"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

“碳達峰、碳中和”的“雙碳目標”已經成為政府和行業裡的高頻詞彙。2021中國汽車論壇“碳達峰、碳中和目標下新能源汽車發展形勢”主題論壇上,業內嘉賓對交通行業實現“雙碳目標”的方式方法進行了深入分析。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

減碳的總體思路

從全行業來看,交通是僅次於電力和工業的碳排放大頭。按照歐美國家的經驗,其碳排放達到峰值的時候,交通的排放佔到整個經濟體排放的1/3左右。

世界汽車工程師學會聯合會(FISITA)終身名譽主席、清華大學汽車產業與技術戰略研究院院長趙福全給出了一組資料,目前中國汽車保有量已達2。87億輛(截至2021年一季度資料),而到2050年,根據其所在團隊的測算,中國汽車保有量將接近5。5億輛。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

世界汽車工程師學會聯合會(FISITA)終身名譽主席、清華大學汽車產業與技術戰略研究院院長

趙福全

生態環境部機動車排汙監控中心教授級高階工程師王軍方也給出了一組資料,1999-2020年中國汽車保有量增加16倍,碳排放增加了4倍左右,交通領域的二氧化碳接近12億噸。在這個結果中,還有非道路移動機械2。73億噸未納入統計範疇,小型客車和重型貨車排放量佔比為39。5%和39。7%。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

生態環境部機動車排汙監控中心

教授級高階工程師 王軍方

雖然按照這個資料2030年能夠完成交通領域碳達峰的目標,但是距離2060年的碳中和目標,仍然很遙遠。

這意味著汽車產業增量替代和存量替換的任務都異常艱鉅。

在趙福全看來,中國實現“雙碳目標”的任務是非常艱鉅的。其挑戰可以歸納為“時間緊、任務重”。

時間緊——中國從碳達峰到碳中和的緩衝時間只有短短30年。而發達國家從碳達峰到碳中和的間隔大都有50-60年。

任務重——涉及多領域、多要素的系統工程,“牽一髮而動全身”;還需要兼顧經濟發展和社會民生,不能以犧牲經濟增長為代價;高碳經濟本身存在侷限性和技術慣性,拋棄原有發展模式絕非易事。

事情難辦不代表不能辦。

對於如何減碳,趙福全也給出了應對思路。

具體來說,總體分為內部聯動和外部配合兩部分。在內部聯動方面,實現產業全生命週期減碳的措施可歸納為:生產減碳、使用減碳、回收減碳和供應鏈減碳四個方面。

趙福全對這四方面進行了具體說明。

生產減碳,包括能效提升、工藝創新、燃料/原料替代和綠色能源使用等。

使用減碳,包括節能增效和提高執行效率等,特別是應當提高低碳/零碳產品的使用強度,以稀釋其生產過程付出的能耗和排放代價。在這方面電動汽車搭載的電池量“夠用就好”,並提高車輛的利用率,就是一個典型案例。同時應儘可能延長產品的使用壽命,過去主要是為了降低成本,而未來則是為了減少生產來降低碳排放。

回收減碳,則包括提升材料的回收與再利用效率、發展迴圈經濟等。材料的回收與再利用意味著原材料生產的減少,這將有效減少原材料生產從礦產開採到加工應用全過程的碳排放。例如動力電池的回收與再利用,就會顯著降低電動汽車整體的碳排放。

此外,還有供應鏈減碳,包括材料替換和工藝創新等,前者將從源頭上解決上游產業鏈的碳排放問題,後者將有效降低零部件生產過程中的碳排放。

在外部配合方面,趙福全建議實現多產業、多領域協同脫碳的措施,主要包括:一是能源產業的結構最佳化,不斷加大清潔能源的比重,透過應用零碳能源支撐汽車產業的全生命週期脫碳;二是交通產業的結構最佳化與重新佈局,不斷豐富低碳/零碳汽車產品的應用場景,並增加其使用強度、提升其執行效率;三是負碳措施的“查漏補缺”,即透過植樹造林以及應用碳捕集/封存/利用技術,使汽車產業難以消除的部分碳排放得以中和。

趙福全給出的是思路,王軍方給出的是方法。

王軍方認為,汽車產業的新能源化,從長期來看,這是最主要的措施;第二,交通領域能源多元化發展是必要的補充,比如電力為主,生物柴油、氫燃料、可再生能源作為輔助;此外,傳統燃油車的低碳發展,尤其2035年以前是非常主要的措施。

王軍方還特別強調,要重視老舊汽車的淘汰,不論從汙染物的降低,還是碳排放的降低,都是減排量最大的措施。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

中企探索:

插混減排、控油箱、增加快充口

要實現減排,針對不同產品、技術路線,都要有不同的解決方案。

從產品方面來看,純電動汽車,從技術成熟度和產品接受度來看,自然是目前減排最應該發展的產品型別。

但是作為有益補充,插混的市場銷量也不容小覷。

上海市新能源汽車公共資料採集與監測研究中心顧問丁曉華認為,插混未來很長一段時間還會存在,對減排有一定效果。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

上海市新能源汽車公共資料採集與監測研究中心

顧問 丁曉華

為了說明插混的減排作用,丁曉華給出了一組資料,品牌全樣本PHEV二氧化碳排放是每公里170克,而我國傳統燃油車二氧化碳排放是201克,能節約15%。

丁曉華表示,到目前為止,上海新能源汽車上牌量大約是52萬輛,其中插電式混合動力的佔比48%,從2019年開始比例越來越小了,純電每個月的比例要到60%了。不管怎麼說,預測未來的增長,到2025年,每年還要有35萬輛銷售。

面對這部分產品,如何減碳?

丁曉華給出了三點對策。

一是,希望插混車型增加直流充電口,原因是不大可能全面實現小區充電,所以需要到公共場合充電。“原來的PHEV是沒有直流口的,電池很小,大家覺得不需要。但是電里程提高了,直流就有價值了。油箱要適度控制,電提高的時候控油,這樣才能讓節能減排效果更好。”

二是,補貼充電端要和充電行為掛鉤,不能直接把錢給到消費者。“如果有這種監管,這樣的補貼才有效果,純電不用考核,必須充電才能開。”丁曉華說。

三是,在居住小區“一樁雙槍”和“共享充電”。“每個使用者一個晚上的充電時間是5個小時,而一晚上有10個小時。”丁曉華建議,一個樁兩把槍可以將相鄰的車一起充電,不要推廣“一樁一槍”的模式。

探索“光儲充”

當然充的電最好是綠電,這樣更能達到減排的目的。

在萬幫數字能源股份有限公司高階副總裁王磊看來,如果電動汽車數量達到總共車輛保有量數量的30%,接近1億輛的車變成電動汽車以後,可能需要接近十個三峽大壩全年發電量總和的電才能為電動汽車供電。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

萬幫數字能源股份有限公司高階副總裁 王磊

而且很多主機廠提出了未來幾年要充“綠電”的需求;對於消費者來說,電動汽車在家充電,也會提升耗電量,變成階梯電價。

在這些情況之下,王磊提出了光儲充一體化的建議。

光伏和儲能的結合,基於安全和成本的考量,儲能裝置不太大,定價可以落在4-5萬元,消費者應該能接受。如果上面有光伏補充一下,最起碼電價不用那麼高。如果家裡是峰谷平電價的話可以在最便宜的時候充電,可以下班的時候充上去,等到家裡電價最便宜的時候再啟動。

“用光伏儲能還有其他好處,可以協調家裡的電器跟充電樁、電網、儲能器之間的平衡。讓HMES控制器來決定什麼時候做什麼樣的策略是最優的,最節能減排的。”

王磊看來,因為有了電動汽車剛性的充電需求,所以場景透過充電樁、儲能竟然把光伏產業盤活了,“現在有很多使用者都想上這樣的裝置,很多4S店都在上裝置。”

燃料電池汽車迎機遇

談到儲能,除了鋰離子電池,還有氫能。

同濟大學燃料電池汽車技術研究所所長章桐認為,“雙碳目標”背景下,燃料電池汽車迎來了發展機遇。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

同濟大學燃料電池汽車技術研究所所長 章桐

首先,燃料電池汽車和純電動汽車電氣架構一模一樣,平臺化效應特別好。第二,燃料電池汽車繼承了純電動汽車的一切優點,又克服了續駛里程和充電方面的缺陷。第三,純電動汽車和燃料電池汽車相互互補,特用的場合下有獨到之處。

在章桐看來,燃料電池和純電動汽車兩者是互補的,未來市場上一定是相輔相成、互相互補的技術路線。

章桐給出的資料顯示,在“雙碳目標”的影響下,2050年燃料電池汽車保有量5000萬輛,相當於保有量5億輛中10%的汽車是燃料電池汽車,這將極大地推動燃料電池汽車的發展。

章桐表示,“一次能源和電力網、氫氣網”三網融合,形成中國的全新能源架構,中國才能夠實現碳中和。因此,要借“雙碳”之勢,利用氫電兩次能源網的建立,從根本上促進和保障燃料電池、氫燃料電池的融合發展,保障中國汽車工業平穩、可持續的產業轉型,堅持純電驅動不動搖,燃料電池汽車和鋰電池為主的純電動汽車相互輔助的發展格局。

外企探索:

現代汽車的純電、氫能雙路線

去年歐盟、中國和日本相繼釋出碳中和宣言後,韓國政府也於當年10月份對外宣佈《2050年國家碳中和計劃》。

現代汽車在減碳方面也有著自己的規劃和佈局。

現代汽車集團中國區副總裁李赫埈介紹說,韓國由於資源缺乏,更希望透過氫能實現能源體系轉換,因此“培育氫能產業”是韓國政府實現碳中和目標的主要路徑之一。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

現代汽車集團中國區副總裁 李赫埈

韓國方面提出“到2030年普及85萬輛氫燃料電池汽車,建設660座加氫站”的目標。

現代汽車集團致力於提供環保領域的全面解決方案,目前在混合動力(HEV)、插電式混合動力(PHEV)、純電動(BEV)、氫燃料電池方面均有技術優勢。

李赫埈表示,現代汽車會根據不同國家和地區法規、政策、市場需求,提供最優方案,靈活應對變化。“例如在中國市場,我們將積極匯入純電動汽車和氫燃料汽車技術。電動汽車方面,我們的目標是2040年之前實現全面電動化。”

具體來說,現代將持續最佳化內燃機車型產品陣容,集中力量推進電動汽車、氫燃料汽車、自動駕駛、城市空中出行(UAM)、機器人等新業務。

現代計劃到2030年構建50萬輛氫燃料電池汽車和70萬套氫燃料電池系統的生產體系。

“我們的目標是2022年和2024年分別量產L3、L4級自動駕駛汽車。2028年推出完全電動化、‘零排放’的UAM(UrbanAir Mobility,空中出行業務),2030年實現城際空中出行。”

針對中國的“碳中和”,李赫埈表示,他們計劃2022年以後,現代和起亞每年將在中國推出專屬電動車型,到2030年環保汽車產品陣容將達到21款。

博世已實現“碳中和”

作為一家早已實現“碳中和”的國際零部件巨頭,博世的經驗很有參考價值。

博世(中國)投資有限公司副總裁蔣健給出了一組資料,博世在中國的二氧化碳排放量,佔博世全球排放量的近30%,所以比例也比較大。目前博世(中國)的銷售去年達到1173億元人民幣,相當於博世全球銷售的20%左右,但碳排放在中國佔到全球碳排放的30%。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

博世(中國)投資有限公司副總裁 蔣健

如何實現“碳中和”,他們的方法是四管齊下:

一是傳統節能減排,提升能效,透過一系列的節能減排專案,繼續最佳化能源的使用。

二是使用可再生能源,在全球很多場地,比如說大量使用光伏發電等等。

三是購買綠電。目前國家電網裡的綠色電力已經佔到20%多。隨著將來的能源結構更合理,博世在電力當中的綠電部分比例也會增加,“從博世角度講,我們願意甚至多花一些錢購買‘綠電’。”蔣健說。

四是碳抵消的方式予以補償,包括購買碳匯,以及透過公益的方式。

蔣健介紹說,他們在四川彝族的生活區,幫助當地人改善燒飯用的灶,採用節材灶,新型的灶具節省了很多碳排放。

蔣健表示,博世就是透過以上四個手段,在2020年達到了碳中和。

從2019年以來,博世中國共啟動300多個能源節能專案,節約用電4800萬度,累計減排二氧化碳3萬多噸,相當於49平方公里的樹林一年所能吸收二氧化碳的量,造林面積超過6900個標準的足球場。

2020年已經實現了碳中和,博世接下來的工作是繼續保持。博世下一階段目標是,到2030年以前,繼續降低碳排放,幫助博世的供應商節能15%,“不僅僅我們自己做到碳中和,我們要在自己所能控制的產業鏈裡節能減排,相當於減排6700萬噸,這是下一階段的目標。”

裝備製造業的減排

除了降低能源的消耗和化石原料的使用,汽車行業還有一個板塊——汽車裝備製造業。在思安新能源股份有限公司副總裁、CTO王成看來,無論從零部件的製造,以及整車的裝配都有大量能源的消耗,同時大多數能源來自於市政,就是化石能源為主。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

思安新能源股份有限公司副總裁、CTO 王成

汽車產業是長產業鏈,上游的鋼鐵,包括目前石油行業都提出提前碳達峰的訴求,這個資料的資訊不一定是完全準確的,透過節能、新能源汽車的路徑圖得到這個資訊,2035年排放總量較峰值下降20%以上。

可以看到,“雙碳目標”是對全行業提出的發展目標,需要全產業鏈的通力合作。從專家們的觀點來看,“碳達峰”的目標並不難實現,問題在於高位達峰還是低位達峰,顯然低位達峰實現“碳中和”的可能性更高,因此需要全行業的通力合作,儘量降低達峰值,需要綠電、光儲充、氫能源行業的大力配合,才能最終達成“碳達峰、碳中和”的大目標。

"雙碳目標"下汽車行業的減排探索

頂部