1.1 基本概念

1.碳达峰与碳中和

碳达峰是指某个国家或地区的二氧化碳排放量达到了历史最高值，经历平台期后持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。碳达峰的目标包括达峰的年份和峰值，就是要使大气二氧化碳浓度在某一年份不再增加，并逐渐下降的过程。碳达峰示意图如图1-1所示。

碳中和被定义为：某个国家或地区在规定时期内人为排放的二氧化碳，与通过植树造林、碳捕集利用与封存等移除的二氧化碳相互抵消。根据联合国政府间气候变化专门委员会《全球升温1.5℃特别报告》，碳中和即为二氧化碳的净零排放。碳中和示意图如图1-2所示。

2.二氧化碳与温室气体

二氧化碳，一种碳氧化合物，化学式为CO₂，常温状态下是一种无色或无味无臭而其水溶液略有酸味的气体，是空气组成的一部分，也是一种常见的温室气体。二氧化碳占全球温室气体排放总量的70%以上。

温室气体（Greenhouse Gas，GHG）。产生温室效应的气体统称为温室气体，一般指任何会吸收和释放红外线辐射并存在大气中的气体。目前，国际公约规定控制的温室气体有7种，分别为：二氧化碳（CO₂）、甲烷（CH₄）、氧化亚氮（N₂O）、氢氟碳化合物（HFCs）、氟碳化合物（PFCs）、六氟化硫（SF₆）和三氟化氮（NF₃）。

二氧化碳在大气中存留时间长，长达上百年，其他的温室气体虽然在空气中存留时间比二氧化碳短，但是增温潜势是二氧化碳的若干倍，如甲烷的增温潜势是二氧化碳的21倍。

3.温室效应和全球变暖

1）温室效应。地球大气中的一些物质对太阳辐射具有高度通过性，但能强烈吸收地表辐射的热量，使得地球温度保持在一定水平。温室效应是地球生命系统的重要支撑条件，如果没有温室效应，地球白天会很热，晚上又会很冷。

2）全球变暖。工业革命以来，人类活动导致大气层中温室气体浓度不断增加，地表平均温度升高。全球变暖导致极端气候事件和复合型事件频发，可能引发高温干旱、复合型洪涝等系统性灾难。

4.狭义和广义净零排放

二氧化碳净零排放（Net-zero CO₂ emissions）：在规定时期内人为CO₂移除在全球范围抵消人为CO₂排放时，可实现CO₂净零排放。CO₂净零排放也称为碳中和（Carbon Neutrality）。狭义的碳中和指CO₂的净零排放。

温室气体净零排放（Net-zero emissions）：当一个组织一年内所有温室气体（CO₂e，以二氧化碳当量衡量）的排放量与温室气体清除量达到平衡时，就是温室气体净零排放。广义的碳中和指温室气体的净零排放。狭义的碳中和和广义的碳中和如图1-3所示。

5.直接责任和间接责任

依据碳排放源的不同，一般将碳排放分为直接排放和间接排放。直接排放是指煤炭、天然气和石油等化石能源燃烧活动和工业生产过程等产生的温室气体排放；间接排放是指因使用、消耗外购的电力、热力和蒸汽而隐含的排放。

为了明确碳排放的责任主体，按照“谁排放、谁负责”区分直接责任和间接责任。如车主驾驶燃油乘用车造成的汽、柴油燃烧产生的碳排放，则是汽车使用者为直接责任，汽车使用者能够通过减少私家车出行来降低行驶阶段碳排放。对汽车使用者来说，其使用的汽、柴油上游的开采、炼制导致的碳排放，石化企业应为直接责任主体，石化企业可以通过技术改进等措施直接降低其碳排放。

6.年度碳排放和生命周期碳排放

年度碳排放一般是指一个公历年份内（1月1日—12月31日）产生的碳排放。2030年前碳达峰和2060年前碳中和指的是某一年度的碳排放。

生命周期一般是指某一产品的生命周期。不同产品的生命周期时长并不一样，如乘用车一般认为从获取资源到废弃是15年、商用车多在6～8年。国际标准化组织对生命周期评价（Life Cycle Assessment，LCA）的定义是：“对一个产品系统在生命周期内的投入、产出及其对环境潜在影响的汇总和评价。”即评价一个产品（活动）从自然界获取资源起，在生产、运输、销售、使用直至报废回收的整个过程中的能源和资源利用及污染排放。

机动车生命周期的碳排放分析包括对燃料生命周期和材料生命周期两个周期的分析。车用燃料周期即油井到车轮（Well-to-Wheels，WTW），也可分为燃料的运行使用阶段即油箱到车轮（Tank-to-Wheels，TTW）和上游的燃料生产阶段即油井到油箱（Well-to-Tank，WTT）。材料生命周期主要包括材料生产、零部件制造与整车装配、车辆运行和回收利用四个密切相关的环节。不同类型车辆的生命周期碳排放的研究重点并不一样，燃油车的碳排放主要是燃料周期的运行使用阶段，而纯电动汽车则主要关注上游的燃料生产阶段以及汽车材料生命周期。

7.可再生能源与新能源

能源包括化石能源和非化石能源。化石能源包括煤炭、石油、天然气等；非化石能源包括可再生能源与核能。可再生能源主要包括太阳能、水能、风能、生物质能、地热能、海洋能等。新能源目前主要包括太阳能、风能、生物质能、地热能、海洋能、氢能等。可再生能源与新能源关系如图1-4所示。

8.电气化与电动化

电气化是指国民经济各部门和人民生活广泛使用电力，即将本非使用电的设施改成以电为动力。终端消费品如燃油汽车改为纯电动汽车，工厂生产由使用天然气改为使用电力，都称为电气化。燃油汽车替换为电动汽车一般也称为电动化，或者电动替代。电动汽车一般包括纯电动汽车、混合动力汽车（普通混合动力汽车、插电式混合动力汽车等）、燃料电池汽车。相对来说，电气化是一个更广泛的概念，既包括了人民生活的消费品改为用电作为动力（如燃油汽车替换为电动汽车的电动化，燃煤煮饭替换为电饭煲煮饭等），也包括工业等生产活动中的电力替代。

9.新能源汽车和零排放汽车

中国2012年出台的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012—2020年）》对新能源汽车（New Energy Vehicle，NEV）进行了定义：新能源汽车是指采用新型动力系统，完全或主要依靠新型能源驱动的汽车，本规划所指新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。另外，增程式混合动力汽车属于插电式混合动力汽车。

纯电动汽车（Battery Electric Vehicle，BEV）：由电动机驱动，且驱动电能来源于车载可充电蓄电池或其他能量储存装置的汽车。

混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）：能够从可消耗的燃料或可再充电能/能量储存装置等车载储存的能量中获得动力的汽车。混合动力汽车按照是否具备外接充电能力可分为：普通混合动力汽车（即非插电式混合动力汽车）、插电式混合动力汽车。

普通混合动力汽车：在正常使用情况下从车载燃料中获取全部能量的混合动力汽车。

插电式混合动力汽车（Plug-in Hybrid Electric Vehicle，PHEV）：具有一定的纯电驱动行驶里程，且在正常使用情况下可从非车载装置中获取电能的混合动力汽车。

燃料电池汽车（Fuel Cell Electric Vehicle，FCEV）：以燃料电池作为动力源的汽车。

欧美国家一般采用零排放汽车（Zero Emission Vehicle，ZEV）的概念，譬如美国加州空气资源委员会认为：零排放汽车是指车辆在使用过程中所排放的任何污染物均为零（二氧化碳排放也为零），并经政府部门认定的零排放汽车，主要为纯电动汽车、燃料电池汽车。由此可见，零排放汽车不包括插电式混合动力汽车。新能源汽车与零排放汽车关系如图1-5所示。