題記:“雙碳”目標成為本屆廣州車展的一個重要標簽。
在2021廣州國際車展上,廣汽集團宣布,將于2050年前(挑戰(zhàn)2045年)實現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期的碳中和。
這是一個雄心勃勃的目標,比全社會實現(xiàn)碳中和的時間節(jié)點提前了整整10年,如果是挑戰(zhàn)目標,則提前了15年!
▲廣汽集團總經(jīng)理馮興亞在廣州車展上發(fā)布“綠凈計劃”的具體目標。
2020年9月,我國提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值,努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的“雙碳”目標承諾,對中國這樣一個發(fā)展中大國是極富挑戰(zhàn)性的,對于中國汽車行業(yè)而言挑戰(zhàn)則尤其巨大,因為一則中國汽車保有量水平還較低,汽車產(chǎn)銷規(guī)模還要持續(xù)增長,二則中國消費者相對而言更加喜歡大車而非小車。
廣汽這個碳中和目標實現(xiàn)時間并不是行業(yè)最快的,然而,這不是一次喊口號比賽,青主關注的焦點不在于目標本身有多激進,而在于這個目標實現(xiàn)的可能性有多大。
不知道什么時候開始,這個行業(yè)里越來越多的人越來越不把承諾當回事,我們已經(jīng)聽過太多空頭的甚至是荒謬的所謂目標了。比如某斯克2019年豪言“2020年推出100萬輛無人駕駛出租車”,2020年又豪言“2030年銷售2000萬輛純電動車,占全球銷量的三分之二”……
這類目標,某斯克自己可能都從來沒把它當回事,其最大的意義就在于又博了一波眼球。
在國內(nèi)大型汽車集團當中,廣汽集團實現(xiàn)“雙碳”目標的時間點雖然不是最快的,但廣汽落實“雙碳”目標的現(xiàn)實基礎卻是最好的。
有些企業(yè)提出實現(xiàn)雙碳目標的時間點更早,可是我們一看他的現(xiàn)實基礎,不要說碳中和了,連“雙積分”要求都遠遠不能達標!
在工信部發(fā)布的“2020年乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分執(zhí)行情況年度報告”中,117家境內(nèi)乘用車生產(chǎn)企業(yè),2020年度平均燃料消耗量積分(簡稱“油耗積分”)為負的有71家,新能源積分為負的也有30家。
下表所列是國內(nèi)主要大型汽車集團自主板塊2020年度的“雙積分”情況,“雙積分”均為正值的只有廣汽乘用車一家。
“雙積分”政策可以說是汽車行業(yè)對“雙碳”目標的提前應對,從雙積分達標情況來看,廣汽在國內(nèi)大型綜合汽車集團當中是表現(xiàn)最好的。對于熟悉這個行業(yè)的人來說,這一點都不奇怪,本次廣州車展,廣汽集團再次展示了在全面電氣化領域的豐碩技術成果。
在混動領域,廣汽早在2008年就開啟了自主研發(fā),并率先推出了GMC機電耦合系統(tǒng),目前已升級到第二代,首創(chuàng)集成式雙電機多擋位DHT,打破國際汽車巨頭在混動領域的專利和技術壁壘。
▲搭載GMC 2.0混動系統(tǒng)的傳祺影豹混動版亮相車展,官方綜合百公里油耗低至3.6L/100km。
結合熱效率高達42.1%的第四代2.0ATK混動系統(tǒng)專用發(fā)動機,GMC 2.0混動系統(tǒng)能實現(xiàn)系統(tǒng)綜合功率175kW,最高傳動效率超過97.5%。未來,該系統(tǒng)將覆蓋廣汽傳祺全系車型,并可拓展HEV、PHEV等多種模式。
在純電領域,成立于2017年的廣汽埃安,目前已經(jīng)成為國內(nèi)銷量前三的純電動車品牌(不計微型電動車),異常高速的發(fā)展背后,同樣是眾多關鍵核心技術突破。
純電動車最關鍵的就是電池,廣汽集團的彈匣電池系統(tǒng)安全技術,可以實現(xiàn)三元鋰電池整包針刺實驗不起火、不爆炸,解決了純電動車安全的消費痛點;本次車展首次亮相的AION LX Plus,搭載廣汽自主研發(fā)的海綿硅負極片電池技術,可以實現(xiàn)超1000公里續(xù)航,解決了純電動車續(xù)航里程的消費痛點;而超倍速電池技術和A480超充樁,可實現(xiàn)“充電5分鐘,續(xù)航200公里”,又基本解決了純電動車充電時間長的消費痛點。
▲廣汽AION LX Plus,搭載海綿硅負極片電池技術、四合一集成電驅、全球首發(fā)應用第二代可變焦激光雷達,實現(xiàn)超1000km續(xù)航、2秒級“零百”加速和城市NDA領航輔助駕駛,堪稱目前全行業(yè)純電第一車!
沒有這些硬核技術的支撐,電氣化就只能是鏡花水月,只能始終是別人的風景。
有了這些技術支撐,傳祺才敢于提出“打造中國品牌最強混動平臺”,實現(xiàn)2025年全系車型混動化,2030年混動銷量占比超60%的發(fā)展目標;
埃安才可以超常規(guī)發(fā)展,今年全年銷量將突破12萬輛,2025年規(guī)劃產(chǎn)銷目標35萬輛;
廣汽“2030年全集團新能源車銷量占比50%”的目標才不會成為一句空頭愿景,而是必達的行動綱領。
▲廣汽研究院在本次車展發(fā)布了全新升級的星靈電子電氣架構X-Soul。相比上一代,新架構的算力提升50倍,數(shù)據(jù)傳輸速率提升10倍,線束縮短約40%,控制器減少約20個。
論新能源銷量占比,廣汽當然不是最高的,因為還有許多專門做純電的,他們實現(xiàn)“雙碳”目標豈不是更有優(yōu)勢?
增加電動車的銷量確實可以幫助提前實現(xiàn)“碳達峰”,但是,在之后的碳中和階段,扮演最關鍵角色的卻不是純電,而是氫。這是青主在不久前國務院印發(fā)的《2030年前碳達峰行動方案》中找到的答案。
為什么這么說?
首先,純電的銷量占比始終有一個上限,《碳達峰行動方案》中明確提到,2030年新能源及清潔能源汽車(含PHEV、BEV及FCV等)占比是40%,那么其中純電動車最多大概也就是30%;
其次,一次能源結構不變,純電動車本身就不能實現(xiàn)“零排放”;再次,大量增加BEV,不僅不能緩解我們所面臨的能源供給體系危機,反而會加劇電網(wǎng)的壓力,因此,要實現(xiàn)碳中和必須另覓他徑。
▲《碳達峰行動方案》提出的目標是“到2030年,非化石能源消費比重達到25%左右”,而據(jù)《bp世界能源統(tǒng)計年鑒》,2020年中國一次能源結構中,風、光、水、核等非化石能源占比僅為14.7%,能源“脫碳”任重道遠。
為什么解決之道是氫?
這要從能源格局說起。要實現(xiàn)碳中和,不管終端用能是什么形式,最重要的是一次能源結構要實現(xiàn)大幅度的“脫碳”,《碳達峰行動方案》已經(jīng)明確,今后,水電只能“因地制宜”地開發(fā),核電只能“安全有序”地發(fā)展,大力發(fā)展的對象唯有風電和太陽能發(fā)電。
可是,大家知道嗎,目前我國風電、光電裝機容量已經(jīng)不低,2020年全國并網(wǎng)風電、太陽能發(fā)電裝機容量合計已達5.35億千瓦,裝機量占比已達24.3%,但兩者合計發(fā)電量占比卻僅為7.5%!
為什么會這樣?一是因為風電和光電有一個發(fā)電時長的問題——沒風沒太陽的時候就發(fā)不了電,但更主要的是因為風電、光電輸出太不穩(wěn)定,而電網(wǎng)需要保持穩(wěn)定的輸出,所以,我們在風、光發(fā)電量占比很低的情況下,依然出現(xiàn)了大面積的棄風、棄光現(xiàn)象。
如果沒有一個配套的儲能體系,風、光的發(fā)電量占比就很難進一步提高,即使裝機量再高也沒用。而儲能方式目前無非機械儲能、電化學儲能、蓄熱儲能以及抽水蓄能等幾種,但都各有制約,難以大規(guī)模發(fā)展,所以,才會出現(xiàn)抽水蓄能這種最古老方式居然占據(jù)了目前94%的儲能市場的奇怪現(xiàn)象。
沒有更好的儲能手段,風、光發(fā)電量在一次能源中的占比就難以大幅提升,碳中和目標就難以和人民群眾生活水平日益提高同步實現(xiàn)!
▲電力轉化為氣體是目前最好的儲能手段,而氫是目前最好的儲能介質。
氫能體系能很好地解決這個問題。
一旦建成了氫能體系,就可以盡可能多地用風、光發(fā)電,然后用這些綠色電力去電解水制氫,而氫可儲可運,是一種很好的儲能介質,更是可以方便使用的終端能源。
氫,作為一種終極清潔能源的戰(zhàn)略地位,已經(jīng)在國家層面得到確認,各地的氫能發(fā)展規(guī)劃也正在提速,上海、廣州等地,在2030年前都將建成100座以上加氫站,意味著在這些區(qū)域,屆時加氫將和加油一樣方便。
現(xiàn)在的問題是國內(nèi)汽車行業(yè)對此明顯準備不足,汽車廠家鮮少真正認真為未來氫能社會做路徑規(guī)劃和技術儲備,而廣汽又一次走在了行業(yè)的前面。
廣州車展前兩個多月,廣汽自主研發(fā)的首款氫氣發(fā)動機點火成功。廣汽一如既往地低調,幾乎沒什么宣傳,更沒任何炒作,但在青主看來,這卻是中國汽車業(yè)的一件大事,標志著廣汽兩條技術路線并舉的氫能戰(zhàn)略取得了實質性的重大突破。
▲今年9月5日,廣汽自主研發(fā)的首款氫氣發(fā)動機點火成功。
氫能在汽車上的應用有兩種技術路線,一曰氫燃料電池,一曰氫氣發(fā)動機。
氫燃料電池,是通過貴金屬催化氫與氧在膜電極總成中發(fā)生電化學反應,從而產(chǎn)生電能;而氫氣發(fā)動機基本構造和工作原理與傳統(tǒng)汽油發(fā)動機完全相同,只不過一個燒的是汽油,一個燒的是氫氣。
一直以來,燃料電池路線由于能效更高而占據(jù)了行業(yè)主導地位,但燃料電池也有明顯缺點,首先是成本高,其次是壽命短,燃料電池的使用壽命大約是5000個小時,而且對燃料氫的純度要求極高,相對而言,氫氣發(fā)動機的使用壽命和普通內(nèi)燃機大致相同,成本也僅略高。
粗略估算,豐田Mirai搭載的燃料電池電堆成本高達10萬元人民幣左右,而廣汽研究院院長吳堅告訴青主,廣汽開發(fā)的氫氣發(fā)動機成本大約只有2萬元。將來產(chǎn)業(yè)化以后,肯定還會有不小的下降空間。
當然,燃料電池的效率更高,行業(yè)先進水平已經(jīng)達到了60%左右,而氫氣發(fā)動機和普通內(nèi)燃機一樣,熱效率目前只有40%左右,廣汽自主研發(fā)的氫氣發(fā)動機目標熱效率有望突破44%。
▲氫來源廣泛,儲運方便,且具有熱值高、點火能量低、著火界限寬、火焰?zhèn)鞑タ斓忍攸c,能同時實現(xiàn)零碳排放和高熱效率,是發(fā)動機理想的替代燃料。
相對于燃料電池,氫氣發(fā)動機還有一個好處,就是行業(yè)在內(nèi)燃機領域的多年技術和設備積累都可以繼續(xù)沿用,廣汽這臺氫氣發(fā)動機,就是在廣汽第四代內(nèi)燃機平臺基礎上研發(fā)成功的,可以說,廣汽之所以能在氫氣發(fā)動機領域取得突破,很大程度上也得益于之前在傳統(tǒng)內(nèi)燃機領域的技術積累。
當然,作為一臺氫氣專用發(fā)動機,還是有許多創(chuàng)新技術的,比如全新開發(fā)的燃燒室,提升了氫氣和空氣的混合均勻度;特有的供氫系統(tǒng)提高了功率密度,降低了氫氣泄漏風險;冷型火花塞則提高了散熱能力、避免早燃等可能的異常燃燒風險;高效增壓系統(tǒng)降低換氣阻力,提升了充氣效率;專用的發(fā)動機管理系統(tǒng),實現(xiàn)了整機穩(wěn)定運行和優(yōu)越的性能輸出……
▲廣汽首款氫氣發(fā)動機熱效率指標達到國內(nèi)領先水平,經(jīng)過后續(xù)熱力學標定、機械開發(fā)等工作,即可實現(xiàn)整車搭載。
氫燃料電池和氫氣發(fā)動機這兩套方案各有優(yōu)勢,有競爭,但并不互斥,在青主看來它們是互補的,未來,在中高端車型可以用燃料電池,而在中低端車型上則可以采用氫氣發(fā)動機的方案,這樣兩者組合就形成了完美的產(chǎn)品覆蓋,共同推進氫能汽車的產(chǎn)業(yè)化進程。
和在電動化領域堅持混動、純電兩條腿走路一樣,在氫能領域,廣汽同樣堅持燃料電池和氫氣發(fā)動機兩條技術路線并行的策略。
在廣汽看來,氫氣發(fā)動機可基于成熟的發(fā)動機技術進行開發(fā),具有成本低、可靠性高、耐久性好、功率密度大的優(yōu)點,借助成熟的發(fā)動機產(chǎn)業(yè)鏈,氫氣發(fā)動機有望更加快速推向市場,帶動氫能基礎設施建設,也會促進氫燃料電池的商業(yè)化應用,兩者可以說協(xié)同大于競爭。
▲廣汽首款氫燃料電池車日前已經(jīng)投入示范運行,該車通過了近100萬公里的安全行駛測試,整車達到了80km/h美標后碰的國際領先安全要求。
2020年7月,廣汽首款氫燃料電池乘用車——AION LX Fuel Cell就已經(jīng)公開亮相,不久前,該車在如祺出行平臺正式開啟示范運營,最大輸出功率超過135kW,百公里耗氫0.77kg,NEDC工況續(xù)航里程超過650km,一次加氫僅需3-5分鐘??梢哉f,各項指標均達行業(yè)世界先進水平。
青主曰:
無論從碳中和目標的實現(xiàn),還是從消費者最大出行自由度的保障來講,未來都一定會進入到氫能時代,誰能在未來的氫能時代占據(jù)市場優(yōu)勢,取決于今天誰能在相關技術領域取得更加扎實的成果。現(xiàn)在看來,廣汽集團已經(jīng)先下一城,就像他們在傳統(tǒng)內(nèi)燃機、混合動力以及純電領域所做過的事情一樣。
文 | 青主