一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估模型及方法

1.本发明涉及乘用车碳排放技术领域，尤其涉及一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估模型及方法。


背景技术：

2.我国乘用车产业要实现双碳目标战略，面临四大挑战：排放规模大，达峰和中和时间紧迫、全球范围内碳排放贸易竞争、产业生态的相互促进和牵制以及相关政策措施不完善。面对这些挑战，当务之急是摸清产业碳排放情况，为行业制定达标技术路径和完善产业政策、标准等提供参考，为企业确定动力技术发展方向提供依据。现有碳模型多仅着眼于生产或使用阶段，没有涵盖乘用车全生命周期，导致针对不同动力类型的乘用车碳排放衡量标准不一致，无法有效评价技术路线或新技术对于减碳的真实意义。此外，现有碳模型忽略了减碳经济效益，片面追求减碳而忽略经济成本不具有实际意义。
3.为应对乘用车双碳相关挑战，需要考虑建立单车全生命周期碳排放核算模型、单车全生命周期碳经济核算模型和车队全生命周期碳排放核算模型，针对乘用车全生命周期全生态的碳排放与碳经济展开研究。现有技术也针对上述挑战，进行了相关的设计分析，包括如下的实现方案：
4.(1)中国汽车技术研究中心-calcm模型：未考虑回收阶段碳排放和减排效应；
5.(2)清华大学-sklespc模型：没有考虑电动汽车电池损耗、更换等因素所带来的影响，没有考虑汽车主要组件的回收，没有建立phev碳排放模型；
6.(3)国际清洁运输理事会-carbon emission模型：未考虑电池回收的碳排放影响；
7.(4)麻省理工学院-eppa模型：未考虑生产阶段和回收阶段的碳排放；
8.(5)卡耐基梅隆大学-carbon economy模型：专注于乘用车动力总成而非整车碳排放，未考虑生产阶段和回收阶段的碳排放；
9.通过分析现有技术，发现现有技术还存在着如下不足之处：现有技术在进行乘用车单车全生命周期碳排放量核算时，没有涵盖乘用车全生命周期的各个阶段，对于乘用车整车回收，尤其是电池回收缺乏考虑；对于汽油车、混动车、纯电动车等不同技术路线乘用车，需要建立不同的单车碳模型进行核算，现有的乘用车碳模型对乘用车动力技术路线考虑不全。在评估特定技术的减碳效益时，不仅应考虑该技术所能减少的碳排放量，同时应考虑应用该技术来减少碳排放是否经济划算，现有方案对于技术的减碳经济性并未考虑。现有技术在评估当前乘用车市场碳排放总量时，多使用单一的乘用车销量结构车队或单一的乘用车保有量结构车队，不能结合增量数据与存量数据，对乘用车市场整体的碳排放情况进行全面认识，也不能对市场未来的碳排放情况进行准确预测。
10.因此，本领域的技术人员致力于开发一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估模型及方法。


技术实现要素：

11.有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是对乘用车单车全生命周期碳排放量核算时，没有涵盖乘用车全生命周期的各个阶段，没有核算减少碳排放是否经济划算。
12.为实现上述目的，本发明提供了一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估模型，包括单车全生命周期全生态碳排放核算模型、单车全生命周期全生态碳经济核算模型和车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，其中，
13.所述单车全生命周期全生态碳排放核算模型，用于计算单车全生命周期全生态碳排放量，所述全生命周期包括所述乘用车的生产阶段、使用阶段与回收阶段，所述全生态包括全工业环节，并考虑全程碳足迹；所述单车全生命周期全生态碳排放核算模型对所述乘用车的不同技术路线分别建模，展开差异化核算；
14.所述单车全生命周期全生态碳经济核算模型，计算所述乘用车单车在生命周期各阶段的经济成本，并通过碳税价格和/或双积分换算标准建立碳经济指标，实现碳排放与经济成本的关联性，提出基于收益的技术路线发展建议；
15.所述车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，基于单车碳排放核算结果和未来所述乘用车市场销量及保有量的预测数据，预判未来所述乘用车市场碳排放量，从碳角度提供车队结构调整建议。
16.进一步地，所述单车全生命周期全生态碳排放核算模型中，还考虑拆车及回收过程中因投入资源导致的额外产碳，以及可用零部件和金属回收利用所减少的当量二氧化碳；
17.所述单车全生命周期全生态碳排放量采用如下公式计算：
18.c
vehicle
＝c
production
+c
service
+c
recycle
，
19.其中，c
vehicle
为单车全生命周期全生态碳排放量，
20.c
production
为乘用车单车在生产阶段产生的碳排放量，
21.c
service
为乘用车单车在使用阶段产生的碳排放量，
22.c
recycle
为乘用车单车在回收阶段产生的碳排放量。
23.进一步地，所述生产阶段包括原材料生产、零部件加工和整车装配,所述使用阶段包括设施建设、行驶过程、能源补充和维护保养,所述回收阶段包括拆车厂建设、拆解过程和回收过程。
24.进一步地，所述乘用车的技术路线包括单一燃用汽油乘用车、纯电动乘用车、不可外接充电式混合动力乘用车、插电式混合动力乘用车与轻度混合动力乘用车。
25.进一步地，所述单车全生命周期全生态碳经济核算模型以单位减碳成本和折算碳排放量为指标，评估特定减碳技术的碳经济性，其中，
26.所述单位减碳成本crc：
[0027][0028]
其中：
[0029]
δm
vehicle
为单车全生命周期全生态经济成本的变化量，
[0030]
δc
vehicle
为单车全生命周期全生态碳排放量的变化量，
[0031]
所述折算碳排放量c
vehicle，m
：
[0032][0033]
其中：
[0034]
δc
vehicel，m
为单车碳排放折算变化量，
[0035]kcarbon
为碳经济性转换指标，
[0036]
所述单车全生命周期全生态经济成本m
vehicle
：
[0037]mvehicle
＝m
production
+m
service
+m
recyle
[0038]
其中：
[0039]mproduction
为乘用车单车在生产阶段的经济成本，
[0040]mservice
为乘用车单车在使用阶段产生的经济成本，
[0041]mrecycle
为乘用车单车在回收阶段产生的经济成本。
[0042]
进一步地，所述单车全生命周期全生态碳经济核算模型中，所述单车全生命周期中的所述生产阶段聚焦于整车生产，考虑的成本包括储能、车身、动力总成、材料加工与劳工成本。
[0043]
进一步地，所述车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，基于所述乘用车单车销量数据、所述单车全生命周期全生态碳排放量核算结果、所述乘用车市场销量及保有量数据来建立；所述车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，包括销量结构车队碳排放核算模型和保有量结构车队碳排放核算模型，所述销量结构车队碳排放核算模型用于评估并预测乘用车市场新售车辆的碳排放量，所述保有量结构车队碳排放核算模型用于评估并预测乘用车市场整体的碳排放量。
[0044]
进一步地，所述销量结构车队碳排放核算模型计算某年份y所述销量结构车队中新售车辆的碳排放总量；所述保有量结构车队碳排放核算模型计算年份y所述保有量结构车队中处于各个不同阶段的车辆产生的碳排放总量，包括新生产汽车的碳排放、所有车辆的使用期间产生的碳排放和报废汽车回收过程中产生的碳排放；其中，
[0045]
年份y销量结构车队全生命周期碳排放量c
salefleet，y
:
[0046][0047]
式中：
[0048]
sale
y，i
为年份y类型i汽车的销量，
[0049]cvehicle，i
为类型i车辆平均单车全生命周期碳排放量；
[0050]
年份y保有量结构车队全生命周期碳排放量c
stockfleet，y
：
[0051]cstockfleet，y
＝c
production，y
+c
service，y
+c
recycle，y
[0052]
式中：
[0053]cproduction，y
为年份y新生产乘用车所产生的碳排放，
[0054]cservice，y
为年份y车队所有乘用车使用过程产生的碳排放，
[0055]crecycle，y
为年份y回收报废乘用车所产生的碳排放。
[0056]
另一方面，本发明提供了一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估方法，所
述方法使用本发明提供的乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估模型，以单车当量二氧化碳排放量作为评估所述乘用车的碳排放水平参数，以单车减碳经济成本作为评估所述乘用车碳排放经济成本。
[0057]
进一步地，在评估所述乘用车碳排放经济成本时，重点关注引入某一技术路线后导致的所述单位减碳成本变化情况，以此评估所述技术路线的引入带来的减碳效应是否具有经济性。
[0058]
在本发明的较佳实施方式中，和现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
[0059]
1、本发明考虑乘用车全生命周期过程中生产、使用、回收三阶段中各生态环节的碳排放情况，面向各技术路线乘用车，进行差异化碳排放量核算，基于各大企业一手数据与实际需求，为汽车行业低碳发展提供参考意见；
[0060]
2、本发明考虑乘用车全生命周期过程中各生态环节的经济成本，面向各技术路线乘用车，进行差异化经济成本核算；
[0061]
3、本发明包含销量车队碳排放模型与保有量车队碳排放模型，综合考虑乘用车市场的增量及存量碳排放情况，对乘用车市场当前的碳排放总量进行核算，对其未来的碳排放总量进行预测，为政府及企业制定相关政策及技术发展方向提供建议。
[0062]
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
附图说明
[0063]
图1是本发明的一个较佳实施例的乘用车全生命周期全生态碳排放量与减碳经济性评估模型框架。
具体实施方式
[0064]
以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。
[0065]
在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。
[0066]
如图1所示，本发明实施例提供的一种乘用车全生命周期全生态碳排放量与减碳经济性评估模型框架，包括单车全生命周期全生态碳排放核算模型、单车全生命周期全生态碳经济核算模型和车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型。
[0067]
1、单车全生命周期全生态碳排放核算模型，用于计算单车全生命周期全生态碳排放量。全生命周期包括乘用车的生产阶段、使用阶段与回收阶段，其中，生产阶段包括原材料生产、零部件加工和整车装配，使用阶段包括设施建设、行驶过程、能源补充和维护保养,回收阶段包括拆车厂建设、拆解过程和回收过程；全生态包括全工业环节，并考虑全程碳足迹。同时，还考虑拆车及回收过程中因投入资源导致的额外产碳，以及可用零部件和金属回收利用所减少的当量二氧化碳。当量二氧化碳是为了构造一个合理的框架以便对减排各种温室气体所获得的相对利益进行定量，二氧化碳是最重要的温室气体，但也存在一些比如
甲烷、一氧化二氮等别的温室气体。这些“非二氧化碳”气体的综合影响相当巨大，再加上空气污染形成烟雾带来的升温，非二氧化碳气体的暖化效应大体上与二氧化碳相当。单车全生命周期全生态碳排放量采用如下公式计算：
[0068]cvehicle
＝c
producton
+c
service
+c
recycle
，
[0069]
其中，c
vehicle
为单车全生命周期全生态碳排放量，
[0070]cproduction
为乘用车单车在生产阶段产生的碳排放量，
[0071]cservice
为乘用车单车在使用阶段产生的碳排放量，
[0072]crecycle
为乘用车单车在回收阶段产生的碳排放量。
[0073]
另外，上述单车全生命周期全生态碳排放核算模型，对乘用车的不同技术路线分别建模，展开差异化核算。乘用车的技术路线包括单一燃用汽油乘用车、纯电动乘用车、不可外接充电式混合动力乘用车、插电式混合动力乘用车与轻度混合动力乘用车。
[0074]
2、单车全生命周期全生态碳经济核算模型，计算乘用车单车在生命周期各阶段的经济成本，并通过碳税价格和/或双积分换算标准建立碳经济指标，实现碳排放与经济成本的关联性，提出基于收益的技术路线发展建议。在上述单车全生命周期全生态碳经济核算模型中，单车全生命周期中的生产阶段聚焦于整车生产，考虑的成本包括储能、车身、动力总成、材料加工与劳工成本。
[0075]
单车全生命周期全生态碳经济核算模型以单位减碳成本和折算碳排放量为指标，评估特定减碳技术的碳经济性，其中，
[0076]
单位减碳成本crc：
[0077][0078]
其中：
[0079]
δm
vehicle0
为单车全生命周期全生态经济成本的变化量，
[0080]
δc
vehicle0
为单车全生命周期全生态碳排放量的变化量，
[0081]
折算碳排放量c
vehicle，m
：
[0082][0083]
其中：
[0084]
δc
vehicle，m
为单车碳排放折算变化量，
[0085]kcarbon
为碳经济性转换指标，
[0086]
单车全生命周期全生态经济成本m
vehicle
：
[0087]mvehicle
＝m
production
+m
service
+m
recyle
[0088]
其中：
[0089]mproduction
为乘用车单车在生产阶段的经济成本，
[0090]mservice
为乘用车单车在使用阶段产生的经济成本，
[0091]mrecycle
为乘用车单车在回收阶段产生的经济成本。
[0092]
3、车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，基于单车碳排放核算结果和未来乘用车市场销量及保有量的预测数据，预判未来乘用车市场碳排放量，从碳角度提供车
队结构调整建议。
[0093]
在车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型中，基于乘用车单车销量数据、单车全生命周期全生态碳排放量核算结果、乘用车市场销量及保有量数据来建立；车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，包括销量结构车队碳排放核算模型和保有量结构车队碳排放核算模型，其中，销量结构车队碳排放核算模型，用于评估并预测乘用车市场新售车辆的碳排放量；保有量结构车队碳排放核算模型，用于评估并预测乘用车市场整体的碳排放量。
[0094]
销量结构车队碳排放核算模型，通过计算某年份y销量结构车队中新售车辆的碳排放总量来评估，具体为：
[0095]
年份y销量结构车队全生命周期碳排放量c
salefleet，y
:
[0096][0097]
式中：
[0098]
sale
y，i
为年份y类型i汽车的销量，
[0099]cvehicle，i
为类型i车辆平均单车全生命周期碳排放量；
[0100]
保有量结构车队碳排放核算模型，通过计算年份y保有量结构车队中处于各个不同阶段的车辆产生的碳排放总量来评估，包括新生产汽车的碳排放、所有车辆的使用期间产生的碳排放和报废汽车回收过程中产生的碳排放，具体为：
[0101]
年份y保有量结构车队全生命周期碳排放量c
stockfleet，y
：
[0102]cstockfleet，y
＝c
production，y
+c
service，y
+c
recycle，y
[0103]
式中：
[0104]cproduction，y
为年份y新生产乘用车所产生的碳排放，
[0105]cservice，y
为年份y车队所有乘用车使用过程产生的碳排放，
[0106]crecycle，y
为年份y回收报废乘用车所产生的碳排放。
[0107]
和现有技术相比，本发明优选实施例提供的乘用车全生命周期全生态碳排放量与减碳经济性评估模型，具有如下有益的技术效果：
[0108]
1、针对现有技术在进行乘用车单车全生命周期碳排放量核算时，没有涵盖乘用车全生命周期的各个阶段，对于乘用车整车回收，尤其是电池回收缺乏考虑；对于汽油车、混动车、纯电动车等不同技术路线乘用车，需要建立不同的单车碳模型进行核算，现有的乘用车碳模型对乘用车动力技术路线考虑不全，本发明建立了乘用车单车全生命周期全生态碳排放核算模型，考虑乘用车全生命周期过程中生产、使用、回收三阶段中各生态环节的碳排放情况，面向各技术路线乘用车，进行差异化碳排放量核算。本发明通过基于一手数据，助力低碳发展：基于各大企业一手数据与实际需求，为汽车行业低碳发展提供参考意见。技术路线丰富，能源形式广泛：涵盖技术路线汽油车、代用燃料内燃机车、常规式混动车、插电式混动车及纯电动车等多种技术路线，化石燃料、代用燃料、电能等多种能源形式。
[0109]
2、针对现有技术在评估特定技术的减碳效益时，仅考虑该技术所能减少的碳排放量，但并未同时考虑应用该技术来减少碳排放是否经济划算，本发明建立了单车全生命周期全生态碳经济核算模型，考虑乘用车全生命周期过程中生产、使用、回收三阶段中各生态环节的经济成本，面向各技术路线乘用车，进行差异化经济成本核算；定义单位减碳成本与
折算碳排放量为衡量指标，定量对比各技术的减碳经济性，综合考虑各减碳技术的减碳能力与减碳效益。同时也提供了降碳成本评估，优选技术路线：基于不同技术路线与现有结构提供降碳经济成本核算，评估各降碳技术路线可行性与经济性。
[0110]
3、现有技术在评估当前乘用车市场碳排放总量时，多使用单一的乘用车销量结构车队或单一的乘用车保有量结构车队，不能结合增量数据与存量数据，对乘用车市场整体的碳排放情况进行全面认识，也不能对市场未来的碳排放情况进行准确预测。本发明建立了车队全生命周期碳排放核算模型，包含销量车队碳排放模型与保有量车队碳排放模型，综合考虑乘用车市场的增量及存量碳排放情况，对乘用车市场当前的碳排放总量进行核算，对其未来的碳排放总量进行预测，为政府及企业制定相关政策及技术发展方向提供建议。通过对未来市场的预测，助力政策制定：从能源结构与技术路线角度出发，为乘用车市场结构发展，碳排放情况提供预测与发展建议。
[0111]
在本发明的优选实施例中，本发明还提供了一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估方法，该方法使用本发明实施例提供的一种乘用车全生命周期全生态碳排放量与减碳经济性评估模型，以单车当量二氧化碳排放量作为评估乘用车的碳排放水平参数，以单车减碳经济成本作为评估乘用车碳排放经济成本，并在评估乘用车碳排放经济成本时，重点关注引入某一技术路线后导致的单位减碳成本变化情况，以此评估技术路线的引入带来的减碳效应是否具有经济性。
[0112]
下面结合本发明优选实施例，对本发明进行详细说明。
[0113]
如图1所示，针对现有技术中，对乘用车单车全生命周期碳排放量核算时，没有涵盖乘用车全生命周期的各个阶段，也没有核算减少碳排放是否经济划算，本发明提供了一种乘用车全生命周期全生态碳排放量与减碳经济性评估模型。通过生产、使用、回收三个阶段综合考虑乘用车全生命周期碳排放量，通过碳税、碳交易或吸收等量碳排放所需绿化成本等经济指标将排放转化为经济效益。当引入新的技术路线，如电池技术革新，动力结构调整等，会对单车碳排放产生定量影响，作用环节不同会导致碳排放效应不同，通过经济指标可以进一步量化引进该技术导致的经济成本浮动，两者做比则可得到降低单位碳排放所需的经济成本，共企业评估技术的可行性。同时，企业根据自身产业结构，对自身企业生产的汽车进行整体评估(车队模型)，通过生产结构等对单车模型进行加权，所得结果可反应企业整体的减碳效益，并可根据这一指标对产能结构、技术路线升级等关键决策过程提供指导。
[0114]
针对单一燃用汽油乘用车、纯电动乘用车、不可外接充电式混合动力乘用车、插电式混合动力乘用车与轻度混合动力乘用车，建立全生命周期全生态碳排放与碳经济核算模型：
[0115]
1.建立单车全生命周期全生态碳排放核算模型。涵盖乘用车在生产、使用与回收三阶段全生态周期的碳排放量，立足企业数据，包含全工业环节，考虑全程碳足迹，并针对当下主流的各乘用车技术路线分别建模，展开差异化核算。
[0116]
2.建立单车全生命周期全生态碳经济核算模型。考虑单车在生命周期各阶段的经济成本，通过碳税价格、双积分等换算标准建立碳经济指标，实现碳排放与经济成本的关联性，提出基于收益的技术路线发展建议，以帮助企业优化减碳技术发展路径，在减碳的同时提高经济效益。
[0117]
3.建立车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型。基于单车碳排放核算结果及未来乘用车市场销量及保有量预测数据预判未来乘用车市场碳排放量发展趋势，从碳角度提供车队结构调整指导建议，促进我国乘用车市场达成双碳目标。
[0118]
在核算结果呈现时，以千克当量二氧化碳(kgco2e)为单位描述乘用车的碳排放量，以单位减碳成本和折算碳排放量为指标评估各减碳技术的碳经济性。
[0119]
【单车全生命周期全生态碳排放核算模型】
[0120]
针对各技术路线乘用车单车全生命周期全生态碳排放量建立核算模型，所指全生命周期包含生产、使用和回收三个阶段。生产阶段包括原材料生产、零部件加工和整车装配三个环节；使用阶段包括设施建设、行驶过程、能源补充和维护保养四个环节；回收阶段包括拆车厂建设、拆解过程以及回收过程三个环节，考虑拆车及回收过程中因投入资源导致的额外产碳及可用零部件和金属回收利用所减少的当量二氧化碳。
[0121]
单车全生命周期全生态碳排放量c
vehicle
：
[0122]cvehicle
＝c
production
+c
service
+c
recycle
[0123]
式中：
[0124]cproduction
——乘用车单车在生产阶段产生的碳排放量，kgco2e
[0125]cservice
——乘用车单车在使用阶段产生的碳排放量，kgco2e
[0126]crecycle
——乘用车单车在回收阶段产生的碳排放量，kgco2e
[0127]
【单车全生命周期全生态碳经济核算模型】
[0128]
针对各技术路线乘用车单车全生命周期全生态碳经济建立核算模型，所指全生命周期包含生产、使用和回收三个阶段。生产阶段聚焦于整车生产，考虑储能、车身、动力总成、材料加工与劳工五大成本，使用阶段与回收阶段的核算涵盖环节与单车碳排放模型保持一致。
[0129]
单车全生命周期全生态经济成本m
vehicle
：
[0130]mvehicle
＝m
production
+m
service
+m
recycle
[0131]
式中：
[0132]mproduction
——乘用车单车在生产阶段的经济成本，元
[0133]mservice
——乘用车单车在使用阶段产生的经济成本，元
[0134]mrecycle
——乘用车单车在回收阶段产生的的经济成本，元
[0135]
模型以单位减碳成本与折算碳排放量为指标，对比评估特定减碳技术的碳经济性。为计算单位减碳成本与折算碳排放量，首先需计算应用该技术后单车全生命周期的碳排放量与经济成本。其次，选定基准与碳经济性转换指标。通常选定应用减碳技术前的核算结果为基准值，评估应用该减碳技术的碳经济性；亦可选定其他对比技术核算结果为基准，比较不同技术的减碳经济性。选定基准值后，明确应用特定减碳技术前后的碳排放量变化量与经济成本变化量。碳经济性转换指标可选定为碳交易价格，或衡量二氧化碳排放社会价值的其他测算指标。
[0136]
单位减碳成本定义为经济成本变化量与碳排放量变化量之比，单位为元/kgco2e。单位减碳成本crc：
[0137]
[0138]
式中：
[0139]
δm
vehicle
——乘用车单车全生命周期全生态经济成本变化量，元
[0140]
δc
vehicle
——乘用车单车全生命周期全生态碳排放量变化量，kgco2e
[0141]
折算碳排放量定义为全生命周期碳排放量与碳排放折算变化量之和，碳排放折算变化量定义为经济成本变化量与碳经济性转化指标之比。折算碳排放量c
vehicle，m
：
[0142][0143]
式中：
[0144]
δc
vehicle，m
——乘用车单车碳排放折算变化量，kgco2e
[0145]kcarbon
——碳经济性转换指标，kgco2e/元
[0146]
【车队全生命周期碳排放核算及预测模型】
[0147]
基于乘用车单车销量数据与全生命周期碳排放量核算结果，结合以中国乘用车市场销量及保有量的统计和预测数据，建立乘用车车队全生命周期全生态碳排放核算模型，具体包括销量结构车队碳排放核算模型与保有量结构车队碳排放核算模型，通过销量车队模型评估并预测中国乘用车市场当下及未来新售车辆的碳排放变化趋势，通过保有量车队模型评估并预测中国乘用车市场整体的碳排放变化状态。
[0148]
为核算乘用车车队全生命周期碳排放量，首先需明确单车全生命周期碳排放量及对应的车型与销量信息。针对相同技术路线或同一区域大小级别的乘用车单车碳排放核算结果，根据其车型销售数量进行加权平均，得到该技术路线或该区域大小级别乘用车的平均全生命周期碳排放量。在此基础上，结合中国乘用车市场的销量结构预测，建立销量结构车队碳排放核算模型；基于中国乘用车市场保有量结构统计数据、销量结构预测数据和报废率统计数据，对中国乘用车市场的保有量结构进行预测，建立保有量结构车队碳排放核算模型。
[0149]
年份y乘用车销量结构车队全生命周期碳排放量c
salefleet，y
:
[0150][0151]
式中：
[0152]
sale
y，i
——年份y类型i汽车的销量，辆
[0153]cvehicle，i
——类型i车辆平均单车全生命周期碳排放量，kgco2e/辆
[0154]
考虑单车全生命周期是指乘用车从生产到报废回收的整个过程，而保有量结构车队是由处于各个不同阶段的乘用车组成的，不具有确切的生命周期，因此研究保有量结构车队全生命周期碳排放应该聚焦于某一时间段。将乘用车保有量结构车队全生命周期碳排放量定义为年份y保有量结构车队中处于各个不同阶段的车辆产生的碳排放总量，包括新生产汽车的碳排放、所有车辆的使用期间产生的碳排放和报废汽车回收过程中产生的碳排放。
[0155]
年份y保有量结构车队全生命周期碳排放量c
stockfleet，y
：
[0156]cstockfleet，y
＝c
production，y
+c
service，y
+c
recycle，y
[0157]
式中：
[0158]cproduction，y
——年份y新生产乘用车所产生的碳排放，kgco2e
[0159]cservice，y
——年份y车队所有乘用车使用过程产生的碳排放，kgco2e
[0160]crecycle，y
——年份y回收报废乘用车所产生的碳排放，kgco2e
[0161]
在本发明优选实施例中，本发明提供了一种乘用车全生命周期全生态碳排放量与减碳经济性评估方法，该方法以单车当量二氧化碳排放量作为评估相应车型的乘用车碳排放水平的参数，数值越高代表该款乘用车在全生命周期中排放二氧化碳的量越大，对于使用者/乘用车生产企业而言，可以进一步通过三个主阶段的碳排放量计算数值(c
production
，c
service
，c
recycle
)来评估车辆碳排放的重点环节所在，并针对性进行方法改进以降低相关数值。如某款车型碳排放量偏高，计算发现c
production
/c
vehicle
》0.5，则说明生产环节的碳排放占到了全生命周期碳排放50％以上，说明生产过程存在严重问题，需要对生产原材料或生产工艺进行进一步分析并迭代技术。
[0162]
以单车减碳经济成本作为评估乘用车碳排放经济成本，其重点关注的是引入某一技术变量后导致的单位减碳成本crc变化情况，以此评估某一技术路线的引入带来的减碳效应是否具有经济性。crc数值存在如下情况：
[0163]
(1)数值为负：经济成本变化量为负，碳排放变化量为正，表明技术引进能够有效降低经济成本，但不利于减碳；
[0164]
(2)数值为负：经济成本变化量为正，碳排放变化量为负，表明技术引进能够降低碳排放量，但需要付出一定的经济成本；
[0165]
(3)数值为正：经济成本变化量为负，碳排放变化量为负，表明技术引进降低了碳排放，同时还是得经济成本降低，表明该技术路线行之有效；
[0166]
(4)数值为正：经济成本变化量为正，碳排放变化量为正，表明技术路线引进不仅没有降低碳排放，还提高了经济成本，属于不符合实际需求得技术路线，不应采用。
[0167]
例如，某乘用车通过增大电池容量提升了续航里程，但同时导致车重提升、同时大电池生产过程导致的生产环节碳排放提升，经济成本提升，综合计算crc所得数值为正，且经济成本变化量为正，碳排放变化量为正，表明通过单纯提升电池容量这一方法无法提升乘用车在碳排放方面的表现，因此应考虑其他技术路线。
[0168]
在单车模型基础上，车队模型则为企业或政府部门提供产业升级建议，车企生产乘用车往往涉及不同的技术路线，如纯电汽车、混动汽车、汽油车等，不同类型汽车生产规模也有差异。按照前述方法计算可以得到各车型碳排放与碳经济指标，根据生产规模与生产力分配进行加权，则能够获取企业整体的碳排放与碳经济指标，企业可以通过模型评估引进某一先进技术对整体企业的经济效益，并根据计算结果调整生产计划与产线结构。对政府部门而言，通过模型计算则能够判定哪些企业在碳排放方面做出了实际贡献，同时兼顾了经济指标，也能够为新技术扶持提供理论支持。
[0169]
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估模型，其特征在于，包括单车全生命周期全生态碳排放核算模型、单车全生命周期全生态碳经济核算模型和车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，其中，所述单车全生命周期全生态碳排放核算模型，用于计算单车全生命周期全生态碳排放量，所述全生命周期包括所述乘用车的生产阶段、使用阶段与回收阶段，所述全生态包括全工业环节，并考虑全程碳足迹；所述单车全生命周期全生态碳排放核算模型对所述乘用车的不同技术路线分别建模，展开差异化核算；所述单车全生命周期全生态碳经济核算模型，计算所述乘用车单车在生命周期各阶段的经济成本，并通过碳税价格和/或双积分换算标准建立碳经济指标，实现碳排放与经济成本的关联性，提出基于收益的技术路线发展建议；所述车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，基于单车碳排放核算结果和未来所述乘用车市场销量及保有量的预测数据，预判未来所述乘用车市场碳排放量，从碳角度提供车队结构调整建议。2.如权利要求1所述的评估模型，其特征在于，所述单车全生命周期全生态碳排放核算模型中，还考虑拆车及回收过程中因投入资源导致的额外产碳，以及可用零部件和金属回收利用所减少的当量二氧化碳；所述单车全生命周期全生态碳排放量采用如下公式计算：c
vehicle
＝c
production
+c
service
+c
recycle
，其中，c
vehicle
为单车全生命周期全生态碳排放量，c
production
为乘用车单车在生产阶段产生的碳排放量，c
service
为乘用车单车在使用阶段产生的碳排放量，c
recycle
为乘用车单车在回收阶段产生的碳排放量。3.如权利要求2所述的评估模型，其特征在于，所述生产阶段包括原材料生产、零部件加工和整车装配，所述使用阶段包括设施建设、行驶过程、能源补充和维护保养，所述回收阶段包括拆车厂建设、拆解过程和回收过程。4.如权利要求3所述的评估模型，其特征在于，所述乘用车的技术路线包括单一燃用汽油乘用车、纯电动乘用车、不可外接充电式混合动力乘用车、插电式混合动力乘用车与轻度混合动力乘用车。5.如权利要求4所述的评估模型，其特征在于，所述单车全生命周期全生态碳经济核算模型以单位减碳成本和折算碳排放量为指标，评估特定减碳技术的碳经济性，其中，所述单位减碳成本crc：其中：δm
vehicle
为单车全生命周期全生态经济成本的变化量，δc
vehicle
为单车全生命周期全生态碳排放量的变化量，所述折算碳排放量c
vehicle，m
：
其中：δc
vehicle，m
为单车碳排放折算变化量，k
carbon
为碳经济性转换指标，所述单车全生命周期全生态经济成本m
vehicle
：m
vehicle
＝m
production
+m
service
+m
recycle
其中：m
production
为乘用车单车在生产阶段的经济成本，m
service
为乘用车单车在使用阶段产生的经济成本，m
recycle
为乘用车单车在回收阶段产生的经济成本。6.如权利要求5所述的评估模型，其特征在于，所述单车全生命周期全生态碳经济核算模型中，所述单车全生命周期中的所述生产阶段聚焦于整车生产，考虑的成本包括储能、车身、动力总成、材料加工与劳工成本。7.如权利要求5所述的评估模型，其特征在于，所述车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，基于所述乘用车单车销量数据、所述单车全生命周期全生态碳排放量核算结果、所述乘用车市场销量及保有量数据来建立；所述车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，包括销量结构车队碳排放核算模型和保有量结构车队碳排放核算模型，所述销量结构车队碳排放核算模型用于评估并预测乘用车市场新售车辆的碳排放量，所述保有量结构车队碳排放核算模型用于评估并预测乘用车市场整体的碳排放量。8.如权利要求7所述的评估模型，其特征在于，所述销量结构车队碳排放核算模型计算某年份y所述销量结构车队中新售车辆的碳排放总量；所述保有量结构车队碳排放核算模型计算年份y所述保有量结构车队中处于各个不同阶段的车辆产生的碳排放总量，包括新生产汽车的碳排放、所有车辆的使用期间产生的碳排放和报废汽车回收过程中产生的碳排放；其中，年份y销量结构车队全生命周期碳排放量c
salefleet，y
：式中：sale
y，i
为年份y类型i汽车的销量，c
vahicle，i
为类型i车辆平均单车全生命周期碳排放量；年份y保有量结构车队全生命周期碳排放量c
stockfleet，y
：c
stockfleet，y
＝c
production,y
+c
service，y
+c
recycle，y
式中：c
productio，y
为年份y新生产乘用车所产生的碳排放，c
service，y
为年份y车队所有乘用车使用过程产生的碳排放，c
recycle，y
为年份y回收报废乘用车所产生的碳排放。9.一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估方法，其特征在于，所述方法使用如
权利要求5-8所述任意一项的评估模型，以单车当量二氧化碳排放量作为评估所述乘用车的碳排放水平参数，以单车减碳经济成本作为评估所述乘用车碳排放经济成本。10.如权利要求9所述的评估方法，其特征在于，在评估所述乘用车碳排放经济成本时，重点关注引入某一技术路线后导致的所述单位减碳成本变化情况，以此评估所述技术路线的引入带来的减碳效应是否具有经济性。

技术总结
本发明公开了一种乘用车全周期碳排放量与减碳经济性评估模型及方法，涉及乘用车碳排放技术领域，包括单车全生命周期全生态碳排放核算模型，用于计算单车全生命周期全生态碳排放量，对乘用车技术路线分别建模，展开差异化核算；单车全生命周期全生态碳经济核算模型，计算单车在生命周期各阶段的经济成本，并建立碳经济指标，实现碳排放与经济成本关联，提出基于收益的技术路线发展建议；车队全生命周期全生态碳排放核算与预测模型，基于单车碳排放和乘用车市场销量及保有量，预判乘用车市场碳排放量，从碳角度提供车队结构建议。本发明考虑乘用车全周期中的碳排放和经济成本，面向各技术路线进行差异化核算，为汽车行业低碳发展提供参考意见。提供参考意见。提供参考意见。


技术研发人员：李雪松 许敏 张亦嘉 王上宁 高粲 罗徐霖 荀港 龚水成 邱舒怿 张伟旋 傅锦泓 税昀昊 薛灏
受保护的技术使用者：上海交通大学
技术研发日：2023.05.29
技术公布日：2023/7/12