李開(kāi)國(guó)：碳中和背景下，內(nèi)燃機(jī)主要發(fā)展方向是節(jié)能低碳化

2023年10月18日，由中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)、中國(guó)汽車工程研究院股份有限公司聯(lián)合舉辦的商用車碳中和創(chuàng)新發(fā)展論壇在重慶舉行，會(huì)議吸引到眾多業(yè)內(nèi)專家參與，旨在凝聚共識(shí)引領(lǐng)發(fā)展方向，加速推進(jìn)商用車碳中和。

 

會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)，中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)、商用車碳中和協(xié)同創(chuàng)新平臺(tái)專家委員會(huì)主任李開(kāi)國(guó)發(fā)表了題為《面向碳中和的商用車技術(shù)路徑轉(zhuǎn)型趨勢(shì)及思考》的主旨演講。在演講中，李開(kāi)國(guó)表示，多元化技術(shù)路徑支撐商用碳中和發(fā)展，未來(lái)二十年內(nèi)傳統(tǒng)能源內(nèi)燃機(jī)仍將是商用車的重要技術(shù)路線，內(nèi)燃機(jī)的主要發(fā)展方向是節(jié)能低碳化。

 

以下為李開(kāi)國(guó)演講速記（未經(jīng)本人審閱）：

 

尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)，各位來(lái)賓，各位汽車界的同行，大家上午好！剛才侯秘書長(zhǎng)和幾位領(lǐng)導(dǎo)都分別介紹了關(guān)于商用車碳中和的重要問(wèn)題，中國(guó)汽車工程院學(xué)會(huì)李俊院士主動(dòng)提出來(lái)汽車行業(yè)人要認(rèn)真和主動(dòng)的關(guān)注在雙碳目標(biāo)中有所作為，要避免我們?cè)谶^(guò)去在排放過(guò)程中間的被動(dòng)性，所以中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)組建了商用車碳中和創(chuàng)新平臺(tái)。我今天的在這里給大家做一個(gè)匯報(bào)和交流，一些初步的成果和觀點(diǎn)，其目的是和大家分享這一年半來(lái)如何來(lái)看待中國(guó)商用汽車碳中和的問(wèn)題，如何來(lái)實(shí)現(xiàn)落實(shí)好3060目標(biāo)，這些路線圖我們會(huì)在北京的年會(huì)上正式發(fā)布，今天是部分的觀點(diǎn)和成果。

 

主要介紹三方面：碳中和發(fā)展背景與現(xiàn)狀、技術(shù)路徑發(fā)展趨勢(shì)分析、行業(yè)零碳轉(zhuǎn)型的發(fā)展建議。

 

中國(guó)是一個(gè)政府主導(dǎo)下的市場(chǎng)主體國(guó)家，所有的企業(yè)都是跟著政府走，圍著市場(chǎng)轉(zhuǎn)，總書記講到我們要在2030年達(dá)峰、60年前要實(shí)現(xiàn)碳中和，政府的主導(dǎo)部門出臺(tái)了很多的管理制度，包括重慶市的相關(guān)制度。有《關(guān)于完整準(zhǔn)確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達(dá)峰碳中和工作的意見(jiàn)》，《2030年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案的通知》《減污降碳協(xié)同增效實(shí)施方案》，所有意見(jiàn)里都涉及到交通行業(yè)，涉及到汽車行業(yè)，對(duì)汽車都提出了要新能源化要求，有40%、50%的比例，新能源碳達(dá)峰碳中和肯定是全口徑的技術(shù)路徑。

 

為什么要關(guān)心商用車碳中和呢，交通能源占整個(gè)中國(guó)碳排放的比例達(dá)到10%—11%左右，但是汽車其實(shí)在交通行業(yè)里面占85%，整個(gè)碳排放大概140萬(wàn)億噸，而商用車只有12%的保有量，但是在汽車行業(yè)里面達(dá)到了55%的排放占比，這個(gè)排放占比是汽車行業(yè)最高的，汽車行業(yè)要碳中和碳達(dá)峰必須要解決商用車的問(wèn)題，如果不解決好商用車的問(wèn)題，我們就沒(méi)有資格說(shuō)汽車行業(yè)能實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰和碳中和，所以商用車12%的占比，碳排放量占比超過(guò)55%。 總重要一點(diǎn)，盡管這些年商用車企業(yè)日子過(guò)得很艱難，但是中國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展離不開(kāi)商用車，商用車還保持著有增長(zhǎng)的勢(shì)頭保有量，2020年創(chuàng)歷史新高，目前還是保持增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)，意味著碳排放還會(huì)增長(zhǎng)。

 

過(guò)去十年我國(guó)商用車保有量規(guī)模持續(xù)增長(zhǎng)，商用車排放量逐年提升，2021年商用車整個(gè)碳排放達(dá)到5.1億噸，我們心里的一個(gè)初步研究結(jié)論，預(yù)計(jì)在2025年商用車實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰，總量約5.5億噸左右，重卡碳排放占比是達(dá)到84%，重型中長(zhǎng)途占重卡比例不到1/3，占比商用車碳排放約50%。

 

新能源滲透率比較低，今年是商用車在整個(gè)乘用車行業(yè)里滲透率超過(guò)30%，但是在商用車行業(yè)里面滲透率只有9.6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于乘用車，最重要的點(diǎn)，長(zhǎng)途運(yùn)輸基本上都沒(méi)有實(shí)現(xiàn)新能源化，這也是商用車面對(duì)能源結(jié)構(gòu)和動(dòng)力轉(zhuǎn)型非常具體的問(wèn)題，所以緊扣新能源這樣一個(gè)路徑可能很難解決商用車雙碳目標(biāo)問(wèn)題。

 

第四個(gè)現(xiàn)狀，場(chǎng)景復(fù)雜，商用車場(chǎng)景300多個(gè)，商用車種類全球5千多個(gè)，中國(guó)大概有4千多個(gè)，與商用車強(qiáng)相關(guān)的場(chǎng)景60個(gè)，其中重卡場(chǎng)景最多我們有35個(gè)。如何研究商用車的場(chǎng)景問(wèn)題，只有把場(chǎng)景研究清楚，最后我們通過(guò)努力、統(tǒng)計(jì)和相關(guān)性分析，把中國(guó)300多個(gè)場(chǎng)景劃分到26個(gè)場(chǎng)景，5年以來(lái)的統(tǒng)計(jì)率，在26個(gè)場(chǎng)景基本上涵蓋中國(guó)商用車保有量的96.3%，還沒(méi)有達(dá)到100%，96.3%的管控比例，26個(gè)場(chǎng)景，來(lái)研究中國(guó)商用車的碳排放問(wèn)題。

 

第五個(gè)現(xiàn)狀，技術(shù)路徑多元化、低碳化發(fā)展。其實(shí)從柴油到天然氣到甲醇，其實(shí)我們研究下來(lái)的結(jié)果是14個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)的技術(shù)形態(tài)，從傳統(tǒng)的柴油機(jī)、內(nèi)燃機(jī)到混合動(dòng)力，到新型的燃料內(nèi)燃機(jī)，到目前中國(guó)商用車?yán)锩嬗?4個(gè)動(dòng)力場(chǎng)景，這都是需要我們?nèi)パ芯糠治鲫P(guān)注的對(duì)象。講到碳中和平臺(tái)，13家單位，300位專家，會(huì)在這個(gè)月25號(hào)在北京發(fā)布我們的路線圖。

 

我們?cè)趺磥?lái)做路線圖呢，這里面既是復(fù)雜的問(wèn)題又是必須要搞清楚的問(wèn)題，商用車跟乘用車不一樣，一個(gè)商用車既是經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的物流的主要貢獻(xiàn)者，更重要的一個(gè)特點(diǎn)，PEST3E漏洞式的評(píng)估模型，既研究政策還要研究資源，研究經(jīng)濟(jì)性，還研究成本回收，商用車買來(lái)的目的更重要的是要?jiǎng)?chuàng)造財(cái)富，所以提出PEST3E漏洞式的評(píng)估模型，按照政策、資源、技術(shù)成熟度、經(jīng)濟(jì)型，包括相關(guān)的能源環(huán)境。

 

第二方面，技術(shù)路徑發(fā)展趨勢(shì)分析。針對(duì)五個(gè)方面的情況怎么抓好商用車碳中和，怎么來(lái)研究我們的技術(shù)路徑和發(fā)展思路。多元化技術(shù)路徑支撐商用碳中和發(fā)展，經(jīng)過(guò)相關(guān)分析得出一些相關(guān)的觀點(diǎn)，和大家交流分享。

 

第一，節(jié)能低碳化是內(nèi)燃機(jī)主要發(fā)展方向，我們認(rèn)為在商用車?yán)锩嫦氚褌鹘y(tǒng)能源內(nèi)燃機(jī)滅掉沒(méi)有這么容易，以德國(guó)保時(shí)捷為代表的德國(guó)交通部投了反對(duì)票，所以這個(gè)提案沒(méi)有執(zhí)行，盡管提出電子燃料，但是內(nèi)燃機(jī)還有它存在的價(jià)值，中國(guó)是全世界商用車最多的國(guó)家，從保有到產(chǎn)能產(chǎn)量，那么節(jié)能低碳化是內(nèi)燃機(jī)的主要方向，內(nèi)燃機(jī)發(fā)展我們做了一些預(yù)判，繼續(xù)提高內(nèi)燃機(jī)的效率，繼續(xù)優(yōu)化動(dòng)力系統(tǒng)的效率，同時(shí)結(jié)合一些整車節(jié)能技術(shù)，讓內(nèi)燃機(jī)更節(jié)能更低碳，減少二氧化碳。

 

 

 

第二，氫內(nèi)燃機(jī)已經(jīng)成為行業(yè)的熱點(diǎn)，像一汽都在積極加強(qiáng)氫內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)，整個(gè)行業(yè)必須關(guān)注理論問(wèn)題，初步測(cè)算下來(lái)通過(guò)調(diào)研結(jié)果，認(rèn)為氫內(nèi)燃機(jī)有可能在2025年進(jìn)入一個(gè)量產(chǎn)階段，但還是面對(duì)一些問(wèn)題，首先成本比較高，氫內(nèi)燃機(jī)的成本還是高于柴油機(jī)的，還有基礎(chǔ)設(shè)施，不像柴油加油站這么豐富，從這個(gè)角度來(lái)講，未來(lái)氫內(nèi)燃機(jī)首先還是要提高效率，第二是要縮小成本，第三通過(guò)政府和企業(yè)家共同努力來(lái)解決好綠氫供給網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題，能通過(guò)基礎(chǔ)設(shè)施和技術(shù)的進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)化的成本降低，是可以讓氫內(nèi)燃機(jī)進(jìn)入一個(gè)很好的發(fā)展生態(tài)和環(huán)境。

 

商用車我們還是認(rèn)為盡管沒(méi)有乘用車這么火爆，但是對(duì)商用車來(lái)講電動(dòng)車還是減碳的主要路徑，對(duì)整個(gè)電動(dòng)車發(fā)展來(lái)講降成本還是電動(dòng)車實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)發(fā)展的主要路徑。里面有采購(gòu)成本高的問(wèn)題，這些問(wèn)題對(duì)行業(yè)影響比較大，但我們有一個(gè)初步的研判，到2030年以后，隨著電池技術(shù)的進(jìn)步，和新型電池新結(jié)構(gòu)電池、新材料電池的出現(xiàn)，有可能讓TCO成本發(fā)生一些大的變化，會(huì)扭轉(zhuǎn)改變重構(gòu)商用車動(dòng)力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)占比，這是有可能的。

 

當(dāng)然我們還要考慮其他的一些問(wèn)題，除了乘用車購(gòu)置成本下降，也可以采取換電模式，但還是比較困難，因?yàn)橥顿Y回收跟金融成本的回收有差距，還有怎么樣提升車輛更保值的問(wèn)題，這些問(wèn)題非常重要。所以技術(shù)升級(jí)是整個(gè)電動(dòng)車向中長(zhǎng)途拓展的前途，在中長(zhǎng)途車或牽引車上面實(shí)現(xiàn)電動(dòng)車可能還是要提高續(xù)航里程，包括補(bǔ)能效率提升的問(wèn)題，使用壽命延長(zhǎng)，應(yīng)用場(chǎng)景將實(shí)現(xiàn)由中短途向中長(zhǎng)途領(lǐng)域的拓展。針對(duì)這幾個(gè)問(wèn)題要在從幾個(gè)方面很好的解決，通過(guò)相關(guān)技術(shù)的升級(jí)，來(lái)實(shí)現(xiàn)整個(gè)全鏈條路線的低成本。

 

降本、提質(zhì)是FCEV產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵，目前，氫燃料電商用車以示范運(yùn)營(yíng)為主，未來(lái)是商用車實(shí)現(xiàn)零碳、清潔運(yùn)輸?shù)闹饕夹g(shù)路線之一。突破燃料電池核心技術(shù)、降低購(gòu)置及使用成本、提升續(xù)航里程、完善綠氫供應(yīng)是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的關(guān)鍵途徑。如果氫氣的成本降到22塊的時(shí)候，因?yàn)閺哪茉聪牡某杀緛?lái)講就比柴油低了，所以我們認(rèn)為將來(lái)15塊到20塊的氫成本是對(duì)整個(gè)燃料電池的發(fā)展是一個(gè)分水嶺，就像天然氣一樣，天然氣是柴油0.7的時(shí)候是保持平衡的，是柴油0.6的時(shí)候天然氣是高速發(fā)展，所以今年很多企業(yè)特別是商用車企業(yè)50%的用天然氣，不是天然氣汽車技術(shù)突飛猛進(jìn)，是因?yàn)樘烊粴獗炔裼透阋肆?。所以讓未?lái)汽車成本隨著新型能源特別是綠色能源的使用，能不能有效的降低成本，所以提質(zhì)量是燃料電池的發(fā)展關(guān)鍵。

 

長(zhǎng)期來(lái)講我們認(rèn)為像純電動(dòng)重卡、氫燃料電池重卡具有貨運(yùn)效率高、補(bǔ)能時(shí)間短、TCO成本低的優(yōu)勢(shì)，是中長(zhǎng)途運(yùn)輸場(chǎng)景主要發(fā)展的新能源技術(shù)路線。純電動(dòng)重卡在車輛自身相對(duì)不敏感的輕拋貨物運(yùn)輸場(chǎng)景與氫燃料電池商用車互補(bǔ)發(fā)展。

 

車輛與能源協(xié)同融合發(fā)展是實(shí)現(xiàn)碳中和的保障。能源制取包括綠色低碳化的問(wèn)題，包括補(bǔ)能站方面效率提升且多功能一體化發(fā)展的問(wèn)題，商用車不斷向低碳智能方向轉(zhuǎn)型。能源與站之間，儲(chǔ)運(yùn)網(wǎng)絡(luò)多元化發(fā)展，站與車之間實(shí)現(xiàn)協(xié)同一體化、數(shù)字互聯(lián)化發(fā)展。車輛與能源協(xié)同融合發(fā)展，支撐提升綠色能源使用效率、降低商用車碳排放。從這幾個(gè)方面，從電動(dòng)化，從氫能化、從燃料電池、從車輛協(xié)同這些路徑都是解決商用車碳中和重要的技術(shù)路徑。

 

把剛才的問(wèn)題小結(jié)，所以有很多路徑都是可以做的，有很多場(chǎng)景跟很多的技術(shù)路線是可以結(jié)合的，不是某一個(gè)技術(shù)路線都適合所有的場(chǎng)景，所以技術(shù)路線和場(chǎng)景結(jié)合，動(dòng)力系統(tǒng)跟場(chǎng)景結(jié)合，是未來(lái)商用車產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、技術(shù)投放和市場(chǎng)布局的一個(gè)很重要的抓手。

 

第三部分，主要是給行業(yè)和政府提的一些建議，從政府層面應(yīng)該加強(qiáng)純電動(dòng)車的商用車推廣，還要推廣氫燃料電池的應(yīng)用場(chǎng)景，包括要政府推動(dòng)新的應(yīng)用場(chǎng)景，像點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高速公路綜合示范線，既能保證燃料電池的推廣使用，也能保證未來(lái)氫燃料機(jī)的積極參與。要加強(qiáng)零碳內(nèi)燃機(jī)示范應(yīng)用工程，現(xiàn)在很多企業(yè)頂著巨大的壓力，做了多種路線的探討，其實(shí)占用了企業(yè)的資源，還影響了企業(yè)的盈利。但企業(yè)做了這么多的努力，還是需要企業(yè)與政府共同牽起手來(lái)，實(shí)現(xiàn)從零到一的突破，中國(guó)電動(dòng)汽車的發(fā)展如果沒(méi)有當(dāng)年萬(wàn)X副主席的倡導(dǎo)，大家想一想我們今天是不是沒(méi)有了電動(dòng)汽車的蓬勃發(fā)展。

 

第二個(gè)層面，我們還是要對(duì)技術(shù)短板要做一些突破，像內(nèi)燃機(jī)綠色低碳轉(zhuǎn)型的問(wèn)題，還有動(dòng)力電池綠色創(chuàng)新，還有燃料電池及儲(chǔ)氫系統(tǒng)技術(shù)突破和成本降低，還有整車雙碳技術(shù)優(yōu)化，像空氣動(dòng)力學(xué)低阻和低阻輪胎，網(wǎng)聯(lián)出行綠色出行，這些問(wèn)題都可以實(shí)現(xiàn)減碳。

 

第三個(gè)層面，要持續(xù)推動(dòng)和完善基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)，保障商用車碳中和發(fā)展。推動(dòng)充換電站集約化、共享化發(fā)展。加氫站技術(shù)攻關(guān)與市場(chǎng)推廣，氨氫融合發(fā)展探索，積極探索氨氫融合能源發(fā)展路線，構(gòu)建安全、高效、低成本、多元化的綠色能源供給體系。打造智慧補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)，依托互聯(lián)網(wǎng)+智慧能源，提升智能化水平，積極推進(jìn)車、站、網(wǎng)協(xié)同的智慧補(bǔ)能網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，需要政府多部門協(xié)同，需要企業(yè)多部門努力。

 

我今天就借這個(gè)機(jī)會(huì)給大家分享一下，首先是商用車碳中和跟乘用車不一樣，是挺難的一件事。第二是中國(guó)的碳達(dá)峰到碳中和只有30年的時(shí)間，我在跟中歐對(duì)話的時(shí)候，其實(shí)歐洲有一些國(guó)家是70年，有一些國(guó)家是60年，有一些國(guó)家是50年，對(duì)70年、60年、50年的國(guó)家，他們有足夠的時(shí)間來(lái)解決碳中和的問(wèn)題，他們從6代技術(shù)、7代技術(shù)的進(jìn)步推演來(lái)解決節(jié)能減排的問(wèn)題，但我們只有30年，我們完全依靠技術(shù)進(jìn)步很難解決雙碳目標(biāo)的，所以我們既需要技術(shù)進(jìn)步和努力，也需要政策的抓手，所以中國(guó)的碳中和目標(biāo)一定是在技術(shù)進(jìn)步和政策管控下來(lái)共同實(shí)現(xiàn)的，我們要修兩道橋，兩條路，在兩道橋的限制之下，用技術(shù)和政策的鼓勵(lì)來(lái)推動(dòng)商用車碳中和的發(fā)展和目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。

 

今天的分享就到這里，感謝大家！