2023中国机动车“减污降碳”目标、路径、效益分析与政策建议报告

CAEP ENERGYFOUNDATION 能源基金会 中国机动车“减污降碳”目标、路径、效 益分析与政策建议 Objectives,Pathway,BenefitAnalysisandPolicyRecommendationsforCo- ManagementonAirPollution&Carbon ReductionofVehiclesinChina 生态环境部环境规划院 2023年9月15日 ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning September15,2023 严 关于作者 刚生态环境部环境规划院研究员 薛文博生态环境部环境规划院研究员 史旭荣生态环境部环境规划院助理研究员王蒸丽生态环境部环境规划院副研究员 雷字生态环境部环境规划院研究员 刘鑫生态环境部环境规划院助理研究员 许艳玲生态环境部环境规划院副研究员 Abouttheauthor GangYan,ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning,SeniorFellow WenboXue,ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning,SeniorFellow XurongShi,ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning,AssistantFellow YanliWang,ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning,AssociateFellow YuLei,ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning,SeniorFellow XinLiu,ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning,AssistantFellow YanlingXu,ChineseAcademyofEnvironmentalPlanning,AssociateFellow 致谢 本研究由生态环境部环境规划院撰写，由能源基金会提供资金支持 Acknowledgement ThisreportisaproductofChineseAcademyofEnvironmentalPlanningandisfunded byEnergyFoundationChina. 免责声明 若无特别声明，报告中陈述的观点仅代表作者个人意见，不代表能源基金会的观点。能源基金会不保证本报告中信息及数据的准确性，不对任何人使用本报告引起的后果承担贵任。 凡提及某些公司、产品及服务时，并不意味它们已为能源基金会所认可 或推荐，或优于未提及的其他类似公司、产品及服务。 Disclaimer Unlessotherwisespecified,theviewsexpressedinthisreportarethoseofthe authorsanddonotnecessarilyrepresenttheviewsofEnergyFoundationChina.Energy FoundationChinadoesnotguaranteetheaccuracyoftheinformationanddataincluded inthisreportandwillnotberesponsibleforanyliabilitiesresultingfromorrelatedto usingthisreportbyanythirdparty Thementionofspecificcompanies,productsandservicesdoesnotimplythatthey areendorsedorrecommendedbyEnergyFoundationChinainpreferencetoothersof asimilarnaturethatarenotmentioned. 一、1研究背景与内容 1.1研究背景 态环境保护大会强调要深入贯彻新时代中国特色社会主义生态文明思想，坚持以人民为中心，牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念，把建设美丽中国摆在强国建设、民族复兴的突出位置，推动城乡人居环境明显改善、美丽中国建设取得显著成效。展望二O三五年，广泛形成绿色生产生活方式，碳排放达峰后稳中有降，生态环境根本好转，美丽中国建设目标基本实现。中国政府已明确提出力争在2030年前实现碳达峰，在2060年前实现碳中和。关于完整准确全面员 争在2030年前达到峰值。与发达国家相比，中国实现“双碳目标"的时间史紧、难度更大。与此同时，中国还面临若实现2035年空气质量根本性改善的挑战。虽然自《大气污染防治行动计划》《打赢蓝天保卫战三年行动计划》实施以来，中国空气质量显著改善，2022年全国PM2.5年均值降至29微克/立方米，但仍是 世界卫生组织指导值（WHO,2021）的5.8倍，且远高于欧美日等主要发达经济体的PM2.s浓度水平（美国、西欧各国和日本当前年均PM2.s浓度在8~15微克/ 立方米之间)。与此同时，中国O污染防治形势日益严峻，2022年全国O浓度 相比2015年增长了17.9% 机动车是二氧化碳与大气污染物的共同排放大户，其零排放对我国实现 2030年前"碳达峰”、2035年"美丽中国"空气质量目标、2060年前"碳中和”具有 重要意义。2019年我国交通二氧化碳（CO2）排放量在全国能源活动CO2排放量 中的占比超过11%，其中公路排放约占总交通排放量的85%，是交通领域最大的 排放源。从污染物排放角度看，2020年，全国机动车一氧化碳（CO）、碳氢化合 物（HC）、氮氧化物（NO）和一次颗粒物（PM）排放量分别为769.7万吨、190.2 万吨、626.3万吨和6.8万吨；其中，汽车是污染物排放总量的主要贡献者，汽 车排放的CO、HC、NO和一次PM占比超过90%。HC和NO均是生成二次 细赖粒物的重要前体物，一次PM也是细颗粒物的重要组成部分，因此移动源污 等多污染物的环境容量，进一步结合基准年污染物排放量，核算全口径多污染物排放量的减排需求。以PM>5达标约束下的多污染物环境容量本质是各空间大气污染物的最大允许排放量，核心技术是多种污染物排放量在空间和污染物指标的多目标最优化问题。识别研究区域的PM2.s组分中硫酸盐、硝酸盐、铵盐、一次 PM2.5所占比例，解析SO2、NOx、一次PM2.5、NH；等前体物对PM25的污染页 献，分析大气污染物排放与PM2s的响应关系，建立多种前体物贡献矩阵。采用贡献大的前体物优先削减原则，制定不同污染物削减方案。以PM2.5浓度目标为约束，以各空间、各种污架物排放量最大为目标，计算最大允许排放量，即PM2.5 目标约束下的环境容量，结合基准年污染物排放量，核算2035年PM2s浓度目 标约束下的全口径污染物减排需求。 气象模型污染源排放清单 源分类与建立PM2达标约束下的多污染物环境容量 受体点选择选代计算模型 空间传输矩阵行业贡献矩阵前体物贡献矩阵 不达标 空间削减权重向量行业削减权重向量前体物削减权重向量 多目标非线性优化PM2.s浓度达标判别 达标 大气多污染物环境容量 图3-2基于三维优化的大气环境容量核算方法38) 道路交通减排需求分解：依据“对PM2.s浓度的贡献大小，分担减排责任”的原则，将全口径污染物减排需求分解到道路交通领域。本项目耦合了排放表征、 大气化学传输模型、污染源解析和源敏感性模拟技术等跨学科工具，从空问-行 业多维度多尺度系统识别了全国338个地级及以上城市的PM2.5污染来源，获得 了不同空间及行业（电力、工业、生活、交通、农业）对PM2.s浓度的贡献，建立了空间-行业交叉传输贡献矩阵。进一步利用空间-行业对PM2s浓度的交叉贡献矩阵，将2035年PM2.5浓度目标约束下的全口径污染物减排需求分解到道路 交通领域。 WRF中尺度气象模型METC清单MEGAV模型 三维气象场高时空分辨率排放清单 空气质量模型 颗粒物污染的时空演变特征 PSAT技术，DDN 空间输送矩降 行业输送矩降 PM2.s成分解析 识别优先控制 识别优先控制 识别优先控制 省市 行业 前体物 图3-3PM2.5空间输送-行业贡献解析技术路线 （二）美丽中国空气质量目标驱动下的污染物减排需求 全口径减排需求：模型分析表明，从全国层面来看，若考虑到2035年全国PM2.s年均浓度达到25微克/立方米的目标，2020-2035年PM2.5浓度需要下降24.2%，对应需减排32%的NOr、VOCs，同时削减相应比例的一次PM2.5、SO2 和大气NH:等污染物排放。若考虑全国PM2s年均浓度达到15微克/立方米的目 标，则2020-2035年PM2.5浓度需要下降54.5%，对应需减排61%的NOz、VOCs， 同时前减相应比例的一次PM25、SO2和大气NHs等污染物排放。不同分区的全 VOCs 40% -42% -40% -36% PMz.s -30% -32% -30% -28% 目标15约束下道路交通2035年各项污染物减排比例 污染物减排需求 全国 区域A 区域B 区域C NO: -80% -82% -80% -78% VOCs 72% -75% -72% -68% PM25 -50% -51% -50% %Lt 四、全国及不同分区的机动车减污降碳路径情景 4.1基准年车队结构 根据城市大气污染源排放清单编制技术手册》，对于机动车，不同车型、 不同燃料类型、不同排放标准阶段的污染物排放因子（g/km）均不同。因此，为核算机动车的污染物排放量，需要确定基准年不同车型的排放标准结构。本研究基于1999年以来各年份337城市不同汽车类型的保有量、注册量（分车型、分 燃料类型）数据库，结合车辆登记注册日期、全国新生产机动车排放标准实施进 度和机动车使用年限标准[39]，更新推定2020年车队排放标准结构。研究结果表 明，2020年，国4和国5在整个车队中的占比整体较高；国3在中大型客车、 中重型货车和微轻型货车中占比较高，约26%-36%：公交车队中新能源占比超 过60%- 2020年车队排放标准结构 70% 60% 50% 40% 30% 保有量占比 20% 10% 0% 出租车其他微轻型客车公交车中大暨富车微轻型货车中重型货车 图国图4国5国新能源车 图4-12020年不同车型的车队结构 域A在2025年、2030年和2035年的铁水货运量在总货运量中的占比提升至 32.0%、33.6%和33.6%：区域B提升至24.0%、26.0%和26.0%；区域C提升至 20.8%、21.8%和21.8% 微进情景：区域A在2025年、2030年和2035年的铁水货运量在总货运量 中的占比提升至32.2%、34.2%和35.2%；区域B提升至24.3%、26.9%和28.2%：区域C提升至21.0%、22.4%和23.1%。 温和情景邀进情景 三R8 图4-4分区域交通运输结构调整目标 注：铁水货运量占比-铁路货运量占比+水路货运量占比 4.3.4新能源汽车渗透情景分析 “自，，%9 电动汽车在使用阶段不消耗化石燃料，相比于传统汽车，具有较强的节能效益、环保效益和碳污减排效益。目前，我国已经成为电动汽车的主要市场，政策体系较为完善，关键技术也处于国际先进水平。《新能源产业发展规划（20212035年)》[5提出到2025年底前新能源车销售占比达到20%：2035年纯电动汽 车成为新销售车辆的主流，公共领域用车全面电动化。2022年新能源汽车渗透 本研究参考《新能源产业发展规划（2021一2035年）》[3]与（节能与新能源汽车技术路线图2.0》[44]，并考虑当前中国新能源汽车发展速度，结合文献调研和行 业专家咨询进行新能源汽车渗透情景设置。在本研究中，仅考虑了机动车使用阶 段的污染物及二氧化碳排放，没有考虑原材料获取、汽车生产制造及车辆报废阶 段的排放(47)。此外，本项目没有区分不同机动车的技术结构，如插电混