根据中国道路汽车产品碳足迹核算及报告指南，可以将整车全生命周期分为材料生产阶段（原材料获取）、运输阶段（物流运输）、生产阶段（整车生产制造）、使用阶段（汽车使用）、生命末期阶段（汽车报废回收）。以二氧化碳当量（CO2e）来衡量汽车全生命周期的碳排放水平，在全生命周期的各个阶段通过碳减排的手段降低整车碳排放，从而实现低碳汽车的目标[2]。本文以一辆纯电动汽车为例，重点分析其在报废回收前的实际碳排放，考虑现行的碳减排路径，为汽车的碳减排提供参考。

1 原材料获取碳减排路径分析

汽车使用的材料种类繁多，按照类型来分，大体上可分为钢、铝合金、铜合金、铅、硫酸、热塑性塑料、热塑性弹性体、热固性塑料、天然材料、橡胶、织物、陶瓷、玻璃、电子元件材料、电池包材料、石墨、电解液、冷却液、润滑剂、制冷剂、刹车液和洗涤液等。由于电池包材料碳排放占整车原材料碳排放比重较高（约40%），因此在计算时把整个电池包的碳排放单独计算。整车原材料碳排放贡献值分布如图1 所示。

图1 整车原材料碳排放贡献值分布

从整车原材料碳排放贡献值分布情况来看，降低电池包材料碳排放是最直接有效的：使用容量更小的电池，以及将电芯材料由镍钴锰酸锂替换为碳排放更低的磷酸铁锂；与上游供应商一起减少各个环节的碳足迹，重点关注在电池制造和电极生产过程中可使用的可再生能源。

随着汽车轻量化技术的大力推进，汽车用铝情况逐渐增多，以铝代钢、一体式压铸铝合金、全铝车身等先进用铝技术使得整车原材料中铝合金的碳排放贡献度越来越高。铝来源于铝土矿，从氧化铝到铝的生产过程需要消耗大量的能源，尤其是氧化铝电解还原转化成铝的过程（图2）。为降低铝材料的碳排放，铝冶炼厂使用可再生电力是关键要素之一。据统计，采用100%可再生电力，可有效减少75%的铝材料碳排放。

图2 铝冶炼过程

电解铝的生产过程需要消耗多种生产资源。据统计，每生产1 t 电解铝，大约需要消耗5 t 以上的铝土矿、0.5 t以上的阳极糊，还会破坏植被达1.314 m2。随着资源的日益紧张，环境治理问题带来的附加成本不断提高，再生铝的生产优势就日渐凸显出来。再生铝是由废旧铝、废铝合金材料、含铝的废料经重新熔化提炼而得到的铝合金或铝金属，是铝材料的一个重要来源。再生铝实际生产能耗只有铝电解能耗的3%~5%，能耗的大幅下降间接减少了铝材料的碳排放。

汽车使用的各种原材料中，钢材料的质量占比是最高的。据世界钢铁协会的数据统计，全球平均每吨钢的碳排放量为1.85 t（含间接排放），其中以铁矿石和煤炭或天然气为原料的长流程碳排放量为2.3 t，以回收废钢为原料的短流程碳排放量为0.6 t（图3）。加大废钢使用比例，减少资源浪费的同时，也能有效降低钢材料的碳排放。据统计，每使用1 t 废钢可以减少碳排放1.5 t，节约铁矿石1.4 t、煤炭0.74 t。积极探索循环钢、低碳钢材料的应用，对碳减排工作是十分重要的。为减少钢材料的碳排放，可采用以下方式：①在冶炼高炉的废气中含有高浓度的二氧化碳，将这些二氧化碳回收并用于其他用途；②采用清洁能源代替传统化石燃料。目前，一些先进的钢铁公司已经开始使用天然气、生物质、氢能等清洁能源进行生产，取得了显著的减排效果；优化生产流程，合理利用能源和资源，也可以减少碳排放。例如，优化热力循环系统可以大幅度减少能源的消耗，降低碳排放。

图3 钢材料冶炼过程

塑料在汽车上的应用也比较广泛，常见部件有保险杠、轮罩、地毯、门把手、翼子板、方向盘、内饰表面、仪表板、门板、发动机罩、冷却风扇、汽车水箱、散热器格栅等。为了降低塑料的碳排放，使用循环材料是一种比较有效的方式。循环塑料能够有效减少碳排放，有助于解决区域性环境恶化问题，有益于人类社会长期可持续发展。以聚酯行业为例，从石油加工到PET，每生产1 t 的PET 可产生1.871 t 二氧化碳，而回收利用1 t 废旧PET 制造成涤纶（图4），则可以避免这部分二氧化碳的排放。如果废旧PET 的回收量提高到每年1 000 万t，则每年至少可减少排放1 871 万 t 二氧化碳，在减少碳排放方面相当于增加66 万公顷的森林。

图4 塑料循环利用过程

除了优化汽车采用的铝、钢、塑料获取途径以外，减少或者优化汽车中电子设备的数量，并与上级供应商深度合作，以获得更具体和准确的场地数据，也是碳减排的关键途径之一[3]。当然，汽车上还采用了各种各样其他的材料，这些材料虽然在整车中所占的比例不算高，但是为了降低材料的碳排放，亦可从循环材料使用和清洁能源生产的角度去推进碳减排工作。

2 物流运输碳减排路径分析

物流运输作为整车制造过程中的重要一环，产生的能源消耗和碳排放问题成为重要的环境问题。采取有效措施降低物流运输的能源消耗和碳排放，以减少对环境的负面影响，具体有以下几个方向。

（1）提升运输效率。提升物流运输效率是降低能源消耗和碳排放的关键要素。物流相关方可以通过规划合理的运输路线、优化运输路径和减少空载率的方式来提升运输效率。例如，零部件供应商在主机厂周边建厂，尽量缩短两者之间的运输距离；再如，采用集货的物流运输方式，整车单车入场物流碳排放减少超过40%。

（2）利用清洁能源运输工具。推广利用清洁能源的运输工具，如采用电能、甲醇、天然气等能源驱动的汽车替代传统的汽油、柴油驱动的汽车，可直接减少运输过程中的碳排放。

（3）采用先进的节能技术和设备。采用先进的节能技术和设备减少汽车在物流运输过程中的能耗，间接降低碳排放。例如，采用更加节能的发动机、轮胎和动力总成系统，优化汽车的气动性能和轻量化设计，都是减少汽车使用能耗的方式。

3 整车生产制造碳减排路径分析

汽车在生产制造过程中，主要涉及四大工艺：冲压、焊装、涂装、总装。生产制造过程的碳排放主要来源于能源消耗和废弃物。为降低主机厂的能源消耗和碳排放，基于“工业4.0”的理念规划，创建更加智能、绿色、低碳的现代化工厂。

（1）创建智能化工厂，包括引入完善的IT 系统，实现生产、产品、物料、设备等信息互联共享；采用先进的信息管理模式，实现焊装→涂装→总装→物流→4S店→客户的物理信息传递链；配置一流的设备，实现自动化率达到国内先进水平。

（2）创建绿色、低碳工厂，从绿色电力投入（图5）、原料使用、废气治理及监管过程进一步提升优化，采用光伏发电、环保型水性涂料、沸石转轮浓缩及RTO 燃烧废气处理系统、中水回用系统等，创建国家/省级“绿色工厂”“零碳工厂”。

图5 绿色电力投入

4 汽车使用阶段碳减排路径分析

传统燃油汽车碳排放主要集中于汽车的使用阶段（占全生命周期碳排放的约80%），因为汽车在使用过程中需要消耗大量的化石能源并直接产生尾气。而原材料获取和整车生产制造阶段的碳排放仅占全生命周期碳排放的约20%。随着新能源汽车的大力推广，汽车碳排放的主要来源将从使用阶段向原材料获取阶段过渡，电动汽车的原材料获取和生产制造阶段碳排放（尤其是动力电池生产环节）占汽车全生命周期碳排放的比重，或将从如今的20%跃升至80%以上。电动汽车在使用过程中主要依托电能，没有直接的尾气排放[4]。随着国家“双碳”战略的持续推进，绿色电力的比例将逐年增长，发电过程中的碳排放将会呈现快速降低的趋势，也将赋能中国新能源汽车的环保属性。

当然，电动化转型是降低汽车使用阶段碳排放最直观和有效的方式，汽车亦可以通过降低自身能耗来降低使用阶段的碳排放。

5 结论

减少汽车碳足迹须综合考虑汽车全生命周期的各阶段影响，根据整车碳排放贡献值分布分析，建议重点加强上游供应商原材料采购的管理和汽车电动化转型，以及在产品生产制造环节可再生能源电力使用，具体建议如下。

（1）推行产品生态设计。将节能、低碳和环保的理念融入汽车的设计研发过程中，积极探索可持续材料、循环材料和低碳材料的使用（如低碳钢、水电铝、生物基材料等），减少生产过程中材料的使用和损耗，提高材料利用率，从而降低原材料获取阶段的碳排放。

（2）加强节能管理。工厂应加强能源管理工作，从技术层面和管理层面全面提升生产阶段的能源效率，减少资源浪费。工厂亦可以考虑做ISO 50001 能源管理体系认证，识别出工厂的高能耗设备和生产活动，实施定向的节能升级改造。建议采用数字化平台，对于能源数据和碳排放数据进行分类采集、核算和管理，以保证数据的真实性、准确性和全面性。

（3）推进碳管理体系和能力建设。主机厂应该坚定树立绿色、低碳、可持续发展的战略规划，推进碳管理体系和能力建设。实施绿色供应链管理，加强对供应链企业的碳排放管理和评价，如要求主要核心供应商开展碳足迹核算或者LCA 评价，获取零部件或者材料的具体场地数据。在零部件产品采购时，优先选取原材料碳足迹较少或者单位产品能耗较低的供应商，同时要求上游供应商积极推广可再生能源电力的使用，推动全供应链合作伙伴共同完成低碳化转型和可持续发展。