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德勤谢安、周令坤:新能源汽车全周期减碳重难点
发布日期:2022年5月17日
当前,我国正持续深入推进“双碳”战略。作为仅次于工业、建筑之后的第三大碳排放源,交通领域的碳减排也备受关注。德勤中国合伙人联合发表文章《投身“双碳”战略,新能源汽车减碳重难点》,本文已刊发于中国财富网、汽车产经网、易车网、买车网等媒体,内容有所修改,以供读者分享。
作者:
谢安
德勤中国
气候变化与可持续发展主管合伙人 (右)
周令坤
德勤中国汽车行业主管合伙人 (左)
全球对气候变化的影响已经达成共识,应对气候变化刻不容缓,全球各国做出气候承诺,中国政府高度重视碳中和、碳达峰工作,“双碳”连续两年被写入政府工作报告,碳市场开市等等,一系列减碳的目标和行动,显示中国积极应对气候变化的重要承诺,应对气候变化需要各行各业的广泛参与,同时也对各个行业提出了更高的要求。
作为仅次于工业、建筑之后的第三大碳排放源,根据世界资源研究所 (WRI) 的数据(2016年),道路交通的碳排放量数量巨大约占全球排放量的12%,其中60% 来自客运,40% 来自公路货运。 针对汽车的使用环节,预估中国仅交通运输就贡献了约 2% 的全球温室气体排放。随着中国经济的发展,对车辆的需求也将继续增长。 因此,减少交通碳排放将成为中国碳中和规划的关键部分,其中汽车领域的碳减排影响着自身的可持续发展和中国双碳目标的实现,同时,这也将成为未来 10 年汽车行业发展的决定性问题。
减碳目标对汽车企业日臻重要
在政策层面,不少国家推出了相关政策,例如,欧盟推出了应对交通领域碳达峰的一揽子计划和提案,包括规划在2035年彻底禁售燃油车(含混合动力汽车)。国务院国资委出台了《关于推进中央企业高质量发展做好碳达峰碳中和工作的指导意见》,国资委将碳达峰、碳中和工作纳入中央企业考核评价体系,这是当前具有较强约束性的政策。
对车企自身,近年来,中国汽车企业在设定碳目标上与全球气候目标保持一致,越来越多的整车厂致力于设定和实现碳中和目标,其中某些企业的碳目标已获得科学碳目标倡议(SBTi)的认证。在提供新服务和发展基础设施建设方面,各大车企不断探索搭建全新型可持续的便捷电动出行生态系统。例如发展快速充电、电池更换/回收/处置、车队管理和物流优化、循环制造、共享移动服务、新零售模式等。
汽车及交通领域的碳排放涉及两个环节,一个是制造环节,一个是使用环节。根据欧洲汽车制造商协会 (ACEA) 的数据,对于化石燃料汽车,高达 80% 的终生排放是由尾气排放产生的。 生产阶段的碳排放贡献高达约 8% 的排放量。 材料生产阶段的碳排放贡献约 18%,包括回收在内的报废阶段的排放量约占整个生命周期排放量的 1%。交通、汽车和能源密不可分,汽车的全生命周期,其产品和能耗深深影响能源和交通领域的碳排放,因此,加快汽车产业减碳控排日臻重要,推进车辆新能源化、智能化与能源清洁化减碳协同增效任重道远。
新能源汽车的减碳重难点
不管传统汽车和新能源汽车,都会涉及供应链和材料的减碳。在汽车材料的使用,整车组装和生产环节的碳排放占比最低。因此,动力系统的电气化是当前汽车行业节能减排的重点领域。而且随着中国电网的清洁化,新能源汽车的减排空间将不断被放大。
加大新能源汽车对传统燃油车的替代效应,可以有效改善汽车使用环节的碳排放。就汽车全生命周期碳排放而言,传统燃油车的最大碳排放来源是使用阶段,占据其全生命周期碳排放的70%以上。从单车全生命周期碳排放核算来看,新能源车的单车全生命周期碳排放比传统燃油车相比能减排25%-45%。从减排效果看,新能源汽车在使用环节的碳排放是传统燃油车的一半左右,即便中国当前火力发电占据全社会发电总量的71%,使用新能源汽车仍比燃油车更低碳、更环保。
但是新能源汽车生产,尤其是动力电池生产环节的高能耗、高碳排让电动化减排路线面临新的挑战。其中,最主要的碳排贡献来自于原材料的提炼和加工,约占纯电动车全生命周期碳排放的70%,其次是动力电池包括电芯和电池包的生产,另外新能源汽车出于车身轻量化目的而广泛采用的铝材也是重要的碳排放来源之一。
动力系统的电动化毫无疑问是汽车行业实现双碳目标的重要路径,但也必须认识到,新能源汽车产业不断跨界和延伸,除传统整车制造外,还涉及矿产、化学制品、材料、能源等链条,这也使得新能源汽车的碳减排工作也更复杂和多维。
主机厂尤需建立全周期减碳意识
汽车企业的减碳不仅仅体现在所生产的汽车是否零排放,还体现在原材料供应端、生产端以及售后整个过程。汽车企业尤其是主机厂首先需要建立全生命周期的碳减排视角,从产品开发和设计、材料的选择和生产流程、制造工艺的改进,供应链可持续的评估、分销的低碳化、再到汽车产品和工业材料的回收再利用等等;并在此基础上,评估不同举措的减排潜力和实施成本从而制定合乎企业发展情况的碳减排路径。
- 首先从产品设计和开发阶段,明确不同电气化路线的减排潜力,调整车型开发组合。 例如除了增加纯电动车型之外,传统燃油车的节能减排、混合动力汽车等都是汽车行业向低碳化过渡的可选方案。
- 生产环节,主机厂内部生产尽可能减少碳排放总量,例如在厂区加大清洁能源的布局、工业建筑进行节能设计、工业副品和废弃物的再利用、余热的利用、运输的低碳化等等。我们看到一些主机厂已经开始参与绿电交易,通过外购绿色电力、参与碳补偿项目抵消生产过程中产生的碳排放。也有一些车企致力于构建绿色钢铁供应链,增加零部件生产中再生材料的使用占比。另外,对整车主要材料例如钢、铝材以及电池活性材料的生产工艺的改进,提升二次金属材料的应用比例、利用余料等都有助于降低生产环节碳排放。
- 供应链层面,越来越多主机厂开始对供应链企业建立碳核算标准、碳风险的评估、碳合规认证等工作。例如近期通用汽车要求其全球供应商签署碳中和承诺书,并邀请第三方机构进行评估并将如何把可持续发展和企业社会责任原则应用到他们的业务和管理系统中。与此同时,随着主机厂业务边界的外延,还必须跳出tier-1的范围,将供应链碳核算和管理范围延申到更下一级的供应商,比如矿产、材料等。
- 产品回收层面,随着电池总需求的不断上涨,除了同上游矿产企业合作推动绿色矿产开发(例如地热卤水提锂过程比硬岩矿开采具有更低的碳排放强度)等举措之外,主机厂还必须运用新的环保技术、并且扩大合作,提升电池及其金属元素的回收和再利用。例如奔驰正计划在德国库本海姆建立碳中和回收工厂,采用全新的湿法冶金技术回收报废电动汽车电池,将回收率提高至96% 。
- 最后,主机厂还可以跳出交通工具制造商的角色定位,从出行服务提供商、移动储能设备提供商等角度来参与碳减排。例如共享出行、自动驾驶的大规模落地,有助于提升出行效率,降低小汽车的空载率和道路的拥堵率等等。在使用阶段,引导消费者多使用绿电为电动车充电,并为其参与电网调节、有序充电等行为提供绿证。另外,主机厂还可以在高速公路充电站等有条件的区域,看着光伏发电+储能+充电一体化的服务,降低对电网的依赖度等等。
新能源汽车碳核算标准尚未建立
虽然,提升绿色能源使用是汽车行业减碳的重要方向,但是因为新能源汽车在国内发展时间尚短,国内新能源汽车行业双碳工作仍缺乏顶层路线设计和具体标准的引导和支持。2020年12月,欧盟发布了电池新规,新法案涵盖了电池生产的所有环节,在矿采资源开发与加工、电池制造、电池废弃处置方面都提出了明确要求,还重点提出了电池的碳足迹。
各车企也在逐步推进覆盖全价值链的碳足迹核算工作,其影响惠及上下游产业链,将大幅度提高新能源汽车供应链碳足迹的可追溯性,为建立新能源汽车全产业链碳足迹评估提供科学、准确的数据基础。我国目前已前后发布了三批共 24 个行业核算方法,但尚未覆盖新能源汽车全产业链,推进新能源汽车碳足迹认证标准及规范的出台,建立新能源汽车碳足迹行业数据平台,对整体新能源汽车行业在低碳发展方向有长久的促进作用,可以说,行业碳核算标准出具势在必行。
标准化和详细的碳排放核算和建模对于脱碳工作至关重要。 行业低碳发展越来越需求国家主管部门牵头,制定并完善新能源汽车碳足迹核算方法,提高新能源汽车行业内碳足迹核算的准确性,作为统一的行业指引。碳核算不应仅限于汽车企业自身工厂内的碳排放,而应扩展到涵盖整个价值链的上游和下游的碳排放。 在企业内部,这些数据可以为碳中和产品、流程的设计以及采购决策提供重要的决策支持,在企业外部,可以利用这些数据来告知投资者和其他利益相关方,使其了解企业的低碳减排目标和行动进展。