doi:10.3969/j.issn.1005-2550.2023.05.015                                                                          收稿日期:2023-06-26国内外重型商用车油耗和碳排放法规
趋势浅析
普文军,孟国平,周进平,蒿继深,周清华
(东风商用车有限公司技术中心,武汉 430056)
摘  要:近年来,各国积极应对气候变化,绿低碳转型已经成为全球应对气候变化的一致行动。重型商用车主要采用传统化石燃料发动机,运行时间长,工作负荷大,能源消耗
高,是交通领域温室气体排放的主要来源之一;随着保有量的不断增加,如何降低重型商用Array车油耗,减少碳排放已经成为各国关注重点。目前中国以及欧美等发达国家积极采取各项措
中国商用汽车网施,完善油耗及碳排放相关标准、法规的制修订,推动重型商用车绿低碳转型。本文主要
研究了中国、欧盟和美国重型商用车油耗和碳排放法规现状和未来发展趋势,同时对比各国
法规类型、管理方式、监管指标、评价方法、管理车型的差异,并对未来国内重型商用车向
低碳转型技术方案和未来法规发展趋势做出预估。
关键词:重型车商用车;油耗标准;碳排放法规;现状;趋势
中图分类号:U461      文献标识码:A      文章编号:1005-2550(2023)05-0087-09 Analysis of the Regulation Trend of Fuel Consumption and Carbon
Emission of Heavy Commercial Vehicles at Home and Abroad
PU Wen-jun, MENG Guo-ping, ZHOU Jin-ping, HAO Ji-shen, ZHOU Qing-hua ( Dongfeng Commercial Vehicle T echnology Center, Wuhan 430056, China) Abstract: In recent years, countries have actively responded to climate change, and the green and low-carbon transition has become a concerted global action to address
climate change. Heavy commercial vehicles mainly use traditional fossil fuel engines, with
long operation time, large workload and high energy consumption, which are one of the
main sources of greenhouse gas emissions in the transportation sector; with the continuous
increase of ownership, how to reduce the fuel consumption of heavy commercial vehicles and
reduce carbon emissions has become the focus of all countries. At present, China, developed
countries such as Europe and the United States are actively taking various measures
to improve the formulation and revision of standards and regulations related to fuel
consumption and carbon emissions, and promote the green and low-carbon transformation
of heavy commercial vehicles. This paper mainly studies China, the European Union and the
United States heavy commercial vehicle fuel consumption and carbon emission regulations
present and future development trend, at the same time compare the national regulations
type, management mode, regulatory indicators, evaluation methods, management models,
and for the future domestic heavy commercial vehicles to low carbon transformation
technology solutions and future regulations development trend.
Key Words: Heavy Vehicle Commercial Vehicles; Fuel Consumption Standards; Carbon
Emission Regulations; Status; Trend
1    前言
世界气象组织(WMO)发布《2022年全球气候状况》报告指出,2022年全球平均气温较工业化前水平高出约1.15℃,全球变暖已经成为全世界人民面临的共同挑战。积极应对气候变化,加快绿低碳转型逐渐成为全球各国应对气候变化的一致行动。2019年欧盟签署《欧洲绿协议》提出2050年实现气候中和,2020年中国提出“2030年碳达峰,争取2060年碳中和”的“双碳”发展目标,2021年美国发布《迈向2050年净零排放长期战略》。
汽车碳排放是碳排放管控的重要领域之一,国内汽车碳排放约占全国碳排放的7.5%[1],其中大部分来自于汽车运行使用阶段消耗传统汽柴油等化石能源。重型商用车作为重要生产工具,运行时间长,工作负荷大,能源消耗高,随着保有量的不断增加,如何降低重型商用车能耗,减少碳排放成为各国关注重点。目前中国以及欧美等发达国家都在采取积极措施,推动油耗和碳排放相关标准、法规的制修订。
2    国内外重型商用车油耗和碳排放法规现状
2.1  中国重型商用车油耗标准现状
国内目前尚未出台针对重型商用车碳排放限值的标准法规,碳排放管理通过《重型车辆燃料消耗量限值标准(GB 30510)》管控。自2011年工信部发布重型车辆燃料消耗量限值标准至今,标准已经历两次升级,目前执行第三阶段的油耗标准(GB 30510-2018)[2]。
现阶段标准分两步实施,对于新申请型式批准的车型,自2019年7月1日起实施,对于已获型式批准的车型,自2021年7月1日起实施。
标准将重型商用车分为货车、半挂牵引车、客车、自卸汽车、城市客车五类,其中不对专用作业车做要求。五类车根据不同总质量,采用阶梯式限值方式,制定了对应的燃料消耗量限值。其中重型货车、半挂牵引车和自卸汽车三阶段燃料消耗量限值见图1。
标准采用单车限值管理,监管指标采用指定工况下[3](C-WTVC,见图2)平均每百公里消耗的燃油(单位:L/100km)来评价。
2.2  欧盟重型商用车碳排放法规现状
2019年7月,欧盟发布了第一版重型商用车碳排放法规(EU)2019/1242[4],法规设定的减排目标要求:2025年和2030年新车CO 2排放量较参考CO 2排放量下降15%、30%,其中参考CO 2排放量是基于法规(EU)2018/956报告的2019年7月1日至2020年6月30日期间新注册的重型车辆CO 2排放量监测数据。
法规管理车型包括最大设计装载质量大于16t 的4×2重型货车和牵引车,以及所有6×2的重货和牵引车,见表3。采用企业平均制考核CO 2排放
年份金额/单位:€/g/t-km
排放超标量核算方式
2019年~2024年
2019年~2024年可积累放信用额度,可用于且仅可用于2025年当年达标使用
2025年~2029年
4250
a. 2025年~2028年:总排放债务扣除排放信用额度
超出排放债务限额的部分
b. 2029年:未能累计抵偿清零的排放债务
c. 2025年~2028年产生的排放债务和排放信用可结
转, 所有的排放债务必须在2029年清偿归零
2030年及以后
6800
当年度产生的排放债务
表1 欧盟不同阶段CO2排放量超标处罚金额
量,在核算时考虑不同场景的碳排放差异,车型分组核算(将管理范围内的车型按驾驶室类型、发动机功率分成9组,又根据9组车型的使用场景和载荷细分出10种场景,即90组分组)。同时为激励零排放和低排放技术产品开发,法规设置相应的激励系数。
此外法规规定了详细的排放债务和信用的核算、管理以及处罚措施,对规定时间内CO2排放量超标的企
业征收排放债务,要求见表1。
法规采用(EU)2017/2400提供的VECTO模拟工具计算单个重型车辆的CO2排放。最终综合单车碳排放量、车型数量(分组车型的份额)、年里程、使用区域、载荷进行加权计算,得到企业的碳排放值。
2.3  美国重型商用车碳排放法规现状
美国奥巴马政府于2011年研究制定了适用于重型卡车的温室气体排放和燃油效率标准,现阶段执行该法规的第二阶段[5],于2016年8月16日由美国环境保护署(EPA)、美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)和美国交通部(DOT)联合发
Model years Subcategory Phase 1
Phase 2
2017–2020MY /g/t-mile 2021–2023MY
/g/t-mile
2024–2026MY
/g/t-mile
2027MY+
/g/t-mile
Class 7(all)Low-Roof104105.599.896.2 Mid-Roof115113.2107.1103.4 High-Roof120
113.5106.6100
Class 8
(Day Cab)
Low-Roof8080.576.273.4
Mid-Roof8685.480.978
High-Roof8985.680.475.7 Class 8
(Sleeper Cab)
Low-Roof6672.36864.1
Mid-Roof737873.569.6
High-Roof7275.770.764.3 Heavy-Haul Tractors--52.450.248.3 LHD Vocational
(Class2b-5,CI)
Multi-purpose420373344330
Regional334311296291
Urban482424385367 MHD Vocational
(Class6-7,CI)
Multi-purpose294265246235
Regional249234221218
Urban332296271258 HHD Vocational
(Class8,CI)
Multi-purpose287261242230
Regional220205194189
Urban338308283269 LHD Vocational
(Class2b-5,SI)
Multi-purpose441407385372
Regional357335324319
Urban502461432413 MHD Vocational
(Class6-7,SI)
Multi-purpose314293279268
Regional275261251247
Urban354328310297
表2 美国牵引车和专用车各阶段年型车CO2排放限值
布,实施时间为2018至2027年。
二阶段法规设定了牵引车、商用皮卡及厢式货车、专用车、牵引车及专用车发动机、挂车(二阶段新纳入)的限值。其中牵引车和专用车排放限值见表2。
对于牵引车,法规要求2017至2027年间达到15%~27%的CO 2减排,汽油专用车辆需达到10%~18%,柴油专用车需达到12%~24%。
美国对重型车CO 2及油耗的合规监管是基于EPA开发的整车模拟工具 GEM进行,不要求对底盘进行转鼓测试,此外考核方式同欧盟,采用企业平均制。
3    国内外重型商用车下一阶段油耗和碳排放法规3.1  中国重型商用车下一阶段油耗标准
国内四阶段油耗标准[6]于2020年12月完成立项,2021年11月完成标准草案,2022年5月发布征
求意见稿,目前标准已报批。标准采用同三阶段相同的分步实施方式,对于新申请型式批准的车型,预计2025年实施,对于已获得型式批准的车型,预计2027年起实施。
四阶段油耗标准保持了和三阶段相同的法规结构,其中重型货车、半挂牵引车和自卸汽车四阶段燃料消耗量限值见图1。重型货车、半挂牵引车、自卸汽车燃料消耗量限值在三阶段基础上加严12~15%(考虑测试工况切换带来的油耗增幅)。
标准采用新的测试方法(中国工况CHTC,见图2)[7],根据标准编制说明给出的数据,测试方法从C-WTVC循环工况切换到CHTC循环工况,货车燃料消耗量平均增幅约2.7%,自卸汽车约5%、半挂牵引车约2.8%。
3.2  欧盟重型商用车下阶段碳排放法规
2023年2月14日欧盟委员会发布重型车CO
2
图1 国内重型货车、半挂牵引车、自卸汽车第三、四阶段燃料消耗量限值对比
图2 三阶段C-WTVC循环工况和四阶段CHTC循环工况曲线
法规修订提案[8],新提案对现有的法规体系进行优化,撤销法规(EU)2018/956,将(EU)2019/1242和(EU)2018/956两个法规合二为一。法规从管理车型范围,CO 2减排目标,排放债务和信用核算、管理等方面进行了升级。
新提案管理范围从中重卡车辆扩展到其它的中重型车辆,包括中专用车、重型客车车辆,挂车等,见表3。
法规加严CO 2排放指标要求,与2019年的排放水平相比,要求2030年至2040年分阶段降低管理车辆的CO 2排放水平。自2030开始,下降45%,自2035年开始,下降65%,自2040年开始,下降90%,见图3。此外新增零排放车辆要求,规定自2030年开始,所有新增城市客车必须是零排放。
图3 欧盟(EU)2019/1242法规CO 2排放削减目标值
针对排放债务和信用的核算,2030年起将取消低排放核算系数,同时法规新增小规模企业豁免(某报告年度内新登记的重型车数量少于100辆的企业)。
3.3  美国重型商用车下阶段碳排放法规
2023年4月12日EPA公布了其拟议的重型车辆第三阶段温室气体标准[9]
,提案加严了已存在的二
(EU)2019/1242(现行)
(EU) 2019/1242(提案)
1. N 类:车组4/5/9/10
a. N 类卡车:车组53/54/1s/1/2/3/4/5/9/10/11/12/16,包括原管理车组4/5中发动
机功率不低于265kW 且运行里程小于350km 车辆;
b. N 类专用车:纳入部分根据(EU)2018/858规定的专用车和最大速度不超过79km/h 的专用牵引车;
c. M 类客车:纳入(EU)2017/2400规定的重型公交客车和公路客车;
d. O 类挂车:(EU)2022/1362规定的部分挂车.
表3 (EU) 2019/1242管理范围对比
图4 美国二、三阶段CO 2限值对比(牵引车)