【2022百人会之商用车】商用车碳减排下既要保持传统效益 也需在新赛道拥抱未来
3月27日,在中国电动汽车百人会举办的【商用车可持续发展论坛】上,商用车碳减排、新能源重卡新势力、燃料电池技术路径、自动驾驶都迎来广泛关注。机遇与挑战并存,科技创新、积极求变是亘古不变的取胜法宝。
交通运输部运输服务司司长蔡团结表示,在深入推进新能源汽车在交通运输行业推广应用中:
一是以双碳目标愿景为引领,将进一步加快完善政策标准体系。促进运输服务全面绿色低碳转型,加快高排放营运车辆更新淘汰,加大运营、通行、停车、充电等政策支持,加快充换电、加氢等基础设施规划布局和建设,建立健全新能源汽车维修标准体系。加快建立完善运输服务领域能耗和碳排放监测、报告和核查体系,研究建立运输行业碳减排评估考核制度、管理绩效激励制度和运输企业能效领跑者激励机制。
二是贯彻交通强国建设要求,进一步发挥示范工程引领作用。将推广应用新能源汽车统筹纳入交通强国建设试点,深入推进国家公交都市建设、绿色出行创建行动、城市绿色货运配送等示范创建工作,“十四五”期,遴选确定50个左右城市开展国家公交都市创建,重点创建100个左右绿色出行城市,有序建设100个左右城市绿色货运配送示范工程。持续开展绿色出行“续航工程”,加快充电网络建设。通过发挥示范工程引领作用,鼓励各地综合施策,提升绿色出行装备水平,推动城市公交、出租、城市物流配送逐步实现新能源替代。
三是加强部门协同合作,进一步构建新能源汽车发展新格局。会同相关部门研究完善城市交通新能源汽车推广应用奖励、新能源城市物流配送通行便利等相关政策措施。配合相关部门加快充换电基础设施建设,完善动力电池回收、梯级利用和再资源化的循环利用体系,加强运输企业与车辆生产企业间的协调合作,让运输企业更喜欢买,更放心用。同时,加强车辆运营监测,持续跟踪自动驾驶发展动态,推动交通与信息、能源的深度融合和协同发展,共同构建新能源汽车发展新格局。
交通运输部规划研究院副院长徐洪磊认为,未来商用车碳减排面临的第一个挑战,是我们国家的货运量需求还会持续增长。据《国家综合立体交通网规划纲要》判断,在2021年到2035年间,我们国家的货运量年均增速还要维持在2%左右,而邮政快递的业务量年均增速会达到6.3%。在未来相当长一段时间,大宗货物运量还会维持在一个高位运行态势。
在他看来,目前还没有一个碳排放标准,使得商用车碳减排还无法实现从源头上管控。此外,不同的细分领域,比如说城市公交、中大型客车(主要用于城际长距离客运)以及轻型货车和中重型货车,会有不同技术路线和节奏。
比如,对城际出行的中大型客车,今后无论从保有量、还是从出行水平上,都会持续降低,长距离出行越来越多地依赖于铁路系统和小客车出行。
另外对轻型货车中的极寒地区货运配送车辆,以及用于冷链运输的车辆,可以发展一些氢燃料电池车辆。
而对于商用车碳减排的关键车型——中重型货车,在技术路线上,纯电动中重型货车和氢燃料电池中重型货车技术路线还没有完全清晰。但是,电气化公路、换电技术无疑是一些场景中比较好的应用技术。
在商用车碳排放策略上,他建议不仅要建立新车碳排放标准,也希望加快商用车新能源积分政策研究,同时大力推广智慧技术应用。
清华大学车辆与运载学院院长李建秋介绍说,目前国际上丰田、日野,还有美国的Nikola公司以及通用汽车、戴姆勒奔驰、韩国现代等等,其中,戴姆勒奔驰推出了单车80公斤液氢的一次加氢能够续驶里程1000公里的液氢重卡,代表了长途物流领域电动化取得了显著进展。
燃料电池商用车主要是针对800—1000公里以上重型的像49吨半挂牵引车的商用化问题。目前其还面临一些技术瓶颈,如车载储氢系统的储氢密度,燃料电池耐久性、功率密度和成本等。
首先,燃料电池寿命需要突破25000小时,做到整车同寿命。
其次,是整车能效,尤其是散热需要突破,能够保证燃料电池发动机持续100公里/小时的散热能力。
第三,是储氢系统,在5万套产能下,要做到80公斤的储氢3万块钱。
如果以上三大关键技术得到突破,那么预计在2025年前后就能够实现燃料电池商用车的大规模产业化。
在具体的实现技术路径上,
首先,要选择高效的燃料电池发动机,即燃料电池发动机在正常工作时的效率要高达60%—65%。这就需要提高发电效率、降低空压机能耗,同时电堆功率密度要保证在一个适当的范围。
燃料电池膜电极水平希望今后能做到0.8V能发1安培/平方厘米的电流密度。同时,通过材料的改进,在耐久性方面,到2025年将实现2万—2万5千小时耐久性,实现跟整车同寿命。
在整车散热方面,将持续推动整车的能耗下降。主要是四项关键技术:第一,把整车的迎风面积和风阻系数有效降低。其次,是整车风阻系数的下降。比如将来可以降到0.35甚至0.2几。
第三是智能网联技术。比如通过智能化车队技术,能够显著节省在长途高速工况下重载车辆能耗,节能效率可以达到25%以上。由此,到2025年前后,如果把重卡风阻系数降到0.35,燃料电池效率从现在的45%提高到52%,那么由于队列驾驶和智能驾驶技术,在百公里每小时时速下,单车能耗将从现在的13.87公斤下降到队列驾驶环境下的6.8公斤。也就是说原来的14公斤氢现在能够跑原来的2倍的航程,就是续驶里程提高100%,这是非常显著的。
商用车目前面临着技术变革,而这个技术变革是未来推动新能源智能商用车发展的基础。
最后,在储氢方面,储氢成本将会取得明显突破,也就是跟LNG一样。一个80公斤的液氢储氢罐,在5万套的量产前提下,成本只需要3万块钱人民币,就跟现在LNG成本一致。如此一来,预计中国2025年—2030年之间,燃料电池重卡就会迎来爆发式增长。
一汽解放汽车有限公司新能源事业部总经理季一志说,煤化、钢铁、有色、焦化等“两高”行业,将率先考核碳排放,“两高”行业清洁化运输转型将会为商用车电动化带来新机遇。
他认为,新能源商用车在推广过程中存在如下痛点和难点:
购车过程中由于新能源产品初始门槛较高,金融资本大都处于观望状态,造成用户在产品购置时就存在很大困难;
使用过程中由于基础设施建设配套业务不健全,导致用户使用率差、接受度低;
车辆使用过程中存在二手车残值评估及市场流通尚未健全,用户及金融信息不足,也影响用户选择新能源车。
“企业需要打破原有思路,为用户提供个性化购置方案、基础设施配套规划、二手车回收等涵盖选、用、购、管、修、换的新能源整体解决方案,打造可复制的正循环商业模式,为用户提供更低的使用成本、更高的产品收益,让用户加快适应新能源车。”
此外,“在市场方面,某些区域地方保护现象严重,此举严重阻碍了新能源车的推广与发展,加之某些热点资本盲目涌入,加剧地方市场的恶性竞争情况。因此,呼吁政府打破地方保护壁垒,发挥好资本对于市场的推进作用,引导新能源市场健康发展,加大投入新能源、新基建的建设,拉动当地经济发展,促进新能源交通运输转型升级。”
北汽福田汽车股份有限公司总经理武锡斌认为,商用车电动化作为“减碳”重要途径之一,总体上,纯电动适用于中短途运营场景,比如运距在200KM以内的轻型城市配送、重型砂石料和渣土车等;氢燃料电池适用于中重型和中长途运营场景,一般运距超过300KM以上;而混合动力技术则适用于一些复杂的场景和工况,比如充电基础设施不完善的城郊运输、长途干线高效物流运输等。
具体来看,商用车可以细分为253个场景,归纳为5个大类,分别是城市物流配送、干线支线物流、城市作业、封闭场景、客运场景。
同时,智能网联技术的发展和在整车上的应用,将对减少道路拥堵、降低能耗、提升商用车运输效率有较大贡献,有利于在车辆的运营环节实现减碳。如车路协同技术可以让驾驶员提前预知路况,缓解交通拥堵;可预见行驶技术可以帮助车辆提供最优的驾驶策略,实现降油耗;队列行驶技术可以实现后车风阻降低,实现节能;通过车联网大数据实现共享化,可以有效的整合货源、运力平台和司机等需求信息,实现车货精准匹配,大大提高运输效率。预计到2025年,整体运营效率提升在15%以上。
武锡斌说,“预计到2025年,新能源在城市物流车中的渗透率将达到25%,在环卫车中的渗透率将达到20%,新能源商用车总体渗透率将在10%以上。
商用车总的市场容量在450万辆左右,这样新能源商用车的市场规模将在45-60万辆之间,有些机构和企业的预测更为乐观,认为到2025年可能会达到80万辆的规模。”
吉利商用车集团首席科学家刘汉如在《创造智慧互联引领绿色商用》的演讲中表示,在企业战略布局层面:欧洲有些主机厂计划到 2025 年,电动汽车销量将占其欧洲总销量的 10%左右,到 2030 年,电动汽车将占其总销量的 50%;美国有些主机厂计划到 2024 年,所有商用车系列都将采用纯电动或插电式混合动力。
电池技术是新能源核心技术,必须要具备能量密度高、安全性好及成本低等特点,从时间上看,2025年之前磷酸铁锂仍为商用车电池的主要技术路线。
吉利远程汽车聚焦新一代换电重卡智能换电技术、换电站的制造和运营,建立了车与站的智能互联,换电过程无人化,高效、快捷,可为电池持有方、换电站运营商、物流方、车辆持有方等生态伙伴提供全生命周期价值链提升。此外,远程汽车已构建风光水电能源端、存储运供应端及车辆使用消耗端全产业链生态系统。
同时,甲醇重整氢燃料电池成为燃料电池的新路径,成为电动车的一个重要的补充。甲醇常温下为液态,加注和运输方便、安全,业界公认绿色甲醇是实现碳中和的有效路径之一,车载甲醇实时制氢,解决氢气的来源问题,甲醇作为储氢燃料,低成本改造现有加油站,解决氢能利用的存储、运输、加注问题。
“吉利控股集团李书福董事长在2022年全国两会提交了《关于推广应用甲醇汽车助力交通领域碳中和的建议》,我本人也在今年全国两会期间,提交了《关于推动液态阳光绿色甲醇应用的建议》。
发展甲醇产业,推广应用甲醇汽车是实现交通领域健康可持续发展的一条最为现实有效的路径。”
三一集团董事、三一重卡董事长梁林河认为,新能源商用车将迎来品牌的重新洗牌,将会诞生新头部企业。
去年红火的换电模式在运营过程中,每度电的收费中,换电服务费占比达到20%,车电分离的电池租赁费用达40%,电费只占40%,甚至会导致电动车用户每公里的能耗跟燃油车差不多。因此有充足融资能力的大型物流企业和钢铁厂等,更倾向于运营成本更低的充电模式。
基于此,客户群体正由C端客户转变到大型B端客户。他们注重产品的综合价值,不同场景更具针对性的产品,完整的包含换电车辆、换电站的系统解决方案,以及对维修质量更具满意度的专属服务。
此外,新能源产业链中,所有创新性的新能源零部件供应商,是进入商用车行业的好时机,都将拥有平等机会,供应链的重新洗牌机会已经来临。同时,在研发人才上,结构工程师将从70%降低至20%左右,而控制工程师、软件工程师将从10%占比增加至50%,电气工程师也从20%增加至30%。
宇通集团新能源研究院院长李高鹏针对氢燃料电池车辆建议:
首先,持续出台相关政策,加大燃料电池汽车补贴力度,扩大行业规模,降低燃料电池汽车的生产和购置成本。同时,进一步加大加氢站建设补贴力度,降低燃料电池汽车能源使用成本,吸引更多消费者和运营商进入市场,进一步扩大市场规模。
其次,我国燃料电池整车和系统在整车综合竞争力、核心材料、关键部件上仍然与国际先进水平存在差距。尤其是催化剂、质子膜、碳纸等还都依赖进口。希望设置专项基金支持整车及零部件企业持续开展技术攻关,快速突破燃料电池整车寿命,大功率燃料电池和高集成度车载氢系统等关键技术,通过强化“产学研”协同攻关,通过整车牵引和市场应用逐步实现全产业链自主化。
第三,随着燃料电池汽车产业的快速发展,对加氢基础设施建设的需求愈发迫切,但是由于目前大部分地区都没有明确加氢站的主管部门和建站审批手续,导致配套的加氢基础设施建设进度缓慢,无法满足燃料电池汽车的推广需求。因此建议明确加氢基础设施主管部门和建设运营过程中的审批流程,突破基础设施建设的制度瓶颈,同时强化安全监管,满足燃料电池汽车推广过程中对基础设施的需求。
智加科技中国区总经理容力认为,自动驾驶在干线物流的应用带来的效益,首先资产利用率能够提高100%;其次物流车队的运输成本能够降低38%;另外就是节能减排,不管使用什么能源,它能在所应用的能源基础之上,再节能减排10%;还有一个很重要的点就是提升驾驶安全。
他表示,“智加科技在国内是第一家把自动驾驶重卡做到车规级量产,与商超龙头企业华润万家的合作也是首次零售商超行业的“仓到仓”自动驾驶联合运营。
下一步,在高速公路上,不仅是主路,包括匝道,都能够做到高级辅助驾驶,实际也就是从收费站到收费站。我们的卡车只要驶进收费站,就可以启动自动驾驶系统,这是要在两年内实现的。未来,我们最终要实现的是仓到仓无人驾驶。”
嬴彻科技执行副总裁黄刚认为,在“智能化”自动驾驶方面,商用车作为生产资料,用户是理性的,只要技术成熟,能帮用户算得过账来,具备TCO(总拥有成本)优势,就会有客户买单。
而且中国有丰富的应用场景和巨大的市场规模,比如干线物流有几百万台车的市场规模,每年有百万台车的新增销量,如果能够实现“双驾变单驾”,就能给客户带来价值,就会有人来买单。在封闭场景,像港口、矿区和物流园区,有实现无人化的机会等等。
同时,商用车智能化离不开行业合作。自动驾驶技术的落地,不仅需要商用车OEM车辆技术体系和整合能力,科技公司的软件算法和人工智能方面的能力,芯片和智能传感器等新兴零部件的能力,而且也需要商用车原有产业链的整体技术升级,包括线控底盘系统、汽车电子、HMI人机交互相关产品、甚至包括最基础的线束和接插件的升级。此外,除了技术领域,还会涉及到技术落地所需要的商业模式等领域的合作。很难想象,任何一家公司能够独自实现完整的能力闭环。所以应该以开放心态,互利合作,创新发展。
此外,还有对前沿科技的敬畏心。“在项目推进过程中,我们遇到了很多挑战,踩了很多坑,不仅仅只是AI算法、芯片、激光雷达这些新兴技术,也包括线控底盘全冗余方案实现、线束接插件等问题;在产品投放运营过程中,也面临很多新的意想不到的问题,比如挂车问题,挂车质量及超宽超高等,给安全运营带来一定风险,等等。所以我们始终心存敬畏,探索前行。”
上海前晨汽车科技有限公司创始人董事长兼CEO黄晨东认为,在商用车整个生命周期中,有造车、卖车、用车、养车和转车这几种环节。
造车阶段,就要把硬件准备好,将来软件可以升级。
卖车阶段,就要通过不同的金融方式,来降低一次性的购买成本。
用车阶段,可以通过软件升级,提供各种软件服务,从而使得车辆的使用更高效。养车阶段,要提供各种各样的售后服务,从而使得有无忧的服务。
转车阶段,要利用好大数据,从而使得车辆的残值可以得到更好的管理,电池还可以得到梯次的利用。
所以,把这些智能装备的特点结合在一起,零排放,TCO的总收入高,智能驾驶使得车辆更安全,也可以降低驾驶员的成本,运营的效率更高,可以进行路径规划,做智能调度,也可以进行智能管理,进行资产管理跟流量变现。
“前晨汽车就是在这种环境下生长起来的,我们的智能化轻卡,具有科技智能并且可进化特点。有智能起居室,可以一步上车,还有躺赢座椅。同时,搭载我们自己开发的视野电动平台,也搭载了晨光数据平台,所有数据可与云端交互,可以FOTA升级,从而使得这个车有个性化特点。我们也有定制化智能货箱,满足不同用户的需求,真正做到了可进化。”
“此外,我们还提供智能管理,可以在用户的手机上进行车辆管理、进行车队管理。我们还提供智能服务,叫N+Care平台。除了故障快修、综合服务、保养培训、智能客服等等以外,还提供能源管理,他可以发现当地哪里的充电桩、哪里的换电站可以给他提供最便宜的价格的补能措施。”
斯堪尼亚中国集团总裁何墨池说,斯堪尼亚到2030年,会进一步按照先行者联盟的要求,销售的重型卡车中至少有30%是零排放卡车,并且当年购买用于自己生产的钢材中,至少有10%是零排放钢材。
排放法规的发展变化是商用车减排的一个重要影响因素。“我们看到最近欧盟引入了重型车辆的碳排放目标,已立法规定了一种双轨方法。近期措施是,对于柴油发动机技术升级以减少排放,而远期发展则提高替代动力系统的普及率和利用率,来实现碳减排。
另外,今年可能发布零排放车辆超级积分政策,来进一鼓励推动电气化。除此之外,不仅仅是只关注减排目标,而是综合考虑,把安全标准包括在内。”
何墨池认为,按照典型从油井到车轮碳减排计算方法,用不同类型生物燃料可以减少60-83%。与之形成对比的是,现在电动车的减排效果只有55%。所以,在不同阶段各项内燃机和电动车的减排效果是完全不同的。
但他强调,“我们需要从全生命周期、全产业链的角度整体评估排放减少的途径。不仅仅看燃料生产和车辆使用,也同时要考虑车辆的生产原材料使用、电池的生产排放,另外也要考虑到下游车辆报废和再利用的排放,只有这样才能整体控制全产业链的碳排放。”