观点|刘汉如:以吉利商用车集团首席科学家身份全新审视新能源汽车发展
2021年6月26日,在南京举行的2021全球智慧出行大会暨中国汽车产业低碳发展高层论坛上,刚刚辞任汉马科技集团总经理的刘汉如首次以吉利商用车集团首席科学家的身份公开发表演讲,以“引领技术变革,创新商业模式,促进新能源车事业大发展”为题,阐述了商用车面临的减排形势、新能源汽车面临的困境、甲醇汽车具有的突出优势,以及吉利商用车在新能源和清洁能源领域的创新和示范效应,以求实的精神和全新的视觉审视新能源汽车行业发展路径。
▲2021年6月26日, 2021全球智慧出行大会暨中国汽车产业低碳发展高层论坛现场
▲刘汉如首次以吉利商用车集团首席科学家的身份发表演讲
█ 商用车是汽车行业实现“双碳”目标的重中之重
刘汉如表示,随着2020年“双碳”目标的提出,道路交通领域面临着较大的减碳压力。在我国,重型货车保有量虽只占机动车的2.04%,但其NOx排放却占到了机动车排放的61.84%,占移动源排放的34.56%。
生态环境部的《中国移动源环境管理年报(2020)》显示:柴油车的NOx排放量超过汽车排放总量的80%,颗粒物排放量超过90%。
中国汽车工程学会名誉理事长付于武日前在接受采访时表示,作为生产资料的商用车是节能减排、低碳经济的重点:“一辆商用车碳排放是乘用车的20倍,它注定是节能减排的重点,在我国汽车产业完成双碳目标的征途中,商用车是完成突破的重中之重。
因此,无论是地方政府还是相关企业,都非常重视商用车的碳排放,都在探索解决方案。
█ 新能源汽车面临的困境仍待破解
刘汉如说,今天的新能源汽车市场,电动汽车占据了绝大部分份额。但人类花了一百多年的研究,电池的能量密度并没有得到革命性的根本提升,只从90提高到大概 260 kWh/m3;而作为汽车燃料的热值:汽油是10300、柴油是10200、乙醇是6401、甲醇是4756 kCal/kg,天然气是7700~9310 kCal/m3。(此处数据,系根据GB/T 2589-2020《综合能耗计算通则》中的平均低位发热量予以校正,笔者注。)
还有一个问题,中国 67%的电是靠煤炭来发,如果能源结构不改变的话,那电动汽车也会增加碳排放,而不是减少碳排放。此外,电池的回收技术还有待突破。当(2020年底至2021年3月)钴、锂的价格大约翻了1倍的时候,全世界没有一家企业说,它们可以靠回收电池里的钴和锂赚钱的。还有,据悉我国已建成公共充电桩的利用率只有4%左右,其中建桩最多的北京、上海的利用率仅1.5%左右,原因在于公共充电设施场地难寻、地价较贵、距离大部分居民区较远;而居民区建设更多充电桩也遇到场地问题。
有人会说氢能汽车有优势。但氢能尚未大规模产业化,其制、储、运、用等方面还存在较多技术难题。目前,我们看到的所有氢燃料电池(汽车)里边的储氢罐,都是 350或700个大气压(35或70 MPa,笔者注);而实现高压的同时有一个问题,氢气是世界元素周期表中最小的分子,也就意味着是最容易泄露的分子;而且,燃料电池汽车还处于试运行阶段,且整车价格和运行成本高昂,距离产业化推广仍有较长的路要探索;同时氢气产业链的碳排放也需彻底摸清楚。
▲刘汉如认为,发展新能源汽车不能只盯着纯电动和氢气
█ 煤制甲醇可减轻石油对外依赖,使用甲醇对实现“双碳”目标意义重大
刘汉如说,甲醇对改善我国能源结构和国家能源安全具有重要意义。中国是一个富煤、缺油、少气的国家,而且资源分布极不均匀。据统计,到2020年底,我国原油进口依赖度已达73%,天然气进口依赖度也在 40%以上。目前生产甲醇的主要原料是煤炭和天然气,而我国是煤炭资源大国,煤制甲醇用于燃料是对煤炭使用的革命,有利于减轻石油对外依存度高企的压力。
同时,甲醇是一种低碳清洁燃料,对实现“双碳”目标意义重大。甲醇仅含一个碳原子,柴油含10~22个碳原子。权威机构检测甲醇汽车污染排放全面优于柴油车,其中CO、NMHC(非甲烷碳氢)、NOx为排放限值的1/2,尤其PM仅为法规限值的1/7。甲醇与天然气同属低碳清洁燃料,非常适合替代汽、柴油成为车用燃料。
生产甲醇的原料十分丰富,除煤炭外,还有焦炉气、煤层气、天然气、生物质,以及CO2;特别是近期即将在河南安阳投产的利用煤化工尾气的CO2和H2合成甲醇项目,在大幅降低碳排放的同时,将低纯度H2液态化来解决其难储运加注的问题。
刘汉如举例说,吉利控股集团董事长李书福在5年前收购了冰岛的一个通过收集CO2制备甲醇的技术,现正在国内推广应用中。收集工业生产过程的CO2以及副产H2,将其提纯后制备甲醇,这是一条减少碳排放的新路子。李灿院士曾指出:CO2和H2反应生成甲醇,可以把氢的能量基本完全转移到甲醇中,不会造成热力学上的能量损失,是一个非常好的储能方式。放眼未来10~20年后,如果捕捉CO2的技术得到重大突破,并使该技术生产的甲醇具有市场竞争力,那么甲醇燃料就将成为国家实现“碳中和”目标的一个有力支撑。
经过长期发展,我国甲醇具有世界产能产量消费量最大(超过全球1/2)、制取方便、生产技术成熟且储运方便(常温常压下的液体燃料)等特点。而且,一般加油站地底下有 6 个罐,前10年可以改成 1 个甲醇罐+5 个燃油罐;再过10年,可以进一步改成 2 个甲醇罐+4 个燃油汽油罐,这样就无需花多少万亿元另建充电桩和加氢站了。
█ 相比燃料电池,甲醇在商用车领域有更大发展潜力;我国甲醇内燃机世界领先
刘汉如说,业内有一种观点认为,移动机械节能减排的重点将向商用车转移,而燃料电池比较有价值的应用场景也在商用车领域。
然而,对于燃料电池汽车发展,刘汉如指出:目前市场上试运行的燃料电池基本都是PEMFC(质子交换膜燃料电池),其对H2的纯度要求极高,这样就要求必须进行专门的氢气制备、运输和加注等基础设施建设,从而导致H2本身和车载储氢装置的成本高昂,抑制了燃料电池技术路线在汽车上的推广应用。然而甲醇,作为目前发现的氢气的最好载体,为车载制氢等提供了燃料基础;也因此产生了相关技术路线,如:直接甲醇燃料电池、基于甲醇重整的燃料电池和基于甲醇裂解的高温燃料电池,等。
另外,甲醇用于内燃机的关键技术已经攻克。甲醇作为燃料应用到内燃机上,因其有极性大和汽化潜热高这2个明显区别于其它燃料的理化特征,带来了内燃机的腐蚀磨损和低温冷启动困难这2大技术挑战,进而对耐久性和热效率产生影响。但可喜的是,经过10几年的技术攻关,我国甲醇内燃机取得重要进展和突破,并处于世界领先水平。其中,吉利从2005年开始做甲醇汽车,现保有量已达6万辆!是汽车行业应用甲醇的主要践行者。
▲吉利商用车2019年发布全球首款远程M100甲醇重卡,成为当时唯一获得工信部甲醇重卡产品公告的企业
█ 吉利商用车在新能源和清洁能源领域的创新发展和示范效应
刘汉如说,吉利商用车是国内第一家专注新能源商用车的企业,2016年10月26日正式发布了新能源商用车领域的全新品牌——远程汽车。聚焦“绿色、智能”技术路线,以研发为先导,商业模式为基础,精准定义用户场景为市场突破,向智慧绿色运力科技综合服务商转型,让远程汽车走出了一条创新发展之路。创立6年来,吉利商用车依托吉利控股集团中央研究院强大的技术底蕴,建立了专注于商用车新能源和智能化技术开发的杭州研发中心,形成了以纯电和增程式动力系统为核心的城市商用车体系、以甲醇M100清洁能源和充换电技术为核心的公路商用车体系2大产品技术路线。
在动力系统方面,远程汽车坚持多元化动力发展,积累了包括纯电动(含换电)、增程混动、氢燃料、甲醇等动力技术能力。其中,通过发展换电技术,可解决纯电动商用车的里程焦虑和充电难题;通过发展增程式技术,可为用户提供全新的智慧绿色出行体验和更底的使用成本;通过采用清洁能源甲醇,相比汽、柴油,可以获得更高的辛烷值和燃烧效率,较好的经济性和较低的颗粒物、NOx排放。吉利商用车2019年发布了全球首款远程M100甲醇重卡,并成为当时唯一获得我国工信部甲醇重卡产品公告的企业。
目前,吉利商用车已布局形成了四川南充、江西上饶、山东淄博、山西晋中、安徽马鞍山、浙江湖州6大制造基地。以上饶基地为例,它是吉利新能源商用车板块内总体设计水平最高、投资规模最大的生产基地,也是国际先进、国内领先的以数字化和智能化为核心的资源节约型、环境友好型智慧工厂。
目前远程汽车品牌正加速向智慧绿色运力科技综合服务商转型,即:以新一代新能源智能化商用车为核心,在充换电运维体系、智能车联网协同体系与金融体系的支持下,形成绿色运力运营体系。在此基础上,吉利商用车还相继投资控股和成立了绿色慧联、万物友好、阳光铭岛等市场生态与服务运行的平台公司。通过进行最大化的资源整合,不断发挥协同效应,形成全产业链、全价值链的全面连接,构建全资源链的产业生态。
刘汉如最后表示,发展新能源和新能源商用车,不要一味地赶所谓的国际潮流,而要结合国情;也不要仅仅盯着纯电驱动和氢能,而要多方探索实践,寻求和创造更好更适合的产品和商业运营模式。
▲吉利商用车目前拥有以纯电和增程式动力系统为核心的城市商用车体系和以甲醇M100清洁能源和充/换电技术为核心的公路商用车体系,基本涵盖全系列新能源商用车产品
◎短评:刘汉如背负吉利商用车集团科技发展厚望
据资料,刘汉如,1966年10月出生,1988年大学毕业后被分配到马鞍山市建筑材料机械厂(汉马科技集团前身)工作,1994年便成为了厂长。
20几年来,在刘汉如的带领下,企业从一个不知名的小厂逐步发展成为一家著名的大型汽车集团,产品从星马专用汽车(包括多系列)拓展到华菱重卡(包括全产业链),再拓展到华菱新能源重卡(包括多系列),走出了一条持续创新和自主顽强发展的道路,成为中国重要的重型卡车、重型专用汽车、关键零部件和新能源商用车制造基地,形成了传统重卡和新能源重卡并行发展的格局,赢得了行业尊重和理解,这在行业并不多见。虽然华菱重卡没有达到市场前列和预期,但星马工程专用汽车一直名扬四海和位居市场前列,华菱重卡和汉马动力早已扬名海内外、成为知名产品,而且华菱开发了世界首款换电牵引车、开创了电动重卡得以持续发展的运营模式,近年华菱电动重卡保持市场第一。2020年10月,通过加盟吉利新能源商用车集团,汉马科技集团获得赋能;未来,与吉利商用车相互协同协作,相信可以发展得越来越好。
刘汉如,一直懂技术也懂销售,关键事情事必躬亲,所以从专用汽车到重卡及其全产业链再到新能源,汉马科技都能做到行业技术引领。但在日趋激烈的竞争环境下,刘总需要有所取舍。所以,在吉利商用车集团成为汉马科技集团控股公司后,刘汉如被委任在吉利商用车集团层面从事管理工作并被赋予“首席科学家”的身份,不仅是他能力担当,也是他背负新的厚望。
▲汉马科技集团展示3个系列的纯电动重卡:半挂牵引车、自卸汽车、混凝土搅拌车