許健 李麗華
在“2030年前碳達峰、2060年前碳中和”的愿景下,汽車行業(yè)責無旁貸:道路運輸約占全球碳排放的18%,而這還未計入汽車材料生產等排放。《節(jié)能與新能源汽車技術路線圖2.0》也提出了2035年汽車產業(yè)碳排放低于峰值20%、新能源汽車占新車總銷量50%的目標。
對汽車行業(yè)的各企業(yè)而言,追求減碳意味著什么?
第一,碳減排是響應國家政策、應對碳考核的必要舉措。中國汽車行業(yè)減排政策已日趨嚴格,雙積分政策今年起提升了新能源汽車積分比例要求,碳排放權交易市場也于今年7月16日正式啟動并逐漸擴大行業(yè)覆蓋范圍。未來中國或將借鑒歐盟的規(guī)定,對超過碳排放量的車型直接征收高額罰款。
第二,對于深度貫徹碳減排的企業(yè),富余的新能源積分或碳排放權可成為新的利潤來源。2020年新能源正積分最多的車企積分高達86萬分,按照去年平均交易單價1204元/分計,其出售的積分可獲得超過10億元;而雙積分最低的車企需要購買超過130萬分,嚴重影響企業(yè)盈利。
第三,碳減排能幫助企業(yè)建立可持續(xù)發(fā)展形象。更具社會責任感的企業(yè)形象將幫助企業(yè)獲得消費者認可,并帶來更多潛在的合作與融資機會。
注:1.每公里排放的二氧化碳當量;2.電力生產的碳排放使用了2021年-2035 年的中國均值資料來源:國際清潔交通委員會(International Council on Clean Transportation),科爾尼 制圖:顏斌
因此,整車廠與零部件供應商需制定從研發(fā)到后市場的端到端全價值鏈減排方案。
商用車是減排主力:由于商用車具有單車重量大、營運時間長,且多搭載碳排放更高的柴油機等特征,盡管其僅占中國汽車保有量的13%左右,碳排放占比卻超過一半。
因此,主機廠應加速商用車的新能源化。由于電池技術尚未成熟,商用車領域推廣新能源比乘用車面臨更多挑戰(zhàn),因此可優(yōu)先從港口和工業(yè)園區(qū)等封閉場景、固定線路營運車輛,以及短途配送的輕卡和微卡開始推行,并采用營運效率更高的換電模式。
技術路線演進還需依靠中國能源結構升級:主機廠在規(guī)劃新能源汽車技術路線時,需考慮中國不同能源生產的碳排放和成本。例如氫燃料電池汽車,只有以綠氫為燃料方可實現(xiàn)碳減排。而現(xiàn)階段綠氫的制氫成本遠高于灰氫和藍氫,因此未來中國汽車動力系統(tǒng)能否向氫燃料電池轉型,將很大程度上依賴于可再生能源生產成本的下降??茽柲犷A計于2030年前后在可再生能源優(yōu)勢區(qū)域綠氫將有望和灰氫實現(xiàn)平價,氫燃料電池開始廣泛商業(yè)化應用。
智能駕駛提升行駛效率:現(xiàn)階段,智能駕駛輔助系統(tǒng)已經可以通過優(yōu)化行駛路徑、提升起停時的燃燒效率、輔助泊車等多種方式減少碳排放。而在自動駕駛大規(guī)模部署之后,還將顯著提升道路交通的運輸效率,在減輕碳排放方面展現(xiàn)出巨大成效。
車聯(lián)網降低售后碳排放:遠程診斷、軟件OTA等車聯(lián)網技術將曾經依賴線下渠道的維保和升級轉為線上完成,大幅降低售后環(huán)節(jié)的出行碳排放。
共享出行減少出行和汽車總量需求:定制公交、順風車等共享出行模式通過更低的人均能耗實現(xiàn)了碳減排,其總體市場規(guī)模也在不斷擴大。主機廠除了自身入局共享出行之外,也應加強向車隊類客戶銷售的能力。
盡管不同動力類型的汽車碳排放有所區(qū)別,但原材料和零部件生產階段的碳排放均遠高于整車生產階段。因此,供應商比主機廠肩負的碳減排責任更重。
智慧工廠是降低生產環(huán)節(jié)碳排放的有效手段。例如,博世是全球首家實現(xiàn)碳中和的工業(yè)企業(yè),這與其領先的工業(yè)4.0實踐密不可分。
機器和系統(tǒng)開發(fā):互聯(lián)液壓動力單元CytroBox中含有預設控制器,可根據工況的需求調整能耗,能耗節(jié)約高達80%;自動化平臺ctrlX Automation可以使所有自動化組件的平均體積減半,為驅動器減重三分之一。
能源管理:通過智能算法預測機器能耗,避免峰值負荷,檢測和糾正機器典型能耗模式中的偏差。
設備問題識別:對機器設備進行物聯(lián)網改造,配置通信接口和傳感器,從而使得操作人員可以遠程獲取機器的溫度、壓力和壓縮空氣耗量等數據,及時識別并解決問題。
資料來源:世界資源研究所(World Resources Institute),科爾尼
輕量化是實現(xiàn)低能耗的重要手段:電池可以通過提高能量密度的方式,在總容量不變的情況下減輕重量;而其他車身零部件可通過選擇輕型材料、采用新型結構設計、采用創(chuàng)新制造工藝這三大方式達到輕量化,從而降低能耗。
輕型材料需綜合考慮生命周期碳減排:改用輕型材料是最直接的輕量化方式,但在選擇輕型材料時需考慮材料全生命周期的碳減排。例如,鋁合金是目前應用最廣泛的輕型材料,但是由于其上游電解鋁高耗能,以火電鋁為原料的鋁合金碳排放反而遠高于鋼材。因此,供應商在布局鋁制零部件時需注意:采購端,選擇以水電鋁作為原料來源;制造端,工廠選址應盡量靠近上游電解鋁廠以直接購買鋁液,從而降低鋁液凝固后再高溫熔化產生的碳排放;更長期而言,還應考慮布局碳纖維等排放更低的下一代輕型材料。
對于汽車行業(yè)的企業(yè)而言,脫碳雖是個全新課題,但其戰(zhàn)略規(guī)劃與落地方法與其他的企業(yè)管理課題在本質上并沒有區(qū)別:以外部行業(yè)理解和內部碳排放基準測算為起點,以碳減排目標為指引,通過短、中、長期的實施舉措實現(xiàn)階段性目標,并構建相應的管理機制、IT系統(tǒng)等支撐工具確保戰(zhàn)略落地。
1.政策和市場理解:梳理相關的雙碳政策法規(guī)、行業(yè)標準以及下游客戶要求;對于跨國企業(yè)而言,還需關注不同市場的標準及其對接方法;
2.基準測算:確定溫室氣體足跡并設定基準線,其測算范圍包括直接排放和間接排放;
3.目標設定:設定符合法規(guī)和下游要求的短、中、長期碳減排目標;最近,企業(yè)越來越多地采用SBT(科學碳目標)來設定碳排放目標,其具有目標激進、達成時間短的特點;
4.減排抓手:審查整個價值鏈中端到端的排放源,從而挖掘潛在減排選項;
5.實施路徑:根據成本和收益(例如投資回報率)及可實現(xiàn)性確定各種減排計劃的優(yōu)先級,規(guī)劃行動路徑,設定里程碑;
6.管理機制:建立系統(tǒng)的管理機制確保長期實施效果,協(xié)調內外部利益相關者,制定職責、流程、KPI等;科爾尼總結出三種碳減排治理模式供企業(yè)參考:指導委員會、專職能源管理的業(yè)務部門、專職氣候變化的職能部門;
7.IT建設:鏈接上下游建立“雙碳”數字化,在企業(yè)內部實現(xiàn)數字化實時“雙碳”監(jiān)控和調整,并且通過“雙碳”戰(zhàn)略引領公司整體數字化建設。
在中國加速減碳的大背景下,汽車行業(yè)需盡快開始行動。參考歐盟先例,歐洲理事會于2019年底批準了2050年實現(xiàn)碳中和的目標,次年便開始正式征收高額的汽車碳排放罰款。而中國計劃用30年時間實現(xiàn)從碳達峰到碳中和的過渡,時間遠遠短于發(fā)達經濟體的50年-70年過渡期,任務更加艱巨。因此我們預計中國各項政策細則出臺實施的速度會更快,汽車企業(yè)碳減排迫在眉睫。
(作者為科爾尼公司全球合伙人和合伙人;科爾尼公司桂靈峰、陳悅汐、黃詩琪、劉雨詩對此文亦有貢獻;編輯:施智梁)