汽车工业资深专家陈光祖:当前要重视抓好内燃机汽车的“双碳”行动

从历史上看重点国家实施“双碳”的经历和现实行动

汽车是世界上一致性要求很强的一种产品,一般要制订实施统一性很近似的标准。如手机你现在还去买 2G、3G 的吗?在汽车排放上国际通行实施欧六标准,而且正向欧七标准行进,你还想买便宜些的国三或欧三标准汽车吗?

内燃机汽车治污,主要是从尾气排放来治理。尾气排放物有两种类别,一是排放一氧化碳(CO)、氮氧化物(NOX)、碳氢化合物(CH),二氧化硫(SO2)、微颗粒(PM),及其派生的光化学烟雾,这是构成对社会的直接污染,特别对人们的呼吸系统上危害,这叫“社会性污染”,国际上多仿照欧盟汽车排放标准来治理。一是以排放二氧化碳(CO2)为主,还有甲烷(CH4)、一氧化二氮(N20)、氟氮化碳(CFC)等微量气体,这构成对地球性污染,产生温室效应,反过来对社会产生巨大危害。为了减少汽车对社会和地球的危害,我们主要是采取“节能和低碳”举措,而且多年来不断进行科技和管理机制创新,以提升效应。

这里先谈谈汽车排放 CO2的低碳化措施。在 1997 年“京都治理气候会议”之后,全球主要国家都对防控 CO2排放制定限值目标,这是本世纪初IPCC 对主要国家车辆 CO2排放的水平分析。

各国(地区)车辆统一从 CO2 排放衡量的水平比较。

那时美国单车 CO2排放量最高,特别是美国的加利福利亚最为严重,但经采取措施,加州的汽车 CO2排放减少有明显效果,即在 2010 年单车平均 CO2排放量的 285g/km,到 2016 年降到 193 g/km,接着加州大力开展汽车污染治理,当前加州天气清洁度已成为世界的典范。

到 2019 年按国际能源署(IEA)对全球汽车燃油经济性测试表示,单车 g/km CO2排放状况:美国 198、加拿大 206、菲律宾 196、俄罗斯 192、智利 189、澳大利亚 188、秘鲁 187、埃及 187、阿根廷 187、印尼 184、泰国 180、巴西 179、南非 176、墨西哥 175、中国 175。中国还居于与中度排放的水平,而美国则是大排量车多,特别是皮卡车,多到山区、海边非正规路面上跑着玩的多,而菲律宾等发展中国家多用老车型,技术水平低、耗油多,污染大。

在本世纪初,欧洲汽车制造商协会报告,主要型号车辆在法国应用的测试水平看,各国车辆单车的 CO2排放水平很有特色,雷诺最低 2004 年为148g/km,而保时捷最高达到 321g/km。

不同制造商在法国的平均排放 CO2值

按欧盟标准,在 2008 年新车平均 CO2 排放量应达到 140 g/km,2012年为 120 g/km,2020 为 95 g/km,并规定在 2021 年新车出来不达标的要重罚,并规定 2025 年要达到 80.75 g/km,2030 年达到 61.75g/km 的标准。

这样按欧盟标准的要求,法国政府于 2012 年实施 bonrs-malus 计划,规定 CO2排放小于 60 g/km 奖励 5000 欧元,101~120g/km 奖励 700 欧元,如超标,166~200g/km 罚 750 欧元,超过 200 g/km 罚 2600 欧元。

英国 SMMT 发布 2008 新车平均 CO2排放量为 158g/km,比 2007 年减少 4.2%,比 2006 年减少 6.8%,在 2010 年前英国车型平均值在 130g/km水平。

在 2006 年英国 Docklanks 绿色大赛中测定 CO2 排放量。丰田 Prius混合动力车为 104g/km,本田 Civic 混合动力车为 109g/km,雷克萨斯 SUV为 192.8g/km,丰田 Aygol1.4 柴油为 113g/km,德国 Smart 小型轿车 113g/km,萨博乙醇 2 升机柴油为 64 g/km,FordFocus 生物乙醇为 54.7g/km,雪铁龙3(带自动停车装置)4 缸机为 133 g/km,总之,大家对汽车的 CO2 的排放都很重视都有进步,但仍在减排艰难的征途上前行。

汽车生产商努力实现 CO2排放 140g/km 的目标

正是由于科技不断创新,环境不断变化,各主要国家对车辆 CO2排放都按国情提出各种新的绿色低碳思路和行动。

我国从国情出发,在 2020 年乘用 CO2排放水平,处于国际中上水平,B 级乘用车 CO2平均排放值处在 258.8g/km 水平,减碳任务仍艰巨。

据中国汽车研发中心测算,汽车碳排放占我国交通排放 80%以上,占全社会碳排放 7.5%左右,2020 年汽车使用阶段碳排放 7.2 亿吨,占汽车碳排放总周期量九成。传统内燃机汽车保有量比很大,使用的化石燃料很多,这是造成汽车使用阶段碳排放高的主要因素。

美国环保局在 2021 年 12 月 20 表示,“我们正制定强有力,严格的标准,这将积极减少汽车排放对人类和地球造成的污染和伤害……”。确定2026 年 CO2 排放是限值在 171 克/英里,这是取代特朗普政府确定上线的208 克/英里的进步修正。国务卿安东尼·布林肯说:拜登·哈里斯政府将比历史上任何一届政府更加努力应对气候变化的危机,我们的未来取决于我们今日所做的选择。

进入新世纪,日本在“环境立国”战略和“低碳社会行动”指引下,是比较重视应对气候变化行为,采取相应对策和行动,显得比较积极和主动,计划在 2050 年之前将温室气体净排放降为零。汽车产业是日本经济的重要支撑点,将在碳排放约束中实现强劲的变革。在内燃机汽车上首先推行混合动力汽车,把混动汽车推向大量化、产业化、全球化市场上应用,而且不断创新改进,是世界上生产和销售,出口混动汽车最多的国家。21世纪初本田汽车公司福井威夫说:日本汽车要领居世界前列,是靠“混”出来的,这叫先“混”后“电”,就是燃料电池汽车。

当代中国也很现实的成为混合动力新兴发展的车种,既减排又节能,这是零碳汽车的很好过渡办法。

现在我们谈内燃机汽车排放限值标准问题。

按欧盟制定的汽车尾气排放污染物的控制状态,在 1993 年实施欧一标准,到 2009 年已实施欧二标准,现在已实施欧六标准,从节能角度汽车用燃油少了,对碳排放自然也减少,这主要是利用节能办法来实现的,当然这对社会空气的净化也起到很重要的作用,因为汽车在道路上跑的太多了。

欧盟制定的汽车尾气排放污染物的控制图

欧洲标准汽车排放限值表

根据 ICCT 资料部分内燃机汽车节能技术对。CO2 减排效果是:气缸停缸 3.5~5.8%、缸内直喷 1.5%、汽却式废气再循环 1.7~5.3%、48V 轻度混动技术 10.5~12.9%、高压缩比发动机 10.1~14.1%、电驱动压缩机 5%,米勒循环发动机是 12.4~20.3%。可见内燃机汽车节能技术为排碳立功的窍门还不少。

现在欧盟正规划在 2026 年前推行欧七排放标准,包括各种类别车辆,如重卡等,欧七排放 CO2由现在 500~1000kg/km 降到 100-300kg/km,氮氧化物降到 30kg/km 等,提案建议该系统监控要确保 150000 英里(241401公里),要求十分苛刻。据说有关人士表示欧七标准还会提前实施。

我国的生态环境部、工信部、商务部、海关总署公告,要在 2020 年 7月实施国六 A 标准,2023 年 7 月实施国六 B 标准,禁止生产国五排放轻型汽车,进口汽车也要符合国内标准。由于国六标准技术实施难度比较大,各省市推行时间有的提前,有的要推迟。对国六标准作了过渡安排分为国六 A,相关数值要求低些,最终为国六 B,这才是真正终极的要求。现在北京、广东已经开始实施国六 B 标准了,而且最近海南省公示,禁销内燃机汽车,全省实行汽车电动化。据了解国六 B 比国五在一氧化碳,氮氧化物,时颗粒物排放上加严了 30-50%。

与此同时,国家还积极推行天然气汽车,数据显示,天然气汽车 CO2排放,轻型车可减少 50%以上,重型卡车可降低排放 8%。

此外,近来还应用醇类燃料发动机,如甲醇和乙醇,这可与汽柴油一定比例掺烧,也可以直按作为醇类燃料作为发动机一种替代品。目前仍处于初期应用状态,推行情况,还有待观察。

我想再谈谈一些大家感兴趣,也都在试运作中的奇特内燃机汽车。

HCCI 指的是“均质充量压燃发动机”。它是一种往复式汽油机为基础的新型燃烧模式,柴油机也可用。主要是通过高压缩比,现已达 17 压缩行程,均质混合达到自燃特点。这样有效地解决燃油高质量的运作程序,大幅提升尾气排放水平,特别是降低 NOx 和 PM 的排放。

目前国际上,包括我们多家汽车公司都在研发样机并取得较好的进展,这同样对 CO2排放起到良好降低水平,但由于形成高温均质混合燃烧的均质补偿比较难,还不断的在改进中,真正实用化还难预测。

HCCI 更清洁更有效的引擎

2020 年 5 月马自达昂克塞拉轿车,称是世界上首台推出应用 HCCI 发动机的商品

空气汽车:可以说是一种另类汽车,是以空气作为一种二次能源,通过空气发动机经压缩、充气、造功,完成发动机功能,再由变速箱,传动机构、驱动汽车行进,空气缸用 300 大气压装置,它的最高时速可达 120公里,加速能力到 50 公里为 6 秒,行车距离 250 公里或 12 小时,现在南非、墨西哥已成为小批量运输工具。我早在法国看过样车。

近来我们也研发出空气客车,空气小型汽车,今后如何应用还待研究。国际汽车专家认为,这种不耗油、不耗电,只吃空气就能跑,不管其功能比汽车差,但还是一个可用的动力源。

空气动力发动机

中国试制空气动大客车

氢能发动机汽车:氢能汽车是以氢作为能源所产生化学转换为机械能以推动的车辆。目前氢能汽分为两种,一是氢内燃机汽车(HICEV),一是氢燃料电池汽车(FCEV)。

这里讲的是氢内燃机汽车(HICEV),这是用现有的内燃机为基础稍加改装而成的,使内载满的氢气缸,及吸取空气中的氧气,混为一体而燃烧产生动力,推动汽车运行。

近来维柴、玉柴和北京理工大学合作推出商用车氢内燃机汽车,标志着我们汽车氢能利用的具有一定意义的重要成果,为国家实施“双碳”目标开拓的一个新领域。

在一汽集团由研发总院研发“红旗”2.0L 氢能内燃机(HICEV)汽车也顺利交付试运行,这标志着“红旗”品牌零污染,零排放的重要成效。当然一汽集团还有很优秀的氢燃料电池汽车(FCEV),这以后再作推介。

一汽“红旗”轿车上氢气内燃机

我这里作了不少传统内燃机汽车新科技简要推介,最终目的是为了在相当时段里更好的推动内燃机汽车产销量的增长,成为扩内需展外需,“双需”的发达,以及推动“双碳”目标的推进工作尽微薄之力。

作者近来在解放牌汽车展示台上留影

(说明:由于汽车 CO2排放数据来源很多,可能在不同时间,不同车种,各有依据,又有区别,这有待我们多收集多观察)

国际化学品制造商协会代表团到洋浦调研

8月7日下午,国际化学品制造商协会主席、卡博特公司全球资深副总裁朱戟一行到洋浦调研,工委书记周军平陪同调研并召开座谈会,与代表团围绕海南自贸港优惠政策和洋浦未来发展等方面深入交流。工委委员、管委会副主任徐振发,工委委员、交通运输和海洋局局长黄澎,海南国际经济发展局副局长、洋浦国际投资咨询有限公司董事长、总裁武川出席座谈会。

周军平首先对国际化学品制造商协会代表团到洋浦交流指导表示欢迎和感谢。他说,洋浦工委管委会愿意与国际化学品制造商协会建立长期的战略合作关系,搭建起沟通的桥梁,争取更多的交流机会。同时,洋浦也热烈欢迎各位企业家利用海南自贸港的政策和机遇,来到洋浦洽谈合作,希望洋浦能够成为外资企业面向国内市场和东南亚市场的重要基地。洋浦将致力于打造法治化、国际化、便利化的营商环境,秉承为外资企业当好“店小二”的服务理念,全心全意做好服务保障,竭尽所能推动双方合作共赢。

朱戟介绍了国际化学品制造商协会的基本情况,并咨询了洋浦的有关情况和自贸港相关政策。他表示,洋浦拥有很好的产业基础和广阔的发展前景,希望未来有机会在洋浦投资兴业,与洋浦共同发展。

会上,双方围绕洋浦的发展实际和自贸港政策展开了深入交流讨论。
座谈会前,代表团一行还来到小铲滩集装箱码头、海南炼化100万吨乙烯项目现场和国投孚宝码头岸线实地调研。

洋浦台记者:罗其才  陈开任

广州车展新能源汽车热度不减

临近岁末举行的2019年第十七届中国(广州)国际汽车展览会(下称“广州车展”),是车企释放未来计划的重要窗口。面对“双积分”等环保政策的压力以及车市竞争加剧的压力,这届广州车展成为许多跨国车企在新能源汽车市场吹响号角的阵地。

  虽然国内新能源汽车销量自今年7月份起连续四个月下滑,但广州车展组委会方面的数据显示,车企对新能源汽车热情不减:本届展车总数为1050辆,相比去年1085辆的参展数量有所下降,其中,国内外参展车企共展出新能源汽车182辆,国外企业参展车70辆,而去年广州车展国内外参展车企共展出新能源汽车150辆,国外企业参展车52辆。

广州车展新能源汽车热度不减
  决战新能源

  11月22日,广州车展开幕,在特斯拉展台上,Model3标准续航升级版(中国制造)首次在广州车展亮相,正式与消费者见面,该车型整车全部由特斯拉上海超级工厂加工制造。

  资深汽车行业分析师李强表示:“特斯拉已经替许多跨国车企吹响了角逐中国新能源车市的号角。”正如李强所述,许多车企在本届车展期间就如何攻入中国新能源汽车市场可谓“各显神通”。

  作为全球第一大车企,大众中国与一汽-大众、上汽大众在广州车展共同召开新闻发布会,而这也是该品牌首次尝试与两家合资车企共同举办发布会。根据大众方面披露的计划,首个专为电动车打造的MEB专属平台,位于刚落成的上海嘉定的上汽大众新能源汽车工厂里,位于佛山的一汽-大众工厂也预计于2020年着手生产基于MEB平台的电动汽车。

  按照规划,大众将在2025年前推出30款在中国国内生产的新能源汽车,并完成新能源汽车占整体产品组合至少35%的目标。为此,大众将在2020年前推出14款全新的新能源汽车,涵盖一汽-大众及奥迪以及上汽大众旗下的车型,在此基础上推出奥迪Q2Le-tron、e-tron及高尔夫纯电等新能源车型;于2020年在华的投资额中,至少将40%以上投资至电动出行领域。大众汽车集团(中国)CEO冯思翰表示,大众对于2020年的电动出行领域规划充满期待,并认为电动出行在中国市场的成功,将成为助力大众汽车集团实现长远目标的重要基石。

  不仅特斯拉、大众、丰田等跨国巨头在新能源领域大动作频频,不少二线合资品牌也来势汹汹。在本届广州车展的东风悦达起亚展台上,新能源汽车成为了主角,在其展示的四款汽车中,K3EV及首次对外展示的FUTURON概念车均为纯电动汽车,由此东风悦达起亚也完成了PHEV及EV两种新能源车型的矩阵布局。

  新上任的东风悦达起亚首位中国籍CEO李峰则将新能源汽车看作重振品牌力的重要支撑,并首次提出“前瞻布局2025”计划,通过将起亚汽车的新能源专用平台车型导入至中国,并计划在主力车型均派生开发混动及纯电车型等措施,力争在2025年前完成专属平台+派生产品的新能源产品矩阵;而东风悦达起亚在今年上半年曾宣布,将位于盐城的第一工厂转化为生产新能源汽车的工厂。

  现代汽车也在发力,在推出菲斯塔纯电动版及“45”纯电动概念车的同时,发布针对EV产品研发的三大创新举措,涵盖性能、商品性及技术等多个层面的创新举措,并提出2025EV计划,即在2025年前推出16款EV车型,并在原有“油改电”模式的基础上,引进由现代汽车主导开发的专属电动汽车平台,以提高电动汽车的生产效率。

  瓶颈如何破?

  值得注意的是,多家跨国车企将2020年与2025年两个时间点作为决战新能源的重要时间点。中金公司的一份研报也提到,在补贴全面退坡和传统龙头车企全面电动化的背景下,新能源车产业链需求与降本压力齐升,机遇与挑战并存,此外2020年的新能源补贴退坡,也将为许多合资车企创造机遇;由此,2020年将是新能源车迈向平价的起点,而2025年也将成为规模化效应显现的重要年份。

  业内人士表示,许多外资车企选择在此刻大举挑战新能源市场,相较自主企业及造车新势力,仍面临着政策及成本压力,但同时也拥有一定的市场动力及系统化优势。

  根据工信部发布的《汽车产业中长期发展规划》,要求2020年国内新能源汽车产销需达200万辆。根据最新修订的“双积分”相关政策,可以预见到的未来,每年新能源汽车的生产比重将越来越高。而工信部等四部委公布的2018年度中国乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分情况显示,共有75家车企积分未达标,其中大部分为合资车企。

  成本仍然是发展新能源汽车的最大痛点。上汽通用总经理王永清在接受媒体采访时曾表示,由于电池成本过高等原因,电动汽车的生产成本仍然较高,对车企的压力也比较大;而北京现代副总经理樊京涛在接受第一财经记者采访时也表示,目前来看,应当发挥协同化及规模化效应,并通过与供应商的合作构建专有平台,进而逐步降低生产成本,并使新能源汽车从政策主导逐渐转向市场主导。

  上汽集团副总工程师、上汽技术中心副主任朱军在采访中表示,专属化平台带来成本下降,该公司旗下的荣威ERX5和Ei5等车型,下降空间将在1万~2万元,而且性能将进一步提升。而大众汽车方面也曾表示,基于MEB平台的量产版电动汽车ID.3的生产成本将比e-Golf电动车低40%。

  由此,也有一些拥有协同作业及专属化平台运作经验的外资零配件企业,将目前的中国市场看作重大机遇。广州车展前夕,韩国汽车配件企业(中国)联合会频繁与广汽丰田等多家车企举行采购及技术交流会。该协会会长朴英奎在接受第一财经记者采访时表示,在本次广州车展期间,多家车企发布了针对新能源汽车的全新战略,而目前推广新能源汽车方面最大的痛点仍在成本层面,以至于许多车企销售新能源汽车面临“卖一辆、亏一辆”窘境。

  “相比于中国本土配件企业,多数韩系企业均拥有与现代起亚汽车等企业共同作业并打造专属化平台的经验,因此在质量控制、成本控制及系统化研发等方面具有一定的优势”。朴英奎表示。

  此外,作为占据电动汽车成本近40%的动力电池,各大跨国车企为了降低成本,在中国市场也呈现出多重举措。其中包括特斯拉将在上海工厂打造自产电池的车间,并先后与LG化学、宁德时代等企业谋求合作。此外,奥迪也宣布与比亚迪展开电池供应磋商。

  一位业内人士也向第一财经记者举例,体现外资车企在成本控制方面的优势:中国本土制造的特斯拉Model3的售价为35.58万元,价格还将有望下探,若在此基础上,通过电池资产、转换设计等方式能够降低10%左右,将意味着每年特斯拉能够省下数千万美元,而这种为了某个车型转换设计的模式,目前只能在实现了系统化运作的跨国车企中实现。

汽车质量家:www.autoqa.cn

上海沐睿科技服务有限公司是一家创新型的汽车工程技术服务公司,具备Reach、VOC、ELV环保法规评估一站式解决方案,为客户提供从初步想法到最终产品的全程支持,包括:项目的确定、设计、开发,直到材料、组件和系统的测试。此外,还包括项目管理和人员调配等服务。近十年来,整合汽车行业咨询,从车身、底盘、电子电器、智能化、动力系统、内外饰、环保法规等多方面纵向数据积累,并成功通过以品质创新,加强技术合作,孵化多家二方及三方实验室能力提升,与学术界和政府多方面协作的创新中心,促进自主创新和开放合作。


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