电动车是人类命运的共同体

电动车是人类命运的共同体｜皆电

夏天高温预警，冬天姗姗来迟，雨季洪涝灾害，旱季农耕停产......最近几年，这些新闻不绝于耳。

世界气象组织（WMO）数据显示，地球气温相较工业化普及之前上升了近1℃。按照这个趋势，到2100年，全球气温将比工业化前水平高3-5℃。

有人认为不过区区几度，无关痛痒。

然而事实是，气候连带反应会导致极地冰原融化，海平面上升，淹没低洼陆地，暴雨、干旱以及沙漠化不断扩大，极端天气和自然灾害也会越来越常见。

各国首脑们也深刻地认识到问题的严重性，并将碳排放摆上重要议题。

全球气候异常的主因，是二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等温室气体的过度排放。它们会在地球表型形成气体遮罩，吸收过多能量，导致全球表面温度升高。

自1750年工业革命开始以来，大气层里的二氧化碳量增加了30%，浓度已达到有史以来最高。它们大都来自人类文明的依赖能源——化石燃料的燃烧。

这里包括能源消耗、工业排放、交通运输、农业排污、去林化污染以及建筑排污等方面，其中，以汽车为主体的道路交通碳排放占全球碳排放总量的20%左右。

中国作为全球最大的发展中国家，也是全球第一大碳排放的经济体，占全球温室气体排放量25%，人均排放量比全球平均水平高约40%。

因此，中国的双碳“碳达峰”和“碳中和”战略刻不容缓。

这就是所谓的双碳目标。

（1）碳达峰，即二氧化碳排放总量在某一个时期达到历史最高值，之后逐步降低；（2）碳中和，即二氧化碳的排放量与吸收量在一定时期内达到动态平衡。

据气候行动追踪（Climate Action Tracker）组织估算，中国实现碳中和的承诺可以避免全球0.2~0.3℃的升温。肩负重任、迫在眉睫。

据世界资源研究所（WRI）数据，中国碳排放有41.6%来自发电和供热行业，23.2%来自制造业和建筑用能，7.5%来自交通运输领域。

以上三大领域碳排放占比超过总量72%，它们的重合之处，就是车辆与交通。因此新能源车产业也成为双碳战略的咽喉要地。

电动车环不环保？一直存在争议。因为有观点认为：电动车只是将排放污染从道路转接给工厂，并没有实现真正的减排环保。

这个观点的前半句是对的，但后半句还有待商榷。

车辆行驶过程中的排放只是冰山一角，冰山下面还有能源链条、电池制造、零部件供应链等环节。当我们讨论电动车排放时，应该是全生命周期的碳排放。

2021年7月，国家发改委印发了《“十四五”循环经济发展规划》，其中一个重点行动便是“汽车使用全生命周期管理”。

从全生命周期的角度出发，电动车的排放有几个方面：

（1）电动车在道路行驶时，就是零排放，这个毋庸置疑；

（2）电动车在制造时会产生碳排放，这里除了燃油车也有的零部件之外，还有三电系统，其中最主要就是电池；

（3）电动车的上下游产业链也会产生碳排放，包括电力的来源；

若以直接排放量计算，电动车毫无疑问是最环保的。但电动车使用的电能来自煤炭、石油、天然气等化石燃料，电作为电动车的必需品，在能源转化的过程中产生的二氧化碳和污染物排放，确实也应该算在电动车身上。

据2020年北京环境交易所发布的《中国机动车减排标准白皮书》显示，不同类型车辆有不同的碳排放基线：

这里的计算公式十分复杂，感兴趣的朋友可以另外研究。这里主要是让大家了解有这么一回事。

让我们直接跳到结论：2021年7月，中汽中心发布的《中国汽车低碳行动计划研究报告》中显示，传统汽油车的平均碳排放量为241.9g/km，混动车HEV为196.6g/km，插电混动车PHEV为211.1g/km，纯电车EV为146.5g/km。

这里插一句，中汽中心数据资源中心还推出了《中国新能源汽车碳排放评价方案》。

新的评价方案将依据LCA理论，在中国汽车生命周期数据库（CALCD）的基础上，开发了汽车全生命周期碳排放核算模型（CALCM），将汽车原材料生产、电池的生产、整车生产在内的车辆周期，以及电力生产和供应、汽油生产与汽车行驶阶段在内的燃料周期都囊括其中，综合评定出新能源汽车全生命周期碳排放结果。预计到今年年底，会陆续有多款纯电动车的评价结果出炉。

到这里，结论应该出来了：电动车也有排放，但它终究要比燃油车更环保。

据工信部发布的《中国汽车低碳行动计划研究报告》显示，2020年，我国乘用车全产业链碳排放总量约为6.7亿吨二氧化碳，其中74％的碳排放来自汽车的使用环节，26％的碳排放来自上游产业链制造环节。

所以要实现真正的减排，还有很多工作要做，包括但不限于：

（1）使用更多绿色能源

能源结构中，电的来源至关重要。

据中国碳排放交易网数据，2019年汽油的碳排放强度为2.361kg/L，而北极星电力网数据显示，2018年火电碳排放强度均值达到841g/KWh。

我们以纯电车16kWh/百公里、燃油车6L/百公里的标准来计算，同时考虑到电动车的能源传输效率以及远距离输电效率等问题——

在100%火电比例下，电动车的实际新增碳排放为17.43kg/百公里，高于传统燃油车的14.17kg/百公里，而当火电比例降至80%或以下时，电动车的实际碳排放就小于燃油车。

也就是说，一个国家或者地区的电动车排放，取决于这个国家或地区的能源结构。

譬如，在日本电力供应中，火力发电占77%，可再生能源和核电只有23%；形成鲜明对比的是，德国火电占比不到60%，可再生能源和核电占比约47%；而核电大国法国，可再生能源和核电占比高达89%，火电只占11%。

中国呢？据2020年中国电力企业联合会规划发展部发布的《全国电力工业统计快报》数据显示：我国电力结构中火电占比最大，高达68%，主要以煤炭作为燃料，终端用户每使用1kWh电能，火力发电厂就要排放0.86kg的二氧化碳。

电是一种中介能源，最大的优势就是来源的多样性。要改善电动车的碳排放，首先要改善能源结构，侧重绿色能源的开发。

目前，光伏发电就是一种重要方向。

随着国内政策的扶持和技术的进步，我国的光伏应用市场稳步增长，装机量、发电量均不断提高——

国家能源局数据显示，2020年全国光伏新增装机量48.2GW，累计装机量达253GW；中国光伏行业协会数据显示，2020年我国光伏发电量为2605kWh，同比增长16.2%，占总发电量比重3.5%。

大力发展光伏产业链，减少火电的能源比重，是一个节能减排的有效手段。除此之外，在氢能源、合成生物学、负碳等技术领域的突破，也将成为2045年之前的能源产业重点研究方向。

（2）打开电池技术路径

目前，市场主流的电动车主要采用三元锂和磷酸铁锂电池。

尽管锂电池的使用过程为零排放，但锂电池的生产却是一个高耗能的步骤，它可以简单分为原材料获取及加工与电池制造组装两个环节。

从源头来看，锂的开采主要分为两种，一种是从岩石中开采，再使用化学制品提取；另一种则是从盐沼中提取。年产锂量最高的澳洲属于前者，而锂储量最高的智利则通过后者开采。

智利大学锂电池专家Guillermo Gonzalez表示：开采锂是侵入性的，这并不是一个绿色的解决方案。锂开采过程需要使用大量水资源，破坏生态系统，而其产生的有毒化学元素则存在泄露风险。

从制造来看，锂电池生产环节包括材料生产、匀浆、涂布、烘干、分切、电芯卷绕、电池装配、注液和化成等步骤。

国内数据显示，811三元锂电池每千瓦时的全生命周期碳排放约87kg；相比之下，磷酸铁锂电池全生命周期碳排放约降低1/3；钠离子电池碳排放更低。

也就是说，电池技术本身就会影响到碳排放。

因此，另一种电池被视为更好的解决方案——氢燃料电池。

氢能线路正在大力推广水电解制氢和核能制氢。其中，水电解制氢是让水分子在电极上发生电化学反应，分解成氢气和氧气；核能制氢则是将核反应堆与先进制氢工艺耦合，进行氢的大规模生产。

氢能的合理性，主要取决于来源多样化、驱动高效率、过程低排放等特征，以及可再生能源大规模、长周期的能量储存和多元化利用需求。

目前国家已确定将氢能纳入能源战略体系，明确了氢能在能源体系中的定位。

2020年9月，财政部、工信部、科技部、国家发改委、国家能源局联合发布了《关于开展燃料电池汽车示范应用的通知》，提出以城市群开展氢燃料电池的示范应用。目前，我国已设立了多个燃料电池汽车示范城市，累计运行车辆超过5000辆，累计运行里程超过1亿公里，已建和在建的加氢站超过140座。

（3）三电系统能耗降低

电的来源、存储很重要，电的使用，即车企的三电技术也同样很重要。

近年来，随着动力锂电池成本的降低，电动车续航里程稳步提升。当前，高续航里程成为多数车企追求的目标，下一代1000公里续航电动车即将到来。

但中国工程院院士杨裕生公开呼吁要理性看待电动车续航：“续航里程越高，意味着装载的电池越多，耗电增多、并不环保。单纯发展大电池、高续航的纯电动车，违反了发展电动车节能减排的宗旨。”

是的，过大的容量，意味着更多的电池原材料月加工，但是这些电池并没有得到充分利用，大部分电池容量只是闲置，被制造出来只是为了让车主更安心。当车辆报废时，又会形成新的污染。物尽其用，才是环保。

所以电动车的技术发展路线，不是一味地堆电池，而是控制车辆电耗。这也有另一个好处，就是督促电动车企对于三电技术、车辆轻量化等领域的研发深造。

（4）电池材料的回收

与“一次性”的石油不同，动力电池被生产出来后，还有非常重要的回收环节。

动力电池的回收主要有三种方法：干法、湿法和物理回收。

干法就是烧，能耗偏大，很不环保；湿法生产效率偏低，设备比较复杂，含有腐蚀性溶剂；所以当前最推崇的是物理回收、电池修复和材料再生的科技创新。

理想情况下，电动汽车退役后，电池可以通过精确的剩余电量测试，分门别类进行修复、梯次利用和材料回收再生。将退役的动力电池梯次利用至储能系统、通信基站、数据中心的备用电源系统、充电站和低速电动车等领域，替代部分新电池的需求，从而达到减少碳排放的效果。

2020年，我国动力电池进入大规模退役潮，累计退役量达到20万吨，预计到2025年退役量将攀升至78万吨。而满足新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件的企业，只有14家，未来还有很大的发展空间。

若将2025年80%的退役动力电池进行梯次利用，理论上会比制造同等电量的全新电池碳排放减少185万吨；到2030年，可以减少909万吨碳排放。

国务院、发改委、工信部等部门，已经就电池回收问题颁发过很多文件，正在等待社会各界的积极响应。

简单总结一下，当绿色能源比例达到一定水平时，电动车的全生命周期排放将低于燃油车，随着绿色能源比例的进一步扩大、电池材料的进步、电池回收体系的完善、三电系统的能耗比提升，电动车的排放将与燃油车拉开越来越大的距离。

电动车更加环保，并不是一个伪命题。

据公安部交通管理局统计数据，截至2020年底，全国新能源汽车保有量为492万辆，占汽车总量的1.75%，其中，81.32%新能源汽车为纯电动汽车；今年截至6月底，全国新能源汽车保有量已达603万辆，占汽车总量的2.1%。其中，纯电动汽车保有量493万辆。

庞大的中国乘用车（包括燃油车）市场，预计在2023年达到碳排放峰值，约为6亿吨。

能源结构逐步调整后，火电占比减少，电能更为清洁；电池、电机、电控等技术不断进步，电动汽车的能耗表现、使用寿命提升，使用周期更长、更环保；电池处置技术和能力逐步提升，电池的环境污染问题快速得到解决等。

新能源车的排放控制是它的天然优势，我们需要技术把它完全发挥出来。

汽车行业作为强牵引力的垂直领域，有能力针对供应链进行系统测算和全链条的碳排放监控。因此，全产业链管理碳足迹，可以让更多先进的节能减排技术在交通运输中发挥作用。

为响应号召，国内外的车企纷纷开始行动。

自主品牌方面，比亚迪2021年1月发布第四代插混平台DM-i，同时带来三款搭载DM-i的车型秦PLUS、宋PLUS、唐；长城2020年发布了“柠檬”、“坦克”、“咖啡智能”三大技术平台，2021年全新模块化平台下多款新车亮相；东风汽车董事长竺延风表示，到2024年，东风集团要实现全新乘用车品牌100%电动化。

上汽集团总裁王晓秋称，上汽集团的减排工业将以产品端为核心，加快向生产端和使用端延伸，“重点聚焦新能源汽车发展，力争在2025年前实现碳达峰，在全球实现新能源汽车销量超过270万辆，占上汽整车销量的比重不低于32%。”

长安汽车总裁王俊则承诺，长安汽车未来每年将不低于5%的收入投入到新能源汽车研发领域，在5年内将推出21款全新智能电动车，预计到2025年长安品牌的新能源汽车销量将突破100万辆。

欧洲市场，大众的MEB平台也在降本增效，从2020年的首款纯电车ID.4开始，未来5~8年MEB改款和推新的车型将不断增加，目标是2025年实现80款电动车型，逐渐替代纯燃油车。

宝马2020年在全球共销售17.1万辆电动车，2021年宝马继续上市了至少5款全电动车，新的纯电产品序列，不仅会拉动销量，也能为节能减排做贡献。

美国市场，特斯拉以“鲶鱼效应”盘活全球新能源市场，2020年全年交付量50万台，2021全年指引97万产能可期。拜登政府对新能源车市的刺激也令人期待。

通用2020年全球电动车销量为22.2万辆，同比增加134%。同时宣布，2025年将在全球推出30款纯电动车型，希望到2035年停止生产所有以柴油和汽油驱动的轿车、皮卡和SUV，并将所有生产线转向电动汽车。未来五年，通用汽车对电动车和自动驾驶项目的总规划投资将达270亿美元，超越其燃油车项目。

除了车企，能源公司也开始行动。三峡集团确定2040年实现碳中和；国家能源集团提出，可再生能源新增装机达到7000~8000万千瓦；大唐集团表示，到2025年，非化石能源装机超过50%，提前5年实现碳达峰；华能集团将全力打造新能源、核电、水电三大支撑，积极实施减煤减碳……电网的脱碳程度直接影响动力电池生产和组装环节的碳排放。

2020年9月，中国宣布力争2030年前实现碳排放达峰、努力争取2060年前实现碳中和的愿景。

为实现该目标，中国的双碳路径将分为三个阶段：第一阶段：在2020-2030年的『达峰期』，节能降耗，碳总量减缓上升；第二阶段：2031-2045年的『加速减排期』，年碳总量由波动下行到稳中有降；第三阶段：2046-2060年进入『深度减排期』，碳总量加速下降，最终实现“净零排放”的目标。

在以上每个阶段中，能源消费总量、结构、电力系统的特征都会有所不同：

对于近期（至2025年），应着力于建立健全汽车行业碳排放标准体系、建立完善汽车行业碳排放管理制度、加快推动汽车行业的消费新模型；

对于中期（至2030年），应促进低碳材料的应用、推动低碳技术的研发、提高汽车电动化比率、促进出行方式的转变；

对于远期（至2060年），应加快我国电网清洁化转型、推动电动时代的平稳过渡、促进零碳燃料电池车研发、加快推进负碳技术的研发。

下一步，我国会进一步加强汽车碳中和解决方案的上下游联动与系统集成，通过汽车行业全生命周期的碳中和倒逼和牵引整个产业链的碳中和，由汽车行业全生命周期的碳中和引领全行业向净零排放迈进。

电动车即便中国的发明，但中国的土壤让它遍地开花。中国的新能源车产业不仅将成为汽车行业低碳减排的先锋，中国也将成为全球碳达峰、碳中和的榜样。

因为电动车，就是人类命运的共同体。

（图/文/摄：皆电 唐科）