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一汽集团李俊:中国汽车低碳化之路,新动力新能源

2017-10-27 15:38:44 盖世汽车

2017 SAECCE,SAECCE

中国第一汽车集团公司总工程师李骏院士

李骏:工程院和中国汽车工程学会办这样一个论坛,而且我发现是把汽车强国和低碳发展联系在一起,我觉得非常重要。

可能是五年前,如果我们提二氧化碳在中国还是比较忌讳的一个词,那个时候我们参加东京议定书,中国是不提二氧化碳的。现在看来,低碳这两个字已经成了我们国家发展国民经济、制定国家战略,发展任何一个行业都必须遵循的一条最重要的原则,最重要的方向。就像总书记说的,绿水青山也是金山银山。

对于汽车来说,未来什么是制约汽车工业发展最大的挑战?毫无疑问是二氧化碳。我这个报告可以非常清楚的说明这个问题。我非常感谢中国工程院,能够出资资助我这个项目,就汽车二氧化碳这样一个非常针对性的问题,资助了一百万人民币的项目,使得我们许多全国的企业可以参加这个项目,而且这个项目现在还在持续。下面我分几个方面来报告这个项目。

首先我们想从这么几个方面,一个是把项目简介一下,介绍一下我们主要的项目内容和最重要的项目成果。这个项目虽然是一个,在工程院是一个软科研项目,我们结合了大量的工程成果开发,证明这个软科学预测的所有的数据、模型是正确的,是能够做到的。最后还有一个项目发展的建议,已经得到了工程院的批准。

首先简单说一下背景。为什么说二氧化碳,主要是全世界不能温升2度,就必须把二氧化碳控制在3.2万亿吨,现在全世界已经排了2万亿吨,还有1.2万亿吨大家要分配。这就是195个国家要参加巴黎会议,我们国家承诺,到2030年二氧化碳必须封顶,不能再增加。单位GDP比较比2005年降60%到65%。2016年中国工程院设立了这个项目,由我来承担。这个项目集合了国内组重要的一些参加单位,比如说清华汽车工程学会、一汽、东风、北京电工所,因为要研究电的含碳量,以及吉林大学,包括郭院士也在这个团队里。这个课题主要从六个方面进行研究,架构、现状、预测模型、总量的预测、排放占比以及评价体系。

简单把内容介绍一下,整个的必须建立任何一个产业的低碳化体系,必须建立这样一个体系才能把我们国家整个的碳排放控制住。简单说,二氧化碳分成两部分,一部分是生活中的二氧化碳,一部分是GDP的二氧化碳。假如生活中的二氧化碳把份额都占了,那就没有GDP,这就是我们国家为什么不参加东京议定书,因为我们生活中的二氧化碳很高,我们的GDP要两位数发展,所以就没有办法去签。所以就必须研究各个行业,在使用过程中碳怎么降下来,才能保证我们国家的GDP份额。GDP增速虽然是6%到7%,但是基数大,所以要建立这样一个系统。

我们的现状是什么?我们的现状是高碳的,毫无疑问。整个二氧化碳从油井到车轮,全过程碳都是高的而且跟国际上碳排放比较好的国家比,比如说日本,你可以看到我们是他们的几倍。比如说在使用环节,日本是二点几,我们是8.6,是他们的好多倍。从制造环节比,我们的制造环节那更是超十倍。从单车比,我们也是比世界上所有这些产量大的汽车公司,我们的单车的二氧化碳都是高的。

从制造的数字上比也是高的。这样怎么把它控制下来?首先我们需要一个模型来预测这么复杂的环节,在哪一个环节上做工作才能把碳降下来。我们项目组建立了一个非常好的数据模型,用这个数据模型进行了预测。我们发现在主要的五个环节中,最重要的就是使用环节。使用的环节排放的二氧化碳占据了大多数。如果不能把使用环节中的二氧化碳控下落,我们要持续保持到2030年整车的销售量继续提升,那就是有困难的。

整个汽车在全国,我们国家总碳排放中占的比,在世界上发达国家都占百分之二十几。我们虽然比例不大,但是我们国家的生活中的二氧化碳是高碳的,所以这个盘子是大的。这就是为什么我们参加巴黎议定书,我们的盘子大。汽车的百分比虽然不大,但是总盘子,二氧化碳排放的总量是大的。而且增长非常快,从2005年到2015年增长几乎翻了一番。我们做这个预测,考虑了几乎所有的跟汽车碳排放的关联关系,包括GDP,包括人均GDP。从人均GDP预测人均保有量。因为购车能力是随着人的收入提升而提升的。预测保有量,得出基数,预测各种跟二氧化碳相关的要素,最后做出总量的预测。

我们发现一个非常重要的规律,就是过去有一些国家发展汽车的时候是按照高碳发展的,比如英国、美国都属于这样的国家。很多国家,特别是新兴汽车国家,比如日本、韩国是按照低碳路线发展的。而且在保有量达到国家的合理保有量之后,碳是直线下降的。我们国家按照现在的预测,到2030年,因为我们现在千人拥车是140多,还不如泰国的150。很多人预测,到2030年我们的千人拥车率会到300,但是2030年我们必须达到峰碳,碳要达到高峰。这样一个模型我们就可以预测出来,到2030年和2030年之后,我们国家汽车碳排放的轨迹应该是什么样的。这就是这个模型预测出来的。

而且我们把整个对于碳排放的评价建立了七个一级指标,三十二个二级指标,对整个体系进行评价。这个清华大学团队做了很多工作。把这个评价和权重,以及专家们的打分,联系在一起,最后我们看到,中国碳排放评价,我们国家也是现在世界上主要的汽车国家,居于美国之后。从最后的结果来看,我们得出是这样的,到2028年或者2030年,总碳排放量要控制在15亿吨左右,汽车碳排放占国家总的碳排放的比例大致在12%,这相当于美国的28%了,因为我们的盘子比较大。

那么怎么取得刚才预测的结果?首先第一就是必须靠法律。我们国家必须制定碳排放法规,现在汽油车,轿车、乘用车,有二氧化碳排放强制法规,商用车马上也要实施强制性法规。过去我们国家油耗只是商业性的,不像排放是强制性的。现在我们国家高度重视二氧化碳,出台了全世界最严格的油耗法规,比如轿车,我们的油耗法规有三个门槛,第一个是准入,达不到一定的条件不能准入。你的车不能卖。第二个整个集团碳排放必须控制在一个水平下,第三如果达不到必须去买碳,交罚款不行。现在可以说,二氧化碳法规是所有企业,不管是商用车还是轿车,最严酷的,能够使你这个集团关门的这样一个法规。这体现了我们国家的重视,而且二氧化碳降低程度,图上可以看到,强度非常大,从三阶段到四阶段到五阶段,降低的程度非常大,呈两位数,还从来没有这么强的法规。

这样是要有代价的,不论公布什么时间表,必须付出代价。我前天在泰达闭门会上也跟所有人讲,我们汽车是B2C的,我们是市场经济的,你卖产品,达到碳排放法规,要挣钱,不可能亏着卖,第二是这个产品,老百姓要买得起。如果老百姓买不起,这个产品也没有用。所以要两个可承受。所以在各种级别上,客户、市场究竟愿意交多少钱来买这个二氧化碳或者油耗达规的车,我们进行了测算。这是一组测算数字。而且这个测算要考虑到它的生命周期的回报,TCO。对于乘用车来说,客户只愿意三年得到的降油耗的钱来付初始购置费。最后得出,0.1升油是多少成本,厂家要在这个成本里面去达标。欧洲也是这样。

详细研究了未来各个阶段作为汽油机达到二氧化碳排放的,满足刚才那个成本的技术,是采用什么技术。而且这种技术,怎么跟当前的新能源电动化相结合,提出了发动机的电动化,以及发动机电动化的成本和节油的潜力,所有这些都是做的开发得出来的,不是瞎估的。都是经过一汽,一汽在这方面投入了比较大的研发,刚才朱总说他们搞了九个方案,是不是他们也参加了我们这个专家的反馈,如果他们参加了,也在我们的结论里。

第二个就是变速器的电动化,要不然你把电机放在发动机里,要么把电机放在变速器里。变速器的电动化可以带来强混合动力和插电式混合动力。

纯电动,所有这些对于每个油耗法规的阶段,都有什么样的合理的贡献,这个报告都是很清楚的。燃料电池的三种形式,报告进行了初步的研究,认为全功率燃料电池发动机,碳贡献是最合理的。商用车,我们讲的商用车是非常艰难非常艰巨的。商用车,马上要实施的就是第三阶段,再接下来就是第四阶段。

而且商用车对于油耗,整个占了二氧化碳的比例,我们国家商用车占53%,我们看到这么多的乘用车才占到47%,所以报告对于商用车的友好高度重视。刚才陈主任说的,我们对外的石油依赖,65%,大多数是被商用车喝到了。商用车报告建议分两步走,第一步要达到热效率47%,因为对于商用车来说,最主要还是要靠发动机,现在还没有那么大的电动电池,来解决高速公路运输的商用车的低碳化问题。所以必须靠发动机。第一步47%,可以节多少油,技术路线怎么走,主要还是靠发动机的燃烧。主要还是在三个非常重要的方面,一个是燃烧室,一个是共轨,另外一个是增压器。三个方面都怎么做能做到刚才那个目标值,非常重要的就是必须要搞油喷速率可变的共轨,要分布好才能达到刚才的这个水平。这样的喷油系统是不是能研究出来?我在这里向大家宣布,我们一汽已经研究出了这样的喷油系统,而且还获得了国家的专利。就是两个轨,一个高压轨一个抵压轨。通过两个轨的组合,通过控制,产生三种不同的喷速率。

还有燃烧,最重要的就是要把NOx和油耗降下来,这也是专利。第三个非常重要的是增压器,必须在低速和高速得有高的效率,这是双流道非对称增压器,我们已经开发完的,马上也要量产了。

第四阶段就是要50%,柴油机热效率要做到50%。做到50%的技术路线是什么,最重要的就是废气能量回收,大家知道,油箱里的一滴油,三分之一是做的有效功,三分之一废气排除,三分之一冷却。所以要尽量把废气能量回收回来。我们这个系统的科研预研也已经完成了,能够有2%到4%的有效效率,非常好。

还有必须要用清洁燃料,不再用柴油了。发动机还是发动机,用天然气,二氧化碳可以显著的降低。这里说一下一汽正在开发一个15升的发动机,改变了过去的做法,过去是柴油机是基本型,然后烧燃料变成天然气发动机,这次不是,这次天然气是基本型,柴油是变型,这是非常大的创举。

混合动力,我们可以看到混合动力未来有7%到10%的效果,这也未来可以追求的。最后一个就是要智能,智能汽车,特别是智能编队,智能有两个,一个是智能预测,预测道路预测工况,另外一个就是智能编队减少风阻,它会有非常好的效果。

最后就是建议,有五个,一是要建立低碳汽车产业体系,现在要考虑产业体系了,现在再像一盘散沙一样,整个汽车行业是不可能低碳化的。所以必须去研究我们中国低碳汽车产业体系。第二个就是能源和汽车要协同发展,不能各干各的。第三个就是要高度的重视商用车,现在我觉得,我们忽视了商用车,是要吃大亏的。我们的商用车量很大。第四就是要在制造环节上把碳降下来。第五个,要推动智能网联去节油。智能网联不光是娱乐性的,还应该去节油。

我们制定了这样一个体系的设想,从所有的环节去做,而且这里头我很推荐的就是大家要看一看丰田,丰田非常系统的布局了汽车的低碳体系。

另一个非常重要的,从现在就要开始考虑未来到2030年封顶,我们各类汽车的动力形式、动力平台以及动力的系列化,这个项目对于动力平台做了预测,而且按照我们国家的两厢车、三厢车、SUV、MPV,以及他们对碳排放未来应该聚焦的目标,进行了动力平台、产品系列的分析,从这里可以看到,内燃机消失是不可能不正确的事情,内燃机会以新的形式存在。我原来这篇是叫新动力新能源,我们要非常高度的关注,以降低二氧化碳为目标的汽车产业的发展。以二氧化碳为目标,如果是纯内燃机,我们可以做到110克碳,接下去按照现在中国电网的高碳电,每克二氧化碳千瓦时是650克的话,现在好一点,过去是720克。我们最多用PHEV、REV和EV,也做不到95克碳。2025年全世界都必须是95克碳,2030年是72克碳,也就是汽车,72克碳每公里。如果我们的电网不能下来,不能像国际电网这样,我们的碳是做不下来的。只有像国际电网是268克二氧化碳每千瓦时,才能做到93。

最后使用中的二氧化碳怎么节制,只有靠大数据、互联网、人工智能。项目提出了这样的愿景,受到了工程院的高度重视,工程院把这个项目变成了中长期项目,也就是说未来我们要构造这样一个社会,这个社会是具有低碳行为、低碳生活的习惯、低碳思维,甚至是低碳道德,这样一个整体的低碳社会。我们所有的都无非是要从起点到终点,我们怎么用已经布局好的我们国家的智能网联体系,来使得自己每一次出行都是低碳的行为。

谢谢大家!

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