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汽车业可在实现碳达峰、碳中和目标中起到中流砥柱作用

2021-9-22 13:19 147 0 来自: 中国电动汽车百人会
简介
【汽车碳中和】近日在北京举行的中央经济工作会议上,提出了2021年八项重点任务,其中第八项为:加快调整优化产业结构、能源结构,推动煤炭消费尽早达峰;大力发展新能源,实现减污降碳协同效应,提升生态系统碳汇能 ...
 【汽车碳中和】近日在北京举行的中央经济工作会议上,提出了2021年八项重点任务,其中第八项为:加快调整优化产业结构、能源结构,推动煤炭消费尽早达峰;大力发展新能源,实现减污降碳协同效应,提升生态系统碳汇能力;做好碳达峰、碳中和工作,力争我国二氧化碳排放在2030年前达到峰值,2060年前实现碳中和。在此之前,国家主席习近平也承诺:到2030年,中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非化石能源占一次能源消费比重将达到25%左右,风电、太阳能发电总装机容量将达到12亿千瓦以上。

但是,作为以煤炭为主要燃料的世界第一碳排放大国,我国要在10年内实现碳排放达峰、40年内实现碳中和的目标是十分艰巨的。如何兑现这两个庄严承诺?汽车行业在碳达峰、碳中和过程中处于什么地位、该承担多大责任成为业内外关注和讨论的热点。本文为百人会年终策划系列第六篇,探讨汽车行业在碳达峰、碳中和目标实现过程中该如何发挥作用。

图 | 源自网络

增加非化石能源的开发利用是必由之路

我国能源结构的特点是多煤缺油少气,且随着经济建设的快速发展呈现出长期快速增长的态势。有数据显示,1981年,我国能源消耗共约6亿吨标准煤,2010年达到36.1亿吨,30年增长30亿吨,2011年之后,增速有所放缓,但到2018年增量依然达到12.5亿吨。

2020年12月21日,国务院新闻办发布的《新时代的中国能源发展》白皮书(以下简称为白皮书)显示,得益于能源生产和消费结构的不断优化,我国已基本形成了煤、油、气、电、核、新能源和可再生能源多轮驱动的能源生产体系。初步核算,2019年,中国一次能源生产总量达39.7亿吨标准煤,其中煤炭仍是基础能源,见下图。从图中可以看到,自2012年开始,非化石能源的生产量在逐步提升。

要实现碳达峰、碳中和目标,除了碳减排,我国已无路可走。概括起来,实现碳减排的办法主要有三种,第一,减少化石能源的使用;第二,增加非化石能源的使用;第三,种树以增加碳汇。

开发新能源,我国已取得巨大成就

中国工程院院士、国家电网公司顾问黄其励认为,改变我国以煤炭为主的能源结构主要有三种途径:一是一次能源的清洁化,尽量少用煤炭、多用可再生能源;二是二次能源的电气化,尽量多用电;三是全民节能。

白皮书显示,我国就是沿着这条路走。通过全面开展燃煤电厂超低排放改造,我国煤炭清洁利用水平大幅提高,建成了全球最大的清洁煤电供应体系。截止2019年底,实现超低排放煤电机组达8.9亿千瓦时,占煤电装机总量的86%。与此同时,我国也在积极开发可再生能源,截至2019年底,我国可再生能源发电总装机容量7.9亿千瓦,在全球占比约为30%。

此外,在能源消费结构调整与能源利用效率提升方面也取得了显著的成绩。

过去八年间,煤炭消费占比下降了10.8%,2019年比重为57.7%,天然气、水电、核电、风电等清洁能源的能源消费占比为23.4%,非化石能源占能源消费总量比重达15.3%,提前完成到2020年非化石能源消费比重达到15%左右的目标。

能源利用效率方面,2012年以来,单位国内生产总值能耗累计降低24.4%,相当于减少能源消费12.7亿吨标准煤。2012年至2019年,我国以能源消费年均2.8%的增长,支撑了国民经济年均7%的增长。

据白皮书介绍,2019年碳排放强度比2005年下降48.1%,超过2020年碳排放强度比2005年下降40%-45%的目标,扭转了我国二氧化碳排放快速增长的局面。

可再生能源、新能源汽车成助推经济发展两大新兴产业

自2009年 “十城千辆节能与新能源汽车示范推广应用工程”启动以来,经过十余年的发展,我国新能源汽车产业技术水平显著提升、产业体系日趋完善、企业竞争力大幅增强。2015年以来新能源汽车销量、保有量连续五年居世界首位,产业进入叠加交汇、融合发展的新阶段。汽车产品形态、交通出行模式、能源消费结构和社会运行方式正在发生深刻变革,为新能源汽车产业提供了前所未有的发展机遇。

据公安部数据,截止2019年底,我国新能源汽车保有量达381万辆。据中国汽车工业协会数据,2020年1-11月共销售新能源汽车110.9万辆,如不出意外,全年销量可望超过120万辆。两数据相加,2020年全国汽车保有量将达到500万辆,基本达到《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》制定的产业化目标。我国汽车电动化进程已取得阶段性成果。

2020年10月27日,中国汽车工程学会发布了《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,进一步确认了汽车技术“低碳化、信息化、智能化”的发展方向,提出了我国汽车产业面向2035年发展的六大目标,第一条就是:汽车产业碳排放于2028年先于国家碳减排承诺提前达峰,2035年碳排放总量较峰值下降20%以上。

为什么汽车产业要承担碳减排、碳达峰的重任?

其实这是国家汽车电动化战略的初衷。据当年参加我国新能源汽车产业发展政策制定的专家介绍,当时国家赋予新能源汽车三大任务:第一,解决我国石油对外依存度过高问题;第二,解决我国燃煤发电占比过大,大气污染严重问题;第三,解决我国汽车产业技术长期落后于人问题,实现弯道超车。

《节能与新能源汽车技术路线图2.0》提出至2035年,新能源汽车市场占比超过50%,燃料电池汽车保有量达到100万辆,节能汽车全面实现混合动力化,汽车产业实现电动化转型的明确目标。这与国务院办公厅印发的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》的目标是一致的。有人测算,如果这一目标如期实现,到2035年,我国新能源汽车保有量将达到8000万-1亿辆,燃料电池汽车达到100万辆。如今,新能源和新能源汽车两大产业的兴起,为实现国家从化石能源为主导向可再生能源为主导转型的目标、为实现碳减排创造了两大先决条件:上游有了以光电、风电为主的充足的可再生能源,下游有了可以大幅度消纳可再生能源的新能源汽车。

可再生能源、新能源汽车已成为支撑我国国民经济发展的两大新兴产业。

可再生能源输送还是一道难解的题

上游有了以光电、风电为主的充足的可再生能源,下游有了可以大幅度消纳可再生能源的新能源汽车,然而,在这上下游之间还缺一座将两者联通起来的桥梁——如何将大漠戈壁中发出的电,跨越千山万水送到繁华都市中奔跑的汽车上。

当前,可再生能源发出的电能输送还是一道难解的题。

我国幅员辽阔,经济发展极不平衡,可再生能源发电多集中在西北边远地区,用电中心位于中东部地区,能源供应者和使用者相距遥远。只是路途遥远还不算什么,可以通过架设高压输电网解决,但令人头疼的是,水、风、光发电,特别是风、光电具有波动性大、间歇性强的先天缺陷,这给电网稳定运行带来极大风险,导致风电、光电上网难、输送难。

据人民日报海外版2019年的报道,2018年全年弃水电量691亿千瓦时,弃风电量277亿千瓦时,弃光电量54.9亿千瓦时,“三弃”电量超过同期三峡电站的发电量。2019年弃风、弃光率实现了双降,但平均弃风率仍达4%,弃光率达2%,全国弃风电量169亿千瓦时。同时为了降低弃电率,风电、光电装机量也受到严格控制。2018、2019年风电与光伏发电新增装机量均呈下跌态势,分别为6500千瓦、5600千瓦,而2020年1-10月新增装机约4600万千瓦,预计全年也将是下降状态。

谁能解决发出的电被迫扔掉,国家严控装机规模、企业装机积极性下降的难题?遍寻国内所有产业,唯有纯电动汽车和氢燃料电池汽车可担此重任。

作为从“十一五”起连续三个五年规划担任国家新能源汽车科技专项首席专家、深度参与我国新能源汽车研发示范与产业化全过程的科学家,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高,给新能源汽车下了一个新的定义:传统汽车只有一个交通工具的功能,而新能源汽车则是交通工具、储能装置和智能终端三位一体的产品。新能源汽车即可以消纳可再生能源,也能储存上不了网的可再生能源(智能终端本文不议)。新能源汽车之所以有此能力,是因为其具有与传统汽车动力不同的动力电池,既可以驱动汽车前进,又可以当做移动的“油箱”储存电能,必要时还可以将电能回馈给电网。

电池储能、风光电制氢,可架西电东送之桥

国务院办公厅发布的《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》提出,促进新能源汽车与可再生能源高效协同,统筹新能源汽车能源利用与风力发电、光伏发电协同调度,提升可再生能源应用比例。可见,国家已经从顶层设计层面将新能源与新能源汽车结成了“夫妻”,实际上,二者亦应该成为天设地造的一对。

西电东送工程是我国西部大开发战略的一项重要任务。2000年,贵州、云南的第一批西电东送电力项目开工建设,标志着我国西电东送工程全面启动。经过几十年建设,西电东送工程取得了巨大成就。然而这一工程主要解决的是水电的输送,为了平衡电网的不稳定性问题,又配建了一批燃煤电厂作为备用电源。这就形成了矛盾:一方面要减少煤电,多用可再生能源;另一方面,为了多用可再生能源,我们又要多用煤电。

用燃煤电厂平衡电网显然不是最好的办法,于是电网人想到了储能电池。用储能电池在阳光充足、风力较大、丰水期发电高峰时,将电储存起来,在风力减弱,阳光黯淡、枯水期时将电池中的电补充到电网上去,就可以维持电网稳定运行。无疑,这是个可行的办法,但需要规模庞大、质量可靠、源源不断的电池供应。谁有这个规模?电动汽车。如果我国电动汽车保有量达到3亿辆,车上电池储存的总电量就将达到200亿度。而现在,中国每天消费的总电量正好是200亿度。大量的电动汽车将用以平衡电网、支持电网供电。

氢燃料电池则是消纳可再生能源的另一条途径,不依赖电网是它的一大特点。它可以把电变成氢,通过车辆、管道等方式输送到用户手中,还可长期储存,也能在电网需要时还原成电回馈给电网。也就是说,可再生能源变成氢可以实现大规模用能和长周期的储能。所以欧阳明高认为,最终储能第一要靠纯电动汽车的电池,第二要靠燃料电池汽车的能源—氢能。

在此方面,发达国家已经行动起来。欧美已经有14个国家制定了各自的能源发展规划,欧盟去年发布的氢能战略计划,到2030年生产1000万吨绿氢。日本在福岛建立了一个光伏发电基地,用光伏取氢900吨,2020年已经建成投产,是目前全球最大规模的制氢工厂。

中国电动汽车百人会理事长陈清泰说:未来的汽车是存贮和消纳间歇性可再生能源的强大载体;是把绿色能源、智能电网、未来出行、新一代移动通信链接在一起的纽带,是智能交通、智慧城市的基本单元。

执笔:沈承鹏


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