2022年11月8日至10日,由中国汽车工业协会主办的第十二届中国汽车论坛在上海嘉定举行作为党的二十大后汽车行业的首次盛会,本届论坛以凝心聚力,蓄势待发为主题,设置了一场闭门峰会 一场会议论坛 16场主题论坛以汽车产业高质量发展为主线,与行业精英一起落实新精神,研判新形势,共商新举措其中,李斯特技术中心有限公司发动机技术总工程师马在11月10日上午举行的主题论坛八:能源转型中汽车行业二氧化碳排放峰值上发表了精彩演讲
大家早上好!
我今天报告的题目是面向双碳目标,汽车动力总成的趋势与技术,分五个方面与大家分享。
1.碳排放和能源。
不管什么样的动力,成都总是需要能源的,所以从能源方面,看现在,看未来。
2.碳减排的规律和趋势。
3.全生命周期碳排放分析。
4.动力总成主要技术。
5.总结与展望。
碳排放伴伴随着不同时期的经济繁荣或工业革命我们经历了三次工业革命,第一次是瓦特发明了蒸汽机,从那以后我们就机械化了第二次工业革命是一百年后的电气化第三次是上世纪开始的信息化现在来说说第四次工业革命——智能化,第四次工业革命改变了谁的生活化石燃料的寿命
刚才何秘书长有没有说是内燃机的生命我不这么认为内燃机取决于它燃烧什么
让我们来看看碳排放的趋势60年来基本是线性增长,这是全球趋势现在欧洲已经是二氧化碳排放的高峰,所以在欧洲实现碳中和的目标相对容易目前,中国经济仍在高速发展,我们很难实现碳中和
比如说我们国家从2010年的线性增长,刚才林教授说了,中国的碳排放占全球的30%左右事实上,在欧洲工业革命中,欧洲的排放量占世界总量的90%以上我们30%的份额不用自责,因为他们发展的早,我们发展的晚你的好日子过完了,你还让我们过好日子,不合理
但是有一个能源安全的问题我们应该努力在短时间内实现二氧化碳排放峰值和碳中和,比如从2030年二氧化碳排放峰值到2060年碳中和这是非常困难的怎样才能从巅峰下来现在还不清楚伴随着未来技术的进步,有可能我们也能很快下来
不同的预测数据可能不同基本上,全球交通部门的碳排放量占10%以上目前汽车的碳排放只考虑尾气排放其实汽车制造过程中也有碳排放比如电动车的电是怎么来的有必要以生命周期的形式计算碳排放量
这是碳排放的足迹我们要看看2021年的前五大碳排放当然,中国肯定是一个大国黄色是整个制造过程和使用过程中产生的碳排放量,蓝色是全国人口所需的碳排放量额外的部分是,我们作为一个制造工厂,为别人制造了额外的碳排放
中国每年有10亿吨额外的碳排放,这些碳排放来自额外消费品的生产如何摆脱制造工厂的地位xi总书记说,创新驱动和科技引领,就是要增加能带来高附加值的东西,而不是整天制造我们需要实现二氧化碳排放峰值和碳中和,这也是唯一的途径
看看能源交易系统石油从哪里来化石能源,不仅仅是石油,包括天然气,主要来自中东和俄罗斯今年冬天欧洲很难过,因为俄罗斯不会给他供应天然气
我国的石油主要依靠进口,这对能源安全是一个巨大的挑战化石燃料消费的三个主要地区:亚洲,北美和欧洲
要绿色转型,主要靠可再生能源,主要是太阳能和风能可再生能源并非随处可见比如俄罗斯缺少阳光,他们很难靠光伏发电澳洲,非洲,中东的阳光很好,我们国家应该是中等水平
未来的能源交易体系会有所不同,因为它涉及到可再生能源或绿色电力比亚迪的王老板说过,我们国家西部这个熵的1%都是光伏铺的,够我们国家用了这个想法很好但问题是,这些电怎么输送到全国各地怎么运到上海这是个大问题
作为二次能源,最重要的是氢是能量的载体比如澳大利亚有风能或者电,然后电解产生氢气怎么才能运到中国也就是说,氢能在未来作为一个载体是非常重要的,而不仅仅是未来的调峰或者直接燃烧氢气,这是非常重要的
我们先来看看未来二氧化碳排放峰值或动力总成的法律法规,分为三个主要部分:欧洲,中国和美国。
中国主要关注电动车,主要是电动车,多条腿走路,目前比较务实。
此外,我们的技术还在不断发展目前高效发动机主要在国内,即特种混合动力发动机和特种混合动力变速器,主要由中国主导
欧洲的规定,因为他不想自取灭亡,所以不能毁掉他所有的产业他主要强调从油井到车轮的碳排放,这就导致了对电动汽车的重视欧洲基本上往电动车方向走例如,如果phev没有做太多,它必须是纯电力刚才林教授说,到2035年不允许卖燃油车这是他的法律
因为美国从特朗普到拜登180度大转弯,强调往纯电方向走。
你会看到有各种各样的预测,包括林教授的这是从欧洲的角度对于欧洲未来动力总成技术的预测,我们会看到2021年10月到今年10月的预测,一年内预测会有很大变化为什么这个时代一百年都没有大的变化,各种赛道也在不停的运动其实谁也无法预测,但大方向是肯定的未来一定是电气化或者电气化
比如2021年的纯电动汽车,预测到2022年欧洲会增加,比如53%到62%,纯燃油汽车从20%到8 30年,欧洲混合动力比例为30%,大部分是纯电动
看看欧洲其他国家和我们国家未来我国将以纯电为主,其他动力总成模式为辅今年1—10月,新能源汽车占比已经达到23.5%的水平,也就是说你要看它的预测,比较接近,不太准确
其他国家是日本和欧洲日本也在做纯电,但更侧重于平衡多足行走
刚才林教授也说了,欧洲有一个碳减排55%的计划或提案,最终会成为法规它有一揽子计划,涉及方方面面当然,交通部门也是很重要的一点最重要的是,欧洲有一个到2050年实现碳中和的绿色协议基于此,它提出了碳中和的具体途径,并有一些计划或技术路线
比如网格化的东西,涉及到减碳55条各方面的建议,或者未来可能成为法规未来十年对欧洲来说非常重要,也就是到2030年,温室气体排放量要比1990年减少55%,所以很多都会走向纯电要么纯电可以减碳,看你的电从哪里来
比如我们国家主要是火电,火电效率比较低没有碳排放吗这也是一个问题所以2035年,不会有燃油车,不允许销售燃油车,也就是不允许使用化石燃料允许烧氢气吗燃烧其他替代燃料还在讨论中不管烧什么都不要烧完全拆下内燃机
如果我要用新能源汽车,刚才林教授也说了,比如充电桩,加氢站都在建,这对欧洲的未来是一个巨大的挑战所以到2030年,要建设350万个充电桩,增量非常大这是非常困难的,所以他们也面临着非常大的挑战
考虑到从油井到车轮的生命周期,我会在交通领域或者其他领域使用一些先进的替代燃料考虑到生命周期,比如有一些碳税,碳证,特别是电池怎么回收碳排放应该从整个生命周期来考虑
如果混动车能提高效率,我可以减少10%的碳,或者以后可以用合成燃料,10%会用合成燃料最后整个生命周期也就10—26吨如果是纯电,那就要看电从哪里来了例如,混合电力可以减少75%,电池生产的碳排放可以减少50%,回收可以减少30%可以达到5—20吨当然节能减排是最好的如果燃料电池产量减少50%,尽可能使用可再生能源生产氢气,则为6—20吨如果你看一下,实际上没有巨大的差异没有必要过分强调对纯电力的需求其实,如何从生命周期来衡量碳排放量这需要一些智慧,或者说这个东西怎么算
接下来看未来动力总成的技术现在国内各大主机厂都推出了混动动力总成,名字都很震撼,细节我就不提了比如鲲鹏力,雷神电源等,最重要的是实现1 1gt的专用混合动力发动机和专用混合动力变速箱,2,因为它有一个协同作用,让它可以实现百公里4升以下的油耗
从内燃机角度看,如果热效率从41%到45%,技术路线是什么当然,这涉及到把传统的内燃机换成特殊的混合动力发动机,比不需要高扭矩的情况下,可以把压缩比做得很高,增压,吸收,燃烧等等例如,在2020年,一种均质燃料可以实现45%的热效率我们有一辆梦想中的车,可以进一步提高热效率例如,贫燃料,减少热损失和能量回收最终将达到50%或更高的水平
如果从41%到45%,wltc循环的减碳量可以达到14%的水平,这是实车测试的结果。
未来可能会有不同的替代燃料,包括生物燃料中的天然气,合成燃料,氢气,氨气和电力,可以从广义上考虑。
我们的道路是什么比如来自可再生电力,可以通过各种化学反应制成不同的燃料,也可以直接使用电力,可以用于各种形式的动力总成和多足路径
最重要的其实是电从哪里来如果我是绿色电力,未来的碳排放将为零
除了电动车,尤其是商用车,燃料电池主机厂都在做从燃料电池的角度来看,现在的重点是里程,充电和有害气体排放,主要难点是集成,硬件成本和性能其实技术壁垒很多,比如双基板,贵金属,双基板很多技术都掌握在国外我们需要加大投入和研发,这对我国燃料电池技术的发展非常重要
从效率上看,低负荷时燃料电池的效率远高于柴油机,高负荷时与柴油机相近。
除了燃料电池,我们还有氢内燃机,在欧洲很受欢迎,尤其是商用车国内各大主机厂都在做氢燃发动机的研发氢内燃机适用于乘用车吗其实国内很多主机厂也在做乘用车用氢内燃机的研究
为什么要做烧氢内燃机。未来多条腿走路有六个主要原因:
首先,氢是一种清洁能源。
第二,重型氢内燃机的成本接近柴油机和燃气机另外,在负荷较高的时候,尤其是长途运行的时候,会有很好的效果
有轨电车方面,主要痛点是里程安全和成本优化以后要尽量做到极致,不存在安全问题
还有热量管理和快速充电我想一分钟跑100公里,普通消费者的接受度会更好现在充电需要很长时间,最好是每分钟20公里未来可以是每分钟100公里吗这是我们的目标现在在做一个研究项目,想达到每分钟100条高速公路的水平
未来电驱动的主要痛点是如何让单位密度高目前每公斤重量1—2千瓦,未来5千瓦
未来要达到二氧化碳排放峰值或者碳中和,路径不仅仅是纯电,而且主要是纯电,必须是多足行走的格局欧洲主要集中在油箱到车轮,所以纯电是首选
碳排放要用全生命周期来评估,实现二氧化碳排放峰值也是一个挑战,但碳中和是一个巨大的挑战如何实现碳中和可再生能源是实现碳中和的关键因素
未来纯电的快充很重要如果能达到每分钟100公里,一根烟没抽完,电就充上了,这是很理想的状态
因为我们国家有很大的产业链,比如内燃机,未来内燃机有可能燃烧替代燃料吗能否与其他动力总成形式长期共存这个可以考虑,我觉得应该可以,看你烧什么了内燃机应该是很好的东西,不要轻易拆
谢谢大家!