不同类型车辆全生命周期碳排放对比分析

徐家明，王睿，乔蒙

吉利汽车研究院（宁波）有限公司，浙江宁波 315336

0 引言

当前,汽车碳排放已经成为我国交通领域温室气体排放快速增长的重要因素之一，如何有效控制汽车行业碳排放总量的增长，对我国能够尽早达到碳达峰尤为重要[1-3]。几乎全球所有的车企都在呼吁“汽车电动化转型”，很多观点认为电动车行驶过程中全部使用电力，CO2排放为0，但从燃料周期来看，发电环节还是会有CO2的排放，至少在汽车产业实现碳中和之前，纯电动汽车不能称之为零碳汽车。同时，看一辆车的碳排放不仅仅是关注它在使用阶段的直接排放量，更应该站在整个车辆全生命周期的角度去看待[4]。以二氧化碳当量（CO2e，该量是在辐射强度上与某种温室气体质量相当的二氧化碳的量）来衡量汽车全生命周期的碳排放，通过生命周期内不同类型车辆碳排放量的对比研究，可定量分析新能源车相比燃油车碳排放的减少量。根据中国乘用车生命周期碳排放核算技术规范，乘用车生命周期将原材料获取阶段、整车生产阶段和使用阶段纳入生命周期碳排放核算，这里不包括道路与厂房等基础设施、各工序的设备、厂区内人员及生活设施的碳排放[5]。通过对生命周期3个不同阶段碳排放量的比较计算得到，纯电动车较燃油车每个阶段碳排放的增加或减少量，从而得出生命周期纯电动车低碳排放的优势所在。

1 原材料获取阶段对比分析

原材料获取阶段包括钢铁、铸铁、铝及铝合金、铜及铜合金、热塑性塑料、热固性塑料、橡胶、织物、陶瓷/玻璃、铅、硫酸、玻璃纤维、磷酸铁锂、镍钴锰酸锂、石墨、电解液、润滑剂、刹车液、冷却液、制冷剂和洗涤液等原材料生产所产生的二氧化碳排放；某款车型3种不同动力配置的车辆对应的原材料获取阶段碳排放如图1所示。

图1 不同类型车型原材料碳排放量对比

不同类型的车辆在原材料获取阶段碳排放的分布情况也不一样，图2展示3个车型主要材料的碳排放分布情况。

图2 不同类型车型原材料碳排放量分布情况

2 整车生产阶段对比分析

整车生产阶段碳排放量包括冲压、焊接、涂装、总装及动力站房等生产过程中所产生的二氧化碳排放量。某款车型3种不同动力配置的车辆对应的工厂平均单车生产碳排放如图3所示（由于3款车型生产地不相同，所以图中结果不代表整车单车生产碳排放实际值）。

图3 工厂生产不同单车的平均碳排放量

3 整车使用阶段对比分析

整车使用阶段包括燃料生产、燃料使用、轮胎更换、铅酸蓄电池更换、液体更换及制冷剂逸散等所产生的二氧化碳排放量。某款车型3种不同动力配置的车辆对应的使用阶段碳排放量如图4所示。对于燃油车，燃料生产的碳排放量是生命周期燃油消耗量的总和（燃料消耗量采用按 GB/T 19233—2020《轻型汽车燃料消耗量试验方法》 测定的值）；燃料使用碳排放来源于车辆使用过程中的尾气直接排放。对于插电式混合动力车型，燃料生产的排放量是插电式混合动力电动乘用车燃料消耗量的型式认证值和车电量消耗量的型式认证值之和（燃料消耗量采用按 GB/T 19233—2020 进行测定的测定值，电量消耗量采用按 GB/T 19753—2021《轻型混合动力电动汽车能量消耗量试验方法》进行测定的测定值）。对于纯电动车，燃料生产的排放量是生命后期电量消耗量的总和（纯电动乘用车的耗电量按 GB/T 18386—2017 《电动汽车 能量消耗率和续驶里程 试验方法》测定的值），纯电动车在使用过程没有尾气产生，燃料使用的碳排放量是0。乘用车生命周期行驶里程，统一按照150000 km计算。

图4 不同类型车辆使用阶段碳排放量对比

4 乘用车生命周期碳排放对比分析

乘用车生命周期碳排放值是原材料获取阶段、整车生产阶段、整车使用阶段的碳排放值之和，某车型3种不同类型动力配置车辆整车生命周期的碳排放量如图5所示。

图5 不同类型车辆整车生命周期碳排放量对比

从图5可以看出，在3种不同动力类型的车型中，纯电动车型的生命周期碳排放量是最低的，其次是混合动力车，最高的是燃油车。

从原材料获取阶段来看，纯电动汽车的碳排放量是最高的，主要原因是纯电动汽车是靠动力电池驱动，动力电池作为电动汽车最主要的组成部分，其生产过程中会消耗大量的能源。据统计，动力电池的碳排放量占整车材料碳排放量的30%～40%。插电式混动车型除有传统燃油车的动力装置之外，同时含有动力电池（相比纯电动车型动力电池会小很多），原材料碳排放居于第二。燃油车的原材料碳排放最低。

整车单车生产阶段碳排放占生命周期碳排放的比例较小，与工厂的制造水平有直接的关系。从使用阶段来看，纯电动车型由于完全没有尾气的排放，使用阶段碳排放就显得尤为明显。插电式混动车型在行驶过程中也可以采用电力驱动，整体的使用阶段碳排放要优于传统的燃油车型。

5 结论

在国家“双碳”的大背景下，新能源汽车，尤其是最具代表性的纯电动汽车，在使用过程中相比传统的燃油汽车碳排放量是明显更低的。从整车全生命周期来看，新能源车碳排放量依然是低于传统燃油车的，并且其碳排放量会随着电力清洁化和低碳化的逐步发展而得到进一步的降低。传统燃油车短期内是无法做到的，主要原因是燃油车主要依赖的是化石燃料。

发展新能源汽车，不仅是中国，更是全球多数国家的共识。汽车作为交通领域的重要组成部分，对早日实现“碳中和”的宏伟目标有着极其重要的作用。新能源汽车以其更低的全生命周期碳排放、更强劲的动力系统、更智能的驾驶出行体验等，必将赢得更多的关注和市场份额。