽车减碳排放还将以发动机为主。燃油雾化、喷射、燃爆进而转化为动力全部是在发动机内部完成，所以，发动机性能方面差异是决定汽车燃油性能关键原因。麦肯锡调查汇报说，更节能内燃机产品对未来减排目标贡献度为50%。现在已经有多个成熟发动机节能减排技术在多种车型上使用，比如经过增压器强制进气，提升汽缸内空气密度，或直接将燃油喷嘴安装于气缸内，全部能使燃烧愈加根本提升燃油效率；使发动机在不一样转速时合理分配进气开启时间可变气门技术，能够避免正常行驶过程中出现气门开启过早、气门开启过多等情况而造成燃烧不充足；而经过对少许废气再次燃烧可降低燃烧过程中氮氧化物生成历经百年不停完善汽柴油发动机正在经历着一场技术巨变。不一样技术节油率以下图所表示（最大潜能估量）。图3. 不一样发动机技术节油率双离合自动变速器曾是大众最引认为豪技术之一，经过两套离合器相互交替工作在换挡之前下一档位已被预选咬合，确保发动机总是运转在最好转矩区，在任何档位全部可立即输出足够牵引力。其优势是换挡速度快，经济性能高，节油率可达20%，能同时满足消费者对驾驶乐趣和节油双关键求。然而该技术优异性似乎只是停留在广告中，近些年因为安全问题屡被投诉，甚至遭到国家质检总局数次约谈。（2）整车设计和优化整车燃料经济性高低，除了受发动机本身影响外，整车匹配和整车状态调整也对经济性有很大影响，如轮胎选择、风阻降低和整车质量等。在新能源路线迟迟不清楚形势下，轻量化是全球主流汽车企业“曲线救国”必需方法。甚至有些人认为：汽车轻量化将拯救全球汽车业。研究显示，若汽车整车重量降低10%，燃油消耗可降低6%-8%。除此之外，汽车在正常行驶情况下，其燃料关键消耗在行驶阻力上。而汽车行驶阻力又关键包含空气阻力和轮胎滚动阻力。所以从节能减排角度考虑，改善空气动力性和采取低滚阻轮胎不失为降低燃料消耗、降低碳排放有效路径。风阻系数大多取决于汽车外形。毋庸置疑，流线型车身可取得理想风阻系数。风阻下降10%，油耗可节省约7%。而使用低阻轮胎能降低车辆油耗3%左右。图4. 不一样整车优化方法节油率（3）智能辅助驾驶系统为了降低汽车日常使用中能源消耗和碳排放量，国外部分汽车厂商已经开发出了部分有实用价值智能辅助驾驶系统，如起步停车系统、智能汽车踏板。起步停车系统在堵车时能使发动机自动适应城市里走走停停路况。据资料显示节油效率最高能达成15%。智能汽车踏板依据发动机即时转数和对应变速器传动效率，计算出最好燃油效率数值，从而对加速踏板踏踩力度进行控制和智能干预，安装智能踏板汽车燃油效率有望提升5%-10%。雷诺推出ZE（Zero Emission）概念车在设计上格外重视对能量管理优化。ZE概念车车窗是绿色，能够起到隔热作用；其车身喷涂热反射涂料，能够像保温瓶一样起到保温作用；而且其隔热车身含有较大表面面积，这么设计有利于降低温度波动，避免驾驶员开启气候调整系统或暖气系统来应对温度变动；安装在车顶上太阳能电池板能够为温度调整系统提供能量，即使车辆静止不动或泊车时该系统也能使驾驶室内一直保持令人舒适温度。（4）驾驶习惯经过高品质材质选择、高科技技术在发动机方面应用、良好设计实现传动系统配合、流畅外形设计有效降低风阻，能够确保车辆本身拥有出色燃油经济性，但出色性能最终需要依靠驾驶者去实现。只有良好驾驶习惯才能真正实现节油，将燃油经济性指标转化为现实。比如以手动档为例，据资料表明驾驶者假如能够依据汽车运行条件合理操作，立即选定适合档位，节油幅度可达1025。2.2新型动力汽车新型动力汽车是指采取很规车用燃料(汽油、柴油之外动力)作为动力起源(或使用常规车用燃料，但采取新型车载动力装置)，综合车辆动力控制和驱动方面优异技术，形成技术原理优异，含有新技术、新结构汽车。按能源利用类型，新型动力汽车可分为如表3中五大类。醇类、天然气、液化石油、二甲醚、生物燃料等替换能源即使能一定程度上降低汽车二氧化碳排放，但仍属于次高碳燃料。而电和氢则属于低碳燃料，是可再生，氢更是一个理想“脱碳燃料”。现在而言，最成熟和研究最多新型动力汽车技术分别为：混合动力、纯电力和氢燃料电池。表3. 新型动力汽车类型能源类型汽车类型石油类燃料清洁柴油车、混合动力车燃气CNG车、LNG车、LPG车 替换燃料煤制油、汽制油、二甲醚汽车生物质能源乙醇汽油车、生物柴油车电能纯电动车、燃料电池车（1）混合动力汽车混合动力是为了克服发动机长时间低负荷工作缺点而出现一个驱动系统，由两动力源组成-发动机和发电机，能够经过选择较小发动机来满足日常大多数情况下功率需求，而当较少出现极限驱动要求时由电动机帮助完成。混合动力系统最早在丰田普锐斯上搭载。依据电动机在整个动力系统角色不一样，混合动力可分为并联、串联、混联；依据对电能依靠程度，可分为弱混合动力、中度混合动力、重度混合动力，节油效果也从10%到40%不等。雷克萨斯GS450h是一款引入中国中度混合动力豪华轿车。该车配置一台3.5L排量V6发动机，能够迸发出218 kW/ 6400 r/min最大功率和368 Nm/ 4800r/min峰值扭矩，加上147kW电动机，整车综合功率输出达成256kW，能够媲美V8发动机动力。雷克萨斯GS450h整备质量靠近2t，却只有8.1L百公里综合油耗，比相同传统汽车省油30%40%，二氧化碳排放量为180 g/km，只相当于2L以下汽油机车型水平。（2）纯电动汽车美国能源部认为：CO2排放最高是汽油发动机汽车，气候依次为柴油发动机汽车、汽油发动机混合动力车、柴油发动机混合动力车。最终，燃料电池汽车为CO2排放最小一类。纯电动车理论上来说是终极节油方法，完全不依靠石化燃料，节油效果可达100%。从技术上来说，设计原理最简单，就是电池加电机，电池电靠插电充满。现在困扰纯电动汽车发展最大阻碍是电池技术不成熟，首先是容量有限，一次充电后续航时间短，而且制造成本高昂，在现在来看还不符合大规模量产要求。（3）燃料电池汽车燃料电池实质上是把氢在氧化时化学能直接转换为电能发电装置, 能量转换不受卡诺循环规律限制, 热效率可达成70%80%。在运行过程中, 不需要复杂机械传动装置, 不需要润滑剂, 没有振动和噪声, 燃料电池向驱动电动机提供电源来驱动汽车行驶。然而因为氢燃料电池汽车使用成本高、基础设施匮乏和技术要求高等原因，燃料电池汽车仍处于试验阶段，短期内难有商业化前景。12 KOE Environmental Consultancy ,Inc3发展低碳汽车产业，我们有这么提议（1）低碳发展，能耗数据MRV（可测量、可汇报、可核实）是基础CarbonWise是提供专业碳管理咨询服务品牌。实操性是我们一切设计理念基础，帮助用户经过低碳获益是我们工作关键。即使汽车企业临时不在强制减排企业之列，但考虑到汽车排放比重不停增加，国家层面肯定会制订愈加严格控排方法。应对以后可能政策约束首要条件是清楚知晓本身能耗情况，也就是做到能耗MRV（可测量、可汇报、可核实）。经过安装专业MRV监测系统，能够反应出企业运行各步骤能源消耗动态情况，为改善能耗效率提供分析依据。除此之外，MRV还有利于车企了解其在行业内水平，假如监测数据显示其能耗或碳排放表现和类似企业相当或更优，那么无需进行其它后续操作，反之，假如显示其能耗和碳排放表现劣于类似企业，那么开展相关能源管理计划很可能为企业带来良好投资回报，和其它社会效益。另外，MRV系统对于整车企业来说还有巨大管理价值。汽车产业链关键包含四个方面：关键技术、零部件、汽车制造、销售和服务，而掌握关键技术整车企业一直站在中国汽车产业链最顶端。依靠整车企业在产业链中控制力，能够将碳管理延伸到汽车生产全生命周期。比如，将加装MRV系统和零部件生产碳排放量限值作为硬性条件作为零部件供给商入选条件，这么整车企业随时可经过系统调取供给商生产能耗数据，变相将部分管理成本转嫁给供给商，同时还能经过选择更低碳零部件来降低汽车产品全生命周期碳排放。u 原材料u 汽车零部件u 汽车整车u 经销商u 用户u 售后服务汽车产品设计开发零部件采购市场需求反馈汽车制造销售服务图5. 汽车产业链示意图（2）利用低碳设计理念，推进新能源汽车发展国际油价不停攀升和PM2.5危害逐步被公众熟识，推进了新能源汽车快速发展。2月起开始正式实施京V机动车排放新标准，再次将公众视线指向新能源汽车，尤其是对电动汽车关注。相比燃油车，纯电动汽车极大降低了消费者用车成本，提升了用车效率，这一点得到了社会普遍认可。表4. 燃油车和电动车使用成本对照类型百公里能耗油电单价（人民币，元）百公里用车成本（人民币，元）成本节省燃油车8（L）7.5660.4873%电动车20（kwh）0.8116.2-然而因为购车成本偏高，基础设施不齐备等原因，电动汽车一直叫好不叫座，在推广上迟迟没有大进展。CarbonWise设计了两种方案，期待能加速电动汽车推广： Credit2Rewards机制激励消费者选择电动汽车。Credit2Rewards机制是CarbonWise设计一个创新机制，目标在于让消费者经过核实标准明确知道在每次低碳行动中产生多少减排量，个人产生减排量可累积后换得物质奖励，从而激励消费者形成低碳消费习惯，深入，消费者低碳消费选择又将引导和激励企业开发低碳产品和技术，逐步向低碳生产模式转变，最终形成消费者和生产企业良性互动。针对据报道，特斯拉汽车企业大约10%收入来自该企业向竞争对手出售在多个州取得碳排放额度，这些碳排放额度经过出售Model s等电动汽车而取得，特斯拉汽车企业经过出售碳排放额度得到了4000万美元收入。电动汽车来说，Credit2Rewards机制实施步骤以下：采取生命周期碳排放计算方法，并依据在中国市场总拥有率达成一定百分比燃油汽车平均排放水平制订排放基准线。将销售电动汽车和基准线进行比对，假如销售前端制造排放低于基准线，即可产生减排量，消费者购置附带减排量低碳汽车时可取得对应减排量。使用过程中，电动汽车CO2排放假如低于燃油汽车基准排放量也可产生对应减排量。伴随使用时间不停累积，其产生减排量越来越多，并在个人帐户中累积，累积到一定量能够和自愿购置减排量企业进行兑换。图6. Credit2Rewards机制示意图 利用停车场光伏停车顶棚模式推广电动车。针对光伏分布式发电“并网友好性”和适合作为城市电动车充电电源特征，依据一线城市中心地域停车位担心特点，停车收费存在溢价可行性特点，CarbonWise提出了利用“光伏发电顶棚”推广电动车模式。本方案能够处理长久困扰电动车推广和充电设施推广“先有鸡还是先有蛋”矛盾，可根据先实施停车场光伏发电顶棚项目，再根据电动车推广程度，逐步实施电动车充电设备和储能单元步骤实施。现在电动车电能大全部由火力发电提供，电动车大量普及和应用将会消耗掉大量电能，这等于间接增加了燃煤消耗，所以依靠火电电动汽车节能减排效果并不如想象好。“光伏发电顶棚”电动车推广模式能够帮助电动车真正实现“零排放”。图7. 光伏发电顶棚和充电系统示意图