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李开国详解《商用车碳中和路线图1.0》

2023-11-29 16:29 1081 0 来自: 中国汽车报
简介
【汽车碳中和】第30届中国汽车工程学会年会暨展览会(SAECCE 2023)上,中国汽车工程学会监事长、会士,商用车碳中和协同创新平台专家委员会主任李开国发布了《商用车碳中和技术路线图1.0》(以下简称“路线图1.0” ...

【汽车碳中和】第30届中国汽车工程学会年会暨展览会(SAECCE 2023)上,中国汽车工程学会监事长、会士商用车碳中和协同创新平台专家委员会主任李开国发布了《商用车碳中和技术路线图1.0》(以下简称“路线图1.0)。

这一成果的发布引起了行业的热议与关注。我国商用车行业的减碳脱碳之路情况复杂、任务艰巨,同时又潜力巨大、前景广阔。如何客观评价我国商用车减碳脱碳目前所面临的困难,科学认识并选择合适的技术路线,成为整车制造企业及配套产业链所共同关注的问题。

为此,李开国接受了《中国汽车报》记者的专访。

记者:如何评价我国当前商用车减碳脱碳的行业现状?面临哪些现实难题?

李开国:当前我国商用车保有量持续增长,碳排放量逐年提升。过去十年中,我国商用车市场受供给侧多项改革和需求扩张影响,保有量规模持续增长,车用燃料以柴油、天然气等化石能源为主,新能源商用车尚处于起步发展阶段,导致商用车碳排放量逐年提升。目前运行阶段碳排放量已突破5亿吨,未来商用车保有量将继续保持增长态势,市场规模的增长进一步加大商用车减碳压力。

当然我们也面临着一些难点问题。从技术路线发展来看,商用车实现碳中和,存在纯电动、燃料电池、零碳燃料内燃机等多种技术路线。纯电动、燃料电池等新能源技术已初步实现应用,但渗透率不足10%,主要应用于牵引车短途、城建渣土等中短途场景,而在保有量大、运输强度高的中长途场景暂未实现技术就绪与市场突破,短期内无法覆盖全部应用场景。另外,零碳内燃机技术尚处于技术探索阶段,商用车实现碳中和的技术路径暂不清晰。

从关键技术发展来看,纯电动商用车在续航里程、补能效率及电池寿命等方面暂未达到中长途场景的运输需求;氢燃料电池商用车在大功率燃料电池系统、长寿命电堆及高密度储氢系统等方面暂未达到重载高强度运输场景的推广要求;内燃机在节能低碳技术及零碳燃料技术方面需加强关键技术创新水平,进一步挖掘内燃机的脱碳潜力。

从用户综合成本来看,纯电动商用车购置成本高、TCO优势不突出,氢燃料电池商用车氢堆及储氢系统等关键零部件成本高、绿氢供给价格高。新能源商用车市场竞争力相较于传统能源车辆无明显优势,发展仍需通过政策手段进行扶持与引导。

从基础设施建设来看,目前充、换电站主要集中在钢厂等工业园区与城市及周边区域,在干线运输场景尚处于小批量示范推广阶段,且大功率超级充电技术未实现普及,补能效率较低;加氢站存在氢气供应成本高、运营效率低、成本回收周期长等问题,亟需通过产业培育、示范推广、政策和制度创新等手段提升加氢站发展水平。

整体来讲,商用车碳中和发展仍面临技术路线不清晰、关键技术待提升、TCO优势不突出、基础设施未完善等问题,需进一步明晰科学适用的商用车碳中和发展路径。

记者:为何选在当下这个时机推出路线图1.0?

李开国:我认为应该从这样几个大的方面来认识时机的问题。

其一,当下商用车技术路线呈现多元化发展趋势,行业需要进一步明晰商用车技术发展方向。

商用车作为生产资料,场景复杂、需求多样,各场景对技术路线的要求也不同。目前在研究的包括柴油、天然气等传统能源内燃机,氢、氢氨等零碳燃料内燃机,以及纯电动、燃料电池、混合动力等多种技术路线,急需对各低碳零碳技术路线在各场景的发展潜力进行科学、系统、客观地评估,进一步明晰商用车绿色低碳发展目标及路径。

第二,路线图1.0研究已取得研究成果并达成行业广泛共识。

为持续推进商用车产业向绿色低碳转型,2022年5月,中国汽车工程学会联合商用车整车及零部件企业、能源企业、行业组织等国内外研究力量,共同发起并成立商用车碳中和协同创新平台(以下简称“平台”)。路线图1.0研究是平台的重点任务之一,于2022年8月启动,行业73家单位、300余名专家参与了研究。历经1年多时间,经过充分研讨及意见征集,路线图1.0的研究成果已基本形成了行业共识,具备了向行业分享研究成果的条件。

第三,商用车实现碳中和任务艰巨,需行业协同发展。

目前,商用车绿色低碳转型的进程正在提挡加速,但是,推动商用车产业绿色低碳发展是一项复杂性、长期性并存的系统工程。相对于乘用车,针对商用车绿色低碳转型的资源投入相对有限。路线图1.0的发布,将为商用车产业链在政策保障、技术创新、能源供给等方面的布局与协同发展提供一定意见参考,助力商用车产业更高效地实现绿色低碳转型。

记者:商用车使用场景差异化明显,技术路线多元化发展,路线图1.0的制定是否会兼顾不同场景的技术发展需求?

李开国:我来介绍一下路线图1.0的一些具体细节情况。

首先,路线图1.0划分了26个典型场景作为研究基准。

路线图1.0研究范围覆盖所有货车及大中型客车,车型划分与我国《道路交通管理机动车类型(GA802-2019)》保持一致。由于商用车场景复杂、需求多样,对场景进行细分是评估各技术路线发展潜力的关键基础。按照车型级别、功能用途、细分场景三级标准对场景进行划分,最终形成26个典型场景,细分场景市场销量占商用车整体比重达到96%左右,基本覆盖了商用车主流市场。

其次,路线图1.0按照“PST3E”研究框架,对14条技术路线开展系统评估。

综合考虑商用车技术路线发展现状及前瞻性,路线图1.0的评估范围涵盖了内燃机、电动化、燃料电池等主要技术方向在内的14条技术路线。按照“1+6”课题架构,聚焦26个典型场景,对14条技术路线统一按照“PST3E”技术路径评估框架,从政策环境(P)、场景适应性(S)、技术成熟度(T)、能源供给潜力(E)、技术经济性(E)、环境减碳效益(E)六个维度,采用“多要素融合分级决策”评估模型,综合评估面向2060年关键时间节点的各技术路线的发展潜力和市场竞争力。

整体来讲,路线图1.0的研究包括了商用车主流细分场景的主要技术路线,涉及领域有政策、能源、整车及零部件、基础设施等全产业链,对商用车碳中和技术发展路径进行了全面、系统、科学的评估。

记者:商用车行业在迈向碳中和的过程中,应该重点关注哪些方向?如何更好协同?

李开国:商用车行业的特点,决定了它的碳中和之路注定会更加复杂。

首先,我们强调,技术持续创新是商用车实现碳中和发展的前提。商用车场景复杂,减碳难度大,未来将以多种零碳技术协力促进商用车实现碳中和的发展路径为主。目前在研的14条技术路线将随着适用场景不同、发展阶段不同,其发展重点也不同。

针对纯电动技术路线,技术迭代升级是支撑纯电动商用车应用场景拓展的前提,目前纯电动商用车在技术上已基本满足短途场景运输需求,未来应加强长续航、高补能效率、高载货效率、长使用寿命等方面的技术突破,支撑纯电动商用车由短途向中长途应用场景的拓展。

针对燃料电池技术路线,目前,燃料电池商用车以示范城市群的示范推广为主,燃料电池商用车在可靠性、耐久性及经济性方面有待提升,未来,燃料电池技术应加强大功率、长寿命电堆及高密度储氢系统的研发与推广,加速燃料电池商用车在中长途场景的应用。

针对内燃机技术路线,节能低碳仍是近中期商用车重要的技术创新方向,应持续推进发动机热效率的提升及HEV技术的广泛应用;同时,持续推进零碳燃料技术创新,进一步挖掘内燃机的脱碳潜力。

其次,我们要注意,实现与政策标准协同是商用车绿色低碳转型的必然要求。零碳商用车生产、应用离不开政策法规的支持与保障。

针对生产阶段,加快制定商用车积分管理体系,分阶段实施新能源积分和燃料消耗量积分管理,并探索乘用车、商用车积分打通机制;持续推进商用车绿色低碳标准体系建设,推进在研车辆燃料消耗量限值标准、能源消耗量标识标准以及道路车辆温室气体标准协同,新能源汽车及替代燃料汽车能耗限值评价体系建设等研究工作,为商用车绿色低碳转型提供标准支撑。

针对应用推广阶段,借鉴目前示范经验,加强对换电、氢燃料电池、零碳燃料内燃机等零碳商用车推广示范,并加速零碳商用车在高速公路场景的应用与推广;研究建立以减排量核算方法学为基础的汽车产业CCER标准体系,对零碳商用车用户践行低碳运输予以引导激励。

此外,从产品生命周期角度,进一步健全新能源商用车整车及零部件的报废、回收、梯次利用等方面的政策标准体系。

第三,商用车行业实现与能源供给协同是零碳技术路径落地的关键保障。绿色能源供给及基础设施布局对零碳商用车是否实现零碳、是否使用便利、是否具备经济性至关重要。

针对电能,推动充换电站集约化、共享化发展,适度超前布局兆瓦级超充技术;针对氢能,加快拓展绿氢供应网络,并积极探索氨-氢融合发展路径;针对氨、甲醇等燃料,在富能区域,因地制宜开展示范运营,适度超前布局与油气合建的氨、甲醇加注站。

整体来讲,商用车产业实现碳中和,受诸多因素影响,在持续推进商用车碳中和技术创新基础上,还应加强与政策法规、基础设施及商用车全产业链的协同发展;同时结合货主及用户需求,分场景、有节奏地推进低碳零碳商用车的应用推广,逐步推动商用车产业实现绿色低碳转型。

记者:未来商用车碳中和路线图是否会根据产业实际进行更新、调整?有没有更新时间点的规划?

李开国:我们考虑到商用车行业具有场景复杂、需求多样、技术路径多元化发展的特性,商用车碳中和协同创新平台将根据产业环境变化与新技术应用情况,适时开展商用车碳中和技术路线图的修订与更新工作,以保障其科学性、时效性和引领性。预计每3~5年更新、修订一次。


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