中重型貨車零排放:既要“斤斤計較”,還需修好政策跑道
在起飛之前,新能源中重型貨車還得鍛煉自己的翅膀。
中重型貨車零排放轉型,該走向何方?(站酷海洛/圖)
“如果沒有抓住貨運的新能源化,就沒有抓住交通節能減排的重點?!?2023年7月27日,在南方周末與能源基金會聯合主辦的《面向零排放的未來:如何實現中重型貨車零排放轉型?》媒體工作坊上,北京交通發展研究院節能減排中心副主任王聘璽如是判斷。
交通節能減排中,中重型貨車是最難啃的骨頭。數據顯示,在我國,占汽車保有量8%左右的柴油貨車,排放了接近汽車排放總量80%的氮氧化物和超過90%的顆粒物。也正是考慮到這點,2022年11月,生態環境部等15部門聯合印發的《柴油貨車污染治理攻堅行動方案》提出目標:新增或更新公交、出租、物流配送、輕型環衛等車輛中新能源汽車比例不低于80%;推廣零排放重型貨車,有序開展中重型貨車氫燃料等示范和商業化運營。
“零排放貨運的推廣已經到了快要起步和起飛的階段?!敝袊h境科學研究院機動車排污監控中心副主任尹航稱。
不過,乘用車(用于乘客出行的車輛)新能源轉型的珠玉在前,商用車(用于貨物運輸或商業用途的車輛)車企和產業鏈其它企業要想抓住新能源風口,成為下一個“比亞迪”或“寧德時代”,還有很長的路要走。
貨車行駛在高速路上。(站酷海洛/圖)
短途和長途電動中重型貨車尚均不具備經濟性?????????????????
在起飛之前,新能源中重型貨車還得鍛煉自己的翅膀。
我國貨運電動化剛剛起步。2022年5月底,中國新能源汽車滲透率已接近26%,提前完成到2025年占比達20%以上的發展目標;然而,根據電車資源及商聯會數據,新能源商用車滲透率僅為10.2%,其中新能源重卡滲透率僅有5.3%。
成本是新能源中重型貨運面臨的主要挑戰之一。清華四川能源互聯網研究院副所長李立理表示,貨運是一個“斤斤計較”的行業,對經濟性極其敏感。
在李立理的計算模型中,新能源中重型貨運成本難題體現為“1低4高”?!?低”指中重型貨車的油電差價低。油電差價指油費和充電費的差價,油電差價越高,電動車的成本優勢越明顯。
據李立理團隊測算,家用輕型汽油車的油電差價為2.85元/kWh,但中重型貨車油電差價僅有0.83-1.2元/kWh,是輕型汽油車的30%-45%。如此低的油電差價,還要負擔0.2-0.5元/kWh的充電服務費、日均充換2-3次的充換電時間成本、電池損耗成本和每公里2-3噸的噸位損失。
“4高”全部與補能相關:中重型貨車的充換電成本高、受電池重量影響的噸位損失成本高、電池折舊成本高、充換電時間成本高。
對于這些在高速公路上日夜奔波的“大家伙”而言,補能確實是個麻煩事。通過一組對比數據即可知:家用輕型燃油車平均每天只需充電1次,公共充電樁平均使用時長約45分鐘;但中重型貨車平均每天需要充電或換電2-3次,每次在公共充電樁充電需1.5-3小時,換電則需要30-45分鐘。
在不同應用場景下,中重型貨車的“經濟賬”并不同。李立理表示,在封閉場景下,中重型貨車的油電差價最高,具有一定經濟性,是貨運電動化最有潛力的場景;但在200公里短途和400公里長途情形下,目前均不具備經濟性,尚難以形成商業可持續模式。
電動貨車補能仍是個麻煩事兒。(站酷海洛/圖)
依靠技術突破降低成本
“成本的核心問題反映在車輛的技術水平?!蓖跗腑t稱。解決中重型貨車的經濟困境,需要依靠多項技術突破以降低成本。
“商用車的市場占有率在個位數,原因還是和技術相關,沒有達到能夠讓用戶接受的程度?!鼻迦A大學碳中和研究院零碳交通研究中心主任王賀武介紹,目前純電動中重型貨車的電池能量密度較低,成本太高,無法快速充電,且尚未能在各種場景下保證安全,會出現偶發的失控現象。
李立理研究過諸多降低新能源中重型貨車成本的策略。他算了一筆賬,如果通過正向開發、低風阻設計、優化行駛習慣等方式,提高車輛的能效水平,百公里電耗節能15%,可以把各場景下油電差價提高0.2元/公里;如果把場站時長利用率由20%提高至30%,充電樁壽命從5年提高到10年,能夠降低0.2元充電服務費、0.47元換電服務費。
圖表內容來源于李立理在《面向零排放的未來:如何實現中重型貨車零排放轉型?》媒體工作坊上分享的內容。
此外,通過提高電池循環壽命、擴充電池容量、提高充電速度等舉措,可以降低充換電的時間成本和電池折舊成本,減少補能的不便利性?!拔覀冋J為這些策略在技術上完全可行,三到五年內可以做到?!崩盍⒗韺ω涍\電動化的技術前景表示樂觀。
據李立理測算,如果采用上述降低成本的策略,無論在封閉場景、短途場景還是長途場景,純電動重卡每公里成本均有望低于燃油車。
除了純電動,氫能技術亦是新能源中重型貨車的技術路線之一。中國環境科學研究院機動車排污監控中心副主任尹航表示,目前氫燃料車輛的電池電堆、制儲運氫及關鍵材料核心技術、動力電池低溫環境運行、大功率充電、換電接口一致性等技術難點仍需攻克,提高企業技術研發積極性至關重要。
能源基金會交通項目高級項目主任龔慧明認為,未來適用于不同場景的新能源中重型貨車,其適用的技術路徑和基礎設施保障也應該體現出差異化?!敖鼛啄?,政策應該更多地為商業模式多元化探索松綁?!蓖踬R武也提到,新能源中重型貨運發展需要“邊走邊看”,未來幾年,再根據此前研發的技術制定相應的政策路線。
商用車積分管理政策需平衡環保和經濟
除了依靠技術突破,中重型貨車新能源化還需要仰仗政策扶持。在尹航看來,出臺推動新能源重卡使用的政策,能夠間接推動技術的提升,技術提升帶來的產品優化,能夠擴大新能源重卡應用場景,最終實現全面推廣。
2018年起,我國開始實行乘用車“雙積分”政策,目的是鼓勵汽車制造商生產更加節能環保、推動新能源汽車技術發展的車型。
所謂“雙積分”,是指“平均燃油消耗量積分”和“新能源汽車積分”。政府從兩個方面對乘用車企業進行積分核算管理。對于汽車制造商來說,獲得高積分意味著會受到政策獎勵和優先支持,而低積分則可能面臨罰款和其他限制。
商用車是碳排放的主要源頭。據新華社報道,在2020年,1輛柴油重卡的污染物排放量相當于306輛乘用車。
目前商用車尚未實行積分管理政策。2023年全國兩會上,第十四屆全國政協委員、吉利控股集團董事長李書福就提案建議,借鑒乘用車積分機制,同時考慮多能源并駕齊驅的現狀,以全生命周期減碳為目的,加快制定、實施商用車碳積分管理辦法。
中汽數據有限公司副總工程師任煥煥表示,商用車積分管理研究自2018年就開始啟動,目前已逐步形成共識,需進一步優化方案?!靶袠I剛開始達成的共識是先加快推動新能源單積分,后期是節能油耗和新能源雙積分,目前要評估接下來以什么方式讓執行成本最少、效果最好?!?/span>
任煥煥建議,商用車積分政策需要平衡節能減排與經濟發展。一方面,當前經濟發展形勢下企業經營壓力加大,高壓節能低碳管理將進一步增加企業負擔;另一方面,商用車碳排放量大,老舊車比重高,需加快節能降碳進程。
商用車本身車型類別繁多,比如有各種客車、卡車、專用車、物流車、工程車、特種車等,這些不同的商用車細分車型都有不同的應用場景。任煥煥還建議,商用車積分政策有必要考慮細分場景對不同車型進行精準引導。城市物流車、短途運輸牽引車是商用車企業開啟新能源化轉型的主要賽道。
商用車積分政策需進一步優化方案。(站酷海洛/圖)
以示范促發展
零排放貨運示范區也是一項重要支持政策。
能源基金會交通項目高級項目主管陳健華表示,應用場景的復雜性,增加了商用車創新技術施用的難度。為此,要通過示范試點的方式,尋找到可優先突破的場景,進而加強適用于該場景的零排放貨車技術創新,并在同類場景中進行推廣,會更有利于新能源中重型貨車的發展。
尹航等人調研發現,不同應用場景下,新能源中重型貨車具備可行性。
例如,在唐山鋼鐵行業,電動重卡在日均行駛里程、行駛時長、使用情況等方面都基本穩定,能夠滿足鋼鐵廠到港口之間的短倒需求。
在包頭,煤炭運輸依賴中重型貨車。尹航等人測算,電動貨車比柴油貨車平均每公里成本低約1.1元,按照每年行駛18萬公里計算,每年可節省成本十幾萬元,經濟上具備可行性。
海南正在建設自由貿易港,規定到2030年,全域禁止銷售燃油汽車,力爭全省汽車清潔能源化達到國際標桿水平。尹航認為,在此背景下,海南有望實現物流運輸全面零排放化。
鄭州正開展“3+2”特種車輛新能源替代工作試點?!?+2”特種車輛指渣土車、混凝土攪拌車、重型柴油貨車(含環衛車)等3類重型車輛和出租車(含網約車)、輕型城市配送物流車等2類輕型車輛。
按照鄭州的試點,新能源特種車輛除早晚高峰外,其余時段均可運行,新能源渣土車較燃油車輛每天可多行駛10個小時以上;重污染天氣預警響應期間,新能源車輛不受管控影響,每年可多行駛70天以上。政府還拿出真金白銀,對電動渣土車、水泥罐車,按照10萬元/輛的標準給予研發獎勵,對老舊車輛淘汰和新能源車運營減排進行補貼。目前鄭州電動混凝土車和渣土車保有量不斷提升。
深圳港口一方面通過鐵水聯運,降低中重型貨車使用量;另一方面,完成66臺新能源拖車采購及1座配套換電站建設,是國內集裝箱港口港內水平運輸作業純電動換電式新能源拖車最大規模的生產應用,可實現港區柴油消耗減少約1400噸/年,碳排放減少約4400噸/年,二氧化硫排放減少約992千克/年,粉塵排放減少約1700萬立方米/年。
“通過以上調研,我們認為新能源中重型貨車在技術上已經具備一定可行性。2023年我們跟生態環境部建議,出臺零排放貨運示范區政策,打造形成以城市為核心的零排放貨運示范樣板?!币椒Q。
按照設想,零排放貨運示范區的主要目標為,到2025年,示范城市綠色運輸格局基本形成,具備較為完善的零排放貨運管理機制與運營模式;火電、鋼鐵、煤炭、焦化、有色等行業大宗貨物清潔方式運輸比例達到80%;中重型貨車滲透率從現在的5%-6%提升到20%;建成典型大宗貨物零排放運輸示范應用場景或零排放貨車通道試點,其中示范應用場景實現100%零排放運輸。
政策協同發展,復制出租網約車電動化路徑?
李立理稱,在許多一線和二線城市,電動出租網約車的滲透率超過80%,即便在三線和三線以下充電基礎設施不便利的城市,電動出租網約車依然倔強生長。
“這就是市場的力量?!崩盍⒗肀硎?,經濟性是第一驅動力。根據經濟模型測算,在理想場景下,電動出租網約車日均充電1次,每次充電小于1小時,電氣化收益約70元/天。
李立理認為,若中重型貨車可以實現日均充電1次,日均充電30-45分鐘,電氣化收益將大于每天100-150元,屆時也有望復制出租網約車電動化成功路徑。
圖表內容來源于李立理在《面向零排放的未來:如何實現中重型貨車零排放轉型?》媒體工作坊上分享的內容。????
達到上述目標,需要采取多方協同措施。李立理表示,政府需要設立補貼機制,多管齊下;運營車隊需要主動低碳轉型,做好技術經濟測算和能耗運行精益管理;車企需要做長壽命產品質保,提高車輛能效水平,開發高倍率的車型,推出長續航車型;樁企需要提高場站利用率,布局2C-3C快充;電網需要做好供電保障,降低配網成本。
供需兩端需要協同合作。任煥煥表示,歐盟此前出臺的一攬子政策法案,最好的一點就在于多個目標同時提出,產業鏈上下游同步推進。中國也可學習此經驗,可以給予企業更強的確定性,更加有效地破解目前面臨的問題和障礙。
政策亦需要協同。尹航認為,新能源中重型貨車有多個主管部門,各部門需要形成合力。此外,還需對新能源車的使用建議跟蹤監督評估機制,確保政策見到實效。
“上海為什么新能源汽車發展很快,充電基礎設施也很好?每個政策發布時,所有部門都達成共識,供給側和需求側兼顧考慮,這樣才能出臺具有落地可實操性,真正符合行業發展、社會民生需求的優質政策?!蓖跗腑t稱。
(專題)