1研究背景
進(jìn)入21世紀(jì)以來，世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展逐漸走向全球化。隨著氣候變化問題的不斷突出，各個(gè)國家均意識到了在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)，保護(hù)環(huán)境也是義不容辭的責(zé)任，于是提出將發(fā)展重心放到綠色經(jīng)濟(jì)、低碳經(jīng)濟(jì)上面來。現(xiàn)如今，隨著地球氣候不斷變暖，導(dǎo)致此問題的因素之一碳排放問題也日益引起了人類的密切注意。從地球生態(tài)環(huán)境與人類可持續(xù)發(fā)展的視角來看，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和的“雙碳目標(biāo)”無疑成為了近些年來世界關(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(dá)國家還是發(fā)展中國家都在積極采取行動(dòng)舉措來應(yīng)對氣候的惡劣變化，該協(xié)定明確了其長期目標(biāo)是致力于將世界范圍內(nèi)的年均溫度上漲幅度控制在2℃之內(nèi)，并力爭盡控制在1.5℃。聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會（IPCC）在2018年發(fā)布了《全球 1.5 ℃升溫特別報(bào)告》，其報(bào)告與《巴黎協(xié)定》同樣強(qiáng)調(diào)要將全球范圍內(nèi)氣溫上升的幅度控制在 1.5 ℃以內(nèi)。如何更好地實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)，需要世界各國進(jìn)行快速、深遠(yuǎn)的變革，在21世紀(jì)中葉實(shí)現(xiàn)全球范圍內(nèi)的碳中和，所謂碳中和是指將社會生產(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》制定后，國內(nèi)外專家對如何減少碳排放的研究頗多，雖然中國對于該問題的研究起步較晚，但還是有一定的研究成果的。
在2021年3月15日召開的中央財(cái)經(jīng)委員會第九次會議中發(fā)表重要講話強(qiáng)調(diào)，實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和是一場廣泛而深刻的經(jīng)濟(jì)社會系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實(shí)現(xiàn) 2030 年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和的目標(biāo)。
為努力實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，作為溫室氣體排放較多的交通運(yùn)輸行業(yè)，對支持社會綠色經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)型至關(guān)重要。汽車尾氣排放所產(chǎn)生的溫室氣體將會給人類生存環(huán)境帶來嚴(yán)重的污染，對人類的生存造成威脅。對汽車行業(yè)實(shí)行碳排放的研究與變革，在響應(yīng)國家“雙碳”號召、順應(yīng)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中國汽車行業(yè)碳排放現(xiàn)狀
改革開放以來，中國的經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅速。其中，汽車行業(yè)已經(jīng)逐漸成為國民經(jīng)濟(jì)的主要支撐之一。在推動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的過程中，汽車行業(yè)也取得了有目共睹的成績。但在從中獲益的同時(shí)，也給社會也帶來了環(huán)境污染、能源消耗以及交通擁堵等多個(gè)方面的壓力。
汽車及交通領(lǐng)域的碳排放涉及兩個(gè)環(huán)節(jié)：一個(gè)是制造環(huán)節(jié)，另一個(gè)是使用環(huán)節(jié)。制造環(huán)節(jié)的碳排放并不高，而真正的能源消耗來自于燃油車的使用環(huán)節(jié)。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，2020 年中國交通運(yùn)輸行業(yè)的碳排放量約占全國總排放量的 10%，過去 9 年的年均增速高達(dá) 5%，可以說算是排碳大戶。
如圖1和圖2所示，從中國行業(yè)大類來看，2020年，工業(yè)排放了二氧化碳，約高達(dá)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、燃油車和非道路機(jī)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(shù)據(jù)顯示，在 2020年之前，中國汽車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(shù)據(jù)有限公司與16個(gè)國外機(jī)構(gòu)通過運(yùn)用先進(jìn)的碳排放核算技術(shù)，針對中國境內(nèi)所生產(chǎn)的汽車零部件、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觀：在2019年，中國汽車行業(yè)總排放量（生產(chǎn)、使用的碳排放量）為6.2億噸。其中，汽油車的碳排放量占據(jù)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之間也存在著較大的差異，比如車產(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)汽車與燃油汽車的平均碳排放量也有很明顯的差異：前者較低，后者較高。
3全球汽車行業(yè)碳減排機(jī)制與政策
3.1 美國0排放積分汽車政策
隨著時(shí)代的發(fā)展，美國的0排放政策前前后后調(diào)整了多次。衡量基準(zhǔn)排放量的依據(jù)為該企業(yè)在一定時(shí)期范圍內(nèi)所銷售的乘用車和輕型卡車的汽車銷量，根據(jù)銷量量的不同，可以分為中型企業(yè)和大型企業(yè)。中型企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)為銷售規(guī)模在4500輛至6萬輛汽車的企業(yè)，大型企業(yè)則為銷售規(guī)模在6萬輛以上的汽車企業(yè)，各自不同類型的企業(yè)必須服從相應(yīng)的合規(guī)標(biāo)準(zhǔn)。根據(jù)規(guī)定要求，汽車企業(yè)需要獲得滿足所屬規(guī)模的積分來達(dá)到所需目標(biāo)。其中，要求完成生產(chǎn)0排放汽車的要求（比如生產(chǎn)純電動(dòng)、燃料電池汽車、混合動(dòng)力汽車等），獲得相應(yīng)的0排放汽車積分后，才可轉(zhuǎn)向生產(chǎn)其他類型的汽車。在核算汽車企業(yè)所獲得積分后，若有超出標(biāo)準(zhǔn)的盈余積分，汽車企業(yè)可將其存儲或出售，未達(dá)標(biāo)的企業(yè)則可以向其他企業(yè)購買，否則將會受到處罰。這種0排放積分政策，在很大程度上能提高汽車企業(yè)新能源汽車技術(shù)的研發(fā)能力，鼓勵(lì)汽車企業(yè)向低碳型經(jīng)濟(jì)的轉(zhuǎn)變，從而有效減少溫室氣體的排放。
3.2 歐盟汽車節(jié)能減排制度
歐盟是全球范圍內(nèi)實(shí)行碳中和、碳減排的的先驅(qū)者，從2007年以來，歐盟就開始實(shí)施碳減排戰(zhàn)略計(jì)劃?，F(xiàn)如今，歐盟正在推動(dòng)汽車業(yè)向新能源方向進(jìn)行轉(zhuǎn)型，預(yù)計(jì)到 2030年，汽車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(xiàn)碳中和。為實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，歐盟采取的措施頗多。首先是引入碳邊境調(diào)節(jié)機(jī)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(qū)域?qū)⑵渖a(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(nèi)生產(chǎn)的“高碳”產(chǎn)品的排放成本轉(zhuǎn)移到其他非歐盟地區(qū)（即在歐盟的境外生產(chǎn)再進(jìn)口至歐盟）。其次，征收汽車企業(yè)的碳排放稅，意在鼓勵(lì)車企更多的研發(fā)新能源技術(shù)，拓展新能源汽車市場，完善新能源汽車性能，使群眾更愿意去購買、使用新能源汽車。于是各個(gè)成員國逐漸開始著手制定相關(guān)汽車企業(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(jī)動(dòng)車實(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(jì)劃拿出1億歐元補(bǔ)貼購買新能源汽車的消費(fèi)者，并且制定了于 2030年前，將新能源電動(dòng)汽車在新車中的比例提升至30%。歐盟實(shí)施汽車碳排放稅制度，有利于汽車企業(yè)加快創(chuàng)新，提升競爭力和新能源汽車的研發(fā)能力，同時(shí)也降低碳排放程度。
3.3 日韓政府政策
韓國政府針對汽車節(jié)能減排設(shè)立了一系列目標(biāo)，其中包括到2030年，將汽車行業(yè)所排放的溫室氣體總量減少24%。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，韓國政府將通過價(jià)格競爭、出口量以及普及建設(shè)新能源汽車配套裝置等措施來實(shí)現(xiàn)碳中和的汽車產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。對于價(jià)格競爭方面，韓國政府將會下調(diào)新能源汽車售價(jià)（計(jì)劃到2025年，平均下降至少1000萬韓元，約合人民幣6 萬元），調(diào)整稅收、租賃等有關(guān)政策，減輕購車壓力。從出口來看，韓國政府計(jì)劃出口新能源汽車由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購買、使用新能源汽車，為大型企業(yè)和租車公司等民用機(jī)構(gòu)制定購買目標(biāo)。為了大力推廣環(huán)保汽車，韓國政府對出租車、公家車、卡車等公共交通設(shè)施進(jìn)行補(bǔ)貼和獎(jiǎng)勵(lì)，鼓勵(lì)公共出行；與此同時(shí)，大力發(fā)展充電樁等充電設(shè)備的基礎(chǔ)建設(shè)，進(jìn)而逐漸完善新能源汽車生態(tài)圈。
日本政府于2021年提出了新的節(jié)能減排目標(biāo)：2030年碳排放總量相較于2013年將減少46%（2020年提出的目標(biāo)為減少26%），同時(shí)也將2050年納入實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)間節(jié)點(diǎn)。作為日本汽車豐田汽車公司計(jì)劃到2025年時(shí)，將電動(dòng)汽車的產(chǎn)量增加一倍。另外一家日本汽車本田汽車公司則計(jì)劃成為第一個(gè)邁向電動(dòng)化、拋棄汽油的日本車企，到2040年將實(shí)現(xiàn)全面電動(dòng)化。號稱日本三大汽車零配件供應(yīng)商 Astemo（安斯泰莫）同樣也表示將全力致力于實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)：到 2030年實(shí)現(xiàn)工廠生產(chǎn)線碳中和。同時(shí)，該公司也能很好地為電動(dòng)汽車提供節(jié)能的電氣零部件，有助于改善溫室氣體的排放。
3.4 瑞典沃爾沃汽車公司可持續(xù)發(fā)展策略
號稱世界安全的汽車—沃爾沃提出，可持續(xù)發(fā)展和汽車的安求性能同等重要，希望通過不斷的努力，為實(shí)現(xiàn)氣候中和，加速踐行循環(huán)經(jīng)濟(jì)，履行企業(yè)責(zé)任，為生態(tài)環(huán)境與和諧社會做出貢獻(xiàn)。作為一家汽車供應(yīng)商，沃爾沃汽車深刻意識到自身的可持續(xù)發(fā)展與氣候環(huán)境是息息相關(guān)的，他們通過積極減少排放量進(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)。沃爾沃汽車公司曾計(jì)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從生產(chǎn)、運(yùn)營、供應(yīng)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(yùn)營環(huán)節(jié)的碳排放減少25%。自2019年以來，該公司致力于為每出的一款乘用新車配備一個(gè)電動(dòng)機(jī)，從而為電動(dòng)化轉(zhuǎn)型做好準(zhǔn)備。待到2025年時(shí)，該公司將實(shí)現(xiàn)其銷售的汽車中，純電動(dòng)型汽車占比 50%、剩余為混動(dòng)車型的目標(biāo)，從而實(shí)現(xiàn)其碳減排目標(biāo)。其次，他們將汽車所使用的零部件和材料在壽命結(jié)束時(shí)進(jìn)行回收利用，重新用于新的汽車產(chǎn)品的生產(chǎn)，做到盡可能減少浪費(fèi)，多使用可循環(huán)的材料。
4對中國的啟示
從全球范圍來看，針對交通部門的碳排放，各個(gè)國家已經(jīng)采取了相應(yīng)的政策，大部分汽車企業(yè)紛紛響應(yīng)政策做出相應(yīng)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，汽車行業(yè)節(jié)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(biāo)、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，從宏觀上引導(dǎo)車企向電動(dòng)化方向轉(zhuǎn)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)開發(fā)邁向新的階段，有效降低汽車各個(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(shè)施，減少私人汽車的使用量。發(fā)展低碳型的公共交通需要政府的正確引導(dǎo)、 市場的有力推動(dòng)、企業(yè)的自覺主動(dòng)、公眾的積極參與等一系列規(guī)范，通過法律法規(guī)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)、規(guī)劃等綜合措施群策并舉，實(shí)現(xiàn)綜合治理，建立有效的協(xié)調(diào)機(jī)制。其次，政府要制定完善的城市交通系統(tǒng)，根據(jù)不同的城市地貌，因地制宜，有條不紊地規(guī)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(xiàn)。
第二，政府制定相應(yīng)的稅收政策，合理地引導(dǎo)低排放量汽車的銷售。例如，減少或減免購買小排量汽車的購置稅，鼓勵(lì)消費(fèi)者更多傾向于購買小排量汽車。比如限制大排量發(fā)動(dòng)機(jī)汽車，針對排量在2.0 L以上的征收一定的消費(fèi)稅（隨著排量的增加而增加），與此同時(shí)，針對低于1.6 L以下排量的汽車減免或減半其購置稅，這是由于小排量汽車尺寸相對較小，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而言也較少。這些政策，引導(dǎo)企業(yè)和消費(fèi)者更多選擇小排量而抑制大排量汽車，不僅鼓勵(lì)汽車企業(yè)通過技術(shù)革新提高汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的綜合性能，減少污染物的排放，同時(shí)也為消費(fèi)者購買汽車減輕負(fù)擔(dān)。雖然現(xiàn)階段，這一政策只在部分地區(qū)展開，但鼓勵(lì)消費(fèi)者購買小排量汽車已成為趨勢所向。
第三，鼓勵(lì)汽車企業(yè)發(fā)展新能源汽車，開放清潔能源系統(tǒng)。隨著越來越多的國產(chǎn)汽車品牌相繼研發(fā)出新能源汽車，新能源正逐步取代傳統(tǒng)燃料的地位。新能源汽車尺寸小、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，由于我國石油過于依賴國外進(jìn)口，從能源安全的角度來看，我國發(fā)展輕量化也是合乎情理的，所以我國應(yīng)大力支持新能源汽車的發(fā)展。為了鼓勵(lì)車企更多去研發(fā)、生產(chǎn)新能源汽車，從而邁向電動(dòng)化時(shí)代，可以采取雙積分的政策。政府通過計(jì)算平均油耗負(fù)積分與新能源汽車正積分之和，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(zhuǎn)讓等操作，避免不達(dá)標(biāo)遭受處罰。當(dāng)前，中國汽車企業(yè)轉(zhuǎn)型的動(dòng)力來自于“雙積分”政策。
5安科瑞汽車廠房能效管理平臺AcrelEMS-EV的組成
安科瑞AcrelEMS-EV汽車廠房管理系統(tǒng)是一個(gè)深度集成的自動(dòng)化平臺，它集成了電力監(jiān)控系統(tǒng)、變電所綜合自動(dòng)化、電能質(zhì)量監(jiān)測與治理、電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)、消防設(shè)備電源系統(tǒng)、防火門監(jiān)控系統(tǒng)、消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)、智能照明控制系統(tǒng)、能耗監(jiān)測系統(tǒng)、新能源充電樁、預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)。用戶可通過瀏覽器、手機(jī)APP獲取數(shù)據(jù)，通過一個(gè)平臺即可全局、整體的對汽車廠房的用電和用電安全進(jìn)行進(jìn)行集中監(jiān)控、統(tǒng)一管理、統(tǒng)一調(diào)度，同時(shí)滿足用戶用電可靠、安全、穩(wěn)定、有序的要求。
5.1平臺拓?fù)鋱D
5.2平臺子系統(tǒng)
電力監(jiān)控
電力監(jiān)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(jī)保護(hù)裝置及多功能儀表進(jìn)行保護(hù)和監(jiān)控，對0.4kV出線配置多功能計(jì)量儀表，用于測控出線回路電氣參數(shù)和用能情況，可實(shí)時(shí)監(jiān)控高低壓供配電系統(tǒng)開關(guān)柜、變壓器微機(jī)保護(hù)測控裝置、發(fā)電機(jī)控制柜、ATS/STS、UPS，包括遙控、遙信、遙測、遙調(diào)、事故報(bào)警及記錄等。
電能質(zhì)量監(jiān)測與治理
監(jiān)測各進(jìn)線回路電能質(zhì)量，包括電壓暫降、諧波畸變、閃變等數(shù)據(jù)波形記錄，進(jìn)而判斷配電系統(tǒng)擾動(dòng)方向。
配置有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置對0.4kV側(cè)電能質(zhì)量進(jìn)行補(bǔ)償和治理，并監(jiān)測有源濾波裝置和無功補(bǔ)償裝置運(yùn)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(tǒng)主要針對110kV變電站、10kV變電所和10kV柴油發(fā)電機(jī)部分，在變電站設(shè)置Acrel-1000變電站綜合自動(dòng)化系統(tǒng)子站，實(shí)現(xiàn)本地遙測、遙信、遙控、報(bào)警、報(bào)表等功能，并把數(shù)據(jù)上傳至AcrelEMS-EV能效管理平臺，實(shí)現(xiàn)集中監(jiān)測和報(bào)警。
電氣安全
Acrel-EV汽車廠房能效管理系統(tǒng)針對配電系統(tǒng)的電氣安全隱患配置相應(yīng)的電氣火災(zāi)傳感器、溫度傳感器，消防設(shè)備電源傳感器、防火門狀態(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(nèi)阻進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)視，發(fā)生異常時(shí)通過聲光、短信、APP及時(shí)預(yù)警。
智能照明控制
單控、區(qū)域控制、自動(dòng)控制、感應(yīng)控制、定時(shí)控制、場景控制、調(diào)光控制等多種控制方式。
能耗分析
AcrelEMS-EV汽車廠房能效管理系統(tǒng)為工廠搭建計(jì)量體系，顯示能源流向和能源損耗，通過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(qū)域。從能源使用種類、監(jiān)測區(qū)域、車間、生產(chǎn)工藝、工序、工段時(shí)間、設(shè)備、班組、分項(xiàng)等維度，采用曲線、餅圖、直方圖、累積圖、數(shù)字表等方式對工廠用能統(tǒng)計(jì)、同比、環(huán)比分析、實(shí)績分析，折標(biāo)對比、單位產(chǎn)品能耗、單位產(chǎn)值能耗統(tǒng)計(jì)，找出能源使用過程中的漏洞和不合理地方，從而調(diào)整能源分配策略，減少能源使用過程中的浪費(fèi)。
充電樁管理
電動(dòng)汽車和電瓶車充電樁管理，包括收費(fèi)管理、資產(chǎn)管理。
職工公寓管理
對廠區(qū)內(nèi)職工宿舍進(jìn)行負(fù)載管理，包括惡性負(fù)載識別管理、負(fù)載閾值管理，避免因?yàn)閻盒载?fù)載引起火災(zāi)。對員工宿舍進(jìn)行水電收費(fèi)管理，支持微信、支付寶等繳費(fèi)方式，采集職工宿舍能耗數(shù)據(jù)。
5.3相關(guān)平臺部署硬件選型清單
電力監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置
能耗管理系統(tǒng)硬件配置方案
智能照明控制系統(tǒng)硬件配置方案
電氣火災(zāi)監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置方案
消防設(shè)備電源監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置方案
防火門監(jiān)控系統(tǒng)硬件配置方案
消防應(yīng)急照明和疏散指示系統(tǒng)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(tǒng)硬件配置方案
預(yù)付費(fèi)系統(tǒng)硬件配置方案
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