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混动、电动、氢能全面发力,广汽2050年碳中和不是喊口号

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题记:“双碳”目标成为本届广州车展的一个重要标签。

1,“双碳”目标?你的“双积分”达标了吗?

在2021广州国际车展上,广汽集团宣布,将于2050年前(挑战2045年)实现产品全生命周期的碳中和。

这是一个雄心勃勃的目标,比全社会实现碳中和的时间节点提前了整整10年,如果是挑战目标,则提前了15年!


▲广汽集团总经理冯兴亚在广州车展上发布“绿净计划”的具体目标。

2020年9月,我国提出“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和”的“双碳”目标承诺,对中国这样一个发展中大国是极富挑战性的,对于中国汽车行业而言挑战则尤其巨大,因为一则中国汽车保有量水平还较低,汽车产销规模还要持续增长,二则中国消费者相对而言更加喜欢大车而非小车。

广汽这个碳中和目标实现时间并不是行业最快的,然而,这不是一次喊口号比赛,青主关注的焦点不在于目标本身有多激进,而在于这个目标实现的可能性有多大。

不知道什么时候开始,这个行业里越来越多的人越来越不把承诺当回事,我们已经听过太多空头的甚至是荒谬的所谓目标了。比如某斯克2019年豪言“2020年推出100万辆无人驾驶出租车”,2020年又豪言“2030年销售2000万辆纯电动车,占全球销量的三分之二”……

这类目标,某斯克自己可能都从来没把它当回事,其最大的意义就在于又博了一波眼球。

在国内大型汽车集团当中,广汽集团实现“双碳”目标的时间点虽然不是最快的,但广汽落实“双碳”目标的现实基础却是最好的。

有些企业提出实现双碳目标的时间点更早,可是我们一看他的现实基础,不要说碳中和了,连“双积分”要求都远远不能达标!

在工信部发布的“2020年乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分执行情况年度报告”中,117家境内乘用车生产企业,2020年度平均燃料消耗量积分(简称“油耗积分”)为负的有71家,新能源积分为负的也有30家。

下表所列是国内主要大型汽车集团自主板块2020年度的“双积分”情况,“双积分”均为正值的只有广汽乘用车一家。


2,混动+纯电两条腿走路

“双积分”政策可以说是汽车行业对“双碳”目标的提前应对,从双积分达标情况来看,广汽在国内大型综合汽车集团当中是表现最好的。对于熟悉这个行业的人来说,这一点都不奇怪,本次广州车展,广汽集团再次展示了在全面电气化领域的丰硕技术成果。

在混动领域,广汽早在2008年就开启了自主研发,并率先推出了GMC机电耦合系统,目前已升级到第二代,首创集成式双电机多挡位DHT,打破国际汽车巨头在混动领域的专利和技术壁垒。


▲搭载GMC 2.0混动系统的传祺影豹参数图片)混动版亮相车展,官方综合百公里油耗低至3.6L/100km。

结合热效率高达42.1%的第四代2.0ATK混动系统专用发动机,GMC 2.0混动系统能实现系统综合功率175kW,最高传动效率超过97.5%。未来,该系统将覆盖广汽传祺全系车型,并可拓展HEV、PHEV等多种模式。

在纯电领域,成立于2017年的广汽埃安,目前已经成为国内销量前三的纯电动车品牌(不计微型电动车),异常高速的发展背后,同样是众多关键核心技术突破。

纯电动车最关键的就是电池,广汽集团的弹匣电池系统安全技术,可以实现三元锂电池整包针刺实验不起火、不爆炸,解决了纯电动车安全的消费痛点;本次车展首次亮相的AION LX Plus,搭载广汽自主研发的海绵硅负极片电池技术,可以实现超1000公里续航,解决了纯电动车续航里程的消费痛点;而超倍速电池技术和A480超充桩,可实现“充电5分钟,续航200公里”,又基本解决了纯电动车充电时间长的消费痛点。


▲广汽AION LX Plus,搭载海绵硅负极片电池技术、四合一集成电驱、全球首发应用第二代可变焦激光雷达,实现超1000km续航、2秒级“零百”加速和城市NDA领航辅助驾驶,堪称目前全行业纯电第一车!

没有这些硬核技术的支撑,电气化就只能是镜花水月,只能始终是别人的风景。

有了这些技术支撑,传祺才敢于提出“打造中国品牌最强混动平台”,实现2025年全系车型混动化,2030年混动销量占比超60%的发展目标;

埃安才可以超常规发展,今年全年销量将突破12万辆,2025年规划产销目标35万辆;

广汽“2030年全集团新能源车销量占比50%”的目标才不会成为一句空头愿景,而是必达的行动纲领。


▲广汽研究院在本次车展发布了全新升级的星灵电子电气架构X-Soul。相比上一代,新架构的算力提升50倍,数据传输速率提升10倍,线束缩短约40%,控制器减少约20个。

3,碳中和的关键是氢

论新能源销量占比,广汽当然不是最高的,因为还有许多专门做纯电的,他们实现“双碳”目标岂不是更有优势?

增加电动车的销量确实可以帮助提前实现“碳达峰”,但是,在之后的碳中和阶段,扮演最关键角色的却不是纯电,而是氢。这是青主在不久前国务院印发的《2030年前碳达峰行动方案》中找到的答案。

为什么这么说?

首先,纯电的销量占比始终有一个上限,《碳达峰行动方案》中明确提到,2030年新能源及清洁能源汽车(含PHEV、BEV及FCV等)占比是40%,那么其中纯电动车最多大概也就是30%;

其次,一次能源结构不变,纯电动车本身就不能实现“零排放”;再次,大量增加BEV,不仅不能缓解我们所面临的能源供给体系危机,反而会加剧电网的压力,因此,要实现碳中和必须另觅他径。


▲《碳达峰行动方案》提出的目标是“到2030年,非化石能源消费比重达到25%左右”,而据《bp世界能源统计年鉴》,2020年中国一次能源结构中,风、光、水、核等非化石能源占比仅为14.7%,能源“脱碳”任重道远。

为什么解决之道是氢?

这要从能源格局说起。要实现碳中和,不管终端用能是什么形式,最重要的是一次能源结构要实现大幅度的“脱碳”,《碳达峰行动方案》已经明确,今后,水电只能“因地制宜”地开发,核电只能“安全有序”地发展,大力发展的对象唯有风电和太阳能发电。

可是,大家知道吗,目前我国风电、光电装机容量已经不低,2020年全国并网风电、太阳能发电装机容量合计已达5.35亿千瓦,装机量占比已达24.3%,但两者合计发电量占比却仅为7.5%!


为什么会这样?一是因为风电和光电有一个发电时长的问题——没风没太阳的时候就发不了电,但更主要的是因为风电、光电输出太不稳定,而电网需要保持稳定的输出,所以,我们在风、光发电量占比很低的情况下,依然出现了大面积的弃风、弃光现象。

如果没有一个配套的储能体系,风、光的发电量占比就很难进一步提高,即使装机量再高也没用。而储能方式目前无非机械储能、电化学储能、蓄热储能以及抽水蓄能等几种,但都各有制约,难以大规模发展,所以,才会出现抽水蓄能这种最古老方式居然占据了目前94%的储能市场的奇怪现象。

没有更好的储能手段,风、光发电量在一次能源中的占比就难以大幅提升,碳中和目标就难以和人民群众生活水平日益提高同步实现!


▲电力转化为气体是目前最好的储能手段,而氢是目前最好的储能介质。

氢能体系能很好地解决这个问题。

一旦建成了氢能体系,就可以尽可能多地用风、光发电,然后用这些绿色电力去电解水制氢,而氢可储可运,是一种很好的储能介质,更是可以方便使用的终端能源。

4,在氢能赛道广汽又领先了

氢,作为一种终极清洁能源的战略地位,已经在国家层面得到确认,各地的氢能发展规划也正在提速,上海、广州等地,在2030年前都将建成100座以上加氢站,意味着在这些区域,届时加氢将和加油一样方便。

现在的问题是国内汽车行业对此明显准备不足,汽车厂家鲜少真正认真为未来氢能社会做路径规划和技术储备,而广汽又一次走在了行业的前面。

广州车展前两个多月,广汽自主研发的首款氢气发动机点火成功。广汽一如既往地低调,几乎没什么宣传,更没任何炒作,但在青主看来,这却是中国汽车业的一件大事,标志着广汽两条技术路线并举的氢能战略取得了实质性的重大突破。


▲今年9月5日,广汽自主研发的首款氢气发动机点火成功。

氢能在汽车上的应用有两种技术路线,一曰氢燃料电池,一曰氢气发动机。

氢燃料电池,是通过贵金属催化氢与氧在膜电极总成中发生电化学反应,从而产生电能;而氢气发动机基本构造和工作原理与传统汽油发动机完全相同,只不过一个烧的是汽油,一个烧的是氢气。

一直以来,燃料电池路线由于能效更高而占据了行业主导地位,但燃料电池也有明显缺点,首先是成本高,其次是寿命短,燃料电池的使用寿命大约是5000个小时,而且对燃料氢的纯度要求极高,相对而言,氢气发动机的使用寿命和普通内燃机大致相同,成本也仅略高。

粗略估算,丰田Mirai搭载的燃料电池电堆成本高达10万元人民币左右,而广汽研究院院长吴坚告诉青主,广汽开发的氢气发动机成本大约只有2万元。将来产业化以后,肯定还会有不小的下降空间。

当然,燃料电池的效率更高,行业先进水平已经达到了60%左右,而氢气发动机和普通内燃机一样,热效率目前只有40%左右,广汽自主研发的氢气发动机目标热效率有望突破44%。


▲氢来源广泛,储运方便,且具有热值高、点火能量低、着火界限宽、火焰传播快等特点,能同时实现零碳排放和高热效率,是发动机理想的替代燃料。

相对于燃料电池,氢气发动机还有一个好处,就是行业在内燃机领域的多年技术和设备积累都可以继续沿用,广汽这台氢气发动机,就是在广汽第四代内燃机平台基础上研发成功的,可以说,广汽之所以能在氢气发动机领域取得突破,很大程度上也得益于之前在传统内燃机领域的技术积累。

当然,作为一台氢气专用发动机,还是有许多创新技术的,比如全新开发的燃烧室,提升了氢气和空气的混合均匀度;特有的供氢系统提高了功率密度,降低了氢气泄漏风险;冷型火花塞则提高了散热能力、避免早燃等可能的异常燃烧风险;高效增压系统降低换气阻力,提升了充气效率;专用的发动机管理系统,实现了整机稳定运行和优越的性能输出……


▲广汽首款氢气发动机热效率指标达到国内领先水平,经过后续热力学标定、机械开发等工作,即可实现整车搭载。

氢燃料电池和氢气发动机这两套方案各有优势,有竞争,但并不互斥,在青主看来它们是互补的,未来,在中高端车型可以用燃料电池,而在中低端车型上则可以采用氢气发动机的方案,这样两者组合就形成了完美的产品覆盖,共同推进氢能汽车的产业化进程。

和在电动化领域坚持混动、纯电两条腿走路一样,在氢能领域,广汽同样坚持燃料电池和氢气发动机两条技术路线并行的策略。

在广汽看来,氢气发动机可基于成熟的发动机技术进行开发,具有成本低、可靠性高、耐久性好、功率密度大的优点,借助成熟的发动机产业链,氢气发动机有望更加快速推向市场,带动氢能基础设施建设,也会促进氢燃料电池的商业化应用,两者可以说协同大于竞争。


▲广汽首款氢燃料电池车日前已经投入示范运行,该车通过了近100万公里的安全行驶测试,整车达到了80km/h美标后碰的国际领先安全要求。

2020年7月,广汽首款氢燃料电池乘用车——AION LX Fuel Cell就已经公开亮相,不久前,该车在如祺出行平台正式开启示范运营,最大输出功率超过135kW,百公里耗氢0.77kg,NEDC工况续航里程超过650km,一次加氢仅需3-5分钟。可以说,各项指标均达行业世界先进水平。

青主曰:

无论从碳中和目标的实现,还是从消费者最大出行自由度的保障来讲,未来都一定会进入到氢能时代,谁能在未来的氢能时代占据市场优势,取决于今天谁能在相关技术领域取得更加扎实的成果。现在看来,广汽集团已经先下一城,就像他们在传统内燃机、混合动力以及纯电领域所做过的事情一样。

文 | 青主

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