2022供应链大会【分论坛六】| 李明桓:“双碳”背景下的乘用车技术路线及规划

日期:2022-07-01 14:27:55

来源:中国汽车趋势网

6月27日-29日,2022中国汽车供应链大会暨首届中国新能源智能网联汽车生态大会在湖北武汉经开区举办,本届大会主题为“融合创新、绿色发展——打造中国汽车产业新生态”。大会由工业和信息化部、湖北省人民政府、中国机械工业联合会联合指导,中国汽车工业协会和武汉市人民政府共同主办,武汉市经济和信息化局、武汉经济技术开发区管理委员会、武汉市智能汽车产业促进会和汽车纵横全媒体协办,东风汽车、黑芝麻智能和地平线为合作伙伴。岚图Free、岚图梦想家和东风风神皓极作为本次大会的官方服务用车,为大会嘉宾提供出行服务。其中,在6月29日上午举办的“绿色发展—促进汽车材料新飞跃”主题论坛上,东风汽车公司技术中心材料技术总工程师李明桓发表精彩演讲。以下内容为现场演讲实录:

大家上午好,前面我们三位顶级科学家,把他们的工作成果给我们做了很好的介绍,我想我们作为汽车工业的材料工业的重要用户部门,汽车工业应该向这些科学家工作所取得的成果表示敬意,对他们表示感谢。

我是东风技术公司的李明桓,负责材料技术的工作,下面我给大家分享的是东风公司所做的一些具体工作,想通过这样的一些介绍,让大家了解我们国家在汽车行业,在国家双碳大背景下,当前的工作重点,以及我们未来要走的一个方向和位置,希望大家能够有所借鉴,同时给我们提出意见,批评指正。

大家知道,双碳背景现在很热,尤其是在我们中国,我们的要求格外多。从国家的总体顶层设计来看,目前双碳工作应该是作为我们国家经济社会转型,用总书记的话说,百年未有之大变局的契机,既是压力又是挑战,更是机会,这是我们中央的定位。在双碳的发展过程中,有三个重要的事件,第一个联合国成立了国际气候协调组织,在上世纪。第二个就是京都议定书,描述了六种温室气体排放,对我们全球气候环境的影响,以及我们全球社会应该做全球治理,要考虑的一个重要领域和要求。第三个是2015年的巴黎气候协议,这样一个协议,使我们全球的愿景更加具体,更加明确,而且确立了我们的目标,管理的机制,全球协调的机制。这三个事件,给我们全球未来的一个世纪,到本世纪的工作,提出了具体的要求,目标和任务。

目标就是在本世纪下半叶,全球的平均气温控制在2度以内,稳定到1.5度,和工业化水平,1750年相比这样的一个水平。从我们的各种模型,联合国的,美国的,欧洲的,中国的模型来看,这样一个目标,具有极大的挑战性。他们曾经算过,如果实现这样一个目标,我们应该做什么努力,我们有多大成功的可能性。

现在是一个什么样的严重程度呢?现在我们全球碳排放,2021年389亿吨,中国占比30%,中国年度的碳排放水平在全球比较高,但是我们中国强调,要历史性的看待问题,中国从近50年或者是近30年的排放水平,远远低于发达经济体,所以这是我们为什么说巴黎气候协定,对我们碳排放工作是有重要的里程碑,而且是优于京都议定书的协定。所以发展中国家和发达国家是有差别的,中国作为负责任的大国,我们在巴黎协定,我们的总书记,包括各个层级的领导人都作了公开表态,也就是2030年中国碳达峰,2060年实现碳中和,我们用的词是努力。现在中央给我们定了调,保证国家战略安全的前提下,要先立后破,实现我们走中国特色的碳达峰和碳中和的过程,这是我们大的一个背景。

从具体的汽车工业来看,刚才张老师做了介绍,余老师还有两位院士都做了介绍。从目前总体情况来看,中国的情况和美国的情况,欧洲的情况有所差别,中国目前汽车工业,或者汽车,由汽车导致的碳排放,占我们整体碳排放的构成里面,和欧美比没有特别的突出,目前大概交通领域,占全社会碳排放水平的11%,有航空、船舶、交通运输,交通运输又有民用又有商用的区别,所以压力在中国的策略里面,顶层设计叫1+N,第一轮没有放进去,中国当前第一轮治理配项就是我们的建筑、化工、能源、冶金。但是,中国的未来发展趋势,从现在预判来看,就是未来的欧洲和美国的发展趋势。美国现在汽车算新车和保有汽车,对全社会的碳排放贡献占37%,欧洲占25%,日本占20%左右,中国未来的碳排放,汽车的贡献巨大。所以在第二轮的顶层设计政策里面,汽车由现在的二线,逐渐走向前台,这是我们对汽车的预判。

我最近看了一篇资料,北京或者是发达城市的汽车碳排放达到40%,区域不同,碳排放的压力是不同的,当然北京已经实现了达峰,正在实现中和,湖北也已经达峰,正在走向中和。这样一看,我们中国汽车工业所面临的降碳的任务,应该逐渐提上议事日程。由于汽车工业是中国的支柱产业,汽车工业对于我们国民经济的直接贡献10%,中国百万亿的GDP,中央一再强调,要统筹兼顾,稳步推进双碳工作。

欧洲的尝试,应该来说对我们有一个有利的借鉴,一般把现在全球碳达峰采取行动的过程分四个类型,第一个叫引导型,欧洲是属于引导型,政策很激进的,因为WTO全球政策以后,叫非关税壁垒,这是一个技术壁垒,第一个政治有话语权,第二个经济上有主动权,第三个想做一个引领的作用。第二个是我们中国的类型,我们叫增长型,边发展,边治理,我们的压力更大。第三个就是印度类型,他们叫跟随型,他们提的目标都是很稳的。第四个就是特殊的,就是美国的摇摆型,但是它的技术很前卫,治理很摇摆,包括和欧盟之间的关系。所以欧盟的做法,对于我们有极强的借鉴和引领作用。欧洲对于汽车的双碳做了哪些工作,我们目前从研究的实际情况来看,我们无论是政策制定,标准制定,还是我们的技术研究,技术先行,和欧洲都有着非常相似的因素。

欧洲首先强调绿色能源,上世纪90年代达峰,他们有几十年的时间做中和工作,所以清洁能源有,低碳能源有,这是他们的优势条件。第二个,他们在材料研究,欧洲走的是低碳、清洁能源的路线,所以欧洲的汽车产品的低碳路线,氢燃料,动力是他们的优选,中国是多元化。第二个就是欧洲在材料的获取阶段很关注,欧洲未来有电池的相关法律法规,属于低碳的。第二个就是对于材料的应用,欧洲现在已经明确,主要的主机厂已经规定,明确规定合用材料的用比是有要求的。从汽车材料的全生命周期等等,实现一个全生命周期的碳足迹的管理,这是我们的一个见解。

第三个方面,国内形势,今年总书记再次强调中国的双碳工作,作为中国当前经济转型的重要机遇要把握。第二个,作为各级政府,必须要抓的,行政主管和党政系统的主要领导的主要工作在考核。所以说,中国的工作,既是和我们全球治理工作在同步推行,同时强调结合中国国情稳步推进我们的双碳治理,这是我们中国当前的要求。对于汽车行业,由于是很重要,体量很大,治理的效果很明显。第二个系统和规范,容易实现整体推进的机制和效益,也就是说汽车管理好,治理好,作为我们当前中央发改委,国资委,生态环境部,工信部等等相关的部门,我们都在这个汽车工业的双碳工作,做了一个相应的指示和安排,央企每半年要汇报一次,每个月要写月报,所以说我们应该还是很重视的,作为东风来说在强力推进。昨天我们的董事长也强调了,我们提五化,也是为了这一目标和机会来开展工作的。

这就是我们中央各部委所提到的双碳治理,对于我们汽车工业的一些要求,昨天提到的2024东风新推出的整车产品全都是电动化的产品。第二个,我们每万元GDP有这样一个能耗水平,排放总量和排放强度有要求,国资委有要求,中央有要求,生态环境部有要求,这是我们原始工作的输入,必须要做,不做不行。第二个必须做,不做就被边缘化,未来市场没有我们任何主机厂的机会,不光是传统车厂,包括我们新出现的造车的伙伴,这是我们相关的工作。

另外我们在做顶层设计,关于碳排放和管理,到我们全生命周期的相关技术标准体系,现在已经架构出来,有些已经进入程序,有些在规划当中,2025年之前,全部会制定完成生效,这就是我们未来工作的一个参考系,不是强制性的,是参考的,强制性的是市场规则和要求,有产品,有过程,有最后的一个组织的方方面面的工作,这是我们在开展的工作。东风公司参与了这样的一个国家标准体系的建设,以及标准的起草制定的工作。

我们再来看一看,我们整个前面提到的碳的构成,这是2019年的数据,因为刚才余老师展示的数据,我们张院士展示了数据,这个数据中国从来没有官方的,这些数据都是我们一些学术组织,或者一些研究机构所估计的数据,好多数据是联合国能源属,根据中国的能源布局情况推断的数据。

可以看到2021年全球的碳排放总量389亿吨,中国119亿吨,中国贡献了将近1/3。如果中国这两年没有做碳排放控制的话,中国大概要多排放7亿吨,大概要到126亿吨,所以我们的减排工作,和我们的技术工作,是做了一个积极的贡献的。到2030年预计是多少,如果按照我们现在的排放速度,不加以干预的话,2030年中国的峰值大概到180—200亿的水平,这是很恐怖的,我们全球低于2度的目标,如果不干预不治理,这是实现不了的。有测算数据模型,1750年,也就是工业化之前,全球的大气中的二氧化碳浓度是280Tpm,现在是420Tpm,如果不干预我们的地表温度会升到4—5度,灾难性的情况就会出现。这就是为什么当前要把联合国的巴黎协定的工作要落实,明年开始审计核查。第二个,各个政府和组织所提出来的目标是不准倒退,只能往前推,中国是2030年达峰,已经作为正式的承诺文件。中国不能说我35年再达峰,这是不可以的,巴黎协定每5年做一次评价,每年要做一次审计。

看到乘用车和商用车的关系,我们商用车占比保有量没有乘用车多,但是商用车的排放量占有很大的比重,这是当前我们的出发点。到2030年达峰是什么水平,大概要减掉一半,再靠着我们的中和,还有一些数据,我们再到2050年,2060年,再用CCUS,实现我们的碳排放和碳汇的平衡,争取实现我们的中和,这是我们整体的目标。

所以,现在世界上无论哪个主机厂提出的中和、达峰的任务,目前都是一个前瞻性的判断。有的说50年中和,有的说45年中和,但是我们各个主机厂,都还是在探索我们自己的中和之路。最后落地两个方向,第一个是产品,我们整车产品,第二个我们的过程,也就是我们组织碳和产品碳必须要达峰,必须要中和。

从我们的碳源来看,我们的整车碳来自哪里,全生命周期,从矿山,刚才张老师提到的生物基材料,低碳,零碳的,那是我们追求的梦想。产品碳,这是有ISO标准的,现在我们中国汽车工业协会,正在起草我们国内协会的团体标准,就是关于组织碳的排放,来自哪里,来自各个环节,每一个环节都有碳的贡献。所以说,每一个环节的贡献,我们都要加上我们的技术干预,管理干预,使得其影响最小,这是我们要开展的工作。

这是一个案例,我们把我们新能源车,也就是电动车和传统能源车,就是化石燃料车做了一个比较。为什么要搞电动化,国务院委托中科院做了战略咨询,这个战略咨询被国务院采纳了,就是我们当前的国策,中国开展碳治理,就抓住三个抓手。第一个能源供给,就是要用低碳能源,零碳能源,绿色能源,可再生能源。第二个是能源端,国家主抓在做。还有一个是用能端,电车和油车的差别太大,对于碳达峰的要求太大了。不光是我们车辆的电动化,所有直接用化石能源做的,都要走电气化之路。这是中科院研究的结果,国家采纳,所以大量推行用能电气化。第三个是我们的能源排放治理,总量管理和强度管理,所有的对冲以后的差别,用碳汇来管理。这样三管齐下,才能实现碳治理的综合效果的最佳,这是我们新能源车,和我们传统能源车碳排放的差别,非常大。随着我们技术不断地进步,包括我们材料技术的不断进步,我们这样的一个差别会改变。

这个是我们组织层面的碳排放,这是一个案例,我们如何实现达峰,如何实现中和,红色的这条曲线是一个稳妥的曲线,绿色的曲线是激进的路径,我们争取在国家的60年中和之前,我们提前中和,30年之前提前达峰。国内有主机厂提出,二几年达峰,都是根据自己的情况做的战略安排。这是我们做的一个模型。

再看我们汽车产品的一个技术演变,导致的我们相关管理,顶层设计制度的变化,这个就是我们的排放法规,燃油车的直接排放,我们新能源车的间接排放,以及我们的积分要求。这样一个要求,本身演变趋势应该是很严格的,欧洲当前的使用阶段每公里95克,23年开始要买碳排放的资格和份额。欧洲做了燃油消耗的规划,到2025年—2030年,这个要求是非常严格的。中国油耗法规是一样的,和欧洲的碳排放法规表现形式不一样,但是要求是一样的。未来的油耗水平,要达到30以下。我们每百公里的电耗水平达到10度以下,刚才余老师也是14度电100公里,未来可能是10度电以下。现在是780克二氧化碳一度电,昨天看一个资料,包括我们现在全球的碳排放,89%是我们工业能源的排放,11%是我们土地利用的排放。前面说了组织碳,实际上涉及土地利用,有的实体不断扩张,占地的一个面积很大,但是它产生的效能很低,虽然纳入组织碳管理没有那么多,占用一平方公里,就减少了碳汇,这样是增加我们的碳排放,这是有相应的要求。这是已经明确的一个发展要求和趋势,后面国七以后是我们的预判,现在是叫研讨,这样一来,我们碳排放的路径,应该是基本清晰的。就是前面所说的,能源使用端电气化,碳固定化,这样就导致我们东风汽车的五化,成为我们未来汽车产品演变的必然趋势。

第一个,我们首先谈电动化,毫无疑问,我们电动化的油车和电车本身的差别极大。第二个是智能化,L3和L4的自动驾驶,辅助驾驶实现以后,从我们现在的预判来看,就可以减碳5%—10%,可以做路径规划,可以做车路协同,可以做各种出行方案的优化,可以省碳5%—10%。还有我们的物联化,还有轻量化,本身每省100公斤,油耗降低多少,电耗降低多少,所以说未来汽车五化,是我们汽车产品本身发展的大方向,所以东风公司作为我们十四五乃至更远的技术发展战略规划的核心。当然,至于说未来产品是什么,是可移动终端,还是第三空间,都有可能,但是离不开我们五化的技术发展核心。

我们再来看看,我们纯电车、油车和混动车的碳排放构成,我们是按全生命周期的不同的阶段来做这样的一个分析。这是目前行业的平均水平,我们用我们的测算模型工具算的。纯电车材料的排放和使用阶段的排放比例,燃油车材料的排放和使用阶段的比例,以及混动车是不一样的。我们看看如果电动化以后,我们材料的直接碳排放贡献,占比就接近40%,油车现在不到15%,我们的混动车稍微再多一点,是这样的一个水平。所以说我们材料领域有很多工作要做,这也就是为什么欧洲当前花很大气力,花在材料的减碳减排上,这是我们当前工作的一个出发点。

所以我们从这里去找机会,刚才余老师介绍的路径,我们张院士也介绍了生物基材料,有低友好的轮胎的路径,这都是我们要抓的一些机会。

再看一看,我们减排路径里面,根据我们前面所说的汽车本身的碳排放的规律,我们应该从哪些方面找重点,开展我们的工作。首先我们是低碳制造,前面的结构里面已经有,我们的制造环节,主机厂四大工艺,或者五大工艺,制造环节,碳排放贡献并不大,没超过3%。我们分到单车上,体现不出来有多大。但是制造环节还是必须要做的,这是有刚性指标的,万元GDP必须下降65%,和2025年比2030是有要求的,这是我们很重视,而且技术进步很快,我们建的工厂都很先进,都比欧洲,比日本的工厂先进。所以说,制造环节我觉得我们不会落后。

第二个就是我们的能源,就是要随着国家的能源供给体系的技术进步和碳排放本身的下降,我们会获益。但是作为企业需要履行社会责任,所以东风在做,后面有一些案例,我们如何履行社会责任,我们的能源和碳汇上要履行工作。最重要的产品,低碳产品,无论是电车还是油车,在使用环节,它的碳排放占比太大。所以说我们现在在做电动化,里面还有分很多策略,如何实现产品本身的低碳化,产品本身又从原材料到各个环节过程当中,要实现我们的低碳,包括我们的生物基燃料,替代燃料,包括不同的技术路线,有新燃料的,有固态电池的,有锂电池的,各种各样的路线。

最后就是低碳出行,低碳交通,我们说的网联化,共享化,由产品技术导致的相应的出行方案的优化。我们昨天董事长说了,一车通四网,实现我们整体的全方位的无死角的东风的低碳出行的整体解决方案。

这是我们东风当前开展工作的一些重点和一些实践的效果的显示,首先是轻量化,我们原先说的车身轻量化,现在是整车轻量化,车身轻量化的系数和整车的算法不同,东风公司的奕炫,整车大概是2.1,是上一年度的中国最佳轻量化实践的案例,轻量化做的非常好,轻量化以后收益就很多,如果是下端和上方,差别会更明显。第二个就是我们的电动化,东风2024年以后,全都是推出电动产品,基本上都是混动产品,新能源汽车产品。电动化我们有不同的技术路线,有新燃料电池,有固态电池的,有混动的,有纯电的,混动又有很多种策略的,我们在做电动化。同时在底层技术上,东风做了很多工作,昨天的赵福全主席提到的,东风就是海内外全方位布局,掌握关键核心技术,掌控关键核心技术,所以东风目前从芯片到微电子材料,到我们的模具,传感器,到控制系统,全方位做掌控的安排,为我们的电动化打下坚实的技术基础。

第三个是智能化,包括我们的央企三大家,成立了中汽创智,东风公司现在已经实现了223这样的一个水平,实际上现在已经在用我们相关的产品,包括展厅的产品,是L4+级的一个产品智能化。智能化以后,带来的收益是很明显的,可以减碳5%—10%。

再就是生态建设,我们产品的全生命周期,来做了一个分析,识别未来的机会,我们的资源如何做好分配和重点工作的展开和目标的达成,这是我们东风当前开展工作的总体思路和安排。

下面就是我们东风做的一些从产品到组织上做的一些具体工作,从现在东风总体安排来看,因为没有要求我们什么时候达峰和中和,目前还是相对激进的一个路线。这是我们的岚图汽车,应该是我们东风的高端品牌,从本身的碳排放控制来看,无论是轻量化,电动化,智能化还是其他方面,应该说在国内是走在前列的,效果是减碳很明显的。第二个就是我们的无人驾驶车,还有氢燃料电池的应用,我们已经规模化应用,现在在做120千瓦,150千瓦的研发和推广应用。

另外就是我们的低碳传统能源,我们现在发动机马赫是41.07%,十四五末就是45%的燃油效率,这是我们的混合动力,传统动力。东风公司可以满足我们的相关法规要求,同时满足央企的相关要求,太阳能发电,黑灯工厂,我们的全自动化的生产线,目前普及的一个情况,应该是在国内前列的。另外就是我们所说的机会,这是我们未来要做的中和的机会的预判,未来我们从材料开始,到我们的这样一个生命周期终结以后的相关工作,我们还有哪些机会,要减碳的幅度,未来分布从能源到回收,各个都有相关的工作可做,包括涉及到刚才三位院士提到的,他们各自领域的相关工作。

所以说,未来东风公司将以我们武汉战略为核心,积极按照中央的部署和要求,推进我们汽车产品本身的战略转型,我们生态的转型,以及我们总体的管理的转型,实现我们东风既定的战略目标,达峰和中和的目标。应该说各个技术路线都在展开,无论是从资本层面,资源层面,产品层面,商务层面都在开展具体的工作。

刚才余老师和两位院士都提到了,汽车产品在转型,我们汽车材料本身的关键,核心技术的载体的转型,所以说我们未来材料应该更多的集中在除了传统的车身底盘以外,电机,电控,电池,包括其他的特种功能材料,是我们工作的重点,也是我们在座的各位,以后要关注的,开展工作的重要方向。

总的来说,东风公司在现在百年未有之大变局之下,重新确定我们的发展方向和路径,在新理念、新格局的一个总体安排下,重新确定了我们的定位,也就是为用户提供优质的产品和服务,成为卓越的整车企业,重新创建我们新东风这样的一个形象。

以上,谢谢大家!

(注:本文根据现场速记整理,未经演讲嘉宾审阅)