重卡减碳为何迫在眉睫？能源转型下的中国汽车碳排放趋势预测车讯
提示：商用车是汽车行业碳排放的主要来源，汽车能源循环中碳排放所占比例高达60%（2020-2035年），其中重卡对碳排放的贡献高达40%左右，将持续提高。
汽车运行阶段的碳排放量将在2028年达到峰值9.64亿吨，而汽车能源循环的碳排放量将在2034年达到峰值12.17亿吨。如果扣除石油进口产生的碳排放量，整个生命周期的碳排放量在2035年可达到峰值13.68亿吨。
2022年12月9日，在盖世汽车主办的2022第3届混合技术发展论坛上，同济大学教授、国际汽车工程师学会会士韩志玉指出：。
商用车是汽车行业碳排放的主要来源，汽车能源循环中碳排放所占比例高达60%（2020-2035年），其中重卡对碳排放贡献最大，在40%左右持续上升，因此对重型卡车的碳排放控制方案需要迅速提上日程。
韩志玉同济大学教授、国际汽车工程师学会会士
以下整理演讲内容：
大家好！下面讲四个方面的内容。首先，快速穿越气候变暖的背景，第二是对中国汽车历史碳排放量的估算，第三，在中国能源变革战略下，到2035年汽车碳排放量将发生变化的趋势，第四，混淆了轻型商用车的碳排放量。
气候变暖的背景
许多数据显示，全球平均温度比工业化前高1.09℃，地面温度1.59℃，海洋表面高0.88℃。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，空气中的二氧化碳约为280PPM，但现在为410ppm，根据IPCC的预测，为了将本世纪全球平均温度的增加保持在2℃以下，允许的ppm值为450pm。
虽然温室气体不仅仅是二氧化碳，但受人类活动影响且占高比例的温室气体主要是二氧化碳，根据IPCC最新报告，2019年人类活动产生的二氧化碳排放总量近380亿吨。
对此，联合国实施了避免危害性气候变化的行动战略，如签署《巴黎协定》，努力将全球平均气温上升幅度控制在工业化前水平2℃以内，将温度上升幅度控制在1.5℃以内。中国也采取了相应行动，习主席力争2020年9月22日在75界联合国大会上首次实现中国二氧化碳排放量到2030年达到高峰，争取到2060年达到碳中和，即“双碳目标”。随后，国务院发布了《到2030年CO2排放高峰行动方案》，对交通领域也提出了具体的减碳要求。那就是2030年当时新增新能源、清洁能源动力的交通工具比例达到40%左右。
减碳需要估算和预测中国汽车行业的碳排放量，必须从全生命周期的角度来计算。对汽车运行阶段、汽车能源周期、汽车全生命周期三个阶段进行了分析。汽车的驾驶阶段可以很好地理解。如果使用氢能源，在运转阶段的碳排放量很少，可以说几乎没有。
但是，我们必须延长这个计算边界，将车辆用燃料的生产、发电燃料的生产引入到计算中。这就是能量循环。全生命周期除能源周期外，还包括整车制造和动力电池制造过程的碳排放。由于时间的关系，我在这里讲了一些结果，其中不包括数学模型和数据分析等内容。
中国汽车历史碳排放量估算
2020年汽车燃料总消耗量为2.85亿吨。其中汽油1.293亿吨，45.47%；柴油1.512亿吨，53.14%；天然气0.0394亿吨，占1.39%，此时由于电动车保有量少，电能消耗未经计算。
2020年汽车驾驶阶段的二氧化碳排放量为8.9亿吨。其中，乘用车比例为40.5%，商用车比例为59.5%。大货车占38.99%，与轿车相当。
从全生命周期来看，2020年汽车二氧化碳排放量为11.16亿吨。其中，燃料使用阶段为79.7%，燃料生产阶段为14.1%，整车制造阶段为6.1%。2021年国务院新闻办公室《中国应对气候变化政策与行动》白皮书显示，汽车二氧化碳全生命周期碳排放量占全国碳排放量的8.9%，占能源燃烧领域碳排放量的11.3%。因此，中国汽车行业的历史碳排放量相当大。
2035年中国汽车碳排放趋势
为了预测未来汽车的碳排放趋势，我们的数据有四个来源。1、中共“第二百年”奋斗目标。人均GDP在2035年达到2万美元，2050年达到4万美元。2、汽车行业2035年发展目标和规划（节能和新能源汽车技术路线图2.0）2035年乘用车EV+PHEV销量占55%）3、电力行业清洁能源发展目标和规划）非化石能源发电量2025年达到39%，2035年达到50%）4、国家统计局和中国汽车工业统计数据。
首先是轿车保有量预测。根据“第二百年”奋斗目标和全球上千人汽车保有量统计数据，我们可以预测未来中国轿车保有量。可见，乘用车保有量2030年将达到3.59亿辆；2050年达到5.85亿辆，一千人的汽车保有量达到了现在欧洲的平均值。我们还可以看到，我们的预测曲线与国家统计数据非常吻合。
图片来源：同济大学教授，国际汽车工程师学会会士韩志玉
同样，预测商用车保有量的变化也将维持在乘用车的约10%。根据以上数据，还可以估计未来汽车年销量，预计2027年轿车销量将达到3000万辆。
随着政府政策指导和激励措施的推进，新能源汽车的市场份额和保有量将持续增长。到2035年，新能源轿车和商用车保有量分别为1.61亿辆和882万辆，份额分别达到38%和21%。
以下是发电能源类型变化图，我国电力主要由煤、气、非化石能源贡献。目前煤电所占比例为63%左右，按计划到2035年将大幅下降。煤电所占比例为45%左右，煤气电和煤电合计在50%以下。
有了这些数据，就可以预测汽车的碳排放量。到2035年，汽车化石燃料消耗量变化不大，基本维持在3亿吨左右，但汽车耗电量也逐年增加，到2035年约为4千亿kWh，其中非化石能源发电所占比例也将迅速上升。
汽车运行阶段的碳排放量预计将在2028年达到CO2排放高峰，当年运行阶段的二氧化碳排放量为9.64亿吨。大货车碳排放量大，2020年将占38.99%，2035年将升至52.18%。
图片来源：同济大学教授，国际汽车工程师学会会士韩志玉
下图显示了汽车全生命周期的碳排放趋势和各阶段的贡献。汽车能源周期碳排放量2034年达到峰值，二氧化碳排放量12.70亿吨。全生命周期碳排放量将持续上升至2035年，2035年二氧化碳排放量为14.14亿吨。
图片来源：同济大学教授，国际汽车工程师学会会士韩志玉
分阶段来看：
2020年至2035年，随着汽车电动化，化石燃料产生的二氧化碳（包括燃料的生产和使用）占有率逐年下降，由94%降至77%，但仍然是汽车排放的主要来源。由电力消耗引起的二氧化碳（包括发电和动力电池制造）的占有率从（0）阶段性地上升到（18、整车制造过程中产生的二氧化碳占有率基本不变，为6%，因此运行阶段的碳占有率最大。
从不同车型来看，从能源周期来看，商用车与轿车整体二氧化碳排放比例基本保持在60：40，即10%的商用车将碳排放量排放60%。
计算自行车的年碳排放量，在能源循环中，重型卡车的碳排放量在2021年将是轿车的26.7倍，到2035年将达到31.5倍。在此，不仅重卡的量多，而且行驶距离也长，因此再次确认了抑制大型卡车的碳排放量的重要性。
混合动力轻型商用车碳排放量的情况比较
最后，对4.5吨混合动力车能耗与二氧化碳排放量进行比较的案例进行简要说明。类型的多个类型参数的着色器的编译器中可能发生的故障。一个是增速电动，另一个是系列混合动力。
为了公正的比较，我们首先优化了每种结构的能量管理，并考虑了荷载（车重）变化的影响。在比较碳排放时，还考虑了煤炭电力高的内蒙古和水电高的四川等地区能源结构的影响。我们的结果是，就目前全国平均发电碳排放水平而言，增程式电气物流卡车年碳排放比串联混合低10.7%，四川低25.6%，内蒙古仅低5.8%。到2035年，随着电网电力清洗的不断推进，增程式电气物流卡车的年碳排放优势将扩大，比串联混合动力低27.3%。
以下是几个总结。我想强调的是大型卡车碳减排的重要性。在此之前，让我们看看重型卡车的碳排放率比现在高出40%，越来越高，重卡减碳迫在眉睫。但遗憾的是，目前缺乏可行有效的大规模重卡减碳技术渠道。这需要整个汽车行业共同努力，对各种潜在技术路线的全生命周期碳排放进行科学、实事求是的分析评价。我个人认为，目前应该在重卡上大力推进混合技术（包括增程），同时打破固有思维，提出更具创新性的动力架构。
（以上内容来自于同济大学教授、国际汽车工程师学会会士韩志玉于2022年12月9日在盖世汽车主办的2022第3届混合动力技术发展论坛上发表的“可再生能源转换引起的中国汽车碳排放动向”主题演讲。）