从中、美、欧盟2020-2025乘用车油耗标准严格程度与中美节油技术比较看中国2020年新乘用车平均油耗标准的可行性

WWW.THEICCT.ORG© INTERNATIONAL COUNCIL ON CLEAN TRANSPORTATION, 2013从中、美、欧盟2020-2025乘用车油耗标准严格程度与中美节油技术比较看中国2020年新乘用车平均油耗标准的可行性 作者：何卉，Anup Bandivadekar日期：2013年8月关键词：中国，技术渗透，油耗标准，技术成本曲线工作报告 2013-3背景 在国务院2012年发布的《节能与新能源汽车产业发展规划2012-2020》（下称发展规划）中，中国明确将推动汽车产业优化升级、提高节能技术创新能力、实现由汽车工业大国向强国的转变作为我国汽车工业今后十年发展的指导思想1。为推动节能技术发展与车辆燃料经济性的显著改善，发展规划提出到2020年，新增乘用车平均燃油消耗目标达到5L/100km。但是最近一些汽车企业对该油耗目标是否太过严格提出了质疑，具体意见集中在实现该目标的技术可行性、未来技术选择和成本方面。 在此背景下，本文总结了美国满足2025年轻型车温室气体和燃油经济型标准的技术路径，并比较了中美标准的严格程度和近期技术趋势。中国提出的2020年乘用车油耗目标在绝对值上与美国2020年乘用车燃油经济性目标接近，但由于美国车型更大更重、动力等性能更高，美国车辆达标所面临的技术挑战比中国更严峻。因此美国联邦环保署（EPA）和国家高速公路交通安全管理局（NHTSA）所认同的合理的标准严格程度和对应的达标技术路径对中国具有较强的参考意义，并从侧面说明中国的标准严格程度是合理的，技术和成本上都是可行的。最后，我们分析了中美乘用车队节油技术发展趋势的差异，并阐述了这种差异主要来源于是否有明确、严格的中长期节油目标作为技术发展推动力。这也有力地说明了中国需要尽早制定2020年乘用车油耗标准以实现5L/100km目标，并考虑研究颁布更长期的节能目标（2025-2030）。1 国务院《节能与新能源汽车产业规划2012－2020》，国发［2012］22号深入比较中、美、欧盟乘用车油耗标准的严格程度 在比较不同地区的标准时，政策制定者们往往最关注各地车队油耗目标的绝对值。但是，中、美、欧盟三地乘用车属性差别很大，这种情况下油耗目标所要求的车队年改善率是衡量三地标准严格程度的另外一把标尺。本节通过两种方法比较了中美标准的严格程度：油耗目标的绝对值和平均年改善幅度。目标绝对值比较中国目前的第3阶段乘用车油耗标准预计在2015年新乘用车平均油耗达到6.9L/100km，发展规划中提出了到2020年前车队平均油耗达到5L/100km。在接下来的比较中，我们把这些标准值作为汽油车标准值，不考虑电动车和其他灵活性达标方式。美国在2010年5月和2012年8月分别颁布了2012-2016年和2017-2025年两个阶段的轻型车燃油经济性标准和温室气体标准。表1给出了各年的两套标准值，其中NEDC油耗标准值为由CAFE工况下的燃油经济性标准转换而来，工况转换方法见附件1。这组燃油经济性目标值没有考虑灵活燃料车（包括电动车）、以及空调能效提高的CAFE达标灵活性配额。也就是说，这组目标值完全是对汽油车能效提高的要求，因此与中国的油耗标准具有可比性。美国轻型机动车不仅包括重量不超过8500磅（3855.5千克）的轿车，也包括质量不超过10000磅（4536千克）的轻型卡车（四轮驱动SUV、厢式货作者 何卉是国际清洁交通委员会(ICCT)政策分析员、中国项目带头人。 Anup Bandivadekar是ICCT乘用车项目主任。 乘用车燃油标准, 2020–2025 2 国际清洁交通委员会 工作报告 2013-3车、轻型皮卡等）。大约一半2在美国环保署定义下的轻型卡车在中国都被归为商用车。因此，仅选择美国的轿车与中国的乘用车进行比较更为合理。即使如此，美国轿车平均而言发动机排量是中国乘用车的1.5倍，尺寸比中国乘用车大11%、质量比中国乘用车重25%、功率比中国乘用车高65%（表2给出基准年2010年车队各参数平均值），而美国2015年和2020年的燃油经济性标准在转化成与中国相同的NEDC工况下油耗标准之后分别为7.4和5.5升／百公里（表1中红色字体），仅比中国的标准宽松了7-10% 。表1.美国轿车、轻型卡车和整体轻型车队各年油耗和温室气体标准MY油耗标准 NEDC L/100km温室气体标准 CAFE g/mile轿车轻卡车队轿车轻卡车队20128.111.09.226334629520137.810.78.925633728620147.610.38.624732627620157.410.08.323631226320167.29.78.022529825020176.59.07.421229524320186.28.77.120228523220195.88.26.719127722220205.57.86.318226821320215.37.46.017224919920225.17.25.816423719020235.07.05.715722518020244.96.85.515021417120254.76.65.3143203163注：美国车队的燃油消耗目标是从高速公路安全管理局的标准中转化而来。这些数据与EPA制定的温室气体目标不完全对应。其中主要的不同在于环保署考虑到测量空调系统中非CO2 温室气体的减排，而高速公路安全管理局没有制定相对应的标准。而且，这组燃油经济性目标值没有考虑灵活燃料车（包括电动车）的CAFE配额。也就是说，这组目标值完全是对汽油车能效提高的要求。信息来源：联邦环保署，2012-2016年和2017-2025年最终标准法规 欧盟于2009年底发布了首个针对新乘用车二氧化碳排放的强制性标准(EC)443/2009,规定了以整备质量为依据的线性标准曲线，和2015年及2020年全体车队的平均目标值：分别是130克／公里和95克／公里。2013年4月，欧盟环境委员会通过了一项针对2020年以后标准的初步提案3（改提案仍须其他两个委员会投票决定最终通过与否），提出了2025年车队平均标准的范围在68-78克／英里。虽然该法规赋予了电动车激励乘数，但同时规定各企业在2020年及以后标准达标时最多可利用电动车激励乘数抵销2.5克／公里的公司平均目标值。因此，即使我们假2 由EPA2010年轻型车数据库中算出约46%的轻型卡车应属于中国轻型商用车范畴。3 欧洲议会：http://www.europarl.europa.eu/meetdocs/2009_2014/documents/envi/dv/934/934197/934197en.pdf设所有企业都最大程度地利用电动车乘数这一达标灵活性（即所谓的最差情景），整体车队的实际目标值最高也就是97.5克／公里（2020年），和70.5-80.5克／公里的范围（2025年）。在将欧盟的二氧化碳排放标准换算成油耗标准时，我们按照这一“最差情景”计算油耗目标值。并且，因为欧盟乘用车中约一半为柴油车，我们单独计算了汽油乘用车须承担的标准值。欧盟汽油车虽然略轻、略小于中国乘用车，2015年和2020年油耗标准分别为5.6和4.2升／百公里，比中国相应年份的标准严格了约19-16%。标准年改善率比较本小节旨在比较中、美、欧盟三地2015、2020和2025年标准所要求的车队年均改善率。在比较三地具体数据之前，一个政策制定者们关心的问题是什么样的年改善率要求是合理的。虽然EPA和NHTSA没有绝对的定论，但在2017-2025年标准制定的早期技术支持文件中，认为年改善率在3-6%的范围内都是合理的，并在当时提出了分别对应3%、4%、5%和6％年改善率的2025初步目标值4及粗略的技术路径。欧盟环境委员会最新的提案中拟议的2025年标准值范围也在3-5%的年改善率要求之间。美国的2025年标准最终确定的目标值所要求的该标准执行年份以内（即2017-2025年）的年改善率要求为4.3%（油耗标准）。注意这和我们表2中年改善率数值不同。这是因为EPA和NHTSA在制定2025年标准时无法预计未来的车队油耗水平，因而假设车队在2016年（即2017-2025年标准实施前期）达到2016年标准水平。因此这一年改善率反映了两个机构对车队年改善幅度的初始意图。表2的数据是从基准年份的实际值算起，更能反映真实的年改善率要求。综上所述，年改善率在3-6%之间都可以视为合理的。表2的最上方几行比较了基准年(2010年)相关车队的各项参数平均值（按销量进行的加权平均）和平均油耗水平，中间几行比较了各地2015，2020和2025年油耗标准所要求的相对于基准年的年平均改善率要求，最下面几行则比较了各地2015、2020和2025年温室气体标准所要求的年平均改善率。如前文提及的原因，我们仅拿欧盟汽油车、美国轿车与中国乘用车相比。 4 联邦环保署和交通部关于2017-2025车型年轻型车燃油经济性和温室气体标准的联合意向书，2010年9月。http://epa.gov/OMSWWW/climate/regulations/ldv-ghg-noi.pdf 乘用车燃油标准, 2020–2025工作报告 2013-3 国际清洁交通委员会 3从油耗标准和其年改善率要求的比较来看，中国达到2020年油耗标准的年改善率要求（4.2%)5比欧盟汽油车(3.9%)和美国轿车(3.8%)的年改善率要求稍高，但仍在美国EPA、NHTSA和欧盟政策制定者认为合理的范围内。表2.中、美、欧三地车队平均特征指标和油耗目标年改善率比较欧盟汽油乘用车美国轿车中国乘用车基准年（2010）水平发动机排量 (L)1.42.61.7整备质量 (kg)1,1721,6041,280脚印面积 (m2)3.754.223.79功率 (kW)7714286CO2 排放 (g/km)145170180燃油消耗 (NEDC L/100km)6.2[1]8.07.7油耗目标和年改善率2015 (NEDC L/100km)5.6[2]7.46.92020 (NEDC L/100km)4.2[2]5.552025 (NEDC L/100km)3-3.4[2]4.7无2010-2020年均油耗减低％3.9%3.8%4.2%2010-2025年均油耗减低％3.8-4.7%3.5%无温室气体目标和年改善率2015 (g/km)1301471612020 (g/km)97.51131172025 (g/km)70.5-80.589无2010-2020年均GHG减排％3.9%4.0%4.2%2010-2025年均GHG减排％3.8-4.7%4.2%无注：［1］ 2010年欧盟汽油车CO2和油耗值由ICCT欧洲数据库计算得出。 ［2］ 我们用汽油的二氧化碳含量因子（2337克／升）将二氧化碳标准换算成 油耗标准（例：130克／公里＝5.6升／百公里＝130÷2337×100），从而得出汽油车分担的油耗标准。数据来源：美国基准数据: 联邦环保署, 轻型车温室气体减排和燃油经济性趋势报告: 1975-2012美国目标: 联邦环保署，2012-2016年和2017-2025年最终标准法规 中国基准数据: 国际清洁交通委员会2012，《中国新乘用车既有技术应用情况分析及与欧美车队比较》, 中国汽车技术研究中心（仅2010油耗数据）：《中国乘用车油耗和技术状态报告》第81页中国目标: 国务院《节能与新能源汽车产业规划2012－2020》，国发［2012］22号 从温室气体标准和其年改善率要求的比较来看，美国的温室气体年改善率要求比其油耗年改善率要求要高。主要原因是美国除了要求对车辆本身能效的改善，还鼓励企业使用低全球变暖潜能值(GWP)的空调制冷剂，从而进一步削减车辆温室气体排放。因我们之前假设中国的2020年5升／百公里的标准不包含任何达标灵活性，因此中国温室气体标准值由5升／百5 与美国两个