李开国：碳中和背景下内燃机主要发展趋势是节能低碳化
2023年10月18日，由中国汽车工程学会、中国汽车工程研究院股份有限公司联合举办的商用车
专家委员会主任李开国发表了题为《面向碳中和的商用车技术路径转型趋势及思考》的主旨演讲。在演讲中，李开国表示，多元化技术路径支撑商用碳中和发展，未来二十年内传统能源内燃机仍将是商用车的重要技术路线，内燃机的主要发展趋势是节能低碳化。
尊敬的各位领导，各位来宾，各位汽车界的同行，大家上午好！刚才侯秘书长和几位领导都分别介绍了关于商用车碳中和的重要问题，中国汽车工程院学会李俊院士主动提出来汽车行业人要认真和主动的关注在双碳目标中有所作为，要避免我们在过去在排放过程中间的被动性，所以中国汽车工程学会组建了商用车碳中和创新平台。我今天的在这里给大家做一个汇报和交流，一些初步的成果和观点，其目的是和大家伙儿一起来分享这一年半来如何来看待中国商用汽车碳中和的问题，如何来实现落实好3060目标，这些路线图我们会在
主要介绍三方面：碳中和发展背景与现状、技术路径发展的新趋势分析、行业零碳转型的发展建议。
中国是一个政府主导下的市场主体国家，所有的企业都是跟着政府走，围着市场转，讲到我们要在2030年达峰、60年前要实现碳中和，政府的主导部门出台了很多的管理制度，包括重庆市的相关制度。有《关于完整准确全面贯彻新发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》，《2030年前碳达峰行动方案的通知》《减污降碳协同增效实施方案》，所有意见里都涉及到交通行业，涉及到汽车行业，对汽车都提出了要
的比例达到10%11%左右，但是汽车其实在交通行业里面占85%，整个
大概140万亿吨，而商用车只有12%的保有量，但是在汽车行业里面达到了55%的排放占比，这个排放占比是汽车行业最高的，汽车行业要碳中和碳达峰必须要解决商用车的问题，如果不解决好商用车的问题，我们就没有资格说汽车行业能实现碳达峰和碳中和，所以商用车12%的占比，碳排放量占比超过55%。 总重要一点，尽管这些年商用车企业日子过得很艰难，但是中国经济社会的发展离不开商用车，商用车还保持着有增长的势头保有量，2020年创历史新高，目前还是保持增长的态势，意味着碳排放还会增长。
过去十年我国商用车保有量规模持续增长，商用车排放量逐年提升，2021年商用车整个碳排放达到5.1亿吨，我们心里的一个初步研究结论，预计在2025年商用车实现碳达峰，总量约5.5亿吨左右，重卡碳排放占比是达到84%，重型中长途占重卡比例不到1/3，占比商用车碳排放约50%。
新能源渗透率比较低，今年是商用车在整个乘用车行业里渗透率超过30%，但是在商用车行业里面渗透率只有9.6%，远远低于乘用车，最重要的点，长途运输基本上都没有实现新能源化，这也是商用车面对能源结构和动力转型非常具体的问题，所以紧扣新能源这样一个路径可能很难解决商用车双碳目标问题。
第四个现状，场景复杂，商用车场景300多个，商用车种类全球5千多个，中国大概有4千多个，与商用车强相关的场景60个，其中重卡场景最多我们有35个。如何研究商用车的场景问题，只有把场景研究清楚，最后我们通过努力、统计和相关性分析，把中国300多个场景划分到26个场景，5年以来的统计率，在26个场景基本上涵盖中国商用车保有量的96.3%，还没有达到100%，96.3%的管控比例，26个场景，来研究中国商用车的碳排放问题。
第五个现状，技术路径多元化、低碳化发展。其实从柴油到天然气到甲醇，其实我们研究下来的结果是14个动力系统的技术形态，从传统的柴油机、内燃机到混合动力，到新型的燃料内燃机，到目前中国商用车里面有14个动力场景，这都是需要我们去研究分析关注的对象。讲到碳中和平台，13家单位，300位专家，会在这个月25号在北京发布我们的路线图。
我们怎么来做路线图呢，这里面既是复杂的问题又是必须要搞清楚的问题，商用车跟乘用车不一样，一个商用车既是经济社会发展的物流的主要贡献者，更重要的一个特点，PEST3E漏洞式的评估模型，既研究政策还要研究资源，研究经济性，还研究成本回收，商用车买来的目的更重要的是要创造财富，所以提出PEST3E漏洞式的评估模型，按照政策、资源、技术成熟度、经济型，包括相关的能源环境。
第二方面，技术路径发展趋势变化分析。针对五个方面的情况怎么抓好商用车碳中和，怎么来研究我们的技术路径和发展思路。多元化技术路径支撑商用碳中和发展，经过相关分析得出一些相关的观点，和大家交流分享。
第一，节能低碳化是内燃机主要发展趋势，我们大家都认为在商用车里面想把传统能源内燃机灭掉没这么容易，以德国保时捷为代表的德国交通部投了反对票，所以这个提案没有执行，尽管提出电子燃料，但是内燃机还有它存在的价值，中国是全世界商用车最多的国家，从保有到产能产量，那么节能低碳化是内燃机的主要方向，内燃机发展我们做了一些预判，继续提高内燃机的效率，继续优化动力系统的效率，同时结合一些整车节能技术，让内燃机更节能更低碳，减少二氧化碳。
第二，氢内燃机慢慢的变成了行业的热点，像一汽都在积极加强氢内燃机的研发，整个行业必须关注理论问题，初步测算下来通过调研结果，认为氢内燃机有可能在2025年进入一个量产阶段，但还是面对一些问题，首先成本比较高，氢内燃机的成本还是高于柴油机的，还有基础设施，不像柴油加油站这么丰富，从这个方面来讲，未来氢内燃机首先还是要提高效率，第二是要缩小成本，第三通过政府和企业家共同努力来解决好绿氢供给网络的问题，能通过基础设施和技术的进步和产业化的成本降低，是可以让氢内燃机进入一个很好的发展生态和环境。
商用车我们仍旧是认为尽管没有乘用车这么火爆，但是对商用车来讲电动车还是减碳的主要路径，对整个电动车发展来讲降成本还是电动车实现市场发展的主要路径。里面有采购成本高的问题，这样一些问题对行业影响比较大，但我们有一个初步的研判，到2030年以后，随着电池技术的进步，和新型电池新结构电池、新材料电池的出现，有可能让TCO成本发生一些大的变化，会扭转改变重构商用车动力系统的结构占比，这是有可能的。
当然我们还需要考虑其他的一些问题，除了乘用车购置成本下降，也能采用换电模式，但是比较困难，因为投资回收跟金融成本的回收有差距，还有怎么样提升车辆更保值的问题，这样一些问题很重要。所以技术升级是整个电动车向中长途拓展的前途，在中长途车或牵引车上面实现电动车可能还是要提高续航能力，包括补能效率提升的问题，常规使用的寿命延长，应用场景将实现由中短途向中长途领域的拓展。针对这几个问题要在从几个维度很好的解决，通过相关技术的升级，来实现整个全链条路线的低成本。
降本、提质是FCEV产业化发展的关键，目前，氢燃料电商用车以示范运营为主，未来是商用车实现零碳、清洁运输的主要技术路线之一。突破燃料电池核心技术、降低购置及使用成本、提升续航里程、完善绿氢供应是实现产业化发展的关键途径。如果氢气的成本降到22块的时候，因为从能源消耗的成本来讲就比柴油低了，所以我们大家都认为将来15块到20块的氢成本是对整个燃料电池的发展是一个分水岭，就像天然气一样，天然气是柴油0.7的时候是保持平衡的，是柴油0.6的时候天然气是快速地发展，所以今年很多企业特别是商用车企业50%的用天然气，不是天然气汽车技术突飞猛进，是因为天然气比柴油更便宜了。所以让未来汽车成本随着新型能源特别是
长期来讲我们大家都认为像纯电动重卡、氢燃料电池重卡具有货运效率高、补能时间短、TCO成本低的优势，是中长途运输场景主要发展的新能源技术路线。纯电动重卡在车辆自身相对不敏感的轻抛货物运输场景与氢燃料电池商用车互补发展。
车辆与能源协同融合发展是实现碳中和的保障。能源制取包括绿色低碳化的问题，包括补能站方面效率提升且多功能一体化发展的问题，商用车不断向低碳智能方向转型。能源与站之间，储运网络多元化发展，站与车之间实现协同一体化、数字互联化发展。车辆与能源协同融合发展，支撑提升绿色能源使用效率、降低商用车碳排放。从这几个方面，从电动化，从氢能化、从燃料电池、从车辆协同这些路径都是解决商用车碳中和重要的技术路径。
把刚才的问题小结，所以有很多路径都是可以做的，有很多场景跟很多的技术路线是能结合的，不是某一个技术路线都适合所有的场景，所以技术路线和场景结合，动力系统跟场景结合，是未来商用车产品研究开发、技术投放和市场布局的一个很重要的抓手。
第三部分，主要是给行业和政府提的一些建议，从政府层面应加强纯电动车的商用车推广，还要推广氢燃料电池的应用场景，包括要政府推动新的应用场景，像点对点的高速公路综合示范线，既能保证燃料电池的推广使用，也能保证未来氢燃料机的积极参与。要加强零碳内燃机示范应用工程，现在很多企业顶着巨大的压力，做了多种路线的探讨，其实占用了企业的资源，还影响了企业的盈利。但企业做了这么多的努力，还是需要企业与政府共同牵起手来，实现从零到一的突破，中国电动汽车的发展假如没有当年万X副主席的倡导，大家想一想我们今天是不是没有了电动汽车的蓬勃发展。
第二个层面，我们仍旧是要对技术短板要做一些突破，像内燃机绿色低碳转型的问题，还有动力电池绿色创新，还有燃料电池及储氢系统技术突破和成本降低，还有整车双碳技术优化，像空气动力学低阻和低阻轮胎，网联出行绿色出行，这样一些问题都能轻松实现减碳。
第三个层面，要持续推动和完善基础设施网络，保障商用车碳中和发展。推动充换电站集约化、共享化发展。加氢站技术攻关与市场推广，氨氢融合发展探索，积极探索氨氢融合能源发展路线，构建安全、高效、低成本、多元化的绿色能源供给体系。打造智慧补能网络，依托互联网+智慧能源，提升智能化水平，积极地推进车、站、网协同的智慧补能网络建设，需要政府多部门协同，需要企业多部门努力。
我今天就借这个机会给大家伙儿一起来分享一下，首先是商用车碳中和跟乘用车不一样，是挺难的一件事。第二是中国的碳达峰到碳中和只有30年的时间，我在跟中欧对话的时候，其实欧洲有一些国家是70年，有一些国家是60年，有一些国家是50年，对70年、60年、50年的国家，他们有足够的时间来解决碳中和的问题，他们从6代技术、7代技术的进步推演来解决
的问题，但我们只有30年，我们完全依靠技术进步很难解决双碳目标的，所以我们既需要技术进步和努力，也需要政策的抓手，所以中国的碳中和目标一定是在技术进步和政策管控下来共同实现的，我们要修两道桥，两条路，在两道桥的限制之下，用技术和政策的鼓励来推动商用车碳中和的发展和目标的实现。
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