碳經濟模型建模目的是比較各技術路線乘用車的減碳效果和評估應用新減碳技術的經濟性，以碳稅價格及植樹成本評估減碳技術的經濟性，結合單車碳經濟模型與單車碳排放模型，可以綜合性地評估降碳技術路線的可行性與經濟性。

2022年10月26日，由NDE Automotive Group、蓋世汽車主辦，上海虹橋國際中央商務區管委會、上海閔行區人民政府指導，上海南虹橋投資開發（集團）有限公司協辦的2022第十屆汽車與環境創新論壇暨第十四屆全球汽車產業峰會上，上海交通大學特聘教授、汽車工程研究院院長許敏表示。

許敏 上海交通大學特聘教授、汽車工程研究院院長

以下是演講內容整理：

《全生命全生態周期乘用車碳模型》上海交通大學汽車工程研究院和蓋世汽車共同承擔的一個項目的中期匯報。

雙碳背景

首先看一下整個大環境，為力爭到本世紀末控制全球溫升不超過1.5℃，全球已有超過76個國家或地區通過立法、政治承諾和政策文件等形式明確了碳中和目標，其碳排放之和占全球的比例超過85%。

2020年9月22日，國家主席習近平在聯合國大會上表示：中國將提高NDC（國家自主貢獻力度），采取更加有力的政策和措施，CO2排放力爭于2030年前達到峰值，爭取在2060年前實現碳中和。

歐盟已經開始行動，在今年相繼推出兩個法案：碳關稅和新動力電池法案，這兩個法案將直接對中國和歐洲的汽車市場產生作用。比如碳關稅方面，2023-2026年之間屬于過渡期，2027年開始實施碳關稅法案，針對原材料中的水泥、電力、化 肥、鋼鐵、鋁、有機化工、塑料、氫、氨水泥、電力、化肥、塑料等的直接排放和間接排放提出了要求。

其免費配額在2027年是93%，之后逐年下降：2028年為84%；2029年為69%；2030年為50%；2031年為25%；2032年則直接變為0%，就是百分之百地按照法案施行，這將直接影響中國的汽車整車出口以及零部件出口市場。

目前，化石能源依然是我國能源的主要來源，非化石能源只有17.4%，這樣的能源結構是我國碳排放持續增加（尚未達峰）的主要原因之一。另外，我國原油對外依存度已連續四年超過70%，能源安全問題突出，短期內改變能源結構的挑戰巨大。

中國的整體碳排放量中，汽車排放量已經連續多年超過10%，主要是源自于重型貨車的碳排放，占總體的54%。輕型乘用車占33%。汽車行業是實現碳中和的一個非常重要的領域，為此，我國實行了三步走的國家減碳戰略。

在2030年前，全國以減少排放、提高效率為主要目標。2030-2045年是快速減排期，全面使用清潔能源，降低對化石能源的需求。2045-2060年是中和期，采用大量的零碳和負碳技術實現中和，非化石能源比例≥80%。相對國家的三步走戰略，汽車行業也有三步走的減碳目標：

2028年：汽車產業碳排放相較于2020年增長2%，2035年：碳排放較峰值降幅≥20%，2050年：碳排放較2020年降幅≥80%，2060年：相較于2020年減碳100%（包含碳吸收技術抵消實現中和）。

汽車行業要實現雙碳，目前面臨四大挑戰：一是汽車行業規模大，現在保有量已經達到三億輛以上，未來還要達到六億輛，與此相比，雙碳目標的時間緊迫，要在2028年達峰，比國家戰略還要提前兩年。此外，全球范圍的碳排放競爭激烈，尤其在歐洲，碳排放稅馬上會成為新的貿易壁壘。

此外，產業生態的相互促進和牽制以及相關政策措施不完善也是一大挑戰，當務之急是摸清產業碳排放情況，給行業制定達標技術路徑和完善產業政策、標準等提供參考。

碳模型介紹

汽車的碳排放牽扯到了方方面面，不只有生產過程和使用過程，要圍繞生態進行減碳：從能源和原材料開采，材料冶煉、各種能源發電、燃油精煉、運輸損耗、物流、生產制造環節、使用環節的損耗、運行中的排放、回收等等環節的碳排放都需要進行考慮。

我國關于碳模型已經很多了，以下舉幾個有代表性的例子：比如，中國汽車技術研究中心的CALCM 模型，優勢在于在提出模型的同時建立了相對完整的數據庫CALCD，比較了ICEV、BEV、HEV和PHEV的全生命周期碳排放；缺點在于并沒有考慮回收階段碳排放和減排效應，對于不同燃料類型以及不同等級的乘用車采用相同的全生命周期里程。

國外的國際清潔運輸理事會提出了Carbon Emission 模型，優勢在于進一步比較不同國家的電力結構和燃料生產及使用條件下的排放量，缺點在于計算汽車生產階段的排放時，基于車輛重量的核算方法并不準確，未考慮電池回收的碳排放影響。

簡單介紹一下我們的單車碳排放模型，企業在開發車型的時候，如何利用碳排放理念選擇正確的技術路線，如何開發對社會的碳排放貢獻最小，同時如何兼顧成本，考慮經濟效益。單車碳排放模型會涵蓋汽車全生命周期內涉及的全產業鏈的碳足跡，包含汽車使用相關各種要素的全生態，立足于企業提供的實際數據進行分析。

全生命全生態碳模型有四大亮點：首先，基于各大企業一手數據與實際需求，為汽車行業低碳發展提供參考意見；涵蓋各種技術路線：內燃機，代用燃料，純電，插電混動，增程式，燃料電池，涵蓋各種能源形式：化石燃料，電能，氫能，代用燃料等；基于不同技術路線與現有結構提供降碳經濟成本核算，評估降碳技術路線可行性與經濟性；從能源結構與技術路線角度出發，為乘用車市場結構發展，碳排放情況提供預測與發展建議。

這些亮點對企業較為友好，因為每一個企業需要生產很多車型，那么基于每一個單車模型，都需要不同的技術路線和碳排放分析，從經濟成本和經濟效益出發，對產品策略、技術路線進行優化。對政府也是如此，乘用車市場加商用車市場的范圍非常廣，也可以應用這個模型進行優化。無論是用戶、企業，還是國家，都能夠通過該模型對碳排放量和成本有一個清晰的預估。

乘用車單車碳排放模型主要覆蓋三個階段：一是生產階段，二是使用階段，三是回收階段。生產階段包括原材料、零部件、整車、內部運輸，以及廢棄物處理。使用階段包含維護保養、能源供應、技術設施等。回收階段包含回收過程、拆解過程、回收工廠等環節。

具體來說，生產階段中會考慮到原材料用量，不同類型材料的碳排放系數，細化至每個零部件的能源消耗量，深入至購置工廠或者單個設備的碳排放量……將每個零部件的能源消耗量都攤銷到每一輛車上，還會包含運輸和廢棄物的處理環節。

在使用階段，我們對基礎設施的加油站、充電樁等建設和使用中的碳排放量都會進行折算。對補能過程中能源的來源也會進行溯源，然后將排碳量計算進去。最后是行駛過程，我們使用的是標準循環工況用電/用油的能源消耗成本，還會根據實際情況進行修正，維護保養的零部件更換環節也會計算進去。

回收階段，我們考慮回收工廠和設備建設的碳排放，拆解、粉碎、再制造等回收過程的碳排放，最重要的是回收材料和部件再利用帶來的碳排放減少。

我們希望通過該模型比較各個技術路線之間減碳積極性的差別，借以評估怎樣的技術路線是企業所需要的。這個模型首先為企業而做，如果效應很好，還會在社會、國家范圍內通過統計學方法進行準確預測和規劃。

碳模型應用分析

下面是以三款典型乘用車為例的碳模型計算，汽油內燃機、插電混合動力、純電動是三種乘用車主流技術路線，我們選取了在中國市場銷量較高，且數據來源詳盡可靠的三款B級乘用車為典型車型進行計算，以下是全生命全生態碳模型計算結果。

首先是汽油內燃機車：本田·雅閣，車重為1470kg，使用年限為12年;年平均行駛里程為12000km。在生產環節，原材料產生3830kg的二氧化碳，零部件生產是1408kg的二氧化碳，整車裝備是1178kg的二氧化碳。在使用階段，配套設施產生41kg的二氧化碳，行駛過程產生26620kg的二氧化碳，能源補給產生5470kg的二氧化碳，維護保養產生2927kg的二氧化碳。在回收階段，拆解過程會產生204kg的二氧化碳，回收過程則可以節省3990kg的二氧化碳，合計一臺車的碳排放貢獻是37688kg，碳經濟則達到165021人民幣。

綜合比較下來，特斯拉Model 3的生產過程中產生二氧化碳比較高，然后是比亞迪漢DM-i，燃油車是最少的。這主要是由生產電池引起的，是電池生產過程當中的二氧化碳排放量高。使用過程這三款車型的排碳量排序是反過來的，燃油車最高，純電動最少。

綜合下來，總計還是燃油車的碳排放高，純電碳排放最低。但是從成本的角度，電動車在生產過程當中的成本更高；電車的使用成本最低，燃油車的使用成本最高；總計還是電動車比插混的成本高，插混比純燃油車的成本高。

再加上國家的補貼進行測算。美國碳交易市場價格為13.9 USD/t (RGGI, 2022.06)，插電混動與純電技術路線相較于內燃機路線所降低的全生命周期碳排放分別為3.4噸，11.9噸, 按照碳交易市場價格換算為經濟成本，分別對應47.27美元，165.7美元，但技術路線改革的實際成本（根據模型計算）分別為：971美元（PHEV） 2169美元 （BEV）。補貼遠不能抵消成本的增加。

中國碳交易市場價格更低，以國內標準計算此差異則更為明顯，值得注意的是，當前降碳技術路線所帶來的經濟效益無法彌補技術本身帶來的成本增長，電池等關鍵部件的高成本可能是導致這一現象的主要原因。

最后再介紹一下，本次活動期間，上海市國際貿易促進委員會將聯合蓋世汽車、上海交通大學舉辦《汽車產業雙碳指數評價白皮書》項目簽約儀式，2022年12月，《汽車產業雙碳指數評價白皮書》將在首屆“上海國際碳中和技術、產品與成果博覽會”的展會現場進行重磅發布。

返回第一電動網首頁 >