排放法规:欧洲发展新能源汽车的原动力

第一电动网 马翼

【第一电动网】(专栏作家 马翼)能源危机不是昨天才出现,电动汽车也不是一个全新的名词。虽然很长时间以来都有不少的人看好新能源汽车前景,然而因为所涉及的巨大研发成本以及复杂的社会问题,始终让人望而却步。全世界很多车企尤其是欧洲的车企多年来始终迟疑观望,为什么偏偏在这两年终于迈出第一步,背后的动力是来自于对未来市场份额的担心吗,还是来自政府的压力,抑或是其他的什么?要问答这个问题,就不得不提及欧洲最新的二氧化碳排放法规。

在欧洲,12%的二氧化碳排放来自于汽车,为了进一步的减少污染以及改善欧洲市场上汽车燃油经济性,欧洲环境署在2014年4月24号宣布了针对欧洲汽车工业的最新的二氧化碳排放法规。目前,欧洲市场所有新车的二氧化碳的平均排放量限制是160g/km,到2015年,欧洲市场上所有新车的二氧化碳平均排放量不超过130g/km,从2012年开始逐步实施。到2021年,所有新车的二氧化碳平均排放量不超过95g/km,从2020年开始逐步实施。

2007年欧洲市场上新车二氧化碳平均排放量是158.7g/km,2015以及2021年的目标相对于2007年分别要减少18%和40%。如果换算成油耗,2015年的二氧化碳排放限值相当于每百公里5.6升汽油或者4.9升柴油。2021年的二氧化碳排放限值相当于每百公里4.1升汽油或者3.6升柴油。作为对比,中国不是从二氧化碳而是从油耗的规定上来提高燃油经济性,按照中国的法规CAFC,2015应当达到的目标是每百公里6.9升燃油,计划在2020年达到每百公里5升燃油。

宝马i3电动汽车

宝马i3电动汽车

各车企二氧化碳排放限值的具体算法

值得注意的是,130g/km是一个整体的目标,是欧盟对所有新车二氧化碳排放的平均值所设的限值,并不是针对所有汽车企业所设置的统一限值。每家汽车公司的二氧化碳排放量限值与该公司的产品组成以及所生产汽车的平均质量有关。具体计算方法如下:

该公司二氧化碳排放限值(g/km)=130g/km+0.0457x(该公司汽车平均重量kg–1372kg)

注:2008年到2010年欧盟27国所售新车的平均重量是1372kg

对于2020年的限值采用同样的计算方法,只是调整具体的计算参数。总的平均限制由130g/km下降到95g/km。每增加100kg车重所额外允许的排放由4.57g/km下降到3.33g/km。1372kg将由2017年到2019年欧盟所生产新车的平均重量取代。

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上图表示2015年和2020年,车企各车型平均重量(横轴)与其二氧化碳排放限值(纵轴)之间的关系,假设2017年到2019年欧盟所有新车平均重量仍为1372kg。

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上图表示2006年各车企的二氧化碳平均排放以及与2015年各自目标值之间的距离,横轴表示车企所有产品组合的平均重量(横轴),纵轴表示二氧化碳平均排放量g/km,右下角圆圈是比例尺,这么大的面积表示10%的市场占有率。

因为法规针对的是二氧化碳的平均排放量,而不是每辆车的排放,所以汽车厂依然能够生产排量比较大的汽车,只要平均值达标即可。

逐步实施阶段

2015年设定的目标,将从2012年开始逐步生效,2012年必须达到目标值的65%,2013年达到75%,2014年80%,2015年100%。对于2021年的目标,2020年必须达到95%。

处罚措施

从2012年开始,如果汽车厂的新车二氧化碳平均排放量超过限制,就要缴纳罚款。超过限制的第一克每辆车要缴纳罚金5欧元,超过的第二克每辆车要缴纳15欧元,第三克25欧元,此后每克95欧元,从2019年开始,针对超过限制的每克二氧化碳,车厂都要为每辆新车都要缴纳罚金95欧元。

罚金计算举例

假设某车企2015年生产了两个车型A和B。A型车空车重量1200kg,在标准测试中二氧化碳排放120g/km,销售110万辆,B型车空车质量1500kg,二氧化碳排放150g/km,销售90万辆。

CO2排放限值=130+0.0457×[(1100000×1200+900000×1500)/2000000-1372]=128.3g/km

CO2实际排放量=(1100000×120+900000×150)/2000000=133.5g/km

排量超标5.2g/km。

处罚金额=2000000×[(5.2-3)×95+1×25+1×15+1×5]=5.08亿欧元

再举个实际的例子,宝马2011年在欧洲卖了641964辆车,假设在2015仍然是同样的产品同样的销量,那宝马2015年实际的CO2平均排放值将超过规定限值8g/km,届时,宝马将为此交上4.9亿欧元不菲的罚金。而2013财年宝马的总盈利为53亿欧元。如果花近5亿元用于缴纳罚款,盈利就得折掉近10%。

超级指标(Super credits)

法案给予汽车厂额外的补贴来生产低排放汽车(二氧化碳排放低于50g/km)。每辆低排放汽车在2012年和2013年折算成3.5辆普通汽车,2014年折算成2.5辆,2015年1.5辆,2016年到2019年1辆。补贴政策对于第二阶段的减排目标也同样适用,2020年每辆低排放汽车可以折算成2辆普通汽车,2021年1.67辆,2022年1.33辆,2023年以后1辆。

接着之前的例子,如果该车企额外生产10000辆电动车,加权计算后,平均CO2排放减少2.3 g/km。

CO2实际排放量=(1100000×120+900000×150)/(2000000+10000×3.5)=131.2g/km

中国对电动车采用的系数是5,如果其他条件不变,按照中国的计算方法,CO2平均排放减少3.3 g/km。

CO2实际排放量=(1100000×120+900000×150)/(2000000+10000×5)=130.2g/km

车企可结盟达到共同目标

车企可以选择结盟,这样欧盟将这样的车企联盟视为一个独立的个体,根据总的产品组合以及销量给出一个限值,如果这样的联盟达标,其成员也都视为达标。在结成联盟的过程中必须要遵守行业竞争方面的相关法律,各成员所交换的信息也只限于各成员本身的CO2排放量,各自原本的限值以及实际的销量。对于主打低排放车型的车企来说,可以充分利用自身排放量的优势,额外获取一些经济利益,对于主打高排放车型的车企来收,可以在牺牲一定经济利益的情况下尽可能保留原有的车型。值得一提的是,在美国加州的排放标准CAFE中,明确规定,低于排放限值的盈余可以出售,反之,超标的车企业可以通过购买这样的盈余来达标,法律上也完全认可。

根据销量区别对待

年销量在1000到10000辆之间的车企可以自行提出一个减排目标,最后由委员会来决定是否采纳。决定的依据是一系列已制定的标准,包括该车企减排的潜力。对于年销量在10000到300000辆之间的车企,相比于该车企2007的平均排放量,2012年到2019年要求减少25%,2020年要求减少45%。年销量少于1000辆的车企因为对环境污染的影响太小将不受新的排放法规限制。

各国二氧化碳排放标准对比

全球主要的汽车市场都对污染提出要求,只是从不同的角度出发,有的是燃油的经济性,有的是二氧化碳排放,有的是温室气体Green house Gas(GHG)。而且有着不同的测试方法,目前最主要的有三种,欧洲的NEDC,日本的JC08以及美国的U.S.combined。中国采用的欧洲的测试方法。以下是国际清洁交通委员会(ICCT)统计的数据。

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将各地区的法规全部换算成适用欧洲测试方法NEFC的二氧化碳排放数值,以便更好的进行比较,下图同样来自国际清洁交通委员会(ICCT)统计的数据。

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新的测试方法WLTP(World Light Duty Test Procedure)

欧洲议会计划在2017年引入新的测试方法来测量新车的标准油耗,因为车企给出的标准油耗和实际油耗之间的误差平均能达到25%,新的测试方法将于实际更加接近,比如空调和座椅加热也将一起考虑进来,这也将进一步增加油耗和二氧化碳排放,与实际情况更加接近。新的测试方法减少了停车滞留的比例,将平均速度提高了38%,最高车速也从120km/h提高到131km/h,测试时间也更长。目前的测试方法在测试混合动力汽车油耗和二氧化碳排放上有很大的缺陷,测试完全没有考虑到所使用的电能,新的测试程序将进行一定程度的修正。以后将不会出现像宝马i8这样,拥有354马力的动力,油耗却只有每百公里2.7升的误解。

因为目前欧盟所设定的二氧化碳排放限制都是基于现有的油耗测试方法,完成这个目标尚且是一项艰巨的任务,如果2017年就完全引入新的测试方法,对于各大车企来说,罚款几乎是无法避免,因而新的测试方法的引入也遭到各大车企的强烈反对,他们希望至少推迟到2021年再实施。

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新旧测试方法NEDC和WLTP速度曲线的比较

与中国的乘用车企业平均燃料消耗量核算办法CAFC的一些比较:

(1) 限制的目标不同:

因为全世界每年销售的柴油车有将近四分之三的部分在欧洲,仅以2012年为例,德国销售的新车中,柴油车达到了48%,在法国,这个比重甚至达到了73%。所以考虑到汽油和柴油在燃油效率上的区别,欧盟并没有简单的以油耗作为考量,而是采用了CO2排放作为指标。而在中国,因为汽油车在乘用车市场上的强势,柴油车所占份额几乎可以忽略,所以中国以油耗做为指标,主要针对的是汽油车的油耗。

(2) 评价方式不同:

欧盟的目标是CO2在欧洲范围内达到130g/km,在此基础上,根据每个汽车企业的产品组合以及产品平均质量,分配单独的目标值,各家车企只需考虑各自的目标,奖惩与否只和是否达到自身的目标值有关。在中国,CAFC给出了两个目标值,国家统一的(与欧洲的130g/km类似),以及各厂商自己的,在评价的时候要和两个目标值作比较,因此时常会出现,某些车企达到了国家给自己设定的目标值,却没有达到国家统一的目标值。这里会给人带来一些迷惑,因为在一个法定的国家标准中,却无法明确说明是否达标。其实,国家统一的油耗的标准对车企没有太大的意义,每家车企定位不同,产品种类不同,顾客群也不同,不能强制大家都只生产小排量的汽车,再者,油耗标准的提出旨在提高燃油经济性,如果不提高技术,仅仅减少排量而没有提高发动机效率的话,对环保并没有太多的改善。

(3) 对中小企业的要求不同:

考虑到中小企业对环境的负担比较小,欧盟适当的放宽对他们的限制,对于年销量低于1000辆,1000辆到10,000辆之间,以及10,000到300,000之间的车企都有不同的规定。中国的CAFC则是一视同仁。

(4) 新能源汽车的折算系数不同:

欧盟在计算平均排放时,低排放汽车(CO2排放低于50g/km)在2014年折算成2.5辆普通车,2015年减为1.5辆,此后就与普通车一样。在第二阶段的实施过程中也会有三年享受所谓的Super credits的优惠,但最高也不过2辆的折算值。中国在计算平均油耗时,将纯电动车,燃料电池乘用车以及纯电动驱动模式综合工况续驶里程达到50公里及以上的插电式混合动力乘用车折算成5辆普通汽车,综合工况燃料消耗量实际值低于2.8升/100公里的车型(不含纯电动、燃料电池乘用车)折算成3辆。在中国,不仅折算系数比欧洲大很多,而且没有给出截止日期,中国对发展新能源汽车的决心,可见一斑。

(5) 惩罚措施不同:

欧盟对不达标的车企将采取罚款措施,但是可以允许两家或者多家车企结盟,完成一个共同的目标,如果这样的联盟达标,他的成员也都认为是达标。中国的具体惩罚措施还没有制定,但是,基本不会采取简单的以罚代管,不排除对不达标的企业进行限制生产和限制销售等处罚办法。

(6) 达标盈余的处理方式不同:

欧盟允许车企自由结盟来利用某些车企低于限值的盈余,通过市场的供需给予可以给这些企业带来一些额外的经济利益。在中国,多实现的盈余只能在来年应用在自己身上,不允许交换。最近有新闻说中国准备尝试有关新能源汽车和排放的积分

总结:

中国和欧盟都推出了自己的节能减排标准,相比较而言,欧洲的法律以惩罚为主,中国的还是以奖赏为主。目前欧洲大部分车企发展新能源汽车最根本的动力还是在避免巨额罚款,为了大幅度减少排放,特别是满足第二阶段的标准,发展新能源汽车是最行之有效的办法。内燃机经过这么多年的发展,燃油经济性通过新技术来提升的空间相对有限,从计算方法上来说,远没有新能源汽车带来的减幅大。虽然新能源汽车特别是纯电动车目前因为基础设施,相关法规,技术现状等原因,市场接受度还不大,如若没有补贴,企业研发推广的风险极高,但是严格的节能减排法规决定了这是一条必经之路。

目前混合动力汽车在计算标准油耗以及标准排放上还存在很大的漏洞,这也可以视为鼓励发展混合动力汽车的一种机制,然而未来法规的走向,特别是法规细节的制定,新测试方法引入的时间,混合动力汽车的标准排放的计算方法是否需要修正,将对混合动力汽车的发展起着至关重要的影响。

如果未来罚款无法避免,车企必将提高传统汽车的价格,传统汽车和新能源汽车的差价的得以减少。中国的油耗法规中在计算油耗上赋予新能源汽车无限期的很高的折算系数,但是如果没有具体的惩罚制度,奖励机制如何运转不免让人生疑,中国发展新能源汽车的动力更多的还是来自于国家的政策补助刺激,但这样的大幅度补助能持续多久还值得商榷。法规和市场之间需要建立一种平衡以及自行运转的机制,在新产品发展的初期必然需要一些人为的有目的的引导,但是如果长期依赖这样的外来影响,将无法实现健康持续的发展。

编辑致歉:本文发布时公示部分有丢失,经提醒修改,抱歉。

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