碳中和与中国汽车应对之路

日前，由中国人才研究会汽车人才专业委员会、在日华人汽车工程师协会、全球汽车精英组织牵头策划并举办的2021第八届全球华人汽车精英联合年会暨“中国拥抱世界”汽车产业创新论坛在上海成功举办。与会嘉宾分享了当前汽车产业关注的话题，现整理刊发，以飨业内。

《碳中和与中国汽车应对之路》——清华大学汽车与技术战略研究院院长赵福全

“践行‘双碳’不能孤军奋战，汽车产业脱碳是一场系统性变革，动力多元化是未来相当长时间的主旋律。”

“万物互联”和“碳中和”正在改变着人类社会。与以往改变人类社会原动力、驱动力不一样的是：“万物互联”和“碳中和”超越了技术，是全方位系统性的，涉及到社会的方方面面，并且与汽车工业息息相关。

碳中和是中国必走的路。碳中和要告别人类赖以生存的碳基能源，对世界的改变也是不言而喻的。但是因为能源无处不在，任何一个在人类社会生存的生命体都需要能源，所以这是一个立体的、系统性、全球性的问题，需要全人类共同解决。

碳中和一方面考虑的是生态环境也就是人类生存问题，更要解决人类经济发展的问题，所以它解决的是生产生活的问题，而其中，生产则依赖能源。因为改变所有各个国家的工业能力、技术能力、生产生活方式，所以它是未来各个国家经济、政治博弈的绝对核心要点。从这一角度来看，其政治价值远大于万物互联，它是重塑所有国家在世界的经济地位。

双碳政策下，我国汽车工业面临的挑战有三个方面：

第一，规模大，关注度高。汽车产业是集大成的产业。中国交通业还在发展当中，中国还有三倍的空间。产业要发展，就面临着碳排放的压力。汽车产业链非常长，汽车减碳具有代表性的意义。

第二，国际经贸机制与市场竞争环境变化。

第三，汽车要做到双碳目标需上下游的配合。汽车碳排放规模大，被关注度高，可视性强。

那么汽车工业如何做到控碳呢？基本上全球围绕制造业都是一样的，首先是解决上游能源问题；二是解决本领域的减碳问题，最终解决下游客户问题。对于汽车工业而言，要解决全产业链、全生命周期的问题，从产品制造到最后报废的全生命周期，所有的供应链都要减碳，而这不仅是制造、生产、物流，还要考虑到使用环节的减碳。

上游是能源，要倒逼能源产业减碳，同时还要给交通环境提出减碳。什么样的交通环境让汽车更加低碳，就涉及到交通中用的各类车型，以及自动驾驶在城市里要达到的比例等等。这是一个系统工程。

先看上游能源产业。未来告别化石燃料，就意味着与天然气、石油、煤说再见。这时就要依靠可再生能源，核能，生物基燃料。目前来看，生物质燃料要解决碳基燃料的问题是不可能的；核能有安全问题，同时还有对水资源的依赖，要大规模发展也比较难。所以德国在欧洲能源危机的时候把核电站去除了，就是有这样深层次的思考。

那么就只有可再生能源了。可再生能源方面，中国已经基本把水力应用的差不多了，剩下就是太阳能和风能。太阳能和风能最大的问题是间歇性和不稳定性。发电的时候效果非常好，太阳不“露脸“、不”起风“，就没有电。

我国制定了可再生能源的发展规划，这是基于碳达峰制定的指标。如果说能源产业不转型，制造业要做到低碳基本是不大可能。因为制造过程中都要使用能源，如果能源都是用碳的，那低碳是不现实的。可再生能源是重要组成部分，而可再生能源最重要的是储能问题。因此储能才是最难的技术攻关难点，也是最大的投资热点。目前储能产业化最多的是蓄水和蓄热。

未来，围绕可再生能源是电和氢。能用电的都用电，用不了电的地方只能用氢。所以电动化是大势所趋。电能清洁方便成本低，但是如何输送和存储成为考量的重点；氢则有如何制造和存储的问题。所以这两个方面决定了未来所有投资方向、产业发展技术方向。

我个人认为，只要解决电的问题，电动车不需要1000公里续航里程，这也是一种巨大的能耗和浪费，而且在制造电池过程中也会造成大量的碳排放。500公里续航里程的电动车比传统内燃机制造过程中造成的碳排放高70%。对于电动车来说，制造过程中的碳排放，500公里续航里程的碳排放基本上是传统内燃机的一倍左右。

充电解决之后，所有电动车的问题就解决了。另外电动车会成为将来储能最重要的核心方式，那个时候就不是为了电动车本身了，因为可再生能源发电之后如何存储，电池将会起到巨大作用。如果说一台车按照50度电算，500万辆车就可以做到一个三峡的发电量，当中国有1亿辆保有量的时候，中国电动车保有量按照一台车平均50度电，可以做到20个三峡。未来，国家已经把电动车储能作为可再生能源储能最重要的方式。

电动车储能真的那么容易吗？首先，储能是要白天放电，晚上充电。这对电池有巨大的挑战。一方面是电池循环寿命的问题，另一方面电池不仅要能充电还要能放电。另外，充电桩也是只能放电不能充电，而电网是只能送电不能收电，中国电网的灵活性只有5%，而欧洲电网的灵活性有50%左右。

再谈谈储氢问题。从制造过程来说，电解水是最好的制氢方法，但是运输的成本巨大。反过来，氨气、甲醇作为氢的储存能源载体，它的制造成本比氢更高，但是运输成本非常低，所以合在一起的成本反而更低。下图右边上面绿色的部分是通过氨气或者是甲醇裂解获得氢气成本也很高。在这种情况下，当绿色燃料成为可能的时候，很有可能就要用内燃机烧绿色燃料。

从下图大家可以看到左边的是氢制造加运输的整体成本，氢是好制好用不好储，更难运。反过来考虑到全生命周期，用氨气和甲醇储氢成本低得多。

我认为未来围绕汽车行业，要解决能源行业的问题。未来汽车动力源会越来越多元化，真正电动汽车大批量发展靠现有电池体系是不支撑的，必须要有新的体系，所以我们要创新和投入。

对于轿车来说基本上就是纯电，对商用车目前来看，燃料电池是长远选项，但是技术路线还不清楚。所以商用车对于碳中和来说挑战非常大，而对于插电式混合动力是满足法规最好的技术。增程实际上不是简单解决成本问题，而是解决续航里程、冷启动问题的最佳选择。

从氢能来说，我更偏向于氨，为什么甲醇更受欢迎？因为甲醇是液体，实际上氨也是，只要常温9个大气压就是液体。一旦绿色燃料更加普及，让碳中和提上议事议程，那么内燃机将会是重要的问题，同时还要解决氨的储存问题。

注：本文观点不代表《汽车与配件》立场

三分钟回顾一周汽车热点 | 第十万辆理想ONE下线，博世扩建晶圆厂

瓦克第三季度销售额及利润大幅增长，投资中国特种硅烷生产商进一步增强有机硅业务

【马来西亚篇】扫描全球汽车售后市场商机

研究｜到2025年，中国氢能产业产值有望达到1万亿元

热点｜李尔荣获福特第 23 届年度世界卓越奖