习主席在8月15日首个全国生态日之际作出重要指示,要求以“双碳”工作为引领,推动能耗双控逐步转向碳排放双控。
黔首处江湖之远而有建言,他山粗石,以供琢磨。
国家双碳目标目前在卡车行业相关政策中未得到针对性、体系性考量,建议制订商用车(卡车)减碳综合政策体系。
内容目录:
/商用车主要区别特性/
/燃油经济性标准/
/新能源卡车现状及问题/
/新能源补贴政策/
/TCO、税费减免与路权/
/质量限值/
/新能源基础设施/
/氢燃料电池卡车/
/氢内燃机/
/替代燃料/
/数据平台/
TCO要求,“杀头的生意有人做,亏本的生意没人做”。
工况不同,相比乘用车,具有高频、长期高里程使用、高流动性、负载大、负载变化大、工况复杂等特点。
主要是重量和能耗。
以电动车辆为例粗略概算,卡车(牵引车)满载最大49t,1公里1.5度电左右,百公里140度电,如按工商业电价(0.5-2元,峰谷),则为75-300元,与百公里33升柴油总价相差无几,如考虑商业充电站服务费或换电费用则更高,导致TCO不具备优势。即使按理想情况,投资回收期也可能长达3-4年。
(本文内所有数据均未经确认,仅供参考)
2023年7月,《重型商用车辆燃料消耗量限值》报批稿征求意见结束。四阶段标准仍继续沿用GB 30510—2018标准整体思路和框架,以单车限值的阶梯式方式进行管理,限值比之前大概加严约12-16%。
欧盟委员会2023年2月14日发布重型车二氧化碳排放减排法规提案,提出新卡车2040年CO2减排90%目标。与2019年的水平相比,几乎所有新HDV都将逐步采用更高的二氧化碳排放标准,从2030年起减排45%(原法规(EU)2019/1242目标为30%);2035年减排65%;2040年减排90%。
美国2023年1月10日发布《美国运输脱碳国家蓝图》,确认了国家车辆减碳目标:
乘用车2030年实现50%新车销售为零排放!
中重型卡车目标2030年新车销量的30%为零排放,2040年达100%。
美国环保局(EPA)2023年4月12日公布了其拟议的重型车辆第3阶段温室气体标准(HDV GHG phase 3),征求对2027-2032年的拟议标准的意见。
提案更新了现有的2027车型年款温室气体排放标准,为2028-2032车型年款HDV颁布新的HD车辆温室气体(GHG)排放标准进行更严格的限制,其中包括推动更多的零排放卡车应用。
EPA在拟议标准的适当性和可行性的评估中,开发了可用于满足每一项标准的技术途径。该技术包包括具有二氧化碳减排技术的ICE内燃机车辆和ZEV。
环保局预计,根据拟议标准,符合要求的车队将包括各种技术(如变速器技术、空气动力学改进、发动机技术、电池电力系统、氢燃料电池动力系统等)。
拟议标准技术包中的ZEV零排放车型采用率汇总、参考备选标准技术包的ZEV使用率汇总和加州法案ZEV销售要求对比
我国四阶段标准制订2020年启动,目标为2025年商用车燃料消耗量达到国际领先水平。
而自2019年起,国际商用车排放标准发展激烈变化,脱碳/电动化进程明显加快,标准制订限于标准本身及立项内容限制,未能根据发展形势作出充分应对,未免有胶柱鼓瑟之嫌,或可考虑通过推进商用车双积分制度或企业平均油耗制度来弥补。
2023上半年,新能源重卡总销量占重卡市场的2.36%,新能源重卡累计销售1.15万辆,同比增长14%,相较于2021年销量一举破万、2022年飙升至2.5万辆,今年新能源重卡尤其是电动重卡的增速明显放缓,甚至低于处于恢复反弹状态的常规卡车。
东风商用车天龙KL 6X4 纯电动换电牵引车(DFH4250DBEV)
同时出现量价齐降的局面,虽然新能源重卡整车价格有所下降,但销量并无起色。新能源重卡一直是“小众”市场,具有明显的地域性、更强的政策引导性,局限在少数一些特定城市,基本靠投资项目支撑。
没有突破特定使用场景,如矿山、港口、工业园区,以及短倒运输场景等界限,而这些场景的用车量在整体重卡市场中的占比并不高,其原因还是受续航里程和基础设施限制。
从2023年1月1日起,新能源汽车购置补贴全面退出,仅减免购置税。
总的来讲,没有针对区分新能源乘用车市场与新能源商用车市场的差异,退出过早。
新能源乘用车已实现市场驱动,当前目标是改善用户使用便利性以提高市场渗透率;新能源商用车还基本依赖政策驱动,当前目标是解决TCO平价及基础设施可用性问题。
为了保证TCO竞争力,需要从购置补贴、能源补贴、车辆使用中的税费减免、专项排放税、路权、双积分制度等方面考虑促进新能源商用车应用。
按当前常用电池能量密度概算,乘用车100kWh续航600km电池自重600kg;卡车700kWh续航500km则电池自重超过4t。
建议GB 1589修订考虑引入电动卡车重量豁免制度。欧美重量豁免大概1-2t。
建议编制国家级的新能源卡车基础设施网络建设规划。
与乘用车多数时间在固定局部区域内行驶不同,大多数商用车的流动性较强,即使是在局部地区往返,续航里程也往往较长。基于这一特点,新能源卡车的道路充能基础设施网络建设需求更为迫切。
换电模式虽然在当前技术条件下有其存在意义和优势,但存在应用局限性,适用巡航半径较小、未实现标准化且多针对特定用户场景,很难作为公共换电站应用,本身无法起到以点带面、促进社会推广应用的作用,导致纯电动卡车发展受限,反而会推高产业链及用户成本。
2022年8月发布的《加快推进公路沿线充电基础设施建设行动方案》目标到2025年底前,高速公路和普通国省干线公路服务区(站)充电基础设施进一步加密优化,农村公路沿线有效覆盖,基本形成公路沿线充电基础设施网络。并提出每个高速公路服务区建设的充电基础设施或预留建设安装条件的车位原则上不低于小型客车停车位的10%。
该方案未提及电动卡车充电基础设施。
相比而言,美国将卡车货运行业纳入国家充电站网络资助发展计划,欧盟AFIR《替代燃料基础设施部署条例》提出了主干道路网络及城市节点充电站、加氢站建设要求,可能会在明年年初生效。
此外,欧美卡车企业也已开始建设大功率快充网络、加氢网络,如特斯拉、戴姆勒、尼古拉等。
AFIR草案(2023年3月28日)
TEN-T 核心网络
此外,欧美均在研发大功率直流快充技术,典型的如charIN的MCS兆瓦充电标准和特斯拉的Megacharger。
MCS兆瓦充电部件开发情况 :
·SAE J3271 Coupler 生产商8家, Amphenol, Cavotec, Evalucon, Huber+Suhner, Phoenix Contact, Rema, Staubli, T.E.。
·14家公司已展示原型、说明书或官宣MCS兆瓦充电系统(MW MCS EVSEs),包括ABB、Alpitronic、Atlis、 BTCP、 Cavotec、 (CAT)、 Charge America、DesignWerk、 Heliox、 Hitachi Energy、 Imagen Energy、Power Electronics SA, Tritium 。
MCS兆瓦充电-斯堪尼亚、ABB
在加氢站方面,欧美在研发70Mpa及液氢的高流量快速加氢技术,目标10kg/min。
基于以上考量,建议有必要考虑编制国家级的新能源卡车基础设施网络(含充电及加氢)建设长期规划,且重点应是大功率直流快充、标准化换电车辆及换电站和主干道路网络的快速加氢站。
氢燃料电池主要应用于交通驱动及定置发电领域,如果只看目前的氢燃料电池企业数量、氢燃料电池产品数量及参数、车型公告中氢燃料电池重卡的数量,一定会觉得形式一片大好,但是从车辆应用总量发展趋势来看,还处于非常早期的阶段。
如果没有在制氢、加氢站网络、购置及应用补贴等方面的政策措施,目前的状态会持续较长时间。
至于众多氢燃料电池企业的最终归宿,应该还是逃不过适者生存的规律,最后的企业数量可以参照一下当前柴油机企业的数量。由于商用车市场TIV较小,应该不会出现类似乘用车动力电池厂商那样数量较多的情况。
氢内燃机研究、开发自2019年左右起逐渐起势,国内企业也均已推出了初步成果,但据商品应用还有较大距离,主要矛盾除了氢内燃机本身的开发以外,同时还与氢燃料电池一样将面临着基础设施及使用成本问题。
MAN近期展出的氢内燃机样车
2023年8月8日,国家六部委联合发布《氢能产业标准体系建设指南(2023版)》,这是在国家级政策中首次明确提及氢内燃机。
指南提出了标准制修订工作的重点。在氢能应用方面,主要包括燃料电池、氢内燃机、氢气锅炉、氢燃气轮机等氢能转换利用设备与零部件以及交通、储能、发电核工业领域氢能应用等方面的标准,推动氢能相关新技术、新工艺、新方法、安全相关标准的制修订。
出典:中汽中心
这是一个有益的进步,但相比氢内燃机即将快速投入应用的发展现状,还需加快推进标准制订,鼓励氢内燃机及关键零部件开发,同时需要在制储运及加氢环节推广相应标准及政策,才能有效发挥氢内燃机开发速度快、可利用已有技术及资源、降低碳排放、丰富氢能用途的优势。
在替代燃料技术路线选择方面,企业自身发展替代燃料产品应用的动力及能力有限,政策的相对确定性将有益于推动替代燃料的应用,可考虑综合考量选定少数替代燃料技术路线,齐头并进胜过游移不定。
基于AI及数据技术的发展,不管是传统动力车辆经济性改善,还是新能源车辆的使用及补能,都需要共通数据规范或平台等来利用海量车辆数据,充分挖掘减碳潜力。
综上,个人以为国家双碳目标目前在卡车行业相关政策中尚未得到针对性、体系性考量,卡车技术前线建议建设商用车(卡车)减碳综合政策体系。
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