作为国民经济重要的支柱产业之一，中国汽车制造的总量已连续12年全球第一。世界第一汽车产销大国自然也会带来巨大的能源、资源消耗。据统计，仅2017年中国乘用车燃油消耗总量就达到11293.1万吨。此外，汽车产业链上游涉及冶金、电子、机械、化工等多个行业，下游涉及物流、运输、租赁等领域，是一个关系国计民生的庞大体系。因此，对汽车产业的温室气体排放管理工作，必将对整个制造业体系的低碳化起到至关重要的溢出效应。

当前，我国汽车整车碳排放的研究多集中在燃料生产及汽车使用阶段，基于汽车全产业链的研究相对较少。但值得关注的是，当前国际上汽车碳排放研究已逐步向汽车全产业链转移。随着乘用车特别是纯电动乘用车全产业链的碳排放呈逐渐上升的趋势，美国GREET模型已经逐步将生产过程纳入核算边界。另外，美国、欧盟和新加坡等国专家提出，车辆碳排放核算法规只对汽车行驶阶段和燃料生产设定限值，忽略了材料及生产制造环节，容易导致污染转移等问题。因此，正在由生态环境部牵头制定的《乘用车碳排放核算技术规范及限额标准》，总体思路是要制定国际领先的基于全生命周期的汽车碳排放核算技术规范。核算范围将涵盖汽车材料、零部件及整车生产、使用、回收等全生命周期各个阶段。

从一辆整车的全生命周期碳排放量来看，主要排放集中在使用阶段，占比接近90%。虽然整车生产的能源消耗和碳排放占比很小，但所有车企加总之和的规模不小，特别是带动上游产业链的能源消耗和碳排放也是一个惊人的数字。随着汽车电动化格局的加速形成，生产阶段的能源消耗及碳减排比重将日益扩大。提高生产过程中能源利用的经济性、高效化和低碳化已经成为企业推动碳达峰、碳中和工作的有效抓手，也是汽车生产企业当前最直接、最经济的减排方式。不仅可以有效、大幅把产业所消耗的能源总量降下来，也可以借助国际成熟的能源管理技术推动企业高质量发展和低碳转型。

一、汽车企业生产制造端的能源消耗与能源管理现状

1.汽车整车制造的能源消耗与能源管理

整车工艺主要耗能包括电力、燃气、水、热能等，主要工艺包括冲压、焊接、涂装、总装，主要用能设备包括前处理槽、电泳槽、涂装机器人、焊机等。分析整车制造车间工艺用能情况发现，用能结构中电能消耗占比最高，达到总能耗的70%，工艺生产中涂装能耗占比最高，达到总工艺用能的50%。整车制造工艺流程中各环节对能源的需求量和品质要求存在差异性，例如涂装车间，涂装过程从预脱脂到电泳，再到最后烘干，用热品位需求从28℃~140℃不等，存在巨大的节能减耗空间。因此，厘清汽车制造产业能源消耗，开展能源清洁化提升和节能减排是行业重要的工作之一。

现阶段汽车整车制造企业仍存在提升空间和压力，具体体现在：

（1）设施设备运行模式持续优化，能源综合利用效率提升。现阶段大多数汽车制造厂是在2000年至2015年间逐渐投产的，近二十年来，国内汽车制造厂家仍采用以化石能源为主，清洁能源为辅的汽车能源供应方式，能源结构相对简单、设施设备运行模式单一、电力依赖性强，生产工艺用能管理粗放，厂区生产管理对过程能耗、节能技术缺乏细致和充分了解，通过科学的手段进行能耗分析与集中调控，可以进一步解决能源消耗和供给过程中存在的能源浪费问题，提升能源利用效率，降低整车制造企业生产制造端碳排放总量。

（2）智能化水平可进一步提升。汽车生产能源消耗量与生产成本占比在一定程度上体现了整车企业的智能化水平。通过对全国汽车装备制造行业的调研分析，能源统筹管理、提升智能化水平可有效降低生产能源消耗，降低碳排放水平。现阶段能源系统运行管理和控制主要特征体现：

1）供能设施设备层面。锅炉、空压、冷水机组、换热器等多采用彼此独立的管理方式，设计装机规模远大于实际使用功能，前期投资与规模大，后期利用率低；

2）用能系统层面。厂区电、热、冷、空压、给排水等系统独立运行各自管理，能源系统间割裂，热、冷、电等能源之间时空优化和互补效应未充分释放；

3）控制管理层面。各用能系统之间自成控制体系及逻辑，各自具有一套简单的控制管理模式和控制平台，统一协同控制管理不足；

4）运维管理层面。70%~80%的老汽车制造企业信息采集以人工抄表为主，简单计量系统为辅助，从设施设备到平台的信息链路未打通，多级系统间价值特征释放及调度优化不足，能源及系统综合价值属性难释放。

（3）单车利润低，节约能源成本价值凸显。生产能效低、智慧化水平低意味着生产单台车需要消耗的能源量更大，能源消耗量极大影响着单台汽车的制造成本。与此同时，煤改电、煤改气、“双碳”目标等强制环保政策的实行，增加了车辆制造厂蒸汽、供热、电力的需求成本。

以实际调研的某些重卡、轻卡整车厂为例，厂家将单台重卡车、轻卡车出售给自己的销售部门，单台车的利润在1500元左右。据统计，汽车装备制造业能源成本占汽车装备单车成本的3%~5%左右，比例虽小，但基数却大。因而，减少或消除生产过程中的能源浪费，降低能源成本，是提升企业行业竞争力的重要支撑。

2.汽车零部件制造企业的能源消耗与能源管理

汽车装备制造厂的主生产工艺除了汽车整车装配工艺外，还包括：铸锻、零部件铸造、发动机制造总装、变速箱制造总装、橡塑件、桥箱、底盘装配等生产工艺。这些工艺主要消耗能源为电、热、压缩空气等。

根据对某重汽企业的调研数据分析，各生产工艺中电能消耗量能占到66%~92%之间，热能消耗占比2%~21%之间，压缩空气消耗量在5%~22%之间，其他能耗在1%~13%之间。主要用电生产设备有各种数控机床、焊机、电动工具等，公辅设备包括空压机、制冷站、锅炉房及水处理等，此外还有空调、照明及生活办公楼等生活设备；压缩空气主要用于吹干、切削吹扫、气动工具驱动和少量涂装机器人等；供冷主要是少量切削工艺冷却用冷、车间和办公室舒适性空调；供热主要是车间和办公室冬季供暖与部分工艺用热。通过调研分析可以发现，汽车零部件制造企业除具备整车制造相似的提升空间外，同时具备以下用能特点

（1）能源供应系统复杂多样，对能源系统管控的专业性要求提高

以橡塑件为例，主要产品有汽车铝合金燃油箱、消声器、仪表台、座椅、卧铺、暖风机、汽车电线束、橡胶减震件等，涵盖了装配、冲压、焊接、混炼、硫化、注塑等多项工艺。系统零部件生产线各个部位的能源特点和要求都不尽一致，工艺布局有多种形式。同时，零部件加工对供能可靠性、生产效率、精确性、性价比等具有更高的要求。针对工艺复杂的汽车零部件制造企业，采用综合能源智慧管理系统，可以实现精细化用能管理，实现对企业碳排放指标的控制。

（2）能源供给单一，多源协同潜力可进一步释放 

汽车零部件制造企业对于电能的依赖性更强。据调研数据显示，某汽车零部件生产企业电能消耗占比高达80%，主要来源于市政电力，天然气消耗量达到19%，主要用于熔化线与热处理。单一能源的需求波动或单一生产线生产计划变化直接影响系统整体的经济效果，若能源供给完全依赖市政，成本完全受制于市政供能价格，将给汽车制造企业带来更大的发展限制。采用多种清洁能源生产或余热储能技术，有利于降低单一能源依赖，提高生产能源保供能力，是节能减排最直接的途径。

相比老汽车制造企业，一些合资企业或新建车厂的能源管理及节能在行业中处于领先地位，能效管理、智慧化程度以及能源成本控制方面已经达到较高水平。在国家“碳达峰、碳中和”战略目标要求和构建“双循环”新发展格局的大背景下，这些新型汽车制造企业仍面临着每年不同比例的节能降耗指标要求，需要采取渐进的举措落实上述考核指标。根据对国内相关车企的初步调研和走访，其可在涂装热系统平衡与优化、新能源利用的最大化消纳、智慧平台管理与生产工艺间的动态调整和匹配等方面进一步提升与优化。

二、汽车企业生产制造端碳减排解决方案与实现路径

思安新能源结合汽车企业的发展特点和能源管理现状，构建“三综合”的智慧综合能源发展理念及技术支撑体系，为汽车企业提供的一站式和体系化的智慧综合能源整体解决方案。第一个综合，多能互补，多种能源的综合利用；第二个综合，供配储用，从供给端到工艺端的综合协同；第三个综合，从工艺系统到能源技术、物联网及平台的综合协同。与此同时，基于此理念，思安新能源构建了具有自主产权的智慧综合能源技术体系，以柔性储能为支撑，以智慧管理为驱动，以物理系统、信息物联到平台的信息流为轴，构建涵盖能源生产、输配、应用、储存四环节的、自平衡、自组织的智慧能源高速旋转“陀螺体”。通过各环节内部及环节间的交互，优化系统配置及平衡，以及系统的运行优化及能源流、物质流和信息流的有序、非线性流动，实现系统全周期的高效、经济、可靠运转。主要包括以下四个方面：

（1）建立多能源、多环节、多技术协同的综合能源系统。以经济、低碳、高效为优化目标，构建“用、供、配、储”多环节，“冷、热、电、气、水”多能源系统的交互节点模型，发挥能源间、环节间、技术间的特质禀赋及联动效应，加速能源流、物质流、信息流的融合与有序流动，释放多能源、多系统、多环节的协同增益价值。

（2）因地制宜、多措并举，全方位提升系统经济、低碳、高效价值。针对企业实际用能需求和问题，因地制宜，在能源系统用、供、配各环节采用地源热泵、涂装热系统梯级利用、空压机系统提效及热回收、变配电整合优化、分布式光伏发电等多种措施，充分释放多能协同提质增效、可再生能源清洁低碳的价值，全面提升企业综合能源系统整体技术经济效益。

（3）智慧综合能源多层级协同优化。构建贯穿设施设备、系统组合、综合系统集成、运行优化及智慧平台管理于一体的汽车装备制造业技术支撑与服务体系，最大化提升系统能效水平。

（4）建立智慧能源管理平台。利用大数据和数字化平台手段，能够将能源技术和平台数字化技术有机结合在一起，通过数字化手段提高整个车厂管理水平，降低能源的浪费。

三、加快智慧综合能源管理应用，打造汽车企业“无碳工厂”

构建数字化智慧化的汽车装备制造工厂综合能源服务体系，是提高汽车装备制造业用能效率、促进绿色低碳发展、推动社会整体能效提升的重要手段。在制定汽车制造企业碳减排解决方案的同时，对整个生产中的碳流动过程进行分析，进而形成汽车装备企业生产制造端碳减排实施路径，具体包括源头脱碳、过程脱碳、终端脱碳和智慧管碳，降碳行动贯穿汽车生产全过程，形成碳排放全面管理格局。

（1）源头脱碳

生产能源供应来源清洁、可再生，充分发挥环境和地理优势，大力推进清洁电力替代和设施设备电气化改造。具体措施包括构建厂区分布式光伏与配电网融合系统，减容，促消纳，发展地热源、空气源等多能协同热源形式，减少传统能源依赖，充分利用工业、热电厂余热余压，实现能源的梯级利用，引入绿色电力交易等。

（2）过程减碳

主要是对设备系统性能、运行操作以及技术管理的要求。生产设备及系统工况调优节能提效，提升能源转化效率，降低能源传输过程损失；推进综合系统优化，发挥柔性储能调节和中枢作用，多系统融合促进，发挥能源过程空间时效性，需供动态匹配，实时寻优，实现需求导向下的能源利用最大化；通过经济杠杆和施控优化的方式，整体降低厂区内的能源费用，最后以需求侧为主导的供应侧能源应用优化，解决系统的整体利用效率。

（3）终端降碳

终端降碳首先要贴近工艺，从原工艺过程入手，以实际用能需求为导向，优化用能时序及品位需求，通过合理调控设施设备余能的排放和利用，实现需求侧余能本地消纳，减少工业废气无组织排放，达到降碳节能的目的；其次，必要时鼓励推行先进工艺技术改造，例如涂装喷漆工艺中采用某新型涂料，有效降低了烘干工艺过程中的用热需求。

（4）智慧管碳

以客户终端实际的用能需求为导向，以信息采集、计量、通讯等为抓手，调整优化所有的生产供给方式，实现信息的交互和对物理系统的数字化刻画，实时评估与诊断系统运行状态等特征，制定系统计划性的调度运行策略和方案，通过智慧化管理与调度运行，进行全生命周期管碳，依靠大数据持续挖掘节能潜力，减少整体的能源消耗和能源需求，同时100%保障供能的安全性、可靠性。

总结：

通过思安新能源提供的多能协同、多环节协同和全生命周期协同总体解决方案，综合价值明显，其中可实现企业厂区综合能耗下降5%~15%；综合能源费用减少10%~25%；能源系统运维人员成本下降30%~50%；碳排放量减少15%~30%。在重组客户能源供给、消费和管理模式的同时，结合生产工艺过程的用能特点，通过实施源头脱碳、过程脱碳、终端脱碳和智慧管碳四个总体路径，形成工业企业碳排放全面管理新格局。

如果全面落实减碳路径，包括实施可再生能源利用、能源公辅优化、改变工艺以及负碳技术在内的方式可加速实现工厂“零碳”目标，并助力汽车装备制造业“双碳”目标早日实现。