气候变化对细分行业 的影响及对策系列报 告3：汽车行业低碳转 型路径研究 序言 全球气候变化深刻影响着人类生存和发展，是各国共同面临的重大挑战。作为经济活动 的重要交通工具和载体，以及交通运输行业主要的碳排放源，汽车的绿色转型步伐决定 了道路交通及能源消耗的减碳程度。现阶段，行业公认加大新能源汽车对传统燃油车的 替代是汽车产业减碳的有效措施之一。 交通运输—— 温室气体主要的排放源之一 1990至2021年间，全球温室气体排放总量呈现上升的趋势。1990年，全球温室气体排放 共计380亿吨二氧化碳当量（CO2e），2000年为420亿吨，2010年为510亿吨，2020年 为540亿吨。2021年，除土地利用、土地利用变化和林业排放以外的全球温室气体排放 总量为528亿吨CO2e，2019年为526亿吨。分部门来看，温室气体排放主要来源于五个 经济部门：能源供应；工业；农业、林业和其他土地利用变化；运输；建筑中的直接能 源使用。 交通运输行业是全球主要的碳排放来源之一，对化石燃料的依赖程度高于其他任何经济 部门，其CO2排放量约占全球CO2排放总量的四分之一。1990-2022年，全球交通运输系 2 统的温室气体排放量以近1.7%的年平均增长率增长，增速高于工业（增长率约为 1.7%） 以外的其他终端用能部门。受疫情影响，2020年全球运输部门的碳排放空前下降，随着 近两年国内外疫情逐渐缓解，出行需求逐渐恢复。随着国家繁荣和经济活动增多，人员 和货物的流动性有所增加，交通运输部门的能源用量和相关排放也相应激增。 （详见图1、图2） 10 GtCO2e 7.5 5 2.5 0 19 90 19 92 19 94 19 96 19 98 00 20 02 20 04 20 06 20 温室气体排放量 图1：1990-2020年全球交通运输领域温室气体排放总量及趋势 数据来源：Climate Watch 3 08 20 10 20 12 20 14 20 16 20 18 20 20 20 图2：净零情景下全球交通运输部门子行业CO2排放量 数据来源：国际能源署（IEA） 20 2021年新上路的电动汽车仍是传统燃油车，2022年全球CO2 排 放量将再增加1300万吨。值得一提的是，中国在交通低碳排放 转型方面取得显著成效，与全球交通运输部门排放量的增长相 比，2022年，中国交通运输行业整体碳排放量下降了3.1%，中 国电动汽车销量突破600万辆，也为降低交通运输行业碳排放 做出了巨大贡献。 IEA《2022年二氧化碳排放报告》指出，在能源价格冲击、通 胀上升、传统燃料贸易流动中断的一年中，尽管许多国家的用 能从天然气转向煤炭，但全球温室气体排放量的增长低于人们 担心的水平。可再生能源、电动汽车和热泵等清洁能源技术的 部署有效避免了额外的5.5亿吨CO2 排放。整体来看，交通运输 行业温室气体排放在一段时间内仍将呈现增长趋势。为实现 2050年净零排放目标，到2030年，交通运输行业CO2排放量必 须每年下降3%以上。 2020 2021 2022 15 GtCO2 要来源于电力、工业、交通、建筑四大领域，其中电力碳排放 增幅最大（1.8%）；工业碳排放下降了1.7%；交通运输部门碳 排放增长了2.1%，（详见图3）但电动汽车的推广有效抑制了 交通领域的碳排放增长。2022年，全球电动汽车的销量——包 括纯电动汽车（BEV）和插电式混合动力电动汽车（PHEV）— —突破1000万辆，占全球新车销量的14%以上。（详见图4）若 2019 10 5 0 电力和供热 工业 交通运输 建筑 图3：2019-2022年全球四大行业与能源相关的CO2排放量 数据来源：国际能源署《2022年⼆氧化碳排放报告》 16 中国 14 欧洲 美国 其他 13.9 总计 12 单位：百万 国际能源署（IEA）发布《2022年二氧化碳排放报告》指出， 2022年，全球与能源相关的CO2 排放量再创新高，超368亿吨， 比2021年增加3.21亿吨，增幅为0.9%。2022年，全球碳排放主 10.3 10 8 6.5 6 4 2 0.7 1.2 2.1 2.2 2018 2019 3 0 2016 2017 图4：2016-2023年电动汽车销量 2020 2021 2022 2023预估 数据来源：国际能源署《全球电动汽车展望2023》 (A)按车辆类型分类 50.00% 40.00% 30.00% 20.00% 10.00% 在短期内将继续增长，2030年达到略高于10亿吨的峰 值，然后逐步下降，到2060年下降至约1亿吨，比 2020年降低近90%，但仍将有大部分排放来自减排困 难的国内航空、航运以及长途公路货运领域。（详见 图6）未来，中国交通运输行业零碳目标的实现将以 道路交通为重点，汽车电动化、交通运输系统高效协 同将是推动减排降碳的关键因素。 0.00% 13.60% 1.30% 0.50% 0.30% 出 租 车 IEA预测，在“双碳”目标下，中国交通运输CO2排放量 39.70% 38.20% 1.10% (B)按燃料种类分类 柴油 3.00% 汽油 2.20% 5% 其它 43% 5 0.01% 公 交 车 微 型 客 车 小 型 客 车 中 型 客 车 大 型 客 车 微 型 客 车 轻 型 客 车 中 型 客 车 重 型 货 车 汽车行业是我国CO2重点排放源之一。研究表明，我 国交通领域CO2排放量占全国温室气体排放的9%-10%， 其中汽车行业占比最高，占70%-80%。2019年，我国 乘用车、商用车分别占汽车二氧化碳排放量的38.5%、 61.5%；使用汽油、柴油、其他燃料（天然气、醇类 燃料等）的车型分别占42.8%、52.5%、4.7%。（详见 图5） 图5：中国汽车CO2排放构成 数据来源：《中国道路交通二氧化碳排放达峰路径研究》 52% 图6：“双碳”目标情景下，中国交通运输部门CO2排放量 数据来源：国际能源署《中国能源体系碳中和路线图》 6 产品端 全生命周期视角下，交通运输体 系温室气体主要排放源 以乘用车为例，2021年，在售乘用车的生命周期平均 碳排放量按柴油乘用车、汽油乘用车、常规混乘用车、 插电混乘用车、纯电动乘用车的顺序依次降低。相较 于传统能源乘用车，纯电动乘用车具有明显的生命周 期碳减排优势，纯电动乘用车相较汽油乘用车全生命 周期碳减排43.4%，相较柴油乘用车全生命周期碳减 排59.5%。（详见图7） 生产端 汽车生产涉及各类零部件、技术、生产工艺及流程。车身钢、铝部 件通过焊接、接缝和胶水等工艺连接，涂装工艺（清洗、预处理、 浸涂、封缝、烘箱等）对应的各个步骤都需要过程材料、能量和水 的输入，产生CO2、其他有害气体及废水等。 369.1 264.5 220.8 在汽车整车制造的用能结构中，电能消耗占总能耗的70%。在新能 源汽车动力电池制造过程中，大量碳排放同样源于电力消耗，主要 来自电芯生产涂布后的烘烤、注液后的干燥以及分容化成等阶段。 因此，电池生产和组装环节的碳排放很大程度上取决于电网的脱碳 程度，电力清洁程度会极大影响工厂制造端的减碳效果。一般而言， 工厂可通过两种方式实现能源消耗绿色化、降低制造环节碳排放： 构建内部光伏、风力等可再生能源发电体系；向区域内绿色电力企 业或向电网直接采购绿电。 7 59.5% 213.3 43.4% 149.6 汽油乘用车 柴油乘用车 常规混乘用车 插电混乘用车 纯电动乘用车 图7：2021年不同燃料类型乘用车平均单位行驶里程碳排放（gCO2e/km） 数据来源：《中国汽车低碳行动计划（2022）执行摘要》 汽油乘用车和柴油乘用车碳排放主要来自燃料周期，占比分别高达77.3%、77%。随着 车型电动化程度的增加，车辆周期碳排放占比逐渐增大，燃料周期碳排放占比逐渐减小。 以纯电动乘用车为例，其燃料周期碳排放占比为53.6%，而车辆周期占比达46.4%，为 传统燃料车的2倍。纯电动乘用车动力蓄电池的材料获取和制造以及车辆使用过程碳排 放为零是造成差距的主要原因。（详见图8） 纯电动乘用车中，动力蓄电池碳排放在车辆周期碳排放中的占比超过三分之一。以三元 镍钴锰酸锂动力蓄电池为例，其碳排放中的约23%来自电解液，约32%来自三元正极材 料，约35%来自于电池包壳体中的铝合金。随着车辆电动化程度的增加，动力蓄电池碳 排放在车辆周期碳排放中的占比逐渐增大，在常规混乘用车中为0.4%，插电混乘用车中 为15.0%，纯电动乘用车中为37.4%。（详见图9） 一般而言，常规混乘用车的动力蓄电池能量 较小，其对车辆周期碳排放的贡献同样较小。 0.4% 15.0% 37.4% 100.0% 100.0% 99.6% 85.0% 62.6% 22.7% 23.0% 29.5% 40.9% 46.4% 车辆周期包括汽车制造阶段（包括原材料 获取、材料加工制造、整车生产、维修保 养部件生产）和汽车再生阶段（包括回收 拆解、再制造、梯次利用、再生利用）。 汽油乘用车 柴油乘用车 常规混乘用车 其他碳排放 77.3% 汽油乘用车 77.0% 柴油乘用车 70.5% 59.1% 常规混乘用车 燃料周期 插电混乘用车 纯电动乘用车 燃料周期包括汽车燃料生产阶段（油井油箱）、汽车产品能效管理阶段（燃料消 耗量管理）、燃料（车辆）使用阶段（油 箱-车轮）。 车辆周期 图8：不同燃料类型乘用车生命周期各阶段碳排放占比 8 53.6% 数据来源：《中国汽车低碳行动计划（2022）执行摘要》 插电混乘用车 动力蓄电池碳排放 图9：动力蓄电池碳排放在车辆周期碳排放占比 数据来源：《中国汽车低碳行动计划（2022）执行摘要》 纯电动乘用车 供应链 根据麦肯锡发布的数据，预计到2025年,电动汽车材 料生产阶段排放将占到汽车全生命周期总排放量的 45%，到2040年占比将达到85%左右。因此，实现 行业碳中和目标不能仅仅依靠汽车的低碳转型，需要 上下游产业链共同发力。供应链企业的减碳成效可作 为整车企业考察供应商资质的重要评估标准，例如， 推动供应商采用可再生电力实现碳减排，只有在所有 价值创造阶段都实现碳中和的生产材料才会被采购等， 以此实现整个汽车产业链的绿色发展。 此外，新能源汽车使用上游电力的清洁程度决定了电 动汽车的碳减排效果。在当前以化石能源为主的电源 结构下，电动汽车的全生命周期