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专家论道|赵福全谈中国汽车通往碳中和之路

2021-12-10 13:35 5475 0 来自: 腾讯
简介
  10月5日,日本气象学家真锅淑郎、德国气象学家克劳斯·哈塞尔曼和意大利物理学家乔治·帕里西荣膺2021年诺贝尔物理学奖。2021年物理学奖颁给气候研究专家,这是有史以来破天荒的第一次。结合时下愈演愈烈的“双 ...

  10月5日,日本气象学家真锅淑郎、德国气象学家克劳斯·哈塞尔曼和意大利物理学家乔治·帕里西荣膺2021年诺贝尔物理学奖。2021年物理学奖颁给气候研究专家,这是有史以来破天荒的第一次。结合时下愈演愈烈的“双碳”热潮,不难发现,国际社会对于气候变化越来越重视,同时全球主流科学家对碳与气候变暖关系的认识更趋于一致。

  2021年被认为是碳中和的元年,大部分国家和企业都提出了各自的碳中和计划。这次诺贝尔奖组委会,或是希望通过这一科学方式进一步提高国际社会对气候变化的关注程度,以此推动全球减碳计划的有效落实。

  为了顺应发展大势,也为了早日完成中国的“双碳”目标,中国汽车企业该如何应对?在2021全球汽车海归精英联合年会暨“中国拥抱世界”汽车产业论坛上,世界汽车工程师学会联合会终身名誉主席、清华大学车辆学院教授、汽车产业与技术战略研究院院长赵福全以“碳中和与中国汽车应对之路”为演讲主题为大家支招。

  赵福全

  汽车产业践行双碳目标绝不能孤军奋战,而要与其他相关产业及领域有效协同。汽车产业内部必须通过产业链上下游联动实现减碳,即全产业链、全生命周期的降碳脱碳;产业外部必须通过跨行业、跨领域协同实现脱碳,尤其是能源产业要支撑汽车产业全生命周期中零碳能源的应用,交通行业要提供给汽车产业低碳和零碳的出行应用场景。其中,能源行业结构转型是碳中和的基础支撑,而作为能源载体的电和氢的生产、存储、运输以及使用决定了未来相关技术、产业发展以及投资的大方向。

  碳中和将重塑国际政治经济格局

  截至目前,全球已有数以千计的顶级专家学者从不同的角度、用各种科学方法及数据证明了地球气候变暖是真实存在的,而碳排放的激增是导致气候变暖的主要原因之一,碳中和就是为了控制全球气温升高而提出的。从这个意义上讲,碳中和是必须要走的路,这不是一道选择题,而是一道必答题。同时,碳中和作为非常重大的现实议题,还有很多前沿理论和创新实践问题有待解决。这是人类社会正在进行的一场全面深刻的系统性变革,涉及到方方面面、角角落落,但由于站位和视角的差异,人们对于双碳目标的理解容易出现不同的观点和态度,这是可以理解的;而我认为,双碳目标既是环境问题,也是发展问题,更是人类存续方式选择的大问题。讨论和解决碳中和问题必须站位要高,系统性要强,时间跨度要大,举措要具体。

  碳中和要迫使人类告别过去赖以生存的碳基能源,这对世界的改变是不言而喻的。这样问题的解决将是一个长期性、立体式、综合性的系统工程,需要全人类共同、长期的努力才能解决。这已在全球范围内逐渐达成了共识。

  人类对于不断减少碳排放直至实现碳中和的追求,意味着传统工业时代的落幕,同时也意味着新的绿色发展时代的开启。过去碳是经济发展的基础,而未来发展路径的选择既不是提出碳中和战略的必要条件,也不是充分条件。也就是说,即使仍处于发展中阶段的国家,今后的发展也必须遵循低碳模式,必须告别过去的“先污染、后治理”的模式,以绿色发展方式实现经济的可持续增长,这无疑是一个异常严峻的挑战。

  不过,我们也要认识到,发展中国家面向碳中和目标也是有一定的后发优势的。发达国家经济体系已经基本定型,要从碳依赖的“旧世界”切换到碳中和的“新世界”,脱碳转型的成本是巨大的。相反,对于中国这样的发展中国家,经济发展远未饱和,如果能够尽早将新增GDP以低碳及碳中和的方式实现,碳中和其实也给发展中国家带来了宝贵的历史机遇。

  如前所述,碳中和一方面考虑的是关乎人类生存的生态环境问题,另一方面也是在解决人类的经济发展问题。生态环境与经济发展相互协调、互相作用,最终将会深刻地改变整个世界。在此发展趋势下,各国必将围绕碳中和展开新一轮的技术竞争和经济博弈,从而重塑世界政治经济格局。其次,碳中和涉及整个经济体系的全面深度转型,这将是高度复杂的国家系统工程。最后,碳中和目标的落实将在不同的国家、区域、行业以及时间等维度上带来严重错位的机遇和挑战。一些行业和地区将因此逐渐衰落,出现传统产能与人才的相对过剩;另一些行业和地区则将蓬勃发展,并诞生新的产业,从而产生全新的人才和能力需求。有鉴于此,无论区域还是企业或个人都必须早做谋划,实施转型,以抓住碳中和这个不可逆的发展大势。

  我们必须清醒地认识到,碳中和是国家打造未来核心竞争力的战略选择,碳中和的提出意味着我们进入了一个全新的发展阶段,将以全新的发展理念,谋求构建全新的发展格局。传统工业化的“旧世界”是不可持续的,唯有加快向人与自然和谐共生的新现代化转型,实现了竞争力的切换,才能拥抱未来的“新世界”。虽然在战术上实现碳中和的挑战巨大,但是碳中和的战略机遇也是前所未有的。因此,我们要加倍珍惜这一历史性机遇,系统思考、前瞻布局,努力实现跨越式发展,以期抢占碳中和科技与经济发展的全球制高点。

  不可否认的是,中国高层在实现双碳目标的决心和国际承诺,将产生强大的市场预期和推动力。但是我们也要认识到,全世界并没有碳中和发展的标准范式,而中国作为全球第二大经济体且是全球碳排放量最大的国家,实现碳中和可谓“时间紧、任务重”。

  双碳目标下汽车产业面临的挑战与应对策略

  双碳目标广泛影响各行各业,而汽车产业作为制造业中的集大成者,产业链条长、涉及领域广、能源消耗大,并且在国民经济中兼具支柱性和载体性特点,因此其低碳和脱碳转型更具代表意义和重要作用。相较其他产业,汽车产业实现双碳目标面临三大严峻挑战。

  第一、产业规模大,关注度高。汽车产业碳排放量大,同时产业发展还尚未饱和,而且在可预期的未来,汽车保有量还将持续增长,这意味着产业实现碳中和的目标异常艰巨。此外,汽车产业受关注程度高,汽车低碳及脱碳转型具有代表性的意义。

  第二、国际经贸机制与市场竞争环境变化。当前国际政治经济环境的不确定性不断增强,各国可能会围绕碳排放制定更加严格的贸易政策,形成新的贸易壁垒;同时市场环境向低碳化的转变,要求汽车企业必须把低碳制造与低碳产品打造成企业新的核心竞争力,否则可能根本没有资格参与未来的竞争。

  第三、高度关联的汽车产业无法单独解决碳中和问题。汽车产业只靠自身努力是不可能实现碳中和目标的,只有跨产业协调发展,才能保证中国汽车产业的持续竞争力。

  总之,碳排放量大、受关注度高、显性效果强的汽车产业,极有可能会“被迫”加快实现双碳目标的步伐。

  那么汽车产业如何有效应对呢?必须要明确的一点是,汽车产业践行双碳目标绝不能孤军奋战,而要与其他相关产业及领域有效协同、加强联动,因为脱碳是一场系统性变革。产业内部必须通过产业链上下游联动实现减碳,即全产业链、全生命周期的降碳脱碳;产业外部必须通过跨行业、跨领域协同实现脱碳,尤其是能源产业要支撑汽车产业全生命周期中零碳能源的应用,交通行业要提供给汽车产业低碳和零碳的出行应用场景。

  能源行业结构转型是碳中和的基础支撑

  汽车产业实现双碳目标,离不开能源行业的结构优化,最终要实现制造业全生命周期中包括生产、使用、回收过程的零碳能源应用。这要求能源行业脱碳化,告别化石燃料就意味着要加快引入可再生能源、核能和生物质能源。目前来看,单靠生物质燃料和核能无法解决碳基燃料切换问题,清洁能源仅是补充,而可再生能源才是未来重要的碳基能源替代品,而储能将是有效利用好可再生能源的最为关键的技术攻关难点。

  未来终端能源消费形式将会以电能为主,氢能为辅,即能用电的都用电,不能用电的就用氢。电和氢的生产、存储、运输及使用的关键问题将决定未来相关技术、产业发展和投资的大方向。

  电动车储能的机遇和挑战

  可再生能源的存储与消纳面临着巨大挑战,而电动汽车将成为解决这一问题的重要途径,潜力巨大。我们经过测算发现,若按照每辆电动汽车有50度电用来存储,500万辆左右的电动汽车就能存储一个三峡电站的发电量,这就意味着当中国有1亿辆电动汽车保有量的时候,每天可存储约二十个三峡电站的发电量。

  然而,电动车储能也面临着诸多挑战,技术和商业模式的不成熟,都需要不断完善和探索。虽然频繁的充放电对电池循环寿命和充放电技术有着巨大的挑战,电动车储能市场的突破有赖于技术的支撑,但这不会成为瓶颈,最终的经济性和生态建设才是决定电动车储能商业可行性的关键。比如说,电动车储能对车主收益是否有足够的吸引力,谁来先投入培育生态,这其中就有鸡生蛋、蛋生鸡的问题。

  生命周期制氢成本对比

  再谈谈储氢问题,全生命周期的成本是关键。气态氢生产成本低,但是运输成本高。相反,氨气、甲醇作为氢的储存载体,成本优势在于储运阶段,使得全生命周期成本优于气态氢。同时可以发现,氨气或甲醇裂解获得氢气的成本也较高,在当绿色燃料供给稳定且燃料电池全产业链发展尚未成熟之前,重型内燃机使用绿色燃料或许是一个重要的选项。

  液氢可作为短途运输的选择,但随着运输距离的增加,氨和甲醇作为储氢载体的成本优势越发凸显,尤其超过500公里的长距离运输时,氨和甲醇是更佳的选择。

  动力多元化是未来相当长时间的主旋律

  对于乘用车来说,未来纯电动路线已经非常清晰,但在特殊市场,燃料电池也有部分发展空间,但会面临性价比的问题。对于长行驶里程的重型商用车而言,燃料电池是必需的选项,而碳中和正是推动FCV发展的核心动力,氢的储运技术将决定FCV的产业化进程。对于其他动力技术,插电式混合动力是大型SUV、MPV满足日益严苛的法规的必要技术选项,而增程技术在充电基础设施不完善和气候环境不适宜的地区更能发挥其技术优势,有着更长的生命周期。总体而言,动力技术多元化发展是未来相当长一段时间的主旋律。



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