清研科普 | 新能源车真的能减少碳排放吗？

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其实小编一直相信新能源车对于碳中和有着重要意义。直到有一天，小编看到国际能源署的一张图[1]：全球碳排放中，属于交能领域的只有25%，去掉飞机、去掉轮船，剩下的才是汽车，又能占多少比例呢？

图1. 全球各部门碳排占比（2018年）

这不禁引起小编的思考：咱们中国的碳排放结构又是怎样的呢？由于中国工业非常发达，导致交通领域的碳排放仅占比10%。总量才10%，即使全换成电车，上限也不过如此！

图2. 中国各部门碳排占比（2018年）

从以上两图来看，新能源车本身直接减排的潜力确实不大。

那为啥咱们还天天说新能源车呢？ 好像说的新能源车就是碳排放的主要来源一样？这是不是宣传上的一个误导？

带着这个问题，小编请教了研究院专家。专家微微一笑：你不能只看局部，要看大局啊！咱们就从碳排放的大局来看。下图中，可以读出三个关键因素：

图3.零碳智慧能源体系蓝图

• 电能： 能电动化的，要电动化。
• 能源网络： 电网要从现在的「源-网-荷」结构转变为「源-网-荷-储」的结构[2]，使储能贯穿整个电力系统。
• 氢能： 重卡、工业等一些不太适合用电的，用氢能。

图4. 储能贯穿于整个新型电力系统

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储能是核心！

先从电力清洁化讲起。现在电力主要还是煤电，要想清洁化就要转变为风电与光伏发电。用煤发电，用多少煤是由人决定，控制煤的用量就可以很大程度消除电网波动性。而风力与光照是由老天爷决定的，电网波动性是不可避免的[3]，所以就需要不同时间尺度的储能手段。

储能技术有很多种，大家只需要记住3点：

• 抽水蓄能： 当前主力，未来稳定发展，但受地理条件限制大。
• 电化学储能： 成本进入可行区，将快速发展，且不受地理条件限制，功能灵活丰富。
• 其它储能： 技术尚未进入成熟期，或规模较小，或不太适合电力储能。

现有的抽水蓄能不也挺好的吗？

图5. 抽水储能原理示意图

是挺好，2000-2020年，全球储能装机容量的90.3%都是抽水蓄能[4]，可以说是当打之年、主力中的主力。且不仅当前是主力，未来也会持续快速发展。<抽水蓄能中长期发展规划2021-2035 年>指出[5]：2025年比十三五翻一番，达6200万千瓦以上；2030年再翻一番，达到1.2亿千瓦左右。

图6. 全球储能市场装机比例

图7. 全球储能市场累积装机规模（单位：GW ）

抽水蓄能是好，但它挑地方啊…… ，所以真要依靠它实现电力的100%清洁化，那不可能。

• 祖国山河再壮阔，适合建抽水蓄能电站的地点总是有限的。
• 风力强、光伏强的地方，附近不一定能建抽水蓄能电站（小编观测：往往不能）。
• 智能电网不仅需要低频的储能，还需要高频的储能。

看下面这个图，电化学储能与抽水蓄能完美配合，在受地理限制的地方，电化学储能与尚不成熟的氢储能完美配合[6]。

图8. 不同储能形式储能时长与储能容量对比

图9. 氢储能与电化学储能对比

既然电化学储能如此重要，那咱们就发展锂电池，没必要费劲发展新能源汽车吧？毕竟，汽车的碳排放只占零头，电力与工业能源的清洁化才是大头！

道理是这么个道理，问题是电化学储能成本十年前非常高，是抽水蓄能的几十倍！得想个办法降下来！

作为政策制定者，站在2010年的时间点上，怎么整出一个具有相当规模的锂电池产业呢？更进一步来说，最终怎么培育出一个可匹敌松下、LG的市场化企业来，比如说宁德时代。

砸钱？砸给宁德时代1000亿，让它去国外买技术、买人才，能砸出来吗？

砸线，也需要艺术，需要找到效率最高的切入点，实现「扶上马、送一程、之后就靠你自己」的四两拨千斤效果。

最佳切入点正是管理规范、研发体系最为完整的汽车行业：

管理规范：主机厂的增值税、购置税、企业所得税、五险一金都交全；ISO质量管理体系完善，这样的行业很少见。

图10. 不同企业中产品研发投入消耗自身企业价值的时间

显而易见地，政策制定者选定了汽车行业作为突破口，也获得了预期的成果。锂离子电池的成本以不可思议的速度下降：2010-2020 年，锂电池组价格稳定下降，平均每年降价19.4%。

图11. 锂电池成本推动降价趋势明确（$/kWh）

当锂电池成本降低到一个阈值的时候，行业的爆发就不可避免了：2016-2020年的新增装机结构中，电化学储能已成了主力。

图12. 2016-2020年全球储能新增装机结构变化

所以，我们来捋一下线条：发展新能源车 → 降低电化学储能成本 → 储能体系大发展 → 光伏风能进一步发展 → 绿氢制取&商用车电动化 → 氢储能发展与电化学储能构成完整的储能体系→ 碳中和。

在这个过程中，汽车行业基本参与了全过程，恰好汽车行业也是管理最规范、研发体系最完整的行业。

所以无论是政策制定者还是资本持有者，都看到了以新能源汽车行业作为切入点的机会。

另外以发展的眼光来看，虽然现在交能领域碳排放只占10%，但中国人民的生活水平会提高，将来乘用车保有量的趋势是这样的[8]：

图13. 中国千人乘用车保有量预测（单位：辆每千人）

随着经济发展，货运量也会持续增加，对应的就是商用车、轮船、铁路的碳排放增加，趋势是这样的[8]：

图14. 全社会货运周转量预测（2050年）（单位：十万亿吨公里）

现在是10%，将来就是30%。在碳减排本来就很难的背景下，凭空又多出20%，这就让碳中和遥遥无期了。所以，就算只拿交通领域单独说事，发展新能源汽车也是势在必行的！

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参考文献：

[1]全球能源转型及零碳发展白皮书. 德勤，华为. 2021年9月.

[2]电力设备及新能源行业储能行业场景报告. 中信证券. 2022

[3]2021氢储能行业研究报告 东北证券

[4]2021年储能白皮书德国莱茵TUV

[5]抽水蓄能中长期发展规划（2021-2035年）

[6]2021氢储能行业研究报告 东北证券

[7]https://zhuanlan.zhihu.com/p/432432823

[8]中国道路交通2050年净零排放路径研究. 世界资源研究所. 2019年10月.