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美国重型商用车“碳”索之路@碳中和

近日,中美发布关于加强合作应对气候危机的阳光之乡声明,双方同意深化交通等重点领域节能降碳政策交流并重启中美能效论坛,美国尤其加州为重型商用车制订了雄心勃勃的减碳计划,在重型车油耗和温室气体法律法规、管理模式和激励政策等方面领跑全球,本文对美国重型车温室气体和油耗法规、管理政策和技术现状进行了分析。

今年,美国环境保护署(EPA)发布了“重型车辆温室气体排放标准第三阶段”拟议规则EPA Phase 3,为2028-2032年的重型车辆车型制定了新的温室气体标准,并修订了EPA第二阶段规则下的某些条款。拟议的标准是迄今为止对重型车辆和发动机(总车重超过14000磅)的温室气体排放最严格的联邦标准。美国重型车第一阶段、第二阶段标准分别适用于2014-2018年车型和2018-2027年车型。

美国为何持续加严重型车碳排放法规?

根据美国环保署EPA 2020年发布的国家温室气体排放清单报告的数据显示,从 1990年数据统计开始到2018年,CO2、CH4和N2O一直是美国最主要的3种温室气体,其排放总量占到温室气体总量的 98%以上。根据温室气体在经济领域排放量的统计结果,电力行业和交通行业的温室气体排放总量比例最大,占所有温室气体排放量的 51%以上。其中,交通行业的温室气体排放量,在 2016 年之前一直仅次于电力行业,但从 2017 年开始,交通行业温室气体排放量超过了电力行业,占比上升到第1位,占温室气体排放总量的 27%以上,到2018年,该比例上升至28.2%。因此,持续加严碳排放法规、推动低碳/零碳排放车辆是解决中重型车辆温室气体排放问题的关键。

美国汽车温室气体和油耗管理方式及模式创新

2010年,美国政府要求联邦环保署EPA和美国国家公路交通安全管理局(National Highway Trafc Safety Administration,NHTSA)联合制定中、重型车辆的温室气体和油耗标准,其中 EPA 根据《清洁空气法案 》(Clean Air Act,CAA)负责起草温室气体排放的相关要求: NHSTA 则在《能源独立和安全法案》(EnergyIndependence and Security Act,EISA)的授权下起草燃油消耗的相关要求。2011年8月,1 阶段标准制定完成并于同年12月开始实施,这也是美国首次对中、重型车辆的温室气体排放及油耗进行监管。2021年,美国总统拜登宣布美国温室气体排放降低目标为2030年在2005年基础上降低50%~52%。

美国乘用车及轻型卡车单车型温室气体排放目标值以车型的脚印面积(Foot Print)为基准,中重型车温室气体排放目标值以车型的质量和驾驶室类型等为基准。美国在大气污染物和温室气体标准法规实施中采用了基ABT(平均、存储、交易)机制的灵活方式。企业在整体满足法规规定的“平均性要求”的前提下,可以内部进行不同类型产品的自由配置,有效促进先进技术及产品导入市场,加快推进标准实施进程,提高企业灵活应对市场的能力。

美国重型车分类及法规驱动下的各类型车辆销量预测

美国重型车类型多,具体见下图分类。根据车辆总重按英镑分为8个等级:1-3级属于轻型卡车,其中1-2为美国典型的皮卡车,用户主要为私人,一般采用汽油发动机,后单胎,焊接车架;3级以商用为主,属于皮卡上延的长头轻型卡车,接车架,柴油机为主,且随GVW 加大柴油机装车比例提高。4-7级属中型卡车,采用柴油发动机。8级属重型卡车。

从其市场的销售特点来看,2022年重型汽车的总销量超过75万辆,其中36.1%属于第3类汽车,25.9%属于第4-6类汽车,38.1%属于第7-8类汽车。相对而言,到2050年,美国官方预计第3类重型车辆的销售将增加到43.5%,而第4-6类的销售将增加到32%,第7-8类的车辆将减少到24.5%。

预测显示,由于与柴油动力汽车相比,汽油动力汽车的初始价格较低,维护成本也较低,因此汽油动力汽车的购买量相对于柴油动力汽车有所增加。预计从2022年到2050年,替代燃料汽车也会增加,3级汽车增加1.3倍,4-6级增加2.5倍,7-8级增加2.1倍。混合动力汽车在第3级增加3.3倍,4-6级增加3.4倍,7-8级增加1.8倍。燃料电池不被视为3类车的解决方案,但预计从2022年到2050年,4-6类车将增加3.4倍,7-8类车将增加1.8倍。

美国重型车污染物和温室气体管控协同发力

除油耗和温室气体管控外,美国加利福尼亚州一直是排放法规最严格的区域之一,2020年加州空气资源委员会(CaliforniaAir Resources Board,CARB)修订并发布了新的重型柴油机和车辆排放法规,降低了NOx和PM排放限值并更新了测试方法,延长了使用寿命和保修期,增加了NOx和CO2平均、存储和交易(ABT)项目。2021年,美国环境保护署EPA发布“清洁卡车计划”,拟在降低重型货车的温室气体和有害污染物的排放,并2022年12月发布该计划的第1项法规,即 EPA 2027排放法规。与CARB标准类似,EPA 2027 排放标准中加严了NOx排放限值要求并拓宽测试工况,增加了使用寿命和保修期。

美国零排放重型车亟需政策激励

加州在汽车排放法规、推进零排放重型车方面走在全球前列,加州从法规、激励政策等方面建立中重型车辆道路零排放战略。

加州空气资源委员会(CARB)于2021年3月15日通过了先进清洁卡车(ACT)条例,ACT法规要求认证2B到8级底盘或带内燃机的整车的制造商,从2024年到2035年,销售零排放卡车占其年度国家销售的比例越来越大。ACT条例适用于所有在加州销售的车辆总重量超过8500磅的车辆。此外,有五个州在2021年底采用了加州ACT法规,包括马萨诸塞州、纽约州、新泽西州、俄勒冈州和华盛顿州。

ACT法规要求每个车型的零排放重型车辆ZEV的特定百分比,并在随后的每个车型年度增加百分比,百分比按2b-3类车辆、4-8类职业车辆和7-8类拖拉机分类。主要的计划里程碑包括2030年和2035年,这两个年度分别要求30%和55%的2b-3类汽车,50%和75%的4-8类职业汽车,以及30%和40%的7-8类拖拉机的生产为ZEV的车型。ACT条例还对2030年及以后销售的混合动力汽车做出了规定,要求混合动力汽车具有75英里的全电动范围。


——未经授权禁止转载——
来源:商用汽车杂志社 / 作者:常青

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