摘要:進(jìn)入21世紀以來(lái),各國政府愈加重視低碳經(jīng)濟的可持續發(fā)展,全新的“低碳"概念逐步融入人們的生活。于是,一種新型經(jīng)濟——低碳經(jīng)濟成為了各國經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的一個(gè)新模式。當我們提到低碳時(shí),自然而然就會(huì )想到碳排放。 據統計,我國交通運輸行業(yè)中所釋放的溫室氣體相對較多,約占我國溫室氣體總排放量的10%,可以說(shuō)是一個(gè)“高碳"的行業(yè),這與中國可持續發(fā)展的低碳經(jīng)濟相悖。如何做好汽車(chē)行業(yè)的節能減排,對中國汽車(chē)行業(yè)持久穩定的發(fā)展和對中國可持續的經(jīng)濟建設具有重大意義。本文從中國汽車(chē)行業(yè)碳排放現狀入手,從宏觀(guān)角度分析全球范圍內各國政府以及汽車(chē)企業(yè)的碳減排政策與經(jīng)驗,從中得出經(jīng)驗、啟示。
關(guān)鍵詞:汽車(chē)行業(yè);碳減排;低碳經(jīng)濟
1、研究背景
進(jìn)入21世紀以來(lái),世界經(jīng)濟發(fā)展逐漸走向全球化。隨著(zhù)氣候變化問(wèn)題的不斷突出,各個(gè)國家均意識到了在發(fā)展經(jīng)濟的同時(shí),保護環(huán)境也是義不容辭的責任,于是提出將發(fā)展重心放到綠色經(jīng)濟、低碳經(jīng)濟上面來(lái)?,F如今,隨著(zhù)地球氣候不斷變暖,導致此問(wèn)題的因素之一碳排放問(wèn)題也日益引起了人類(lèi)的密切注意。從地球生態(tài)環(huán)境與人類(lèi)可持續發(fā)展的視角來(lái)看,實(shí)現碳達峰、碳中和的“雙碳目標"無(wú)疑成為了近些年來(lái)世界關(guān)注的熱點(diǎn)。在2016年簽訂的《巴黎協(xié)定》中可以看到,不管是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家都在積極采取行動(dòng)舉措來(lái)應對氣候的惡劣變化,該協(xié)定明確了其長(cháng)期目標是致力于將世界范圍內的年均溫度上漲幅度控制在2℃之內,并力爭盡控制在1.5℃。聯(lián)合國政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )在2018年發(fā)布了《全球1.5℃升溫特別報告》,其報告與《巴黎協(xié)定》同樣強調要將全球范圍內氣溫上升的幅度控制在1.5℃以?xún)?。如何更好地?shí)現該目標,需要世界各國進(jìn)行快速、深遠的變革,在21世紀中葉實(shí)現全球范圍內的碳中和,所謂碳中和是指將社會(huì )生產(chǎn)活動(dòng)中所產(chǎn)生的二氧化碳排放量與碳減排所吸收的二氧化碳量相互抵消,使得凈碳排放量趨近于零。自《京都議定書(shū)》制定后,國內外專(zhuān)家對如何減少碳排放的研究頗多,雖然中國對于該問(wèn)題的研究起步較晚,但還是有一定的研究成果的。
在2021年3月15日召開(kāi)的中央財經(jīng)委員會(huì )第九次會(huì )議中,發(fā)表重要講話(huà)強調,實(shí)現碳達峰、碳中和是一場(chǎng)廣泛而深刻的經(jīng)濟社會(huì )系統性變革,要把碳達峰、碳中和納入生態(tài)文明建設整體布局,拿出抓鐵有痕的勁頭,如期實(shí)現2030年前碳達峰、2060年前碳中和的目標。
為努力實(shí)現碳中和目標,作為溫室氣體排放較多的交通運輸行業(yè),對支持社會(huì )綠色經(jīng)濟的轉型至關(guān)重要。汽車(chē)尾氣排放所產(chǎn)生的溫室氣體將會(huì )給人類(lèi)生存環(huán)境帶來(lái)嚴重的污染,對人類(lèi)的生存造成威脅。對汽車(chē)行業(yè)實(shí)行碳排放的研究與變革,在響應國家“雙碳"號召、順應世界趨勢的同時(shí),也有益于完成對碳減排的承諾、完善碳交易體制的制定以及更好地推動(dòng)低碳產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
2、中國汽車(chē)行業(yè)碳排放現狀
改革開(kāi)放以來(lái),中國的經(jīng)濟發(fā)展迅速。其中,汽車(chē)行業(yè)已經(jīng)逐漸成為國民經(jīng)濟的主要支撐之一。在推動(dòng)國民經(jīng)濟快速發(fā)展的過(guò)程中,汽車(chē)行業(yè)也取得了有目共睹的成績(jì)。但在從中獲益的同時(shí),也給社會(huì )也帶來(lái)了環(huán)境污染、能源消耗以及交通擁堵等多個(gè)方面的壓力。
汽車(chē)及交通領(lǐng)域的碳排放涉及兩個(gè)環(huán)節:一個(gè)是制造環(huán)節,另一個(gè)是使用環(huán)節。制造環(huán)節的碳排放并不高,而真正的能源消耗來(lái)自于燃油車(chē)的使用環(huán)節。相關(guān)數據顯示,2020 年中國交通運輸行業(yè)的碳排放量約占全國總排放量的10%,過(guò)去9年的年均增速高達5%,可以說(shuō)算是排碳大戶(hù)。
如圖1和圖2所示,從中國行業(yè)大類(lèi)來(lái)看,2020年,工業(yè)排放了二氧化碳,約高達51.63 億噸;其次為電力行業(yè),排放量約為36.66億噸;移動(dòng)源(即汽油車(chē)、燃油車(chē)和非道路機械)排放量排第3,大約排放9.08億噸二氧化碳,約占總排放量的9%;然后是民用行業(yè),排放二氧化碳約6.4億噸。
數據顯示,在2020年之前,中國汽車(chē)碳排放量的平均值逐年減少:從2010年的每公里排放243.6g二氧化碳,減少到2019年的每公里排放212.2g 二氧化碳(該碳排放量的測量是由中汽數據有限公司與16個(gè)國外機構通過(guò)運用先進(jìn)的碳排放核算技術(shù),針對中國境內所生產(chǎn)的汽車(chē)零部件、原材料等各個(gè)生命周期階段所進(jìn)行的碳排放量核算)。即便碳排放量的平均值呈逐年遞減的趨勢,但是總的排放量情況依然不容樂(lè )觀(guān):在2019年,中國汽車(chē)行業(yè)總排放量(生產(chǎn)、使用的碳排放量)為6.2億噸。其中,汽油車(chē)的碳排放量占據了很大的比重,占總量的 94.7%,為5.8億噸。此外,不同級別型號的乘用車(chē)之間也存在著(zhù)較大的差異,比如車(chē)產(chǎn)量高,其碳排量也就比較高,為3.7億噸,大約占比60.8%。再就是電動(dòng)汽車(chē)與燃油汽車(chē)的平均碳排放量也有很明顯的差異:前者較低,后者較高。
3、全球汽車(chē)行業(yè)碳減排機制與政策
3.1 美國積分汽車(chē)政策
隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展,美國的排放政策前前后后調整了多次。該政策根據不同規模的汽車(chē)企業(yè)制定不同的規定,依據汽車(chē)企業(yè)的基準排放量來(lái)確定該汽車(chē)企業(yè)屬于哪一規模的范圍。衡量基準排放量的依據為該企業(yè)在一定時(shí)期范圍內所銷(xiāo)售的乘用車(chē)和輕型卡車(chē)的汽車(chē)銷(xiāo)量,根據銷(xiāo)量量的不同,可以分為中型企業(yè)和大型企業(yè)。中型企業(yè)的標準為銷(xiāo)售規模在4500輛至6萬(wàn)輛汽車(chē)的企業(yè),大型企業(yè)則為銷(xiāo)售規模在6萬(wàn)輛以上的汽車(chē)企業(yè),各自不同類(lèi)型的企業(yè)必須服從相應的合規標準。根據規定要求,汽車(chē)企業(yè)需要獲得滿(mǎn)足所屬規模的積分來(lái)達到所需目標。其中,要求完成生產(chǎn)排放汽車(chē)的要求(比如生產(chǎn)純電動(dòng)、燃料電池汽車(chē)、混合動(dòng)力汽車(chē)等),獲得相應的0排放汽車(chē)積分后,才可轉向生產(chǎn)其他類(lèi)型的汽車(chē)。在核算汽車(chē)企業(yè)所獲得積分后,若有超出標準的盈余積分,汽車(chē)企業(yè)可將其存儲或出售,未達標的企業(yè)則可以向其他企業(yè)購買(mǎi),否則將會(huì )受到處罰。這種0排放積分政策,在很大程度上能提高汽車(chē)企業(yè)新能源汽車(chē)技術(shù)的研發(fā)能力,鼓勵汽車(chē)企業(yè)向低碳型經(jīng)濟的轉變,從而有效減少溫室氣體的排放。
3.2 歐盟汽車(chē)節能減排制度
歐盟是全球范圍內實(shí)行碳中和、碳減排的的先驅者,從2007年以來(lái),歐盟就開(kāi)始實(shí)施碳減排戰略計劃?,F如今,歐盟正在推動(dòng)汽車(chē)業(yè)向新能源方向進(jìn)行轉型,預計到 2030年,汽車(chē)排出的溫室氣體量相較于1990年期間將減少40%,并于2050年實(shí)現碳中和。為實(shí)現目標,歐盟采取的措施頗多。首先是引入碳邊境調節機制(即碳排放邊境稅),其目的是為了防止其他一些碳排放相對寬松的區域將其生產(chǎn)的產(chǎn)品出口至歐盟;同時(shí)也防止歐盟的企業(yè)將其在歐盟境內生產(chǎn)的“高碳"產(chǎn)品的排放成本轉移到其他非歐盟地區(即在歐盟的境外生產(chǎn)再進(jìn)口至歐盟)。其次,征收汽車(chē)企業(yè)的碳排放稅,意在鼓勵車(chē)企更多的研發(fā)新能源技術(shù),拓展新能源汽車(chē)市場(chǎng),完善新能源汽車(chē)性能,使群眾更愿意去購買(mǎi)、使用新能源汽車(chē)。于是各個(gè)成員國逐漸開(kāi)始著(zhù)手制定相關(guān)汽車(chē)企業(yè)碳排放稅的制度。其中,在2021年,德國聯(lián)邦政府采取了對每公里碳排量在195g以上的機動(dòng)車(chē)實(shí)施每超出1g排放量征收4歐元附加稅的措施;希臘政府計劃拿出1億歐元補貼購買(mǎi)新能源汽車(chē)的消費者,并且制定了于2030年前,將新能源電動(dòng)汽車(chē)在新車(chē)中的比例提升至30%。歐盟實(shí)施汽車(chē)碳排放稅制度,有利于汽車(chē)企業(yè)加快創(chuàng )新,提升競爭力和新能源汽車(chē)的研發(fā)能力,同時(shí)也降低碳排放程度。
3.3 日韓政府政策
韓國政府針對汽車(chē)節能減排設立了一系列目標,其中包括到2030年,將汽車(chē)行業(yè)所排放的溫室氣體總量減少24%。為實(shí)現這一目標,韓國政府將通過(guò)價(jià)格競爭、出口量以及普及建設新能源汽車(chē)配套裝置等措施來(lái)實(shí)現碳中和的汽車(chē)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。對于價(jià)格競爭方面,韓國政府將會(huì )下調新能源汽車(chē)售價(jià)(計劃到2025年,平均下降至少1000萬(wàn)韓元,約合人民幣6 萬(wàn)元),調整稅收、租賃等有關(guān)政策,減輕購車(chē)壓力。從出口來(lái)看,韓國政府計劃出口新能源汽車(chē)由2020年的14%增加到2025年的34%。同時(shí),韓國政府也積極推薦公共部門(mén)購買(mǎi)、使用新能源汽車(chē),為大型企業(yè)和租車(chē)公司等民用機構制定購買(mǎi)目標。為了大力推廣環(huán)保汽車(chē),韓國政府對出租車(chē)、公家車(chē)、卡車(chē)等公共交通設施進(jìn)行補貼和獎勵,鼓勵公共出行;與此同時(shí),大力發(fā)展充電樁等充電設備的基礎建設,進(jìn)而逐漸完善新能源汽車(chē)生態(tài)圈。
日本政府于2021年提出了新的節能減排目標:2030年碳排放總量相較于2013年將減少46%(2020年提出的目標為減少26%),同時(shí)也將2050年納入實(shí)現碳中和的時(shí)間節點(diǎn)。作為日本汽車(chē)之一的豐田汽車(chē)公司計劃到2025年時(shí),將電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)量增加一倍。另外一家日本汽車(chē)本田汽車(chē)公司則計劃成為第一個(gè)邁向電動(dòng)化、拋棄汽油的日本車(chē)企,到2040年將實(shí)現全面電動(dòng)化。號稱(chēng)日本三大汽車(chē)零配件供應商Astemo(安斯泰莫)同樣也表示將全力致力于實(shí)現碳中和目標:到 2030年實(shí)現工廠(chǎng)生產(chǎn)線(xiàn)碳中和。同時(shí),該公司也能很好地為電動(dòng)汽車(chē)提供節能的電氣零部件,有助于改善溫室氣體的排放。
3.4 瑞典沃爾沃汽車(chē)公司可持續發(fā)展策略
號稱(chēng)世界安全的汽車(chē)—沃爾沃提出,可持續發(fā)展和汽車(chē)的安求性能同等重要,希望通過(guò)不斷的努力,為實(shí)現氣候中和,加速踐行循環(huán)經(jīng)濟,履行企業(yè)責任,為生態(tài)環(huán)境與和諧社會(huì )做出貢獻。作為一家汽車(chē)供應商,沃爾沃汽車(chē)深刻意識到自身的可持續發(fā)展與氣候環(huán)境是息息相關(guān)的,他們通過(guò)積極減少排放量進(jìn)而改善氣候環(huán)境質(zhì)量,致力于成為一家氣候中和型企業(yè)。沃爾沃汽車(chē)公司曾計劃在2018年至2025年期間,大幅度減少碳排放量。該公司提出要將旗下每輛汽車(chē)從生產(chǎn)、運營(yíng)、供應等整個(gè)生命周期中的碳排放量降低40%,其中包括減少50%的尾氣碳排放,原材料的生產(chǎn)使用緩解的碳排放減少25%,以及總運營(yíng)環(huán)節的碳排放減少25%。自2019年以來(lái),該公司致力于為每出的一款乘用新車(chē)配備一個(gè)電動(dòng)機,從而為電動(dòng)化轉型做好準備。待到2025年時(shí),該公司將實(shí)現其銷(xiāo)售的汽車(chē)中,純電動(dòng)型汽車(chē)占比 50%、剩余為混動(dòng)車(chē)型的目標,從而實(shí)現其碳減排目標。其次,他們將汽車(chē)所使用的零部件和材料在壽命結束時(shí)進(jìn)行回收利用,重新用于新的汽車(chē)產(chǎn)品的生產(chǎn),做到盡可能減少浪費,多使用可循環(huán)的材料。
4、對中國的啟示
從全球范圍來(lái)看,針對交通部門(mén)的碳排放,各個(gè)國家已經(jīng)采取了相應的政策,大部分汽車(chē)企業(yè)紛紛響應政策做出相應的措施。從上文所談到的各個(gè)國家以及企業(yè)的相關(guān)方法,汽車(chē)行業(yè)節能減排的路徑大致有以下兩種:第一,政府制定相關(guān)的目標、有效的政策,不斷完善碳排放、碳交易以及碳關(guān)稅的新型體系,從宏觀(guān)上引導車(chē)企向電動(dòng)化方向轉型;第二,企業(yè)努力研發(fā)相關(guān)技術(shù),使低碳環(huán)保的新能源技術(shù)開(kāi)發(fā)邁向新的階段,有效降低汽車(chē)各個(gè)階段的碳排放量。于是可以得出以下3點(diǎn)對中國發(fā)展的啟示。
第一,大力發(fā)展公共交通設施,減少私人汽車(chē)的使用量。發(fā)展低碳型的公共交通需要政府的正確引導、 市場(chǎng)的有力推動(dòng)、企業(yè)的自覺(jué)主動(dòng)、公眾的積極參與等一系列規范,通過(guò)法律法規、經(jīng)濟、技術(shù)、規劃等綜合措施群策并舉,實(shí)現綜合治理,建立有效的協(xié)調機制。其次,政府要制定完善的城市交通系統,根據不同的城市地貌,因地制宜,有條不紊地規劃發(fā)展,使群眾出行更加便利,使公共交通與環(huán)保優(yōu)勢體現出來(lái)。
第二,政府制定相應的稅收政策,合理地引導低排放量汽車(chē)的銷(xiāo)售。例如,減少或減免購買(mǎi)小排量汽車(chē)的購置稅,鼓勵消費者更多傾向于購買(mǎi)小排量汽車(chē)。比如限制大排量發(fā)動(dòng)機汽車(chē),針對排量在2.0 L以上的征收一定的消費稅(隨著(zhù)排量的增加而增加),與此同時(shí),針對低于1.6 L以下排量的汽車(chē)減免或減半其購置稅,這是由于小排量汽車(chē)尺寸相對較小,于是生產(chǎn)的原材料等消耗量也相對較少,綜合油耗以及排出的污染物相對大排量汽車(chē)而言也較少。這些政策,引導企業(yè)和消費者更多選擇小排量而抑制大排量汽車(chē),不僅鼓勵汽車(chē)企業(yè)通過(guò)技術(shù)革新提高汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的綜合性能,減少污染物的排放,同時(shí)也為消費者購買(mǎi)汽車(chē)減輕負擔。雖然現階段,這一政策只在部分地區展開(kāi),但鼓勵消費者購買(mǎi)小排量汽車(chē)已成為趨勢所向。
第三,鼓勵汽車(chē)企業(yè)發(fā)展新能源汽車(chē),開(kāi)放清潔能源系統。隨著(zhù)越來(lái)越多的國產(chǎn)汽車(chē)品牌相繼研發(fā)出新能源汽車(chē),新能源正逐步取代傳統燃料的地位。新能源汽車(chē)尺寸小、質(zhì)量輕、制造價(jià)格低,同時(shí)它的排放和能耗也是偏低的,由于我國石油過(guò)于依賴(lài)國外進(jìn)口,從能源安全的角度來(lái)看,我國發(fā)展輕量化也是合乎情理的,所以我國應大力支持新能源汽車(chē)的發(fā)展。為了鼓勵車(chē)企更多去研發(fā)、生產(chǎn)新能源汽車(chē),從而邁向電動(dòng)化時(shí)代,可以采取雙積分的政策。政府通過(guò)計算平均油耗負積分與新能源汽車(chē)正積分之和,得出該企業(yè)的積分。企業(yè)之間可以對積分進(jìn)行交易、抵償以及轉讓等操作,避免不達標遭受處罰。當前,中國汽車(chē)企業(yè)轉型的動(dòng)力來(lái)自于“雙積分"政策。
5、安科瑞汽車(chē)廠(chǎng)房能效管理平臺AcrelEMS-EV的組成
安科瑞AcrelEMS-EV汽車(chē)廠(chǎng)房管理系統是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺,它集成了電力監控系統、變電所綜合自動(dòng)化、電能質(zhì)量監測與治理、電氣火災監控系統、消防設備電源系統、防火門(mén)監控系統、消防應急照明和疏散指示系統、智能照明控制系統、能耗監測系統、新能源充電樁、預付費系統。用戶(hù)可通過(guò)瀏覽器、手機APP獲取數據,通過(guò)一個(gè)平臺即可全局、整體的對汽車(chē)廠(chǎng)房的用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監控、統一管理、統一調度,同時(shí)滿(mǎn)足用戶(hù)用電可靠、安全、穩定、有序的要求。
5.1平臺拓撲圖
5.2平臺子系統
電力監控
電力監控主要針對10/0.4kV地面或地下變電所,對變電所高壓回路配置微機保護裝置及多功能儀表進(jìn)行保護和監控,對0.4kV出線(xiàn)配置多功能計量?jì)x表,用于測控出線(xiàn)回路電氣參數和用能情況,可實(shí)時(shí)監控高低壓供配電系統開(kāi)關(guān)柜、變壓器微機保護測控裝置、發(fā)電機控制柜、ATS/STS、UPS,包括遙控、遙信、遙測、遙調、事故報警及記錄等。
電能質(zhì)量監測與治理
監測各進(jìn)線(xiàn)回路電能質(zhì)量,包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數據波形記錄,進(jìn)而判斷配電系統擾動(dòng)方向。
配置有源濾波裝置和無(wú)功補償裝置對0.4kV側電能質(zhì)量進(jìn)行補償和治理,并監測有源濾波裝置和無(wú)功補償裝置運行情況,確保電能質(zhì)量符合生產(chǎn)要求。
變電站綜合自動(dòng)化
變電站綜合自動(dòng)化系統主要針對110kV變電站、10kV變電所和10kV柴油發(fā)電機部分,在變電站設置Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統子站,實(shí)現本地遙測、遙信、遙控、報警、報表等功能,并把數據上傳至AcrelEMS-EV能效管理平臺,實(shí)現集中監測和報警。
電氣安全
Acrel-EV汽車(chē)廠(chǎng)房能效管理系統針對配電系統的電氣安全隱患配置相應的電氣火災傳感器、溫度傳感器,消防設備電源傳感器、防火門(mén)狀態(tài)傳感器,接入消防疏散照明以及指示燈具的狀態(tài)實(shí)時(shí)顯示,并且對UPS的蓄電池溫度、內阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監視,發(fā)生異常時(shí)通過(guò)聲光、短信、APP及時(shí)預警。
智能照明控制
單控、區域控制、自動(dòng)控制、感應控制、定時(shí)控制、場(chǎng)景控制、調光控制等多種控制方式。
能耗分析
AcrelEMS-EV汽車(chē)廠(chǎng)房能效管理系統為工廠(chǎng)搭建計量體系,顯示能源流向和能源損耗,通過(guò)能源流向圖幫助企業(yè)分析能源消耗去向,找出能源消耗異常區域。從能源使用種類(lèi)、監測區域、車(chē)間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設備、班組、分項等維度,采用曲線(xiàn)、餅圖、直方圖、累積圖、數字表等方式對工廠(chǎng)用能統計、同比、環(huán)比分析、實(shí)績(jì)分析,折標對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統計,找出能源使用過(guò)程中的漏洞和不合理地方,從而調整能源分配策略,減少能源使用過(guò)程中的浪費。
充電樁管理
電動(dòng)汽車(chē)和電瓶車(chē)充電樁管理,包括收費管理、資產(chǎn)管理。
職工公寓管理
對廠(chǎng)區內職工宿舍進(jìn)行負載管理,包括惡性負載識別管理、負載閾值管理,避免因為惡性負載引起火災。對員工宿舍進(jìn)行水電收費管理,支持微信、支付寶等繳費方式,采集職工宿舍能耗數據。
5.3相關(guān)平臺部署硬件選型清單
電力監控系統硬件配置
能耗管理系統硬件配置方案
智能照明控制系統硬件配置方案
電氣火災監控系統硬件配置方案
消防設備電源監控系統硬件配置方案
防火門(mén)監控系統硬件配置方案
消防應急照明和疏散指示系統硬件配置方案
電能質(zhì)量治理解決方案硬件配置方案
充電樁系統硬件配置方案
預付費系統硬件配置方案
參考文獻
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[4] 安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設計與應用手冊.2022.08版
作者簡(jiǎn)介:魏健輝,女,本科,安科瑞電氣股份有限公司
充電樁禁止非法改裝