“低碳交通”知享会

“低碳交通”知享会|第1期:迈向零排放重卡之路:美国重型车温室气体排放标准新规及其影响

2024年04月28日

文字实录
时间:2024年4月19日 10:00-11:30
主讲人:ICCT研究员 解奕豪

第一部分 开场介绍

ICCT中国传播与公共关系经理 武文斌:

各位线上线下的伙伴大家上午好!欢迎大家参加由国际清洁交通委员会(ICCT)主办的低碳交通知享会活动。ICCT是一家非营利性研究机构,目标是大幅减少包括乘用车、货车、船舶、飞机、非道路机械等各类移动源的大气污染物及温室气体排放,改善空气质量,提升能效,保护公众健康。我们在中国的工作致力于推动乘用车、商用车及其他移动源机械的排放清洁化和能效标准发展。今天是我们的第一期活动,主题是《迈向零排放重卡之路:美国重型车温室气体排放标准新规及其影响》。我们今天的活动会全程录音录像,后续我们也将会把本期的视频上传到ICCT的中文官网,方便大家后期回顾。
今天的活动议程包括三项,首先是由ICCT中国项目主任何卉女士为大家介绍知享会系列活动。接下来是由ICCT研究员解奕豪做主题分享,最后是问答交流环节。

第二部分 “低碳交通”知享会系列活动介绍

ICCT中国项目主任 何卉:

感谢文斌的开场,我叫何卉,是ICCT的中国项目主任,我基本上过去十几年都在ICC T深耕中国交通减污降碳这个领域,很高兴认识大家。我想首先向大家介绍一下我们为什么要办这个知享会?知享这两个字拆解起来就是知识的分享,ICCT成立的时间已经有19年,在这19年期间,我们在世界主要汽车市场都在深耕一件事,就是交通领域的减污降碳、节能减排和公众健康收益的提升。具体而言,我们单位主要是是做一些比较深入的技术支撑工作,支撑到政策的制定、设计、实施、后续的跟踪评估,所以我们可能比较擅长这方面的知识,我们希望能够以我们的微薄之力把它们分享出来,分享给更多的小伙伴。我们在座的伙伴,有一些已经在交通领域开展了一些工作,但是还有不少很可能比较少接触交通领域的工作,所以这些知识也许能够给大家开一个新的窗户,让大家看到还有这样一番天地,这样一些工作让我们可以一起去思考。一起去协作,一起去解决。所以从这个角度,我们非常希望和大家去分享我们知道的,实际上这也是我们学习的过程,因为我们请大家来,也许大家也做交通其他方面的工作,也做其他领域,有可能能跟交通形成上下游关联的工作。都特别希望以后能够借用这个平台,请大家也过来跟我们分享。跟我们一起开动脑筋,大家去互动,去探讨,我们一起合力为这个领域能继续贡献一些力量,这就是我们知享会的来由。

那么接下来一个问题就是怎么能让大家充分的吸纳这些知识?其实目前业内有很多网络研讨会(webinar),有很多会议,但是我们希望的是给大家提供一个系统了解清洁交通领域政策技术知识的平台。我们在未来一年中已策划了十几个今天这样的会议,我们还会有在网上共享的一些系统性的资料。系列会议方面,我们会更注重一些时效性的知识分享,比如说全球清洁交通领域发生了什么重要的新鲜的事情,有哪些是最前沿的研究成果和研究方法。一些更系统性的资料我们未来会放在网站上,方便大家做进一步的了解。最终我们希望通过分享互动,在持续做这个活动两年以后,会有更多的伙伴们去加入到交通减污降碳的这个行列里来,谢谢!

第三部分《迈向零排放重卡之路:美国重型车温室气体排放标准新规及其影响》主题分享

ICCT中国传播与公共关系经理 武文斌:

美国环保局(EPA)在三周前刚刚公布了美国第三阶段重型车温室气体排放标准,这一标准将在2027年至2032年间实施,对美国市场销售的重型车二氧化碳尾气排放提出了更为严格的限制。近年来,美国在清洁交通政策方面也不断有政策出台,提出了2030年实现30%,2040年实现100%零排放重型车的销售目标,并先后通过了《两党基础设施建设法案》和《通货膨胀削减法案》,为零排放车辆产业链以及充电基础设施提供了大量的经济支持,以加州为首的各州政府也在积极通过法规加速推进重型车零排放的转型。从2016年到2024年,酝酿了八年的温室气体新标准,它的历史渊源如何?有哪些亮点?又将如何影响美国重型车市场的发展?我们本次有请到ICCT旧金山办公室的重型车项目研究员解奕豪来为大家分享。

解奕豪研究员毕业于耶鲁大学环境学院,自加入ICCT以来,他的研究方向涵盖了新兴经济体、清洁燃料排放标准和拉丁美洲东盟地区的电动公交车的投放推广,以及全球各地推动零排放货车发展的政策工具和法规等方向。

ICCT重型车项目研究员 解奕豪:
(一)近期美国重型车市场与政策进展

(P3)首先我想讲一讲美国重型车市场在过去几年的一些重要发展,包括支持它的一些政策。其实美国像中国一样,重型车在车队中的数量虽然少,但占据了交通温室气体排放的四分之一。我们认为零排放转型是美国道路交通行业脱碳最重要的一个措施。拜登政府其实也认识到这一点,在交通方面做出了减排80%到100%的远期规划。根据我们的研究,要达到这种程度的减排(相当于在本世纪中叶将全球升温维持在1.7度左右,需要在2030年达到30%的零排放重型车新车销售,在2040年达到100%的零排放新车销售。这其实是《全球零排放中重型车备忘录》中提出的目标,且美国政府签署了这个目标,虽然这个目标没有强制力,但至少可以通过这两个比较宏观性的表态来看出,美国政府是重视中重型车减排的。

(P4)美国现在有很多的私人投资方在大力投资、融资,建设基础设施租赁服务平台和充电站。而且不管是造车新势力(如特斯拉和尼古拉),还是老牌的车厂(如沃尔沃和戴姆勒),都在投入重金研发,并且生产和制造纯电和氢能重卡。然而,2023年美国的零排放中重型车注册量其实只有1600辆,但在过去三年中,美国零排放重型车市场成长是非常迅速的,从2021年到2023年翻了八倍。

(P5)这一方面是由于《两党基础设施建设法案》,还有《通货膨胀削减法案》为零排放车的购置和基础设施的建设提供了非常丰厚的补贴。根据我们的研究,预测在2030年美国中重型车车队10%的保有量能够达到零排放,保有量大概能够突破100万辆。

(P6)另一方面,零排放中重型车有得天独厚的经济性优势。随着技术的优化和成本的降低,我们的研究预测,到2030年美国有七个州的纯电长途牵引车(即最重、行驶距离最长的大货车),相比柴油和氢能/氢内燃机, 都会是车辆拥有总成本(TCO)最低的技术路线。

(P7)技术发展和规模经济促进了现在美国中重型零排放车辆的发展,这是让我们对未来有乐观预测的因素之一。同时,零排放中重型车辆的发展也在被强制性政策所推动,可以说强制性政策和市场机制之间是一种互相成就的关系。目前美国的强制性政策是加州的《先进卡车法规》(ACT)。简单来说,ACT是针对制造商提出的零排放销售要求,涵盖了所有中重型车的类别。在2025、2026、2027年会有其他九个州加入加州的行列,实行ACT法规。ACT法规是针对汽车生产商实施的,针对卡车的消费者,也就是车队,加州刚刚实行了需求侧法规《先进车队法规》(ACF),可作为ACT法规的一个有效补充。

(二)美国联邦重型车排放法规回顾

(P9)我们先回顾一下美国温室气体排放标准的历史和架构。第三阶段的前身是第一阶段和第二阶段,分别影响的是2014到2017车型年和2018到2027车型年的重型车销售。美国联邦重型车的温室气体标准的限值设定主要是从技术可行性的角度出发,而不是设立一个减排目标作为立足点。它是一个技术中立的标准,不会强制生产商采取某一种技术路线。

(P10)标准为不同重量的作业车辆、整体式卡车、牵引车和特殊作业车辆底盘设置了不同的尾气二氧化碳排放标准。不同的车辆子组别主要是按额定总质量划分,再细分出不同的用途、车顶的高低、以及驾驶室的形式,总共加起来每个车型年会有二三十种标准限值。

(P11)标准的合规不是按某一个车型或者某一辆车的排放量而决定的。不同的子组别可以组成平均组,通过这个平均组来计算积分。所有不同技术路线和动力系统都会算在同一个平均组里,合规的情况其实与采取什么技术路线无关,而是通过积分额度判定(积分额度与车辆所在系族排放限值、车辆荷载、产量以及使用寿命周期相关)。共设有三个积分平均组,即轻重型车,中重型车和重重型车平均组。在第一和第二阶段的温室气体标准下,温室气体排放的平均、储存和交易只能发生在同一个平均组内。也就是说,如果说某厂家轻重型车组达标了,甚至有很多的正积分的盈余,该厂家不能用正积分的盈余转到重重型车平均组内,也就是如果该厂家生产很多特别耗油的油老虎车型,并不能用轻重型车合规的积分去抵消重重型车合规的赤字。积分的有效期是五个车型年,但如果累积了积分赤字,则必须要在三个车型年内,通过别的车型达标,或者说从别的生产厂商购买积分的方式来把积分赤字给抹平补清。在合规灵活性方面,一阶段标准曾经有奖励提前达标的超级积分,这个积分是一个倍数(注:一阶段的提前达标超级积分倍数为1.5)。在二阶段的时候,为了鼓励零排放重型车的生产和销售,会给插混、纯电动和燃料电池卡车分别提供3.5、4.5和5.5倍超级积分系数。

(P12)这张PPT是第二阶段标准实施至2027车型年的限值,也是三阶段限值的一个基础。可以看到,整体式卡车标准是根据不同的燃料,不同的车辆尺寸,还有车型用途设定的。牵引车标准则是根据驾驶舱的形式和车顶的高度来设定的。

(三)EPA第三阶段重型车温室气体排放标准解读

(P14)三阶段标准制定的方法是以二阶段的2027车型年标准为基础,但作为第一个在零排放时代出台的标准,也就是在电动卡车即将成为主流时代的标准,其制定与零排放技术占有率有着密切的关系。具体而言,EPA会通过它的内部的模型(注:HD TRUCS)测算某一个车型在潜在的达标路径中预计的零排放渗透率。举例来说,某个车型如果预计有40%能够实现零排放化,那三阶段的标准就是第二阶段标准×(1-40%),也就是二阶段标准的的60%。大家会注意这个计算方法不包含任何对内燃机能效提升的假设,因为这个公式只和零排放渗透率和二阶段标准有关。也就是说,零排放技术的渗透率就是三阶段标准的减排幅度。零排放渗透率的估算方式是基于零排放技术带来的额外的初始成本增加和它带来的使用成本降低之间的回本周期。如果回本周期越快,相应车型的渗透率就会越高。

(P15)这张表显示的是三阶段标准的零排放销量目标。像刚刚说到,销量目标其实就是相对的管理组别从2027年到2032年的减排目标。可以看到最高的这个小型整体式卡车,它的减排目标大概是60%。而带休息舱牵引车这种尺寸大、块头重、工况比较复杂、负载高的车型,减排目标就会相对保守一些。

(P16)我们刚刚在讲二阶段的时候讲到了积分平均、储存与交易机制。三阶段法规对合规灵活性做出了一些比较重要的改变。刚刚跟大家提到的,销售2b到5级卡车产生的积分盈余是不能用来填补8级卡车的积分赤字的。但是EPA更改了这个规定,就是在2027到2032车型年之间,积分的平均、储存和交易是可以跨平均组进行的,而且不限方向与数额。也就是说厂商可以购买小车的多余积分,来填补自己生产大车的负积分。另外,刚刚说的积分交易都是在这个重型车法规的这个框架内,而在三阶段标准中,EPA同时也规定了在六个车型年内,中型车的积分也可以转移到轻重型车或者中重型车的平均组里用于,帮助达标。中型车其实是受轻中型车污染物法规管辖,而不是重型车温室气体法规所约束的对象。我们刚刚介绍了加州等实施ACT法规的州将在2024年开始对零排放重型车的生产和销售的进行要求,这些州的重型车产量不会经过调整,将直接进入全国的积分计算。也就是说,如果2024年到2027年,加州生产了很多零排放重型卡车,这些重型卡车一辆都算3.5辆、4.5辆或者5.5辆进入到全国的积分合规池里,这么多的额外从加州和其他实施ACT法规的州带来的超级积分,其实对零排放渗透率和减排效果都会有一定的冲淡影响。因此,曾经EPA在法规初稿中建议把超级积分的产生和累积限制在2026车型年,但是在终稿里又把它延长回了2027车型年。先进技术积分可以用到2029车型年。没有用完的先进技术积分,余额就会归成普通的积分。EPA意识到合规灵活性会导致市场上出现大量积分,所以对积分的使用次序做出了一定的限制,会要求厂商优先使用同个平均组别的基础积分,把同个组别的基础积分用完了之后才能用超级积分。但总体而言,三阶段标准是把积分使用条件放宽了。

(P17)三标阶段标准中还有其他几点值得注意内容。第一点是,从2026年起,美国环保局将会定期评估车辆供应链、充电基础设施的发展,如果2026年的评估发现市场发展的不如预期,他们可能会修改这个法规。这一条其实是EPA对卡车业界包括货主们就这个新规做出了一些让步。像沃尔沃、戴姆勒这些厂家他们当时(注:即征求意见稿阶段)提的条件是,如果充电基础设施不够,就不能够设立这么严的标准。终稿里EPA没有把标准和充电基础设施强行挂钩,但它确实是相当于留了一个给标准退坡的后门。同时,EPA把氢内燃机卡车作为了零排放的技术路线之一,所以氢内燃机卡车可以获得零排放积分。但事实上,氢内燃机卡车会产生小额的尾气二氧化碳还有空气污染物排放。所以严格意义上而言,它不是一个零排放技术,但是EPA可能由于业界的呼声,把氢内燃机卡车作为了零排放的技术路线之一。EPA还在新法规里加入了电池和电驱动力系统的一些要求。比如说,对于电池驱动的卡车产品,要能够让消费者对电池健康状况采取实时监测,同时要求厂商开发纯电和混动的可用电量测试方法。EPA没有规定这个方法的具体规程,但厂商开发的测试方法必须要通过EPA的批准。还有就是电池、电驱这些重要的动力组件将会受到与内燃机动力总成相同的使用寿命周期和保修要求,也就是说,生产商需要确保车辆在它的使用周期之内,所有排放性能相关的组件都是能够完好工作的。

(四)总结与展望

(P19)下面想跟大家分享的是我们对美国重型车法规和市场接下来的展望,以及我们对第三阶段法规之后研究方向的一些初步判断。刚刚我们说到了充电基础设施在美国三阶段法规设立的过程中其实是一个比较棘手的话题。我们认为充电和配电基础设施在美国其实既是挑战也是机遇。一方面,重型车的使用性质决定了它需要大功率、集中式的充电。这种充电模式可能会对美国老旧的配电基础设施造成巨大的压力。美国运营配电基础设施的电力公司的盈利模式和监管机制严重受地方性限制且比较落伍,很难满足中重型车大规模电动化的需求。美国政府为了解决基础设施的问题,由美国能源与交通联合办公室在3月中旬推出了《全国零排放货运走廊》的战略,从港口和货运枢纽开始,由点到面,经过四个阶段的建设,到2040年的目标是建设覆盖美国主要洲际高速公路及其他重要货运线路的货运网络,支持百分之百零排放中重型车的充电和补能基础设施需求。这个战略不是强制性的,而是有前瞻性地把美国的一些资金和技术援助优先投向某些路段的建设。鉴于美国电力公司的盈利模式和监管机制决定权仍然在这些电力公司和他们的监管者手里,我们需要密切关注货运走廊战略的发展。

(P20)如果大家记得刚刚我开头提到的拜登政府的2030年30%电动化销量的目标的话,可以从这个图两条绿色的线段看出,三阶段重型车温室气体排放法规是达不到2030年30%这个目标的。所以站在气候行动的角度,我们还需要一个四阶段标准才能缩小美国联邦零排放卡车的销量要求与加州之间的差距。

(P21)下面我来为大家总结一下今天分享的一些关于第三阶段温室气体排放标准的感受吧。先说结论,三阶段标准只是迈向零排放重卡的第一步,我们需要密切关注现有政策的走向,并推动更多接下来的政策。美国联邦政府能够在短短一年内,从征集意见到最终定稿,把三阶段的重型车排放标准确定下来,这是一件值得肯定的事情。在汽车工业和货运物流业,有很多人是反对第三阶段重型车标准的。所以,这个标准出台克服了层层的阻力。这个标准是一个有强制力的法规,所以它确实能够推动重型车温室气体减排。减排的具体幅度不谈,它确实是能够在美国全国范围内推动能效更优,排放更低的重型车销售。从某种角度说,它也确保了零排放化渗透率的一个下限。法规可能不会把零排放率拉的很高,但是它至少确保了某些车型一定会有零排放产品投向市场。我们对这个法规感到有些遗憾的地方就是对零排放渗透率的估计是比较保守的。同时,也没有假定任何的内燃机效率的提升,所以最后的减排幅度就不是那么有力。同时,很多积分交易的灵活性也会冲淡它这个标准的实施效果。然后刚刚跟大家分享的那两张曲线能看到,它其实达不到拜登政府承诺的2030年30%零排放销量的表态。美国现在《两党基础设施建设法案》和《通胀削减法案》带来很多的红利,我们觉得这个法规其实并没有把补贴带来的财政支持用到极致。美国环保局将在2026年对零排放车辆及基础设施的投放情况做一个评估。我们还不知道评估它的内容是什么,它的涵盖的范围有哪些,所以不知道这个评估的结果是好是坏。如果是坏的话,美国环保局会不会把标准调低,这也是我们需要密切关注的。同时我们说了跨组别积分交易,我们接下来将通过收集数据,对积分交易,包括从加州产生的积分引入到全国大积分池产生的具体影响和幅度进行测算。还有厂商的合规策略会是什么样的?是会通过挖掘内燃机的潜能,还是投身零排放产品的开发和生产?以及美国加州的这些地方法规从2024年开始如火如荼的实施后,这些法规实施的效果和对减排收益会不会影响美国联邦政府对温室气体排放标准的判断。

第四部分 问答与交流

提问1:三阶段标准能创造多少二氧化碳减排?

答:目前我们内部还没有做出具体的分析,我可以跟大家分享一下EPA测算的一些数字。根据EPA的测算,与参考情景相比(参考情景就是没有实施三阶段标准的美国的重型车市场预测),从2027年到2055年,三阶段标准能够带来超过10亿吨的二氧化碳减排。三阶段标准还会带来一些甲烷和N2O的相应减排,但不是因为EPA收紧了对这些污染物的排放标准,这些减排相当于是通过零排放销售带来的温室气体的减排,而不是对内燃机的甲烷和N2O出台了新的标准。经济收益方面,从2027到2055年,每年可能会有130亿美元的净收益,包括了经济收益,气候收益,还有降低大气污染物对公共公众健康所带来的益处。

提问2:美国三阶段ABT制度积分如何跨平均组使用?不同组间使用有没有区别?比如中型子组积分用在重型的话,需要乘以一个系数进行折算吗?

答:EPA并未明确在积分跨平均组时需不需要折算,但积分在计算时已经按不同平均组的负载、使用寿命周期调整过,且因为EPA未在法规中明确是否需要额外换算,所以应该认为不需要乘以系数折算。

提问3: 美国重型商用车温室气体排放的实验方法是否有重大变化?

答:实验方法没有重大变化,其实美国的重型车温室气体排放都是通过模型模拟的。模型的工况还是FTP和SET两个主要工况,具体不同车型可能会有一些参数上的区别,但是相比于二阶段,测试方法和工况没有变化。

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