碳经济模型建模目的是比较各技术路线乘用车的减碳效果和评估应用新减碳技术的经济性，以碳税价格及植树成本评估减碳技术的经济性，结合单车碳经济模型与单车碳排放模型，可以综合性地评估降碳技术路线的可行性与经济性。

2022年10月26日，由NDE Automotive Group、盖世汽车主办，上海虹桥国际中央商务区管委会、上海闵行区人民政府指导，上海南虹桥投资开发（集团）有限公司协办的2022第十届汽车与环境创新论坛暨第十四届全球汽车产业峰会上，上海交通大学特聘教授、汽车工程研究院院长许敏表示。

许敏 上海交通大学特聘教授、汽车工程研究院院长

以下是演讲内容整理：

《全生命全生态周期乘用车碳模型》上海交通大学汽车工程研究院和盖世汽车共同承担的一个项目的中期汇报。

双碳背景

首先看一下整个大环境，为力争到本世纪末控制全球温升不超过1.5℃，全球已有超过76个国家或地区通过立法、政治承诺和政策文件等形式明确了碳中和目标，其碳排放之和占全球的比例超过85%。

2020年9月22日，国家主席习近平在联合国大会上表示：中国将提高NDC（国家自主贡献力度），采取更加有力的政策和措施，CO2排放力争于2030年前达到峰值，争取在2060年前实现碳中和。

欧盟已经开始行动，在今年相继推出两个法案：碳关税和新动力电池法案，这两个法案将直接对中国和欧洲的汽车市场产生作用。比如碳关税方面，2023-2026年之间属于过渡期，2027年开始实施碳关税法案，针对原材料中的水泥、电力、化 肥、钢铁、铝、有机化工、塑料、氢、氨水泥、电力、化肥、塑料等的直接排放和间接排放提出了要求。

其免费配额在2027年是93%，之后逐年下降：2028年为84%；2029年为69%；2030年为50%；2031年为25%；2032年则直接变为0%，就是百分之百地按照法案施行，这将直接影响中国的汽车整车出口以及零部件出口市场。

目前，化石能源依然是我国能源的主要来源，非化石能源只有17.4%，这样的能源结构是我国碳排放持续增加（尚未达峰）的主要原因之一。另外，我国原油对外依存度已连续四年超过70%，能源安全问题突出，短期内改变能源结构的挑战巨大。

中国的整体碳排放量中，汽车排放量已经连续多年超过10%，主要是源自于重型货车的碳排放，占总体的54%。轻型乘用车占33%。汽车行业是实现碳中和的一个非常重要的领域，为此，我国实行了三步走的国家减碳战略。

在2030年前，全国以减少排放、提高效率为主要目标。2030-2045年是快速减排期，全面使用清洁能源，降低对化石能源的需求。2045-2060年是中和期，采用大量的零碳和负碳技术实现中和，非化石能源比例≥80%。相对国家的三步走战略，汽车行业也有三步走的减碳目标：

2028年：汽车产业碳排放相较于2020年增长2%，2035年：碳排放较峰值降幅≥20%，2050年：碳排放较2020年降幅≥80%，2060年：相较于2020年减碳100%（包含碳吸收技术抵消实现中和）。

汽车行业要实现双碳，目前面临四大挑战：一是汽车行业规模大，现在保有量已经达到三亿辆以上，未来还要达到六亿辆，与此相比，双碳目标的时间紧迫，要在2028年达峰，比国家战略还要提前两年。此外，全球范围的碳排放竞争激烈，尤其在欧洲，碳排放税马上会成为新的贸易壁垒。

此外，产业生态的相互促进和牵制以及相关政策措施不完善也是一大挑战，当务之急是摸清产业碳排放情况，给行业制定达标技术路径和完善产业政策、标准等提供参考。

碳模型介绍

汽车的碳排放牵扯到了方方面面，不只有生产过程和使用过程，要围绕生态进行减碳：从能源和原材料开采，材料冶炼、各种能源发电、燃油精炼、运输损耗、物流、生产制造环节、使用环节的损耗、运行中的排放、回收等等环节的碳排放都需要进行考虑。

我国关于碳模型已经很多了，以下举几个有代表性的例子：比如，中国汽车技术研究中心的CALCM 模型，优势在于在提出模型的同时建立了相对完整的数据库CALCD，比较了ICEV、BEV、HEV和PHEV的全生命周期碳排放；缺点在于并没有考虑回收阶段碳排放和减排效应，对于不同燃料类型以及不同等级的乘用车采用相同的全生命周期里程。

国外的国际清洁运输理事会提出了Carbon Emission 模型，优势在于进一步比较不同国家的电力结构和燃料生产及使用条件下的排放量，缺点在于计算汽车生产阶段的排放时，基于车辆重量的核算方法并不准确，未考虑电池回收的碳排放影响。

简单介绍一下我们的单车碳排放模型，企业在开发车型的时候，如何利用碳排放理念选择正确的技术路线，如何开发对社会的碳排放贡献最小，同时如何兼顾成本，考虑经济效益。单车碳排放模型会涵盖汽车全生命周期内涉及的全产业链的碳足迹，包含汽车使用相关各种要素的全生态，立足于企业提供的实际数据进行分析。

全生命全生态碳模型有四大亮点：首先，基于各大企业一手数据与实际需求，为汽车行业低碳发展提供参考意见；涵盖各种技术路线：内燃机，代用燃料，纯电，插电混动，增程式，燃料电池，涵盖各种能源形式：化石燃料，电能，氢能，代用燃料等；基于不同技术路线与现有结构提供降碳经济成本核算，评估降碳技术路线可行性与经济性；从能源结构与技术路线角度出发，为乘用车市场结构发展，碳排放情况提供预测与发展建议。

这些亮点对企业较为友好，因为每一个企业需要生产很多车型，那么基于每一个单车模型，都需要不同的技术路线和碳排放分析，从经济成本和经济效益出发，对产品策略、技术路线进行优化。对政府也是如此，乘用车市场加商用车市场的范围非常广，也可以应用这个模型进行优化。无论是用户、企业，还是国家，都能够通过该模型对碳排放量和成本有一个清晰的预估。

乘用车单车碳排放模型主要覆盖三个阶段：一是生产阶段，二是使用阶段，三是回收阶段。生产阶段包括原材料、零部件、整车、内部运输，以及废弃物处理。使用阶段包含维护保养、能源供应、技术设施等。回收阶段包含回收过程、拆解过程、回收工厂等环节。

具体来说，生产阶段中会考虑到原材料用量，不同类型材料的碳排放系数，细化至每个零部件的能源消耗量，深入至购置工厂或者单个设备的碳排放量……将每个零部件的能源消耗量都摊销到每一辆车上，还会包含运输和废弃物的处理环节。

在使用阶段，我们对基础设施的加油站、充电桩等建设和使用中的碳排放量都会进行折算。对补能过程中能源的来源也会进行溯源，然后将排碳量计算进去。最后是行驶过程，我们使用的是标准循环工况用电/用油的能源消耗成本，还会根据实际情况进行修正，维护保养的零部件更换环节也会计算进去。

回收阶段，我们考虑回收工厂和设备建设的碳排放，拆解、粉碎、再制造等回收过程的碳排放，最重要的是回收材料和部件再利用带来的碳排放减少。

我们希望通过该模型比较各个技术路线之间减碳积极性的差别，借以评估怎样的技术路线是企业所需要的。这个模型首先为企业而做，如果效应很好，还会在社会、国家范围内通过统计学方法进行准确预测和规划。

碳模型应用分析

下面是以三款典型乘用车为例的碳模型计算，汽油内燃机、插电混合动力、纯电动是三种乘用车主流技术路线，我们选取了在中国市场销量较高，且数据来源详尽可靠的三款B级乘用车为典型车型进行计算，以下是全生命全生态碳模型计算结果。

首先是汽油内燃机车：本田·雅阁，车重为1470kg，使用年限为12年;年平均行驶里程为12000km。在生产环节，原材料产生3830kg的二氧化碳，零部件生产是1408kg的二氧化碳，整车装备是1178kg的二氧化碳。在使用阶段，配套设施产生41kg的二氧化碳，行驶过程产生26620kg的二氧化碳，能源补给产生5470kg的二氧化碳，维护保养产生2927kg的二氧化碳。在回收阶段，拆解过程会产生204kg的二氧化碳，回收过程则可以节省3990kg的二氧化碳，合计一台车的碳排放贡献是37688kg，碳经济则达到165021人民币。

综合比较下来，特斯拉Model 3的生产过程中产生二氧化碳比较高，然后是比亚迪汉DM-i，燃油车是最少的。这主要是由生产电池引起的，是电池生产过程当中的二氧化碳排放量高。使用过程这三款车型的排碳量排序是反过来的，燃油车最高，纯电动最少。

综合下来，总计还是燃油车的碳排放高，纯电碳排放最低。但是从成本的角度，电动车在生产过程当中的成本更高；电车的使用成本最低，燃油车的使用成本最高；总计还是电动车比插混的成本高，插混比纯燃油车的成本高。

再加上国家的补贴进行测算。美国碳交易市场价格为13.9 USD/t (RGGI, 2022.06)，插电混动与纯电技术路线相较于内燃机路线所降低的全生命周期碳排放分别为3.4吨，11.9吨, 按照碳交易市场价格换算为经济成本，分别对应47.27美元，165.7美元，但技术路线改革的实际成本（根据模型计算）分别为：971美元（PHEV） 2169美元 （BEV）。补贴远不能抵消成本的增加。

中国碳交易市场价格更低，以国内标准计算此差异则更为明显，值得注意的是，当前降碳技术路线所带来的经济效益无法弥补技术本身带来的成本增长，电池等关键部件的高成本可能是导致这一现象的主要原因。

最后再介绍一下，本次活动期间，上海市国际贸易促进委员会将联合盖世汽车、上海交通大学举办《汽车产业双碳指数评价白皮书》项目签约仪式，2022年12月，《汽车产业双碳指数评价白皮书》将在首届“上海国际碳中和技术、产品与成果博览会”的展会现场进行重磅发布。

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