李開國：碳中和背景下，內燃機主要發(fā)展方向是節(jié)能低碳化

2023年10月18日，由中國汽車工程學會、中國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，會議吸引到眾多業(yè)內專家參與，旨在凝聚共識引領發(fā)展方向，加速推進商用車碳中和。

 

會議現(xiàn)場，中國汽車工程學會副理事長、商用車碳中和協(xié)同創(chuàng)新平臺專家委員會主任李開國發(fā)表了題為《面向碳中和的商用車技術路徑轉型趨勢及思考》的主旨演講。在演講中，李開國表示，多元化技術路徑支撐商用碳中和發(fā)展，未來二十年內傳統(tǒng)能源內燃機仍將是商用車的重要技術路線，內燃機的主要發(fā)展方向是節(jié)能低碳化。

 

以下為李開國演講速記（未經本人審閱）：

 

尊敬的各位領導，各位來賓，各位汽車界的同行，大家上午好！剛才侯秘書長和幾位領導都分別介紹了關于商用車碳中和的重要問題，中國汽車工程院學會李俊院士主動提出來汽車行業(yè)人要認真和主動的關注在雙碳目標中有所作為，要避免我們在過去在排放過程中間的被動性，所以中國汽車工程學會組建了商用車碳中和創(chuàng)新平臺。我今天的在這里給大家做一個匯報和交流，一些初步的成果和觀點，其目的是和大家分享這一年半來如何來看待中國商用汽車碳中和的問題，如何來實現(xiàn)落實好3060目標，這些路線圖我們會在北京的年會上正式發(fā)布，今天是部分的觀點和成果。

 

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

 

中國是一個政府主導下的市場主體國家，所有的企業(yè)都是跟著政府走，圍著市場轉，總書記講到我們要在2030年達峰、60年前要實現(xiàn)碳中和，政府的主導部門出臺了很多的管理制度，包括重慶市的相關制度。有《關于完整準確全面貫徹新發(fā)展理念做好碳達峰碳中和工作的意見》，《2030年前碳達峰行動方案的通知》《減污降碳協(xié)同增效實施方案》，所有意見里都涉及到交通行業(yè)，涉及到汽車行業(yè)，對汽車都提出了要新能源化要求，有40%、50%的比例，新能源碳達峰碳中和肯定是全口徑的技術路徑。

 

為什么要關心商用車碳中和呢，交通能源占整個中國碳排放的比例達到10%—11%左右，但是汽車其實在交通行業(yè)里面占85%，整個碳排放大概140萬億噸，而商用車只有12%的保有量，但是在汽車行業(yè)里面達到了55%的排放占比，這個排放占比是汽車行業(yè)最高的，汽車行業(yè)要碳中和碳達峰必須要解決商用車的問題，如果不解決好商用車的問題，我們就沒有資格說汽車行業(yè)能實現(xiàn)碳達峰和碳中和，所以商用車12%的占比，碳排放量占比超過55%。 總重要一點，盡管這些年商用車企業(yè)日子過得很艱難，但是中國經濟社會的發(fā)展離不開商用車，商用車還保持著有增長的勢頭保有量，2020年創(chuàng)歷史新高，目前還是保持增長的態(tài)勢，意味著碳排放還會增長。

 

過去十年我國商用車保有量規(guī)模持續(xù)增長，商用車排放量逐年提升，2021年商用車整個碳排放達到5.1億噸，我們心里的一個初步研究結論，預計在2025年商用車實現(xiàn)碳達峰，總量約5.5億噸左右，重卡碳排放占比是達到84%，重型中長途占重卡比例不到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乘用車行業(yè)里滲透率超過30%，但是在商用車行業(yè)里面滲透率只有9.6%，遠遠低于乘用車，最重要的點，長途運輸基本上都沒有實現(xiàn)新能源化，這也是商用車面對能源結構和動力轉型非常具體的問題，所以緊扣新能源這樣一個路徑可能很難解決商用車雙碳目標問題。

 

第四個現(xiàn)狀，場景復雜，商用車場景300多個，商用車種類全球5千多個，中國大概有4千多個，與商用車強相關的場景60個，其中重卡場景最多我們有35個。如何研究商用車的場景問題，只有把場景研究清楚，最后我們通過努力、統(tǒng)計和相關性分析，把中國300多個場景劃分到26個場景，5年以來的統(tǒng)計率，在26個場景基本上涵蓋中國商用車保有量的96.3%，還沒有達到100%，96.3%的管控比例，26個場景，來研究中國商用車的碳排放問題。

 

第五個現(xiàn)狀，技術路徑多元化、低碳化發(fā)展。其實從柴油到天然氣到甲醇，其實我們研究下來的結果是14個動力系統(tǒng)的技術形態(tài)，從傳統(tǒng)的柴油機、內燃機到混合動力，到新型的燃料內燃機，到目前中國商用車里面有14個動力場景，這都是需要我們去研究分析關注的對象。講到碳中和平臺，13家單位，300位專家，會在這個月25號在北京發(fā)布我們的路線圖。

 

我們怎么來做路線圖呢，這里面既是復雜的問題又是必須要搞清楚的問題，商用車跟乘用車不一樣，一個商用車既是經濟社會發(fā)展的物流的主要貢獻者，更重要的一個特點，PEST3E漏洞式的評估模型，既研究政策還要研究資源，研究經濟性，還研究成本回收，商用車買來的目的更重要的是要創(chuàng)造財富，所以提出PEST3E漏洞式的評估模型，按照政策、資源、技術成熟度、經濟型，包括相關的能源環(huán)境。

 

第二方面，技術路徑發(fā)展趨勢分析。針對五個方面的情況怎么抓好商用車碳中和，怎么來研究我們的技術路徑和發(fā)展思路。多元化技術路徑支撐商用碳中和發(fā)展，經過相關分析得出一些相關的觀點，和大家交流分享。

 

第一，節(jié)能低碳化是內燃機主要發(fā)展方向，我們認為在商用車里面想把傳統(tǒng)能源內燃機滅掉沒有這么容易，以德國保時捷為代表的德國交通部投了反對票，所以這個提案沒有執(zhí)行，盡管提出電子燃料，但是內燃機還有它存在的價值，中國是全世界商用車最多的國家，從保有到產能產量，那么節(jié)能低碳化是內燃機的主要方向，內燃機發(fā)展我們做了一些預判，繼續(xù)提高內燃機的效率，繼續(xù)優(yōu)化動力系統(tǒng)的效率，同時結合一些整車節(jié)能技術，讓內燃機更節(jié)能更低碳，減少二氧化碳。

 

 

 

第二，氫內燃機已經成為行業(yè)的熱點，像一汽都在積極加強氫內燃機的研發(fā)，整個行業(yè)必須關注理論問題，初步測算下來通過調研結果，認為氫內燃機有可能在2025年進入一個量產階段，但還是面對一些問題，首先成本比較高，氫內燃機的成本還是高于柴油機的，還有基礎設施，不像柴油加油站這么豐富，從這個角度來講，未來氫內燃機首先還是要提高效率，第二是要縮小成本，第三通過政府和企業(yè)家共同努力來解決好綠氫供給網絡的問題，能通過基礎設施和技術的進步和產業(yè)化的成本降低，是可以讓氫內燃機進入一個很好的發(fā)展生態(tài)和環(huán)境。

 

商用車我們還是認為盡管沒有乘用車這么火爆，但是對商用車來講電動車還是減碳的主要路徑，對整個電動車發(fā)展來講降成本還是電動車實現(xiàn)市場發(fā)展的主要路徑。里面有采購成本高的問題，這些問題對行業(yè)影響比較大，但我們有一個初步的研判，到2030年以后，隨著電池技術的進步，和新型電池新結構電池、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，會扭轉改變重構商用車動力系統(tǒng)的結構占比，這是有可能的。

 

當然我們還要考慮其他的一些問題，除了乘用車購置成本下降，也可以采取換電模式，但還是比較困難，因為投資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題，這些問題非常重要。所以技術升級是整個電動車向中長途拓展的前途，在中長途車或牽引車上面實現(xiàn)電動車可能還是要提高續(xù)航里程，包括補能效率提升的問題，使用壽命延長，應用場景將實現(xiàn)由中短途向中長途領域的拓展。針對這幾個問題要在從幾個方面很好的解決，通過相關技術的升級，來實現(xiàn)整個全鏈條路線的低成本。

 

降本、提質是FCEV產業(yè)化發(fā)展的關鍵，目前，氫燃料電商用車以示范運營為主，未來是商用車實現(xiàn)零碳、清潔運輸?shù)闹饕夹g路線之一。突破燃料電池核心技術、降低購置及使用成本、提升續(xù)航里程、完善綠氫供應是實現(xiàn)產業(yè)化發(fā)展的關鍵途徑。如果氫氣的成本降到22塊的時候，因為從能源消耗的成本來講就比柴油低了，所以我們認為將來15塊到20塊的氫成本是對整個燃料電池的發(fā)展是一個分水嶺，就像天然氣一樣，天然氣是柴油0.7的時候是保持平衡的，是柴油0.6的時候天然氣是高速發(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突飛猛進，是因為天然氣比柴油更便宜了。所以讓未來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，所以提質量是燃料電池的發(fā)展關鍵。

 

長期來講我們認為像純電動重卡、氫燃料電池重卡具有貨運效率高、補能時間短、TCO成本低的優(yōu)勢，是中長途運輸場景主要發(fā)展的新能源技術路線。純電動重卡在車輛自身相對不敏感的輕拋貨物運輸場景與氫燃料電池商用車互補發(fā)展。

 

車輛與能源協(xié)同融合發(fā)展是實現(xiàn)碳中和的保障。能源制取包括綠色低碳化的問題，包括補能站方面效率提升且多功能一體化發(fā)展的問題，商用車不斷向低碳智能方向轉型。能源與站之間，儲運網絡多元化發(fā)展，站與車之間實現(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。從這幾個方面，從電動化，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路徑。

 

把剛才的問題小結，所以有很多路徑都是可以做的，有很多場景跟很多的技術路線是可以結合的，不是某一個技術路線都適合所有的場景，所以技術路線和場景結合，動力系統(tǒng)跟場景結合，是未來商用車產品開發(fā)、技術投放和市場布局的一個很重要的抓手。

 

第三部分，主要是給行業(yè)和政府提的一些建議，從政府層面應該加強純電動車的商用車推廣，還要推廣氫燃料電池的應用場景，包括要政府推動新的應用場景，像點對點的高速公路綜合示范線，既能保證燃料電池的推廣使用，也能保證未來氫燃料機的積極參與。要加強零碳內燃機示范應用工程，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，實現(xiàn)從零到一的突破，中國電動汽車的發(fā)展如果沒有當年萬X副主席的倡導，大家想一想我們今天是不是沒有了電動汽車的蓬勃發(fā)展。

 

第二個層面，我們還是要對技術短板要做一些突破，像內燃機綠色低碳轉型的問題，還有動力電池綠色創(chuàng)新，還有燃料電池及儲氫系統(tǒng)技術突破和成本降低，還有整車雙碳技術優(yōu)化，像空氣動力學低阻和低阻輪胎，網聯(lián)出行綠色出行，這些問題都可以實現(xiàn)減碳。

 

第三個層面，要持續(xù)推動和完善基礎設施網絡，保障商用車碳中和發(fā)展。推動充換電站集約化、共享化發(fā)展。加氫站技術攻關與市場推廣，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。打造智慧補能網絡，依托互聯(lián)網+智慧能源，提升智能化水平，積極推進車、站、網協(xié)同的智慧補能網絡建設，需要政府多部門協(xié)同，需要企業(yè)多部門努力。

 

我今天就借這個機會給大家分享一下，首先是商用車碳中和跟乘用車不一樣，是挺難的一件事。第二是中國的碳達峰到碳中和只有30年的時間，我在跟中歐對話的時候，其實歐洲有一些國家是70年，有一些國家是60年，有一些國家是50年，對70年、60年、50年的國家，他們有足夠的時間來解決碳中和的問題，他們從6代技術、7代技術的進步推演來解決節(jié)能減排的問題，但我們只有30年，我們完全依靠技術進步很難解決雙碳目標的，所以我們既需要技術進步和努力，也需要政策的抓手，所以中國的碳中和目標一定是在技術進步和政策管控下來共同實現(xiàn)的，我們要修兩道橋，兩條路，在兩道橋的限制之下，用技術和政策的鼓勵來推動商用車碳中和的發(fā)展和目標的實現(xiàn)。

 

今天的分享就到這里，感謝大家！