習主席在8月15日首個全國生態日之際作出重要指示,要求以“雙碳”工作為引領,推動能耗雙控逐步轉向碳排放雙控。
黔首處江湖之遠而有建言,他山粗石,以供琢磨。
國家雙碳目標目前在卡車行業相關政策中未得到針對性、體系性考量,建議制訂商用車(卡車)減碳綜合政策體系。
內容目錄:
/商用車主要區別特性/
/燃油經濟性標準/
/新能源卡車現狀及問題/
/新能源補貼政策/
/TCO、稅費減免與路權/
/質量限值/
/新能源基礎設施/
/氫燃料電池卡車/
/氫內燃機/
/替代燃料/
/數據平臺/
TCO要求,“殺頭的生意有人做,虧本的生意沒人做”。
工況不同,相比乘用車,具有高頻、長期高里程使用、高流動性、負載大、負載變化大、工況復雜等特點。
主要是重量和能耗。
以電動車輛為例粗略概算,卡車(牽引車)滿載最大49t,1公里1.5度電左右,百公里140度電,如按工商業電價(0.5-2元,峰谷),則為75-300元,與百公里33升柴油總價相差無幾,如考慮商業充電站服務費或換電費用則更高,導致TCO不具備優勢。即使按理想情況,投資回收期也可能長達3-4年。
(本文內所有數據均未經確認,僅供參考)
2023年7月,《重型商用車輛燃料消耗量限值》報批稿征求意見結束。四階段標準仍繼續沿用GB 30510—2018標準整體思路和框架,以單車限值的階梯式方式進行管理,限值比之前大概加嚴約12-16%。
歐盟委員會2023年2月14日發布重型車二氧化碳排放減排法規提案,提出新卡車2040年CO2減排90%目標。與2019年的水平相比,幾乎所有新HDV都將逐步采用更高的二氧化碳排放標準,從2030年起減排45%(原法規(EU)2019/1242目標為30%);2035年減排65%;2040年減排90%。
美國2023年1月10日發布《美國運輸脫碳國家藍圖》,確認了國家車輛減碳目標:
乘用車2030年實現50%新車銷售為零排放!
中重型卡車目標2030年新車銷量的30%為零排放,2040年達100%。
美國環保局(EPA)2023年4月12日公布了其擬議的重型車輛第3階段溫室氣體標準(HDV GHG phase 3),征求對2027-2032年的擬議標準的意見。
提案更新了現有的2027車型年款溫室氣體排放標準,為2028-2032車型年款HDV頒布新的HD車輛溫室氣體(GHG)排放標準進行更嚴格的限制,其中包括推動更多的零排放卡車應用。
EPA在擬議標準的適當性和可行性的評估中,開發了可用于滿足每一項標準的技術途徑。該技術包包括具有二氧化碳減排技術的ICE內燃機車輛和ZEV。
環保局預計,根據擬議標準,符合要求的車隊將包括各種技術(如變速器技術、空氣動力學改進、發動機技術、電池電力系統、氫燃料電池動力系統等)。
擬議標準技術包中的ZEV零排放車型采用率匯總、參考備選標準技術包的ZEV使用率匯總和加州法案ZEV銷售要求對比
我國四階段標準制訂2020年啟動,目標為2025年商用車燃料消耗量達到國際領先水平。
而自2019年起,國際商用車排放標準發展激烈變化,脫碳/電動化進程明顯加快,標準制訂限于標準本身及立項內容限制,未能根據發展形勢作出充分應對,未免有膠柱鼓瑟之嫌,或可考慮通過推進商用車雙積分制度或企業平均油耗制度來彌補。
2023上半年,新能源重卡總銷量占重卡市場的2.36%,新能源重卡累計銷售1.15萬輛,同比增長14%,相較于2021年銷量一舉破萬、2022年飆升至2.5萬輛,今年新能源重卡尤其是電動重卡的增速明顯放緩,甚至低于處于恢復反彈狀態的常規卡車。
東風商用車天龍KL 6X4 純電動換電牽引車(DFH4250DBEV)
同時出現量價齊降的局面,雖然新能源重卡整車價格有所下降,但銷量并無起色。新能源重卡一直是“小眾”市場,具有明顯的地域性、更強的政策引導性,局限在少數一些特定城市,基本靠投資項目支撐。
沒有突破特定使用場景,如礦山、港口、工業園區,以及短倒運輸場景等界限,而這些場景的用車量在整體重卡市場中的占比并不高,其原因還是受續航里程和基礎設施限制。
從2023年1月1日起,新能源汽車購置補貼全面退出,僅減免購置稅。
總的來講,沒有針對區分新能源乘用車市場與新能源商用車市場的差異,退出過早。
新能源乘用車已實現市場驅動,當前目標是改善用戶使用便利性以提高市場滲透率;新能源商用車還基本依賴政策驅動,當前目標是解決TCO平價及基礎設施可用性問題。
為了保證TCO競爭力,需要從購置補貼、能源補貼、車輛使用中的稅費減免、專項排放稅、路權、雙積分制度等方面考慮促進新能源商用車應用。
按當前常用電池能量密度概算,乘用車100kWh續航600km電池自重600kg;卡車700kWh續航500km則電池自重超過4t。
建議GB 1589修訂考慮引入電動卡車重量豁免制度。歐美重量豁免大概1-2t。
建議編制國家級的新能源卡車基礎設施網絡建設規劃。
與乘用車多數時間在固定局部區域內行駛不同,大多數商用車的流動性較強,即使是在局部地區往返,續航里程也往往較長。基于這一特點,新能源卡車的道路充能基礎設施網絡建設需求更為迫切。
換電模式雖然在當前技術條件下有其存在意義和優勢,但存在應用局限性,適用巡航半徑較小、未實現標準化且多針對特定用戶場景,很難作為公共換電站應用,本身無法起到以點帶面、促進社會推廣應用的作用,導致純電動卡車發展受限,反而會推高產業鏈及用戶成本。
2022年8月發布的《加快推進公路沿線充電基礎設施建設行動方案》目標到2025年底前,高速公路和普通國省干線公路服務區(站)充電基礎設施進一步加密優化,農村公路沿線有效覆蓋,基本形成公路沿線充電基礎設施網絡。并提出每個高速公路服務區建設的充電基礎設施或預留建設安裝條件的車位原則上不低于小型客車停車位的10%。
該方案未提及電動卡車充電基礎設施。
相比而言,美國將卡車貨運行業納入國家充電站網絡資助發展計劃,歐盟AFIR《替代燃料基礎設施部署條例》提出了主干道路網絡及城市節點充電站、加氫站建設要求,可能會在明年年初生效。
此外,歐美卡車企業也已開始建設大功率快充網絡、加氫網絡,如特斯拉、戴姆勒、尼古拉等。
AFIR草案(2023年3月28日)
TEN-T 核心網絡
此外,歐美均在研發大功率直流快充技術,典型的如charIN的MCS兆瓦充電標準和特斯拉的Megacharger。
MCS兆瓦充電部件開發情況 :
·SAE J3271 Coupler 生產商8家, Amphenol, Cavotec, Evalucon, Huber+Suhner, Phoenix Contact, Rema, Staubli, T.E.。
·14家公司已展示原型、說明書或官宣MCS兆瓦充電系統(MW MCS EVSEs),包括ABB、Alpitronic、Atlis、 BTCP、 Cavotec、 (CAT)、 Charge America、DesignWerk、 Heliox、 Hitachi Energy、 Imagen Energy、Power Electronics SA, Tritium 。
MCS兆瓦充電-斯堪尼亞、ABB
在加氫站方面,歐美在研發70Mpa及液氫的高流量快速加氫技術,目標10kg/min。
基于以上考量,建議有必要考慮編制國家級的新能源卡車基礎設施網絡(含充電及加氫)建設長期規劃,且重點應是大功率直流快充、標準化換電車輛及換電站和主干道路網絡的快速加氫站。
氫燃料電池主要應用于交通驅動及定置發電領域,如果只看目前的氫燃料電池企業數量、氫燃料電池產品數量及參數、車型公告中氫燃料電池重卡的數量,一定會覺得形式一片大好,但是從車輛應用總量發展趨勢來看,還處于非常早期的階段。
如果沒有在制氫、加氫站網絡、購置及應用補貼等方面的政策措施,目前的狀態會持續較長時間。
至于眾多氫燃料電池企業的最終歸宿,應該還是逃不過適者生存的規律,最后的企業數量可以參照一下當前柴油機企業的數量。由于商用車市場TIV較小,應該不會出現類似乘用車動力電池廠商那樣數量較多的情況。
氫內燃機研究、開發自2019年左右起逐漸起勢,國內企業也均已推出了初步成果,但據商品應用還有較大距離,主要矛盾除了氫內燃機本身的開發以外,同時還與氫燃料電池一樣將面臨著基礎設施及使用成本問題。
MAN近期展出的氫內燃機樣車
2023年8月8日,國家六部委聯合發布《氫能產業標準體系建設指南(2023版)》,這是在國家級政策中首次明確提及氫內燃機。
指南提出了標準制修訂工作的重點。在氫能應用方面,主要包括燃料電池、氫內燃機、氫氣鍋爐、氫燃氣輪機等氫能轉換利用設備與零部件以及交通、儲能、發電核工業領域氫能應用等方面的標準,推動氫能相關新技術、新工藝、新方法、安全相關標準的制修訂。
出典:中汽中心
這是一個有益的進步,但相比氫內燃機即將快速投入應用的發展現狀,還需加快推進標準制訂,鼓勵氫內燃機及關鍵零部件開發,同時需要在制儲運及加氫環節推廣相應標準及政策,才能有效發揮氫內燃機開發速度快、可利用已有技術及資源、降低碳排放、豐富氫能用途的優勢。
在替代燃料技術路線選擇方面,企業自身發展替代燃料產品應用的動力及能力有限,政策的相對確定性將有益于推動替代燃料的應用,可考慮綜合考量選定少數替代燃料技術路線,齊頭并進勝過游移不定。
基于AI及數據技術的發展,不管是傳統動力車輛經濟性改善,還是新能源車輛的使用及補能,都需要共通數據規范或平臺等來利用海量車輛數據,充分挖掘減碳潛力。
綜上,個人以為國家雙碳目標目前在卡車行業相關政策中尚未得到針對性、體系性考量,卡車技術前線建議建設商用車(卡車)減碳綜合政策體系。
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