全生命周期零碳排放更重要

1评论 2019-10-09 13:31:33 来源:中国保险报网 603022老妖不死!

  □渡边泉

  20世纪以来,随着工业化与技术的进步,交通也飞速发展,给社会带来巨大利好的同时,汽车产业也面临着能源安全、全球变暖、大气污染等各种课题,我们大家都非常熟悉。在这种大环境下,丰田公司在2015年公开了丰田环境挑战2050,为了达成可持续发展的社会,丰田公司提出了6项挑战目标,其中之一就是到2050年相比于2010年新车要减排二氧化碳90%。只是新车减排二氧化碳还不够,丰田环境挑战2050也提出了全生命周期二氧化碳零排放也是不可或缺的,我们需要考虑从生产到报废整个过程的二氧化碳排放,以及从油井到油箱的二氧化碳排放。

  近年来由于生活方式的改变,以及技术的创新,用户需求也是越来越多样化,社会和产业也发生了很大的变化,我们汽车行业当然也不例外。

  在这种变化中需要什么样的电动化动力总成并不是由环境法规以及汽车制造商来决定的,而是由用户和市场需求来决定。世界上有各种道路环境和课题,用户的期待也是各不相同,丰田公司认为在全球所有的地区,同时推出同一套动力总成系统来解决能源问题和环境问题并不是一个最好的方案。我们认为应该充分考虑车辆级别、地区特性以及用户的车辆使用方式,结合最新的系统和技术,为各个不同的地区提供最合适的动力总成方案。

  丰田公司在2017年12月发表了推广电动车的历程目标,计划在2030年电动车占比达到50%以上,这其中BEV和FCEV等零排放车型占比达到10%以上。今年进一步发表了要提前达成这一目标。在此我仍然想强调一点,即使是在电动化动力总成占比提高到这么高的程度的情况下,90%的车辆仍将搭载发动机,所以对于发动机来说,二氧化碳减排是理所当然必须要实现的,还有排放的日趋清洁化要求以及能够与EV相媲美的噪音要求,这都是发动机将来需要解决的问题。

  接下来介绍一下不同方案的电动化动力总成以及丰田公司在这方面做的工作。

  丰田公司结合最新的系统和技术,为不同的地区提供最合适的动力总成解决方案。丰田公司把混动技术定位为下一代环保车辆的核心技术持续进行开发,将把在混动技术开发过程中磨炼出来的电机、电池、控制器这些核心技术将来扩展到PHEV、BEV和FCEV上面。丰田公司采用的混动技术,如果加上外部充电功能,再加大电池,那么就是PHEV。如果从PHEV上取消发动机,把电池再加大之后就是BEV。更进一步,如果把混合动力的发动机换成燃料电池,那么它就是FCEV。我们认为把混动技术作为核心技术进行开发,这一战略可以灵活地应对能源多样化以及将来的动力总成多样化的需求。

  这是从全生命周期尝试对各种动力总成的二氧化碳排放进行比较,首先,从油箱到车轮的二氧化碳排放,BEV是0,PHEV和混动与传统内燃机汽车相比,二氧化碳排放水平很低;而从油井到油箱的二氧化碳排放,根据2030年中国有代表性的行驶距离和可再生能源占比来做的估算值来看,BEV和PHEV比混动具有更高的二氧化碳减排潜力;车辆制造方面,BEV和PHEV比混动也同样具有二氧化碳减排的潜力。

  在这其中发动机热效率有多大影响呢?如果发动机的热效率提高到50%,再进一步使用生物燃料等可再生能源,混动在整个生命周期是有可能实现比BEV和PHEV更低的二氧化碳排放的。想把热效率提高到50%的话,与石油公司的合作就非常重要了。总结而言通过这些技术创新,内燃机还将作为主要的动力源继续存在。

  在电动化动力总成方面目前还有两个比较大的课题。

  首先是充电功率与充电时间的关系,如果行驶500km的话,即使我们采用350kW的超级快充也需要20min以上,接近加油时间的10倍;第二个课题就是充电功率越大效率会越低,350kW的效率还不到70%,也就是说有30%的能量在充电过程中就会被舍弃掉了,这些课题毫无疑问都需要解决。以目前的技术来说,快充与其说用于乘用车日常的充电反倒不如用于电池容量比较大的商用车或者是一些特殊情况可能更合适。

  使用过的电池再利用我们也必须要考虑,丰田公司在回收电池二次利用方面做了很多工作,比如把回收的电池用于修理更换,或者为了充分利用可再生能源而用做储能电池。二次利用完了的电池可以作为原材料回收,可以用于一部分新电池的制造。

  然后是FCEV,作为电动化战略的一环,我们希望为用户提供长距离行驶时也能够实现零排放的解决方案,我们寄希望于燃料电池车MIRAI(未来)。而且今后我们也将加快燃料电池的开发,我们未来将把技术扩展到货运或者客运的商用车上。我们认为燃料电池技术可以在宽广的里程范围内提供各种零排放交通方案。

  如同开头我所说的,丰田公司认为一项技术只有被用户接受并且广泛使用之后才能真正为环境做贡献。近年来随着电池性能以及其他的一些相关技术的提高,BEV的使用方便性也在逐渐提高。BEV如果要取代内燃机汽车或者混动的话,还需要把成本降低到用户能够接受的程度,而且还需要跟整个社会体系进行协调。

  因此我认为BEV不是实现可持续发展交通的唯一解决方案,在一定的期限之内,我们还需要多元化的电动化动力总成。

  将来不仅动力总成的形式会随着时代变化,车辆的形式也会变化。我们认为安静、尾气排放为0的BEV和FCEV在这样的情景中与人们互相调和,构成将来一种理想的交通方式。

  另外我想介绍一下,为了实现二氧化碳零排放做的一些探讨。碳中和燃料是我们通过下一代发动机实现二氧化碳零排放和污染物零排放必须要考虑的一项技术,我们通过回收二氧化碳制造碳中和燃料,用于各种领域和产业,目前这方面的探索大家都在做。我们认为在不久的将来,在市场上是必须要有碳中和燃料的。

  最后是小结。为了实现碳中和,污染物零排放的社会,需要对碳中和燃料的制造、基础设施的建设,还有下一代动力总成的开发等等,需要对这些技术进行全方位的开发。丰田公司也将不断的推进这些开发工作,我们的目标是实现一个可持续发展的社会,和为了用户的笑脸,当然要实现一个这样的目标的话,单凭丰田公司一家也实现不了。在这里也希望跟行业内所有的同仁共同努力。

  (本文为丰田汽车动力总成技术企划部部长渡边泉在"2019(第七届)汽车与环境创新论坛"上的演讲,有删节)

责任编辑:Robot RF13015
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