汽车整车制造碳排放边界与影响因素分析

汽车整车制造碳排放边界与影响因素分析

刘栋，王殷识，李严

 (中国汽车工业工程有限公司，天津 南开 300000)

摘要：汽车制造行业作为我国重要经济支柱产业，是响应国家双碳政策，突破CBAM碳关税壁垒，碳减排的重点行业，其低碳转型发展对双碳目标实现至关重要。如何摸清碳排放现状、建立碳管理体系是推进汽车制造碳减排面临的首先问题，但汽车制造流程复杂、碳排放涉及物料种类繁多，准确计算企业碳排放量十分困难。本文在对汽车整车厂范围内，制造全流程基础上，梳理了汽车整车制造各车间碳排放核算边界，以此实现碳排放的企业边界及工序边界的碳排放计算。

关键词：汽车行业；新能源；碳排放核算边界；CBAM；信息化；

一、引言

当今世界正面临着严峻的气候变化挑战，碳排放成为全球热点议题之一。在这一背景下，我国工程行业重要组成部分的汽车工厂建设项目处于全面推进阶段，规模持续扩张，且涉及多个环节，包括设计、采购、施工和运营，每个环节都潜产生碳排放，其低碳转型发展对双碳目标实现至关重要。目前，汽车整车厂土建和工艺流程碳减排路径日渐清晰，但制造流程是一种复杂的工程系统，如何摸清碳排放现状、建立碳管理体系是推进汽车工程行业碳减排面临的首先问题。本论文旨在探讨，汽车工厂建设中制造端的碳排放计算的边界确定，这一话题不仅关系到减缓气候变化的全球目标，还关系到项目的可持续性、成本效益以及合规性。

二、项目概况

该项目地处中国广州市，本项目规划产能30JPH，生产能力为年产10万辆新能源汽车，通过调查汽车工业企业制造的碳排放现状，形成汽车工业企业的碳排放边界清单，在此基础上，开发建立基于汽车工业企业特点的能源管理系统及碳排放监控平台系统，为企业的节能降碳和优化生产管理提供基础支撑。

三、碳排放边界确定

汽车主机厂各制造换届的碳排放核算边界为企业直接碳排放和间接碳排放，不包括企业上下游的供应链碳排放。

直接排放源为主机厂所拥有或控制的排放源；

间接排放源为主机厂自用之外购电力、热或蒸汽的温室气体排放。

根据自身碳排放特征，经评审确定该主机厂与制造直接相关排放边界范围：冲压车间、车身车间、涂装车间、总装车间、PACK车间。

四、PACK车间碳排放因素分析

PACK车间制造工艺流程图，如下图所示。

经分析，PACK车间碳排放因素有以下内容：能源消耗方面，电能和压缩空气；涂胶过程会产生少量有机废气，收集后经1套活性炭吸附装置净化（净化效率60%），净化后的废气通过1根 22m高排气筒（P52）排放。胶类用量1051.6t/a，VOCs含量为0.2%，则VOCs产生量2.1032t/a，产生速率0.5535kg/h，涂胶废气排气筒（P52）VOCs排放速率0.2214kg/h。

五、冲压车间碳排放因素分析

冲压车间制造工艺流程图，如下图所示。

冲压车间主要负责汽车车身的零件生产，包括外覆盖件及主要内板地板件。经分析，冲压车间碳排放因素有以下内容：能源消耗方面，电能、水和压缩空气；模具清洗后的含油废水（水、防锈油、清洗剂等），按周定期排放，单次排放量为2.5t，总量大致为130t/a；地坑含油废水（液压油、润滑油，水等）不定期排放（设备无故障时无需排放），单次排放量为1至2t；冲压废料在生产时即刻收集，采用集中归集，外发处理，单车废料量约自制冲压件板材重量40至45%。

六、车身车间碳排放因素分析

车身车间制造工艺流程图，如下图所示。

车身车间主要负责汽车车身的焊接生产，包括下车身分装、下车身、白车身焊装、侧围、门盖、装配调整。经分析，车身车间碳排放因素有以下内容：能源消耗方面，电能、循环水、压缩空气；保护气是该车间特殊污染排出物，由二氧化碳气体或二氧化碳与氩气的混合气体组成。

七、涂装车间碳排放因素分析

涂装车间制造工艺流程图，如下图所示

涂装车间主要负责汽车车身的喷漆生产，包括前处理、电泳、喷漆、烘干等工序，该车间作为整车制造中的用能大户，在整个制造环节中属于最重要的碳排放源。经分析，涂装车间碳排放因素有以下内容：能源消耗方面，电能、循环水、压缩空气、天然气、热水、蒸汽和冷冻水。

前处理工段，将白车身通过脱脂药剂、预处理（磷化或薄膜）药剂作用除油、除渣、预处理清洁，该过程伴随有废水、废气、废物的产出，废水排放主要与节拍与车型面积有关，两种工艺排水（磷化、薄膜）的主要差异点是，薄膜工艺连续排水量略少，污染物不同及因槽体容积造成的间歇排放量不同。

电泳工段，将清洗后的白车身通过工艺处理变为电泳车身，该过程伴随有废水、废气、废物的产出，这一构成连续补水量10m3/h，阳极液耗水及排水2m3/h；电泳工段有两种工艺（摆杆、翻转），翻转工艺增加了载具清洗、EDRO，泵流量要求高，因设置EDRO导致增加90kW电量；摆杆工艺因机械搅拌（循环次数大）造成用冷量大应急冷量建议为正常冷量的30%。

喷涂工段，将电泳后的车身涂料成油漆后车身，主要工艺手段为

B1B2或3C2B。3C2B工艺喷漆室长度长、机器人多、采用干式喷漆室（干式喷房漆渣处理系统不耗电），B1B2工艺采用水性喷漆室，该两种工艺同等配置下干式喷房耗电量比湿式减少20%以上。其次，湿式喷房需要耗费大量水资源，包含连续耗水、注槽用水（色漆、清漆、输调漆），干式喷房仅输调漆用少量纯水。喷漆室有温湿度、防爆通风要求，所以湿式循环风空调需制冷加热，干式循环风空调制冷加湿，因此每个项目要求不同，导致空调热源有热水、天然气两种，冷热耗量、ROT与外界气象条件、循环风比例密切相关影响碳核算的精确数值。

烘干工段，将喷涂后的车身送入烘干炉，产生废气等废弃物。该制造阶段，风机为主要用电设备，少量照明，理论上B1B2与3C2B工艺的热闪干电功率相同。燃气安装容量与耗量与烘干温度、时间、升温时间直接相关。冷量耗量与强冷后车身温度要求及距离操作工位距离有关。因此，需要能源管理系统依据实际能源数据进行测算碳排放量。

八、总装车间碳排放因素分析

总装车间制造工艺流程图，如下图所示

总装车间主要负责汽车整车的装配，经过内饰、底盘、最终、检测、报交制造过程。经分析，总装车间碳排放因素有以下内容：能源消耗方面，电能、循环水、压缩空气；本项目为纯电动车生产，车辆在生产和检测过程中不向室外排放传统车辆的尾气；车身和玻璃底涂需局部通风，排除挥发的溶剂，排风量大约60000m3/h；四轮定位和转毂台地坑通风，排风量大约60000m3/h（电动车无尾气）；点补房排风，每台42000m3/h,合计168000m3/h( 漆雾由设备自带过滤吸附材料处理）；雨淋室为循环用水，每周更换一次，每次更换量110m3,废水主要含固体灰渣，极少油污；点补房需要二级去离子水 1m3/h，用于点补时打磨车身，废水量 1m3/h,含打磨粉尘；工厂雨淋用水为常压自来水，无特殊要求，存在个别主机厂，要求采用去离子水，雨淋房自带储水设施，来源利用涂装车间去离子水的富裕产能进行日常补给，定期更换。

九、结束语

碳排放边界的有效确定是碳排放核算的首要任务，对于汽车制造企业绿色度评价的影响相当深远当，在引导汽车行业开展碳足迹、碳中和体系建设具有重要推动作用，有效识别确定制造过程中的废弃物排放，有助于企业进行碳核算工作。

因此，本文针对汽车整车制造工厂的冲压车间、车身车间、涂装车间、总装车间和PACK车间的生产制造环节，梳理了汽车整车制造各车间排放内容，明确了碳排放核算的边界，以此作为实现企业碳核算边界及工序边界的碳排放计算依据，对指导企业建立碳管理体系起到了指导作用。

参考文献

［1 ］ 张铁山 陈小双 汽车制造企业生产过程碳排放核算与策略［J］．《企业经济》2014年10期

［2 ］ 孙迪 碳排放对汽车制造企业绿色度的影响分析[J].《广东经济》2017年8期

［3 ］ 周诗妤 分析碳排放对汽车制造企业绿色度评价的影响［J］．《时代汽车》 - 2021年21期．

［4 ］ GBT_51366-2019 建筑碳排放计算标准［S］． 北京: 中国建筑出版社，2019．