王賀武，清華大學教授、中國電動汽車百人會副秘書長

　　導語：

　　近日，中國電動汽車百人會課題報告發(fā)布會暨百人會論壇(2022)媒體溝通會在北京舉行，會議宣布第八屆中國電動汽車百人會論壇將于2022年3月25-27日正式舉辦，并發(fā)布了《汽車、交通、能源協(xié)同實現(xiàn)碳達峰碳中和目標、路徑與政策研究》與《跨界融合與汽車產(chǎn)業(yè)新力量》兩項重大課題研究成果。清華大學教授、中國電動汽車百人會副秘書長王賀武受邀出席會議，并發(fā)表了題為《汽車、交通、能源協(xié)同實現(xiàn)雙碳目標的思考》的演講。

　　以下為王賀武副秘書長發(fā)言內(nèi)容，百人會授權(quán)轉(zhuǎn)發(fā)如下，以供行業(yè)同仁參考。

　　01汽車交通能源消耗碳排放是實現(xiàn)雙碳目標的關鍵交叉領域

　　1. 應對氣候變化的國際承諾與戰(zhàn)略決策

　　2020年9月，國家主席習近平在七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上宣布“中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”。2021年10月，國務院發(fā)布文件明確提出“到2025年，綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系初步形成，重點行業(yè)能源利用效率大幅提升，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和奠定堅實基礎;到2030年，經(jīng)濟社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型取得顯著成效，重點耗能行業(yè)能源利用效率達到國際先進水平，二氧化碳排放量達到峰值并實現(xiàn)穩(wěn)中有降;到2060年，綠色低碳循環(huán)發(fā)展的經(jīng)濟體系和清潔低碳安全高效的能源體系全面建立，能源利用效率達到國際先進水平，碳中和目標順利實現(xiàn)”。

　　2. 國家雙碳重要部署與行動指南

　　2021年10月，國家發(fā)布的《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》部署與汽車交通能源相關的重大行動和科技計劃，包括“大力發(fā)展綠色低碳產(chǎn)業(yè)、加快構(gòu)建清潔低碳安全高效能源體系、加快推進低碳交通運輸體系建設、加強綠色低碳重大科技攻關”等。國務院發(fā)布實施《2030年前碳達峰行動方案》，對我國碳達峰發(fā)展作出了更加具體的行動指南，重點實施“能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動、節(jié)能降碳增效行動、工業(yè)領域碳達峰行動、城鄉(xiāng)建設碳達峰行動、交通運輸綠色低碳行動、循環(huán)經(jīng)濟助力降碳行動、綠色低碳科技創(chuàng)新行動、碳匯能力鞏固提升行動、綠色低碳全民行動、各地區(qū)梯次有序碳達峰行動”等“碳達峰十大行動”。與汽車交通碳排放直接相關的行動有三項，分別是“能源綠色低碳轉(zhuǎn)型行動”、“交通運輸綠色低碳行動”和“工業(yè)領域碳達峰行動”。

　　3. 交通碳排放達峰時間點和具體方案

　　交通運輸領域高度依賴化石燃料在移動終端的燃燒，導致了其二氧化碳排放基數(shù)大和減排難的局面，這在國內(nèi)外形成了共識。在國家“碳達峰十大行動”中對交通領域提出了明確的碳達峰要求，一是推動運輸工具裝備低碳轉(zhuǎn)型，二是構(gòu)建綠色高效交通運輸體系，三是加快綠色交通基礎設施建設。要“加快形成綠色低碳的運輸方式，確保交通運輸領域碳排放增長保持在合理區(qū)間”;“積極擴大電力、氫能、天然氣、先進生物液體燃料等新能源、清潔能源在交通運輸領域應用”;“到2030年，當年新增新能源、清潔能源動力的交通工具比例達到40%左右”。陸路交通運輸石油消費爭取在2030年前達到峰值。

　　其中“大力推廣新能源汽車”從具體含以上可以從三個應用層面或者車輛用途來理解。首先，對于私家乘用車的應用場景，逐步降低傳統(tǒng)燃油汽車在新車產(chǎn)銷和汽車保有量中的占比，也就是加速新能源私家車的滲透比例，這與當前新能源汽車技術(shù)發(fā)展水平和市場接受度均趨于成熟相對應，我國2021年乘用車的市場占有率為14.8%,預計2022年會超過20%。第二，針對城市公交車，推動城市公共服務車輛電動化替代，這與固定線路、固定用途的應用場景比較容易定制化服務相關，也是我國新能源汽車兩頭擠戰(zhàn)略最成功的實踐，目前公共交通領域的新能源汽車滲透率超過90%，在車隊中的電動化率已經(jīng)超過70%。第三，對于重型貨運車輛，推廣電力、氫燃料、液化天然氣動力。對于重載車輛來講，尤其是長途應用場景，受制于電池能量密度、快充基礎設施、燃料電池壽命與成本、加氫站布局等制約，純電動和氫燃料電池目前并不能完全滿足需求，采用低碳燃料與內(nèi)燃機是近期的選擇之一，如發(fā)展液化天然氣長途卡車。

　　02新能源汽車是實現(xiàn)交通雙碳的最佳選擇

　　1.交通碳排放現(xiàn)狀與趨勢

　　2020年我國交通領域碳排放9.3億噸，占全國終端碳排放的15%，是僅次于工業(yè)、建筑之后的第三大碳排放源。我國交通領域的碳排放低于國際上23%—25%的平均水平，這與我國目前的經(jīng)濟社會發(fā)展水平?jīng)]有達到國際發(fā)達國家的水平是相對應的。如果按照常規(guī)發(fā)展到歐美的經(jīng)濟水平，我國的汽車普及率要由2020年每千人200輛至少增加到每千人350輛的全球平均水平，并極有可能發(fā)展到接近500輛的發(fā)達國家水平，汽車保有量從目前的3億輛翻一番，達到6億輛。

　　隨著汽車保有量上升，交通能耗也會相應增加，如果不使用清潔燃料，碳排放也會翻一番，這與碳達峰碳中和是相悖的。因此，要著力采用零碳能源實現(xiàn)碳減排。選擇何種技術(shù)在何種應用場景需要根據(jù)減排潛力和推廣難度進行考量。在我國交通領域碳排放中，道路交通占90%，其中公路客運占42%，這里有90%來自于乘用車。公路貨運大概占45%，主要是貨運卡車產(chǎn)生的排放。其它交通工具排放相對少一點，比如航空、船舶大概占6%，鐵路因為電氣化程度高排放約1%。

　　2. 交通碳排放達峰與中和的目標分解

　　包括中國電動汽車百人會、清華大學歐陽明高院士團隊、中國汽車工程學會以及中國汽車技術(shù)研究中心等多個機構(gòu)均對汽車碳達峰碳中和進行國深入的系統(tǒng)分析和研判。從各方面判斷來看，結(jié)合國家對電網(wǎng)更加低碳化(構(gòu)建以可再生能源為主的電力供應)、節(jié)能與新能源汽車路線圖2.0，以及新能源汽車發(fā)展遠超預期的更快速度，我們認為2025年汽車道路交通能夠?qū)崿F(xiàn)碳達峰，屆時道路交通領域碳排放從2020年7.84億噸，僅僅增加160萬噸，達到8億噸，之后開始下降。

　　2025年之后，汽車領域的碳排放處于降低通道，而水運和航空的碳排放由于電動化遲緩仍處于增加發(fā)展趨勢，二者相互抵消效果將會導致2027年左右交通領域的碳排放達到峰值，約10億噸，隨后進入下降通道。到2030年，汽車交通領域?qū)a(chǎn)生7億噸碳排放，比峰值降低10%以上;交通領域碳排放大約9億噸，比峰值低接近10%。2060年汽車交通碳排放只有0.5億噸，500萬噸，比峰值低90%;包括船舶和航空在內(nèi),2060年交通領域的碳排放能降低到3億噸以內(nèi)，比峰值降70%，僅僅交通領域無法實現(xiàn)零碳排放(碳中和)。但考慮這些碳排放主要來自于重型車輛所使用的甲醇、生物柴油、船舶使用的合成柴油以及航空使用的合成航空煤油，而這些含碳燃料大多通過可再生能源和CO2的合成，因此如果與可再生能源相結(jié)合，就可以實現(xiàn)能源和交通的協(xié)同碳中和。

　　3. 中國新能源汽車的發(fā)展為碳達峰、碳中和奠定了基礎

　　過去的十年，中國新能源汽車實現(xiàn)換道超車，引領了全球汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型。這十年，我國新能源汽車實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)從無到有，年產(chǎn)量從2011年不足2000輛發(fā)展到2021年的350萬輛，占全球份額的50%以上，處于全球絕對領先地位。新能源汽車保有量達到780萬輛，占汽車保有量的2%以上，新能源汽車成為中國首次在全球率先成功大規(guī)模導入高科技民用大宗消費品。2014年中國電動汽車百人會成立，之后國家出臺了一系列產(chǎn)業(yè)促進政策，如財稅補貼政策、雙積分政策、延遲補貼退坡等，新能源汽車始終處于加速發(fā)展通道，目前百人會正在開展的汽車交通能源協(xié)同碳達峰碳中和研究，也將在維持新能源汽車快速發(fā)展起到重要的作用。

　　新能源汽車將處于加速發(fā)展發(fā)展，既有可能提前實現(xiàn)國家規(guī)劃目標。2021年新能源汽車保有量780多萬輛，我們判斷2025年達到3000萬輛，2030年1億輛，2035年2億輛，2040年達到3億輛，2050年達到將近4億輛，只有這樣才有可能實現(xiàn)到2060年汽車保有量中90%都是新能源汽車。包括發(fā)電環(huán)節(jié)碳排放在內(nèi)，以現(xiàn)階段能源的構(gòu)成和未來能源構(gòu)成，以化石燃料的內(nèi)燃機汽車相比，乘用車、客車以及卡車的碳減排幅度將從目前的60%、27%、19%分別下降到2035年的74%、76%和60%。不僅目前已經(jīng)有比較明顯的碳排放減少效果，將來效果會越來越明顯。

　　03車網(wǎng)互動是實現(xiàn)汽車交通能源協(xié)同碳中和的核心

　　1. 需要關注電池性能提高的同時實現(xiàn)生產(chǎn)過程的低碳化

　　首先，電池和燃料電池需要性能進一步提升，為重載車輛提供零碳技術(shù)。重載長途車輛需要更高能量密度的電池技術(shù)以及長壽命更長的大功率燃料電池技術(shù)，以滿足其長補能間隔里程和高能能量消耗需求。提高高能量密度電池技術(shù)是毫無疑問的，大家對車輛推廣過程中的安全性都是非常關注的。因此，進行電池被動和主動安全防控的同時，要提高本質(zhì)安全，從材料體系探索更本質(zhì)的、安全的電池體系。關于動力電池的研究現(xiàn)在基本達成共識，從目前300瓦時/公斤的電池能量密度進一步提到350瓦時/公斤甚至到400瓦時/公斤，從現(xiàn)在的電解液是液態(tài)的向半固態(tài)甚至固態(tài)方向發(fā)展。長壽命大能量密度電池發(fā)展面向商用車的應用，要做壽命性能提升，在這個過程中把成本大幅度降低下來。

　　其次，要關注電池生產(chǎn)的碳排放和氫生產(chǎn)的綠色化。要關注電池生產(chǎn)過程中的碳排放，因為電池生產(chǎn)是高耗能的過程，導致了新能源汽車生產(chǎn)過程中的碳排放或者能耗比較高，如果在可再生能源豐富的地區(qū)，如水電豐富的四川宜賓市，進行電池生產(chǎn)，碳排放足跡就會弱一點。當然與燃料電池汽車相關的還有基于可再生能源的綠氫的制、儲、運、加問題也需要予以重視，這方面河北張家口有很好的經(jīng)驗，在2022冬奧期間提供了風電制取的綠氫100噸，直接減少碳排放1萬噸以上。

　　2. 車網(wǎng)互動具有不可估量減碳效果

　　基于2040年3億輛新能源汽車的推廣量和1:1的充電基礎設施情景，每輛車平均電量大于65千瓦時，則車載儲能容量超過200億千瓦時，與中國每天消費總電量基本相當?？紤]出行需求，車輛行駛時間，乘用車就有約100億千瓦時的調(diào)峰能力，要進行調(diào)峰，要求車和網(wǎng)是互動的，能夠連上。也就是說，這時候能夠比較大范圍地調(diào)節(jié)可再生能源的波動性，把這些波動性的能源吸收以后，就能減少火電臨時起動的幾率。從一定范疇上講，車網(wǎng)互動有可能實現(xiàn)負碳排放。

　　3. 汽車交通能源實現(xiàn)協(xié)同碳中和的重點關注點

　　第一，汽車產(chǎn)業(yè)要關注與動力電池相關的能耗和排放。也就是要使用低碳的可再生能源實現(xiàn)低碳和零碳排放，主要是電池材料生產(chǎn)和回收過程中怎么使用零碳能源的問題。

　　第二，交通領域要重點考慮貨運電動化。加大新型基礎設施建設，尤其是加大快充、超級快充的充電基礎設施建設和加氫站場站的建設。

　　第三，需要關注能源與車的互動(V2G)。在解決可再生能源的波動性問題的同時，有能力實現(xiàn)邊際效應負碳排放(減少火力發(fā)電并網(wǎng)的需求)，為碳中和提供一條新途徑，這其中更多的來自于新能源乘用車的分布式儲能功能。

　　因此，為實現(xiàn)協(xié)同達峰和碳中和目標，要推動氫、電新能源汽車在中國更加快速地發(fā)展，實現(xiàn)道路交通領域碳排放低增長提前達峰，同時要強調(diào)只有綠氫綠電-車網(wǎng)互動才能實現(xiàn)能源-交通-汽車協(xié)同碳中和。在這方面，四川宜賓和河北張家口是個很好的例證。