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技术观点:合成燃料不是汽车行业应对气候变化的万灵药(合成燃油有骗局吗)

本篇文章百科互动给大家谈谈技术观点:合成燃料不是汽车行业应对气候变化的万灵药,以及合成燃油有骗局吗对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。 本文目录: 1、新能源车的前景真的好吗

本篇文章百科互动给大家谈谈技术观点:合成燃料不是汽车行业应对气候变化的万灵药,以及合成燃油有骗局吗对应的知识点,希望对各位有所帮助,不要忘了收藏本站喔。

本文目录:

新能源车的前景真的好吗

行业主要上市公司:主要有上汽集团(600104.SH)、蔚来-SW(09866.HK)、理想汽车(02015.HK)、小鹏汽车(09868.HK)、广汽集团(601238.SH)、比亚迪(002594.SZ)等

本文核心数据:产销规模、竞争格局、渗透率

行业概况

1、定义

依据《国民经济行业分类(GB/T

4754-2017)》,新能源汽车是指采用新型动力系统,完全或主要依靠新型能源驱动的汽车,包括插电式混合动力(含增程式)汽车、纯电动汽车和燃料电池电动汽车等。新能源汽车行业是指进行新能源汽车整车制造活动的企业集合。

新能源汽车按照能源供给和应用领域,有两种分类方式,具体如下:

2、产业链剖析:大型企业已实现后向一体化布局

从产业链角度来看,新能源汽车产业链上游主要包括电池、电机、电控等核心原材料及零部件供应;中游是指新能源汽车整车制造,按照用途可划分为乘用车、商用车等;下游包括新能源汽车充电服务、新能源汽车后市场服务等应用领域。

从新能源汽车行业上下游产业链参与企业来看,上游企唯答业包含赣锋锂业、华友钴业等原材料供应商以及宁德时代、大洋电机等核心零部件供应商;中游的新能源汽车制造商主要有比亚迪、上汽集团等国产企业以及特斯拉、宝马等外资厂商;而下游主要有国家电网、上汽通用等新能源汽车充电及后市场服务商。大型企业如比亚迪等,已经实现后向一体化布局。

行业发展历程

“八五”期间,政府开始组织相关部门展开了对电动汽车及关键零部件的研发;随后电动汽车列入国家攻关项目。历经了一系列策划之后,2011年开始,新能源汽车试点工作如火如荼的开展,从试点到全面,目前我国新能源汽车行业正历经转型阶段,由“政策导向性市场”逐渐向“市场导向性市场”转型。

行业政策背景

我国新能源汽车行业的政策规划涉及购置补贴政策、节能减排政策、电池充电桩配套产业政策等,部分汇总如下:

我国新能源汽车高速发展,为世界经济发展注入新动能,2020年10月,国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021—2035年)》,提出发展新能源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路,是应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。到2025年,我国新能源汽车市场竞争力明显增强,动力指昌慧电池、驱动电机、车用操作系统等关键技术取得重大突破,安全水平全面提升。纯电动乘用车新车平均电耗降至12.0千瓦时/百公里,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右,高度自动驾驶汽车实现限定区域和特定场景商业化应用,充换电服务便利性显著提高。

产业发展现状

1、新能源汽车供需水平较为平衡

受益于政策的优惠,我国新能源汽车市场从2014年开始快速发展,新能源汽车产销量大幅上升;随后迅饥2016、2017年受到骗补事件及补贴倒退的影响,产销量增速放缓。至2021年新能源汽车补贴政策敲定,新能源汽车补贴标准将在2020年基础上再退坡20%。根据中国汽车工业协会统计据显示,2021年国内新能源汽车产量为354.5万辆,同比增长159.5%。2021年新能源汽车的产量爆发式增长,主要是因为新能源汽车市场已经从政策驱动转向市场拉动,呈现出市场规模、发展质量双提升的良好发展局面,2022年新能源汽车不再享受补贴政策也是企业在2021年加大生产力度的原因之一。

根据中国汽车工业协会统计数据显示,2021年我国新能源汽车销量爆发式增长,达到352.1万辆,同比增长157.6%。2012-2021年,我国新能源汽车销量从2012年的1.28万辆到2021年的352.1万辆,实现了跨越式发展,可以看出我国消费者对新能源汽车的消费需求逐年攀升。

2012-2020年,我国新能源汽车产销率呈现波动性,范围在95%-103%之间,在合理的范围内小幅波动,说明我国新能源汽车行业整体供需较为平衡。2021年,我国新能源汽车产销率为99%。

2、新能源汽车出口量大幅增加

2017-2021年我国新能源汽车进口规模呈扩大趋势。2021年全年进口新能源汽车14.37万辆,同比上升10.03%。

注:海关总署的新能源汽车统计口径包括混合动力客车(10座及以上)、纯电动客车(10座及以上)、非插电式混合动力乘用车、插电式混合动力乘用车以及纯电动乘用车。

2017-2019年我国新能源汽车出口规模呈现逐年上升趋势。2020年全年出口新能源汽车22.29万辆,同比下降12.5%;2021年我国新能源汽车出口量及出口金额都大幅上升,总计出口量55.46万辆,同比增长148.8%,在出口金额方面,2021年我国新能源汽车出口金额为108.58亿美元,同比增长236%。

2017-2020年,我国新能源进口量大于出口量,处于贸易逆差状态。2021年,我国新能源汽车出口额首次大于进口额,由贸易逆差转为顺差。

3、新能源汽车渗透率高速上升

随着新能源汽车产业逐步发展,2014年我国开始出现私人购买新能源汽车,由此也开启我国新能源汽车元年。2015年全国进入新能源汽车产业高速增长年,在2015年11月,我国新能源汽车产销量在整体汽车行业里的占比首次突破1%关卡,我国也在这一年成为全球最大的新能源汽车市场。根据中国汽车工业协会最新公布的数据显示,2021我国新能源汽车市场渗透率(全国新能源汽车销量占全国汽车总销量比例)达到13.4%,较2020年大幅上升。

行业竞争格局

1、区域竞争格局

根据企查猫查询数据显示,目前中国新能源汽车注册企业主要分布在广东省。其次为江苏、山东等沿海省市;浙江、安徽、河南、湖北的新能源汽车企业数量亦较多。

注:颜色越深代表企业数量越多;数据截至2022年9月14日。

从新能源汽车产业上市公司的地区分布来看,广东省新能源汽车产业的上市企业数量最多,其中不乏广汽集团(601238.SH)、比亚迪(002594.SZ)、小鹏汽车(09868.HK)等龙头企业。江苏省新能源汽车产业的上市企业数量亦较多,有亚星客车(600213.SH)等上市企业,安徽省有蔚来-SW(09866.HK)、江淮汽车(600418.SH)、安凯客车(000868.SZ)、汉马科技(600375.SH)等上市企业。

注:颜色越深代表企业数量越多。

2、企业竞争格局

依据乘联会统计数据,2021年我国新能源汽车企业乘用车零售销量排名第一位的是比亚迪股份有限公司,2021年实现新能源汽车零售销量达到58.4万辆;其次是上汽通用五菱,实现零售销量43.11万辆;排名第三的是特斯拉中国,实现零售销量32.07万辆,其他企业排名如下:

行业发展前景及趋势预测

1、政策退坡,竞争加剧

随着我国新能源政策补贴退市,市场进入转型阶段,未来我国新能源汽车行业趋势如下:

2、未来新能源汽车行业销量接近800万辆

2020年10月,国务院印发《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,其中明确到2025年,新能源汽车新车销量占比达20%左右。根据中国汽车工业协会预测,2025年我国汽车销量将达到3000万辆。前瞻在此基础上结合近年来新能源汽车市场情况进行预测,到2022年,我国新能源汽车销量将达到402万辆,到2027年,新能源汽车销量或达到783万辆。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国新能源汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

技术观点:合成燃料不是汽车行业应对气候变化的万灵药(合成燃油有骗局吗)  第1张

轮胎的组成的碳排放因子

乘用车生命周期碳排放核算技术进展解读

海洋学长

Vehicle EngineerEnglish lover

来自专栏整车LCA 生命周期碳排放 碳中和

一、背景

1.1交通部门能源消耗及温室气体排放显著

交通领域是我国目前温室气体排放增长最快的领域之一,汽车行业占比达23%以上。

1.2 欧洲地区是全球控制气候变化最积极的地区

国际汽车集团纷纷提出各自实现全生命周期“碳中和”或“零排放”的时间表

2020年博世碳中和:

2020年,集团全球400个业务所在地所有相关工程、制造和管理设施,将不再留下碳足迹

2030年前,逐步增加可再生能源份额,并投资10亿欧元提升分支机构能效

2039年戴姆勒碳中和:

在2022年之前,实现欧洲所有工厂的CO2中和;

到2030年,让电动汽车的销量占据集团总销量的50%以上;

最终在未来20年内建立一支碳中和的新汽车车队

2040年大陆碳中和:

2020年底,在所有生产基地使用可再生能源发电;

2040年,达成二氧化碳中和目标;

到2050年底实现CO2中性价值链

2040年沃尔沃零负亮者荷:

在2040年之前将公司发展成为全球气候零负荷标杆企业;

2018年至2050年期间,将旗下每辆汽车全生命周期中的碳排放平均降低40%(较2018牛)

2050年大众碳中和:

2050年实现整个集团层面的全面碳中和

2025年汽车和轻型货车全生命周期的温室气体排放总量减少30%(较2015年);

积极推动汽车全生命周期向可再生能源的转变

2050年丰田零排放:

新车CO2零排放:2050年全球新车平均行驶过程中CO2排放量削减90%(较2010年);

生命周期CO2零排放:力求在汽车的整个生命周期内实现CO2零排放;

工厂CO2零排放:2050年全球工厂实现CO2零排放

1.3国内汽车行业缺乏统一碳排放核算技术规范

我国汽车行业缺乏统一碳排放核算技术规范,2019年生态环境部应对气候变化司委托中心开展《乘用车碳排放核算技术规范及限额》标准研究

二、研究目的及过程

2.1 研究目的

实现乘用车从材料制造、整车制造到汽车使用等各阶段的碳减排

1.推动更低碳材料的应用

所谓低碳材料,即为获取和加工过程中能源和辅料消耗更少的材料

2.推广生产加工过程更加低碳

即汽车生产加工过程中使用更少的能源和辅料

3.推动汽车单位行驶里程能源消耗量降低

4.推动更多回收材料在汽车上的应用

2.2 研究过程

2019年至今,在生态环境部应对气候变化司指导下,已召开2次专家讨论会,5次行业意见征集会

20余位业内专家(学术界)、40余家企业80多位代表(产业界)提出100多条综合意见和建议

三、乘用车生命周期碳排放核算技术规范研究进展

3.1 依据

(1)国外碳排放标准调研:调研欧盟、美国、新加坡等发达国家的乘用车碳排困简放标准,为我国乘用车碳排放核算技术规范及限额标准制定提供借鉴

(2)国内碳排放数据调研:开展企业数据调研,为制定适用于中国汽车行业的标准提供支撑

调研对象:涉及整车企业、零部件企业及材料供应商

样本量:89家整车企业,主要包括一汽集团、上汽集团、广汽集团、东风汽车、长安、吉利等自主及合资企业

(3)核算依据:标准借鉴ISO 14067《产品生命周期碳排放量化方法》的基本观点,重点考虑我国汽汪键裤车行业生命周期碳排放核算的可行性,制定乘用车生命周期碳排放核算技术规范

引用点:

原则:生命周期视角、科学方法的优先顺序、相关性、完整性、一致性、精确度、透明度等

量化方法:目标和范围的定义、生命周期清单分析、影响评估

材料、零部件碳排放因子的计算:遵循同样的原则和量化方法

我国汽车行业特点:

温室气体类别:仅考虑京都议定书中要求削减的温室气体

碳排放源:未考虑土地利用和土地利用变化、服务提供和交付、牲畜生产和其他农业过程的碳排放

考虑碳汇

考虑特定零部件上的22种材料的碳排放

考虑整车生产过程的碳排放

考虑燃料生产、燃料使用、轮胎更换、铅酸蓄电池更换、制冷剂更换和逸散的碳排放

3.2 适用范围

包括能够燃用汽油或柴油燃料的M1类车辆和纯电动乘用车

适用于燃用汽油或柴油的单一燃料的M1类车辆和纯电动乘用车

纯电动乘用车没有明确的定义,GB/T 28382-2012中直接引用了改术语,指纯电动汽车和乘用车的交叉

3.3 指标

核算指标为乘用车单位行驶里程的碳排放量,生命周期行驶里程按15万km计算

碳(温室气体)(京都议定书中要求削减的温室气体)

生命周期行驶里程 13000km/年 × 11.5年= 1.5×105 km

由于不确定因素较多,采取保守考量,结合(世界资源研究所,2019)设置的基准参数情景,假设每年的汽车行驶里程变化较小,即2019年全国乘用车年均行驶里程沿用13000km;

根据商务部、发改委、公安部联合发布的《机动车强制报废标准规定》,乘用车使用年限参考值为8~15年。为使研究具有代表性,取平均值11.5年为乘用车生命周期。

3.4 边界

3.4.1乘用车整体核算边界

将汽车全生命周期纳入核算边界,包括原材料获取阶段、生产阶段、使用阶段及回收阶段,不包括道路与厂房的基础设施、各工序的设备、厂区内人员及生活设施的消耗和排放

原材料获取阶段边界:兼顾考虑材料占比高、碳排放因子高和数据可核查3个因素

1. 考虑重量大的材料

重量占比较大的材料主要包括:钢铁、铝合金、铸铁、陶瓷/玻璃、PP、橡胶、PU、织物、PA、PP/EPDM、PE、铜(线束)、涂料、PVC、胶粘/密封剂等15种,占汽车部件重量的95%以上。

2. 考虑碳排放因子高的材料

l碳排放因子较高的材料主要包括镁合金、钛及钛合金、镁及镁合金、电子线路板、电子设备、变形铝合金、铸造铝合金、PA等8种。

3. 注重数据的可核查性

充分借鉴碳市场MRV体系,对温室气体排放数据的收集和报告工作进行周期性的核查,帮助监管部门最大程度地把控数据的准确性和可靠性,提升温室气体排放整体报告结果的可信度。

选取重量大、均质材料占比高、可操作性强的零部件

3.4.2各阶段核算边界

原材料获取阶段边界:考虑特定零部件上的22种材料,重量占比高于零部件50%且不属于20种材料的其他均质材料,也应纳入核算范围。材料生产制造的系统边界包括资源开采、加工提纯、生产制造等过程,同时生产制造过程用设备制造、厂房建设等基础设施不包括在边界范围内

纳入核算范围的零部件占到整备质量的60%以上(基于90多款车型拆解数据的平均值)

生产阶段边界:整车装配制造过程,包括冲压、焊接、涂装、总装和动力站房等工序

使用阶段边界:包括燃料生产过程的碳排放、燃料使用过程的碳排放、轮胎、铅酸蓄电池和制冷剂更换的碳排放

回收阶段边界:回收阶段只考虑用于汽车上的回收材料带来的收益

3.5 核算方法

3.5.1生命周期单位行驶里程平均碳排放

单位行驶里程碳排放量=(原材料获取阶段的碳排放量+整车生产阶段的碳排放量+使用阶段的碳排放量-碳汇量)/生命周期行驶里程

3.5.2原材料获取阶段碳排放量:材料重量与材料碳排放因子乘积的加和

3.5.3生产阶段碳排放量:整车生产过程中能源的碳排放和直接逸散的碳排放

3.5.4使用阶段碳排放量:燃料生产、燃料使用及轮胎、铅酸蓄电池、制冷剂更换的碳排放

轮胎更换的碳排放量

方法一:轮胎更换的碳排放量=(橡胶重量×橡胶碳排放因子+炭黑重量×炭黑碳排放因子)×轮胎更换次数

方法二:轮胎更换的碳排放量=轮胎重量×轮胎的碳排放因子×轮胎更换次数

铅酸蓄电池更换的碳排放量

方法一:铅酸蓄电池更换的碳排放量=(铅重量×铅碳排放因子+硫酸重量×硫酸碳排放因子+聚丙烯重量×聚丙烯碳排放因子)×铅酸蓄电池更换次数

方法二:铅酸蓄电池更换的碳排放量=铅酸蓄电池重量×铅酸蓄电池碳排放因子×铅酸蓄电池更换次数

制冷剂逸散及更换的碳排放量

制冷剂逸散及更换的碳排放量=制冷剂生产的碳排放量+制冷剂逸散的碳排放量

将碳汇纳入碳排放量核算范围

类别:森林碳汇、林业碳汇、绿地碳汇

测算:碳汇价值的测算是碳汇项目纳入核算范围的核心和技术关键之一。采用经第三方认证的测算量。

谁知道做燃料电池市场预测包括哪些方面呢?

行业主要上市公司:亿华通(688339.SH)、潍柴动力(000338.SZ)、大洋电机(002249.SZ)、深冷股份(300540.SZ)、雄韬股份(002733.SZ)、东方电气(600875.SH)、南都电源(300068.SZ)、美锦能源(000723.SZ)、全柴动力(600218.SH)、长城电工(600192.SH)、上汽集团(600104.SH)、蠡湖股份(300694

.SZ)等

本文核心数据:市场规模、竞争格局、趋势预测

行业概况

1、定义

氢燃料电池是将氢气和氧气的化学能直接转换成电能的发电装置。其基本原理是电解水的逆反应,把氢和氧分别供给阳极和阴极,氢通过阳极向外扩散和电解质发生反应后,放出电子通过外部的负载到达阴极。氢燃料电池由于其燃料气来源丰富、效率高、无噪声、无污染的优点,将在未来为节能和保护生态环境做出巨大贡献,是目前各个国家重点进行研究的发电技术。

依据氢燃料电池的电解质的不同,可将燃料电池分为碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)、固体氧化物燃料电猛迹告池(SOFC)及质子交换膜燃料电池(PEMFC)等。

2、产枝明业链剖析:氢燃料电池产业中游包含较多参与者

氢燃料电池产业链主要由上游原材料、中游集成以及下游应用端组成,产业链较长,参与方众多。具体来看,氢燃料电池产业上游主要是膜电极、双极板、各类管阀件与传感器、储氢瓶等发动机零部件生产制造行业;中游为燃料电池发动机系统及电堆集成行业;下游各大应用领域包含交通运输中的乘用车、商用车;固定发电中的家用或者电站用发电机及其他特殊领域等。

我国氢燃料电池上游的主要制氢企业有和远气体、潞安环能、中国石化,循环系统企业主要有雪人股份,而电堆及系统主要企业有清源股份、长城电工,质子交换膜制造企业有东岳集团、南都电源等;而中游氢燃料电池研发制造企业有亿华通、潍柴动力、大洋电机、美锦能源等。

行业发展历程:行业处在突飞猛进阶段

中国氢燃料电池行业发展依随技术的发展而进步,氢燃料电池发展始于1958年前后,并在1958-1970年前后取得燃料电池技术的基础性及探索性研究;而到1970年前后,氢燃料电池相关研究技术达到高潮,在此过程中,科研所等相关机构积累了丰富的燃料电池堆及燃料电池供电系统等方面的技术经验。1980年以来,中国氢燃料电池研究进入缓慢成长时期,行业处于技术研发低潮。而自90年代以来,部分技术先进国家已经取得技术上的巨大进展,并且一部分产品已经进入准商品化阶段;在此背景下,中国燃料电池研发再次进入高潮;到目前为止,氢燃料电池进入高速发展时期。

行业政策背景:政策加持,氢燃料电池技术发展稳重求进

氢燃料电池产行业仍处于不断摸索的时期,因此,国州贺家政策对行业的影响较大。发展燃料电池是我国应对气候变化、推动绿色发展的战略举措。

近年来,国家出台多项政策鼓励、规范、指导氢燃料电池产行业发展。2020年,国务院发布《新能源汽车产业发展规划(2021-2035)》,将燃料电池的稳定供给纳入未来发展愿景中。近几年,国家铁路局、国务院、国家能源局相继发布了《“十四五”铁路科技创新规划》、《关于深入打好污染防治攻坚战的意见》等,指出氢燃料电池在国家层面的重要战略意义;且在“碳中和”、“碳达峰”的大目标下,燃料电池的技术发展将帮助中国尽早完成两大目标。因此,近两年的燃料电池相关政策倾向于技术的实践与应用层面。

行业发展现状

1、成本构成:电堆是氢燃料电池的核心零部件

氢燃料电池系统由燃料电池组和辅助系统组成。燃料电池堆是核心部件,它负责将化学能转化为电能以提供汽车动力支持。四个辅助系统主要是供氢系统、供气系统、水管理系统和热管理系统。燃料电池系统产生的电力通过动力控制单元传到电动机,在电池的辅助下,在需要时提供额外的电力。从成本来看,氢燃料电池系统中最核心的部分是燃料电池电堆,其成本占比接近50%。

2、需求市场:装机量受疫情和补贴退坡影响而下降

2018-2020年,中国氢燃料电池装机量呈波动下降态势。从装机功率来看,2019年是中国氢燃料电池行业发展较好的一年,政府为发展新能源行业而出台一系列补贴政策进行鼓励和扶持;2020年,受疫情和补贴退坡的影响,中国燃料电池装机量仅为87MW,其中约80MW使用在氢燃料电池汽车领域。目前,氢燃料电池行业仍处于复苏时期,2021年上半年装机量超过50MW。

3、供给市场:供给端较为活跃,发展态势较好

目前,氢燃料电池行业内主要研发生产企业有亿华通、上海重塑、国鸿氢能、江苏清能、大洋电机、众宇动力等。其中,亿华通和国鸿氢能产能较高,均达到10000台/年以上;其余企业产能也均达到2000台/年以上。整体来看,行业氢燃料电池产能产量状况较好,供给端表现较为活跃,行业态势较好。

4、下游应用:下游应用市场进入商业化初期

2016-2020年,中国氢燃料电池汽车保有量逐年上升,受到疫情影响,2020年销量有所下滑。截止2020年底,我国氢燃料电池汽车年销量1177辆,保有量7352辆,标志着我国氢燃料电池汽车正在逐渐被市场认可接纳,氢燃料汽车进入商业化初期。

5、市场规模:目前市场规模接近16亿元

根据亿华通每年氢燃料电池销售价格及销量进行测算,2018-2021年,中国氢燃料电池市场规模呈现波动态势。2019年受到一系列补贴政策的加持,氢燃料电池下游交通运输领域得到高速发展,市场扩张规模超出正常范围;自2020年以来,氢燃料电池市场受到疫情和补贴退坡的影响,市场规模大幅跳水。2021年,中国氢燃料电池市场规模接近16亿元。目前,行业正在逐渐回归正轨。

行业竞争格局

1、区域竞争:中东部区域相关企业较多

从区域竞争格局看,我国氢燃料电池产业相关企业分布集中在中国中东部。山东、江苏、安徽和北京一带上市企业相对较多;其中,江苏省代表性企业较多,有蠡湖股份、越博动力、腾龙股份、先导智能。另外,产业链相对成熟的行业龙头亿华通布局在北京。

2、企业竞争:CR5集中度较,竞争压力较大

从装机量排名来看,2020年氢燃料电池系统装机量排名前五的企业分别为爱德曼、亿华通、国鸿重塑、探索汽车、潍柴动力。五家企业的氢燃料电池总装机量占2020年中国氢燃料电池系统装机量的69%,集中度较高,行业内竞争压力较大,头部品牌聚集效应明显。

其中,爱德曼装机量最多,占比约为20%;其次是亿华通,装机量占比超过15%;而国鸿氢能和上海重塑合资成立的国鸿重塑表现也较为亮眼。综合来看,目前中国氢燃料电池行业主要竞争者有亿华通、爱德曼和国鸿重塑等五大巨头。

行业发展前景及趋势预测

1、未来发展趋势:交通运输领域是发展突破口

根据中国电动汽车百人大会课题组发布的《中国氢能产业发展报告2020》,中国氢燃料电池未来前景主要集中在交通运输领域、储能领域和工业及建筑领域。其中,交通运输领域是氢燃料电池应用的主要突破口,以交通运输领域为起始点,向着储能、工业、建筑领域逐渐拓展。

从氢能未来应用体系的发展路径来看,氢燃料电池商用车将率先实现投产并进行应用,且氢燃料电池客车、物流车、重卡等车型将在2030年前取得与纯电动车型相当的全生命周期经济性,赢得市场消费者的青睐。

2、市场规模:技术支持将带来行业发展长久荣耀

2022-2027年,中国氢燃料电池行业市场规模将会稳步上升,且增速呈现逐年递增的趋势。2022年年初的冬奥会上,亿华通与丰田及北汽福田作为北京2022年冬奥会的赛事交通服务用车的提供商,共计投入使用了1000多辆氢能源汽车,可见氢燃料电池初步应用十分成功。

燃料电池系统、发动机及电堆等核心部件全部国产化是中国氢燃料电池进行产业化并大规模应用的前提。然而,关键技术的研发缓慢正在“锁喉”行业未来发展。当下,对于行业内主要参与者来说,氢燃料电池系统以及核心零部件氢燃料电池电堆的技术升级是公司抢占行业发展先机的关键;只有技术进步才能带来行业市场规模的扩大,从而赢得消费者的购买。

以上数据来源于前瞻产业研究院《中国氢燃料电池行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。

空气也能炼成油?——空气制油的商业化技术解析

在加拿大风光旖旎的山脚湖畔之间,科技公司CarbonEngineering已经开发了一种新型的低碳、高能量燃料。

运输工具的快速脱碳当前已成为了人类面临的最艰巨挑战之一。根据全球卫生组织(WHO)方面宣称,源自交通的CO2排放量已超过全球CO2总排放量的四分之一,并引发了气候的剧烈变化。

在不列颠哥伦比亚,一种可选的方案正在逐步成形,其并非源于整车传动系统的创新,但由此出发,重新设计了动力装置所使用的燃料。利用可持续的能源与稀薄的空气而进行燃料的合成生产,并且其能充分与现有车辆和当前的基础设施相容,CarbonEngineering公司提倡的汽车炼金术并非纯粹的科幻想法。其为经过充分验证的过程和现有供应链的结合,并且规模正在逐步扩大。

真实的时间表和价格点

公司首席执行官(CEO)Steve Oldham认为该策略可有效应对当前局势。CE公司期望个人出行方式由燃油车逐步向电动汽车过渡,该项进程将会花费较长时间,但仍是一项可行且较为合理的措施。而重型载货汽车和飞机的电动化更是为艰巨,在一定程度上,船舶也面临着此类问题,所以CE实际上仅在重点开发一款产品,并由此能使相关运输市场获益匪浅。

但是,自从CE项目启动伊始,针对气候变化的紧迫性已在逐步逼近,从而与传统燃油车渐行渐远。

因此,合成燃料是该公司提供的一项优化措施,于2009年由卡尔加里大学的科学家发明。其初衷是开发一种低成本、可升级和模块化的系统来捕获大气中的CO2。在私人投资的支持下,为了验证概念,在2015年建立了斯阔米什(Squamish)工厂,现在每天能捕获约1吨CO2,以碳化钙颗粒物或者压缩空气的方式储存。

最重要的是,目前已证实此类做法较为廉价。经同行评审(Peer-reviewed)调研表明工厂捕获碳的成本少于100美元/吨,早期的评估成果可达600美元/吨,在经济层面上较难实施。从商业上可得到的基础硬件,能实现快速升级。CE公司提到,该类措施比通过种树来减少碳排放更为实惠,可有效节省土地面积。CE方面申明每年经优化的1.0 Gt(10的9次方)吨的碳将需要与加那利群岛(Canary Islands)面积相当的陆地植被。根据欧洲环境署(EuropeanEnvironment Agency)报道,2017年欧洲整个交通运输部门释放了约1.25 Gt的CO2。

然后CE方面对此作出判定,目前对CO2能开展的一项活动即为生产碳氢化合物。CE通过直接空气捕获能力可从大气中获取CO2,所以CE从一开始就在进行具有较高碳负性的(carbon-negative)工作。如果配备有清洁氢气的资源,且具有较好的碳中和性,由此可结合在一起从而生产出碳氢化合物。

目前CE主要使用费托合成过程(F-T合成,以一氧化碳和氢气的合成气为原料,在催化剂和适当条件下合成液态烃或碳氢化合物的工艺过程)以实现相关目标。自19世纪20年代起,该合成过程已得以应用,且使用气-液技术生产燃料已成为行业标准。

优化从油井到车轮的过程

2017年,斯阔米什工厂让辩段生产出了第一批合成燃料,且与精炼公司、试验室和航空公司协同合作,对该概念进行持续开发,其成果是一种无色、无烟的合成柴油和煤油,该类燃料主要应用于重型汽车、船舶和航空器等领域。Oldham声称从油井到车轮的碳排放强度(carbonintensity)已得以大幅减少,同时与当量化石燃料相比,每升提高了约3%~5%的能量值,虽然针对此类做法的需求有限,但该过程也能用于生产合成汽油。

连锁反应可以促进一个更便利、更快捷的潜在新产品的推出。其成本仅为1美元/升,且生产成本与生物燃料处于同一水平,但该项技术需要的陆地和水资源得以大幅减少,且不受地理环境限制。

与此同时,该项设计作为一个替代方案,无需对发动机进行技术调整,能在100%浓度下进行轮换使用,同时可与现存的经销和零售基础设计相容,燃烧仅会排放出较少的颗粒物,且几乎没有硫排放,海事部门认为该类燃料较为理想,因为其面临着异常严格的硫排放限坦誉值。

燃料公司对此充满兴趣,雪佛龙(Chevron)是组织中的投资合作伙伴。其解决了一项未来的挑战:当前在CE的上市市场北美,有许多州、省和联邦机构对化石燃料设置了碳排放强度限值。精炼公司灶裂在寻找低碳合成燃料以实现混合。起初,由于CE的燃料仅通过大气中的CO2生产,因此可有效减少碳排放强度。

然而,CE系统的劣势是使用的能量高于生物燃料。因而通常仅可将工厂布设于由再生能源部门所许可认定的位置,但目前对此仍存在分歧。厂址位置要求日照充足、通风良好,且易于促成高密度、易于运输的液态燃料的转换过程。

授权模式

对于燃料工业而言,压缩CO2也有其他用途。与美国西方石油公司(OccidentalPetroleum)通力协作,CE公司在2021年旨在破土建设其第一个商业工厂,该工厂预计将坐落于德克萨斯州(Texas),该想法与当前采用的策略完全不同。西方石油广泛采用提高原油采收率(EOR)技术,同时通过隔离CO2从而到地表下方来提取原油。CE的方法是建立一个靠近EOR的工厂,所以不需要管道即可使用大气中的CO2。当推进该项进程时,从大气中捕获的以及填入地下的CO2明显多于燃烧原油时所产生的CO2。由此CE发明了具有碳中性的化石燃料。

能让化石燃料碳中性这一概念成为一个非常有强有力的概念,CE对此具有较强的推销和展示意愿。因为对基础设施并未进行任何调整,CE目前并未迫使化石燃料的工人停业、下岗或由此失去经济来源。CE控制着授权模式,对公司提供设计图和培训课程,以建立一个可满足广泛需求的工厂。零部件能与其他行业实现共享,所以并无全新供应链的需求,且不依赖于经济节约模式。技术层面上已然是摩厉以须,但是关于燃油碳排放强度的法规仍需倍道而进。

脱碳和解决气候变化问题需多种途径,CE仅是一种解决途径,电动汽车及生物燃料均有较好前景。在CE逐步实现零排放的进程中,通过电动汽车替代传统燃油汽车将是一个挑战。所以拥有一种碳中性的合成燃料,或者可近似实现碳中性,且与当前车辆具有较好相容性,从而具有广阔的应用前景。

碳捕获

由巨大的风扇抽出的空气,通过具有较大表面积的PVC紧密波纹薄板,通过水基接触器得以浸湿。CO2分子被吸入该溶液中并转化成碳化钙,并以颗粒形式储存。其为一个模块化的方法,基于来自冷却塔和水泥厂的CO2减排技术,该项设计易于得到升级。CE公司为此提到,该方法能吸收空气中约80%的CO2。

空气制油

由于靠近可再生能源,工厂能采用电解水来生产具有碳中性的氢气,并且通过加热碳化钙颗粒来释放CO2。这两种气体在催化剂作用下进行加热,通过费托合成过程即可形成碳氢化合物。在该过程中,使用CE公司的创新技术,任何释放出的CO2都能被重新捕获。

提高采收率(EOR)

EOR提出了一个比钻探更加复杂的提炼方法,根据美国西方石油公司方面提供的数据,提炼产量改善率可达到10%~25%。该过程将CO2喷入地下室中,驱动残余的原油流到地表,再次充入任何渗漏出的气体,最终将所有气体残留在地下,由此CE声称使用捕获的CO2能提供具有碳中性或碳负性的化石燃料。

作者:ALEX GRANT

整理:王少辉

编辑:伍赛特

本文来源于汽车之家车家号作者,不代表汽车之家的观点立场。

多种技术路线协同并进 行业专家共话中国汽车产业发展趋势

(北京)4月12日,由寰球汽车集团主办的“交融·共生——中国汽车发展趋势论坛”在北京召开。活动现场,寰球汽车集团董事长兼CEO吴迎秋,清华大学中国经济思想与笑肆实践研究院院长李稻葵,国家信息中心副主任徐长明,著名经济学家、如是金融研究院院长管清友,全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树,中汽政研新能源汽车政策研究部总监周玮,商务部国际贸易经济合作研究院研究员梅新育等多位专家学者,围绕汽车技术发展趋势展开了激烈的探讨。

当前,中国汽车产业正处于能源、技术、产品革新的重要阶段,在新能源不断持续推向纵深的节点上,传统燃油以及纯电动以外的技术路线何去何从,以及未来技术路线究竟如何相融共生成为了行业内外高度关注的课题。

尤其2023年由湖北武汉引发的降价潮,客观推高了普通消费者对于汽车消费的价值预期,甚至出现了“持币待购”的现象。如何在市场错综复杂的变幻中,找寻技术发展的推动力量,也成为了外界关注的课题。

寰球汽车集团董事长兼CEO吴迎秋

对此,寰球汽车集团董事长兼CEO吴迎秋提出,政策的出台一定要听从消费者,它不是剥夺消费者多元需求的一个政策。禁燃是趋势,它是问题的一个方面,但是消费者的多元需求是问题的另外一个方面。这里面需要更具科学的管理和全面的统筹安排,包括产业布局、统筹安排、时间节点等多个方面。

“油电”短期必将共存

为了应对全球气候变化、推动绿色发展的战略举措,汽车在产品端持续推进新能源、清洁能源及低碳燃油车型的发展。尤其在近几年中,世界汽车产业开始向电动化转型,新能源汽车的产品推广和技术升级步伐不断加快。

虽然新能源汽车的壮大正在改变汽车的发展格局,使产业从传统燃油车逐步走向燃油动力、混合动力和纯电动三分天下的新态势。但这并不意味着在未来一段时间中,传统燃油车能够彻底被新能源汽车所取代。

从汽车发展的层面来看,燃油车至今已经走过了百余年的历程,经过了市场的重重考验,无论产品技术还是体量规模都相对成熟。而且油车是个广泛的概念,包括油车、酒精汽油、合成燃料、HEV、氢动力等,可以凭借不同的技术在不同细分市场领域形成有效竞争力。

当然在油价不断上涨的当下,传统燃油车还必须做出改变,在技术升级的基础上提升性价比。从能源资源角度来看,现在中国石油进口依存度接近72%,为了减少汽车对于石油的消费,现在逐步转向可再生能源领域,对于汽车产业来说同样也是一种电动化的发展。但如果全部进行电动化,那对于锂、钴等稀有金属资源又是另做巧一项挑战。对此,一份相关机构调查显示,当合成燃料、清洁燃料等各种方式共同支持汽车产业发展,且规模达到5到6亿辆时,这对于各项资源的运行是最安全的。

相关数据统计显示,中国新能源汽车过去两年快速发展,2020年销量仅为127万辆,2021年就达到327万辆,2022年实现625万辆。两年的时间涨了500万辆。在渗透率方面,新能源汽车渗透率去年为27.6%,但2020年刚刚超过5%,两年之间涨了20个百分点,新能与汽车呈现快速增长趋势。

虽然今年新能能源汽车补贴撤销,但随着领先企业具备维持价格稳定的能力,电动汽车使用场景的丰富和碰胡轿消费者对于新能源汽车认识的逐步加深,电动车还会有比较快的发展。

与此同时,市场也必须认识到,基于纯电动汽车的产品特性,低温、高寒等地区的消费者无法长时间使用,且纯电动汽车需要以完善的充电设备为前提,这就使得应用场景有所局限。在种种限制条件下,直接决定了纯电动汽车未来不能像燃油车一样走进中国的各个地区。即便在实现碳中和的目标下,纯电动汽车也一定不会完全主导中国汽车市场。

以客观的角度评判燃油车和电动汽车的关系,其更多是一种技术路径上的竞技,而最终将留下谁,则取决于谁走的更快一些。但从未来五年乃至十年的发展阶段来看,中国车市将继续呈现燃油和电动共存共生的发展状态,这是一个不可避免的趋势。

汽车产业需要多种技术路线融合发展

碳中和是人类的终极目标,但对于汽车产业的发展来说,燃油车和新能源汽车不是一道“二选一”的选择题。在汽车产业不同的发展阶段以及不同的基于市场环境和应用场景中,传统燃油车和纯电动汽车的存在价值和规模作用都是不同的,更是无法替代的。

清华大学中国经济思想与实践研究院院长李稻葵

在中国的经济发展中,汽车产业是消费的顶梁柱,而传统汽车又起到决定性作用,因此促进汽车消费,既要大力推进新能源汽车发展,也要兼顾传统燃油汽车的有序发展。正如李稻葵所说,我国的经济发展水平还会提高,老百姓的生活方式还在追求多元化,还要诗和远方,还要驾车远行。无论在任何时候,我国的政策制定者还是尊重市场技术和百姓的意愿的,这就需要汽车技术走交融共生发展之路。

国家信息中心副主任徐长明

徐长明在演讲中表示,油车和电车无须相互替代,电动车有电动车的优势,燃油车有燃油车的优势,两者在可预见的未来都有较大的市场空间。未来汽车市场一定是多种能源方式并存的,而新能源汽车和油车传统车是竞争关系,是共融的关系。

按照国家的发展规划,预计到2030年实现碳排放达峰的目标,至于具体的燃油车退市时间表,仍处于研究阶段中,这意味着国家对于燃油车退出的预期是相对保守的。

著名经济学家、如是金融研究院院长管清友

对此,管清友的观点是让市场真正回归市场,让市场在资源配置当中起基础性作用。目前很多一二线消费者已接受购买、实用纯电动汽车,但仍有很大一部分汽车用户站队燃油车。事实上,汽车路线的发展,技术的升级都应该根据市场的变化、消费者的需求而改变。当然车企也无需过度焦虑,无论是产能过剩还是销售模式,一切都按照行业趋势变化平稳发展。

全国乘用车市场信息联席会秘书长崔东树

崔东树在现场沙龙活动中表达了类似的看法,他认为唱衰燃油车目前不太合适,而且从消费需求来看,实际上各类车型都有自己的使用场景。每个用户的需求是不一样的,在这种情况下每个人都有自己合理的选择。尤其是对普通消费者来说,他们的使用场景波动性比较大,长短途都有,燃油车才是更加合适的选择。

中汽政研新能源汽车政策研究部总监周玮

“不论是燃油车还是纯电动汽车,在未来出行中都将发挥重要的作用”。周玮提出,立足于汽车产业发展,燃油车的存在与推进是为了保证经济、市场的稳定前行,因此不能限制发展,让传统行业出现大起大落。行业应该推动传统内燃机行业与新能源汽车双方互相赋能,协同并进形成产业发展稳定格局。

商务部国际贸易经济合作研究院研究员梅新育

“燃油车和电动汽车并行发展,这不仅有利于消费经济的稳定前行,同时也有利于国家能源多元化实用,保证能源安全”。梅新育点明新能源车产业的兴起首先是为了增强中国的能源安全,减少传统燃油车的石油使用量。但当新能源汽车发展到一定节点上,如果我们想要通过抑制传统汽车消费继续增强能源安全,就要付出整个国民经济效率下降的代价,这是不可取的。

车企应该做出理性选择

当下燃油车是汽车消费的主流,新能源汽车是未来的大势所趋,处在汽车能源动力颠覆性变革的过程之中,消费者面对的是新技术、新产品,而传统汽车企业则需要站在纯电动汽车、燃油车、混动的十字路口上,做出准确的判断,接受并拥抱一系列的挑战。

本届论坛上,寰球汽车集团总编辑苏雨农邀请管清友、崔东树、周玮、梅新育就未来汽车技术路线展开了沙龙研讨。沙龙现场,各位专家直抒胸臆,表明了对未来汽车发展趋势的预判。专家们一致认为,对于未来汽车不能聚焦于某一技术路线,应当秉持开放包容多元的态度。

传统车企的电气化转型犹如 “大象转身”,当汽车动力面对新的选择时,车企的做法不只是“弃之”“择之”那么简单,而是要在两个选项中进行权衡,以稳定的方式完成两个选择之间的转换。

事实上,对于大众、丰田、通用等传统燃油车企而言,新能源汽车在电动化初期并不能为车企创造利润,推出纯电动车需要投入大量的研发成本,在产品更新的同时,传统车企在短期内可能还将面临来自生产、设备等方面的压力,这都需要传统车企进行燃油车与电动汽车的过渡。

在中国的汽车市场中,传统燃油车品牌是一个庞大的队伍,如果它们贸然“抽身”,不仅将对企业的自身经营造成不可估量的影响,而且对于市场发展而言,势必会产生市场空缺。

传统车企要从燃油阶段平稳“抽身”,这就决定了它们在很长一段时间中“两条腿”走路。一方面,需要传统车企在技术、产品、服务上进行了一系列布局,不断满足不同品类消费者的电动化出行需求。与此同时,它们还需对燃油车持续投资,持续推进燃油车的市场发展。

如果说电动化是汽车产业的终极目标,那在这之前,传统燃油车和电动汽车将在很长时期内处于共融共生的阶段。此时的内燃机态势不是无限衰败,而是要以其他形式焕发生机。多能源时代,需要新能源汽车与传统燃油车协同发展,更需要它们共同促进总体规模提升。

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这次特朗普惹了众怒 科学家警告:留给人类的时间不多了!

出品:科普中国

制作:大阪大学 张昊

监制:中国科学院计算机网络信息中心

英国《自然》杂志日前发表评论文章称,全球60多位著名科学家、商业领袖、政策领导人等警告说,我们只有3年时间可以扭转全球二氧化碳排放形势。7月7日至8日即将在汉堡召开的G20峰会前夕,科学家们为扭转全球碳排放形势提出6个里程碑,“以免为时已晚”。

而就在月初,美国总统特朗普声明,美国将退出《巴黎协定》,日本雅虎在首页第一时间转载技术观点:合成燃料不是汽车行业应对气候变化的万灵药了这一报道,报道发布后的24小时之内,留言数达到了两千多条,登上了雅虎新闻热搜榜,全天排名12位。

可以说,美国的这一决定,不仅将对世界化石燃料和新能源产业产生极大影响,更引爆了包括日本在内的全球舆论。“特朗普大统领(日语:意为总统)”的刁蛮任性,实实在在的戳伤了日本网民的小心脏。

图1. 日本雅虎该条新闻赞同比例最高的十条留言,全部在讨伐特朗普

图2. 其技术观点:合成燃料不是汽车行业应对气候变化的万灵药他高赞同留言节选,可见特朗普算是跟日本网民结下了梁子

大气层中的二氧化碳含量只有区区0.04%,却扮演了地球空调一般的重要角色。二氧化碳仿佛一层温室薄膜,将来自太阳的热量蓄积在地表,延缓其向宇宙空间逸散的速度。

如果缺乏这万分之四的二氧化碳,地球表面的平均温度将从现在的14摄氏度降低到-19摄氏度,人类能够生存的地域面积将大大缩小,如今的中高纬度地区可能都将变成冰雪覆盖的不毛之地,可见相当微小的二氧化碳含量就能对地表温度造成强烈影响。

然而,近一百多年以来,大气中二氧化碳的含量已经达到1750年的140%。照此趋势预测,2100年左右,地球平均气温将在2000年水平的基础上增加0.3—4.8摄氏度。

气候变暖将在地表地貌和生态系统的各个环节产生严重的后果。例如,两级冰川消融导致的地球海平面上升,极端天气灾害多发,农业生产遭受影响,荒漠化加剧,热带地区虫媒传染病扩散,珊瑚礁异常死亡,森林火灾频发等等。

时至今日,科学界的主流观点已经明确了人类工业革命以来的生产、生活中对化石燃料的过分利用是造成温室气体排放和地球气候变暖的直接诱因。石油,煤炭,天然气等化石燃料在燃烧过程中产生的二氧化碳,饲育家畜过程中其消化道排出的甲烷,以及人工合成的氯氟烃类制冷剂是当前温室气体的主要来源。

图3. 联合国政府间气候变化专门委员会(IPCC)发布的历次报告书

参考其中关于全球变暖趋势的评价,可见从1990年第一次发布报告到最近公布的第五次报告,关于人类活动是否是造成全球变暖的主要因素这一命题在认识上是不断深化的。

特朗普拒绝的,究竟是哪些措施?

氯氟烃类制冷剂具有极强的温室效应,所幸各国已经达成协议,2050年之前将在全球范围内停止应用。甲烷的温室效应也强于二氧化碳,但是毕竟总量上仍然小于前者。人类应对气候变暖的关键,还在于大力减少化石燃料的使用,以期减少二氧化碳气体的排放。具体而言就是开源节流,一方面积极开发新能源及相关技术,降低对化石燃料的依赖技术观点:合成燃料不是汽车行业应对气候变化的万灵药;另一方面尽量提高能源利用效率,减少无谓浪费。

在这一背景下,2015年12月12日,联合国气候变化大会在巴黎召开,联合国气候变化框架公约195个缔约国一致同意通过《巴黎气世纯候协定》。

这份协议的签署,标志着全球气候治理开启了新的历史阶段,它的签署和生效,将是全球应对气候变化的关键一步。这份协议确立了2020年后全球共同应对气候变暖的行动方针,并提出了一系列明确的减排目标。例如,协议提出,本世纪中将全激激球平均升温控制在工业革命前的2摄氏度以内,争取控制在1.5摄氏度。到2030年,全球温室气体排放要从2010年的500亿吨降到400亿吨。

同时,不少国家也提出了本国的减排方案及具体指标。例如,中国提出到2030年,本国单位GDP的二氧化碳排放量要在2005年的水平上下降65%,并将非化石能源在总能源结构中的比重提高到20%左右,力争在2030年前后达到二氧化碳排放峰值。

图4. 几种典型温室气体的占比、性质、来源以及暖化系数比较

发达国家集体对巴黎协议的达成也做出了相当大的让步和妥协。协议指出,发达国家应主动承担更多的责任,为发展中国家提供技术和资金支持,促进发展中国家转变发展方式,最终实现全球减排目标。

《巴黎协定》的达成明返袜,是全人类精诚合作的结果,体现了人类在因应共同面对的发展问题时前所未有的一致团结,可以说是全人类历史上的一次高光时刻。特别是中美两国,作为二氧化碳排放量前两位的国家,在气候变化问题上相互所持的合作立场为协议的最终达成提供了坚实的基础,体现了大国的责任和担当,受到世界各国舆论广泛赞誉。美国前总统奥巴马也将《巴黎协定》的达成作为其任期内一项标志性的政治功绩。

然而,美国现任总统特朗普,却在奥巴马政府已经正式签署协议的不到一年后,以协议内容损害美国利益为由退出该协议,震动了全球各国。

世界各国政府高层都在特朗普公布退出决定后表达了自身立场,指出各国仍将团结前行,绝不退缩,例如中国外交部对该事件做出回应:“无论其他国家立场如何变化,中国将认真履行《巴黎协定》”。此外,不少表态也对特朗普政府的决定加以批评。而日本环境大臣山本公一在表达“极度失望”的同时,还使用了“愤怒”这一感情色彩更为激进的词语。日本政府在此次事件中的立场与上面给出的日本网民意见可以说是高度统一。

为什么日本网友这次对美国很愤怒

美日的亲密关系人尽皆知,那么这次,弥漫于日本全社会的,对特朗普的不解与愤怒,到底从何而来?为什么日本政府和网民对该事件的关注度如此之高呢?归根到底,这与日本的国情密不可分。

首先,日本面对的能源安全形势相当严峻,应对手段却捉襟见肘,新能源技术的开发和利用,乃是关乎日本未来国运的重大命题。

作为化石燃料资源极端匮乏的岛国,根据2013年的统计数据,日本的能源自给率仅为6%,在世界各国中排名倒数。目前,日本的石油供给主要依赖于海湾产油国,天然气供应主要依赖于马来西亚,澳大利亚,卡塔尔等国,此外来自美国的页岩气也从2017年初开始登陆日本市场。由于几乎全部的化石燃料均来自于远洋运输,不仅自身的能源安全毫无保障,燃料成本也大幅上涨。

图5. 世界主要国家能源结构及能源自给率(来源:OECD/IEA报告)

此外,中国、印度、土耳其等同样缺乏充足化石燃料的国家采取了大力发展核电的举措,来削减能源消费中化石燃料的占比。日本最初选择了相同的道路,2010年日本政府提出,到2030年为止,核电和新能源电力要分别占到电力消费的53%和21%,可以说实质上日本政府在彼时将核电确立为了未来一个时期内日本能源结构的主力。

然而,天有不测风云,2011年3月的福岛核事故不仅迫使日本政府重新审视核安全的相关议题,也在日本民间激起了废核运动的新高潮。本就对原子能存在历史痛点的部分日本民众,对核电的信任在福岛的惊世灾难后消失殆尽。虽然日本政府相关机构一再下调未来电力能源结构中核电的预期占比,发展核电仍然在各派激烈的拉锯中处于事实上的停摆状态。因此,日本将推进新能源技术作为一项基本国策,在相关领域始终展现出积极的推动姿态也实属无奈之举。

图6. “3.11”东日本大震灾影响区域以及福岛核电站所在位置(来源:网络)

其次,日本在新能源相关技术领域深耕多年,以汽车工业为例,日系厂商在常规混合动力车方面的技术领先优势难以撼动。同时,持续的研发投入也让日本相关行业积累了大批先进成果,目前已有相当一部分实现市场化或处于市场化前期阶段。

今年2月,某田公司旗下的混合动力车全球销量达到了千万辆,远远超过其它竞争对手,其中本土市场就消化了过半。根据该公司提供的数据,相比传统的内燃机车型,二氧化碳排放量减少了约7700万吨,汽油消耗量减少了约290万升。

此外,虽然在纯电车方面发力较晚,存在感不足,但日本车企在新能源汽车的另外一条技术路线——氢燃料电池车方面,再次走在了世界前列。2014年就生产出了世界上首个商业贩售的氢燃料电池车款,可见日本对未来实现氢能源社会的信心和期待。

由于氢燃料电池唯一的排放产物是水,氢燃料电池车与纯电车类似,都可以实现二氧化碳的零排放,且续航能力优秀,不存在纯电车的续航焦虑。虽然现有的氢气获取途径仍然可能消耗大量电力,但随着再生能源电力等相关技术的进步以及加氢站等基础设施的大规模建设,一个立足于不依赖于化石燃料的未来氢能社会将很有可能在本世纪中叶前得以实现。

此外,在对节能减排同样具有重大意义的新一代功率半导体研究方面,日本同样处于世界领先的位置。

图7. 传统的Si PCU(左)和SiC PCU(右)。由于SiC远超Si的耐热性,可以省略整个冷却机构,因此结构简单而紧凑。注:PCU代表Power Control Unit,中文名称功率控制模块,是电动车以及燃料电池车的核心部件之一,作用是将电池供应的直流电转化为交流电驱动电动机从而使汽车获得动力(来源于网络)

从碳化硅、氮化镓等下一代功率半导体芯片的制造开发,到相关功率器件的结构设计和封装技术,再到功率模块与机电系统的调试整合,无不深入涉足。新一代功率半导体器件,由于具有一系列材料物理性能上的优越性,可以在耐压程度,耐热温度,高频开关性能等方面表现出远胜于传统硅基功率器件的性能,在高铁,新能源汽车,通讯基站设备,高性能雷达等领域应用前景广阔。

图8. 几种常见的制氢技术总结,可见能够同时实现低成本无排放的技术尚不存在,人类迈向氢能社会的路途依然漫长

目前,日本汽车厂商已经开始准备新一代功率半导体器件的市场化。由于具备优秀的耐高温性能,传统的液体冷却管路机构可以被风冷甚至散热基板取代,这将大大减少车用部件的体积和系统复杂性,从而实现更大的车内空间和更经济的燃料利用效率,达到节能减排的最终目的。

除此之外,日本在LED照明,电机用高性能磁性材料,生物催化制氢,高温超导等新能源产业的相关领域也有较强实力。《巴黎协定》大背景下的全球节能减排运动可以给日本企业提供更多的市场和机遇,日本自然希望各国都能积极参与其中。美国此番脱离协议,引起日本社会的不满和焦虑也就不足为奇了。

最后,新能源天然具有清洁少排放的特点,日本举国上下对发展新能源产业凝聚了强大的共识,在主要发达国家中一向以应对气候变化的积极行动者自居,民众对气候变化造成的严重后果认识深刻,节能减排意识相对较高。

日本的资源国情在客观上为日本政府和产业界大力推动新能源技术提供了背景和支点,也使得日本民众从幼儿园教育开始就具有强烈的能源危机意识,因此日本民间对节能减排存在高度共识。

日本的大学,政府机关等都设有专门的组织机构和专职人员负责节能减排相关的宣传企划,实施监督等等。以大阪大学为例,吹田、丰中、箕面三大校区的动态用电量都会在食堂的显著位置予以发布,时刻提醒师生注意节电。同时,空调的制冷制热温度都有适宜的推荐值,大部分实验室都能认真遵守。夏季的用电高峰期间,用电费用会相应向上调整,达成节能目标的实验室会得到一定的现金奖励,具体而言就是把节约的电费用科研经费的形式向各实验室发放。这一措施对不少资金较为紧张的实验室吸引力不小,经常听到年轻教授实验室的学生们抱怨老师执行学校的限温措施太过严格。此外,空调滤网每年两次的定期清洗也是各院系及研究所必须执行的任务。

图9. 阪大萌物“鳄鱼博士”

图左海报大意是冬季的时候提醒大家要多穿衣,就算是变温动物的鳄鱼也会感觉很暖和,这样一来在办公室就无需把空调温度调到很高。图中海报大意是感谢大家的共同努力,去年的节能目标达成了,今年请继续努力。图右是分发到各实验室的贴纸,贴在机器以及电灯的开关附近,提醒大家注意节电。

另一方面,为了促进公共交通的有效利用,减少尾气污染和二氧化碳排放,日本通过行政手段鼓励民众低碳出行。日本的汽车税在主要发达国家中首屈一指,汽车税总额可以达到全国税收总额的百分之十以上。一辆180万日元购入的全新家用轿车,假设发动机排量1.8升,车体重量1.5吨以下,寿命十一年,期间仅仅与车体本身相关的总税额可以达到接近70万日元,这还不包括一个月1到2万日元的公寓停车场使用费,每次1到2千日元的外出停车费,高速道路通行费,保险,维修保养和年检等费用。虽然日本的燃油价格仅比中国高出二成左右,日本消费者在保有汽车方面所需要付出的资金是相当可观的。

此外,日本在税收政策上鼓励民众购买排量0.66升以下的轻型车,对轻型车的购置税,机动车税,保险费率都实施较大优惠。例如,一辆160万日元购入的全新家用轻型车,若寿命以十一年计算,期间与车体本身相关的总税额为36万日元,仅有普通轿车的大约一半。在这种税收政策的调节下(当然轻型车本身售价也相对低的多),日本全国2015年的轻型车保有比率达到了35%,其中最高的冲绳县更达到了54%。

大型越野一类的大排量车更是要承担极高的税负,以悍马H2为例,每年仅与车体相关的税费就约为18万日元,大致相当于普通大学毕业生的月薪。极力倡导资源节约型社会的舆论环境,加上日本民众普遍倾向于随大流不轻易彰显个性的传统文化,即便是大阪这样的大城市,悍马H2这样的大型越野也极为少见。

从以上三个比较有代表性的方面可以看出,日本政府到民间确实是在扎扎实实的推进节能减排事业,也早在几十年前就开始对限排背景下的技术研发和产业结构调整进行谋篇布局。《巴黎协定》达成之后,本准备大展拳脚的日本产业界却遭到了特朗普政权的当头棒喝,愤懑之情可想而知。

发达国家当前人均碳排放量位于各国前列,又在自身的发展历程中大量排放过温室气体,同时又掌握先进的清洁能源技术,拥有雄厚的经济实力,理应在应对气候变化方面展现更加积极的姿态。这不光是对人类的未来负责,更是一种对自身曾经犯下错误的救赎。

图10. 世界主要国家的二氧化碳排放总量和人均排放量,注意到美国的人均排放量远远超过其它发达国家,而中国的人均排放量已经相当接近发达国家的水平了,节能减排迫在眉睫(来源:网络)

十年之前,关于碳排放是不是地球变暖的主因尚存争议,各种阴谋论至今甚嚣尘上。发达国家借限制排放之名行遏制发展中国家产业发展之实的说法就是其中比较有代表性的一种,与之类似的,还有欧洲主谋论,美国主谋论等等。

然而,太多的观测事实和研究成果却不容置喙的展示了一幅地球正在加速升温,生态系统危机四伏的紧迫图景。即便退一万步讲,近两百年以来的地球升温仅仅是几十亿年地质时期中惯常的气候变动,减少碳排放也能尽量缓解这一过程带给人类和生态系统的影响。

先是退出十几个国家共同签署的TPP协议,然后又退出将近两百个国家在联合国公约框架下的气候协议,实在令人瞠目。剥开公平正义的画皮,露出的却是虚伪自私的本心,美国又将如何向盟友乃至全世界展现自己的领导力?果真只能如同日本网民所说,像动漫《哆啦A梦》中的恶霸胖虎一般用拳头让别人屈从么?为了眼前的些微利益置大义于不顾,连日本这样的铁杆盟友都大呼愤怒,所谓再领导全球一百年的口号搞不好真会闹出历史笑话。

图11. 《蜘蛛侠》海报及剧情截图,能力越大,责任越大,这句话当年不知道让多少观众热血沸腾,如今看来实在不胜唏嘘(来源:网络)

美式好莱坞大片,总是向我们传递一种美国拯救地球的价值导向。漫威旗下著名的超级英雄电影《蜘蛛侠》中的一句经典台词:“能力越大,责任越大”可以说是这种美式英雄主义情结的绝佳注脚。诚然,《巴黎协定》后,美国传统能源工业就业岗位流失等等短期现实利益受损不可避免,可哪个国家又能在全体人类共同面对的危机面前独善其身呢?

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