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赵福全对话李骏:无法忽视的低碳危机

2015年04月23日 16:30:52
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来源:凤凰网汽车 作者:综合报道

凤凰汽车讯 有一群有识之士,他们为了中国汽车产业做大做强,在奋斗、在追求、在忘我。转眼,《赵福全研究院》已经第三季了,我们依然向往促膝长谈,依然在寻找对话的魅力,正如它的初衷“打造汽车界的老友记”一样。因为,这是一个喜欢听故事的时代,这是一群会讲故事的人。第三季《赵福全研究院》力邀一汽技术中心主任、长春汽车研究所所长、中国工程院院士李骏、中国汽车报社社长李庆文、国家信息中心信息资源开发部主任徐长明做客凤凰汽车展台,与赵福全院长一道指点江山,把脉行业。以下是赵福全院长对话一汽集团技术中心主任、中国工程院院士李骏先生的对话实录。

赵福全:凤凰汽车的各位网友,下午好!欢迎大家来到上海车展凤凰汽车《赵福全研究院》高端访谈栏目。首先,我们非常荣幸地请到了中国工程院李骏院士参加今天下午的访谈。李院士,请和网友们打个招呼。

李骏:各位网友好,我是李骏,来自中国工程院和中国一汽。

赵福全:李院士,当前汽车产业进入了一个非常纠结的时代。2020年百公里5升的第四阶段油耗限值标准即将实施,同时二氧化碳排放和PM2.5的控制也将不断加严,此外还有交通拥堵问题,都对汽车产业构成了巨大挑战。这其中一个很重要的话题就是碳排放。实际上碳排放不仅关系到中国汽车产业的可持续发展和国计民生,也关系到未来中国作为一个大国在世界上的政治地位和话语权。同时,由于碳排放与化石燃料直接相关,所以又涉及到油耗的问题。请和网友谈谈您对碳排放的理解和认识?碳排放和降油耗之间又是什么关系?

李骏:首先前面你谈到了对中国汽车产业总体形势的判断。确实如此,现在中国汽车产业处于非常挑战的时期。在我看来,挑战主要来自于四个方面:低碳化、信息化、智能化和高品质。而我今天主要想谈的就是低碳化。

刚才也说到低碳化和降油耗是有关系的,那么两者又有什么不同呢?我认为主要有两个方面的区别:一个是环境方面,另一个是产品方面。

低碳化不仅是能耗问题,更是一个环境问题,也可以说是一个综合性的社会问题;而降油耗就是能耗问题,最多就是从油箱到车轮的过程。大家都知道二氧化碳是温室气体,会对我们所处的环境造成极大的危害。全球都在努力控制二氧化碳排放,确保地球升温在两度之内,否则将会导致海平面大幅上升,很多国家届时就要被淹没了。

因此,全世界都非常关注碳排放问题,现在各国已经达成了《联合国气候变化框架公约》、《京都议定书》等约定,2014年9月召开了联合国纽约气候峰会,2015年还将召开巴黎气候峰会。中国政府也在国际上承担了相应的减排义务。

从全球汽车法规来看,碳排放的约束分为三种:一种是像中国这样,定义了百公里的油耗限值。目前我们执行的是第三阶段标准,即百公里6.9升油;明年即将实施第四阶段标准,也就是百公里5升油。另一种是欧洲标准,以每公里的碳排放克数来定义。之前一个阶段的法规要求是每公里低于120克碳,预计到今年就可以达到了。目前出台了下一个阶段的碳排放标准,要求平均每公里不超过95克碳,原定在2020年,现在推迟到2021年实现。第三种是美国,我认为也是要求最严密的国家。美国控制的是温室气体,除了考虑二氧化碳对温室效应的影响外,还包含了汽车的其它排放物,比如说碳氢排放物。

第二个很大的差别是单一的产品使用过程和产品全生命周期之间的差别。油耗指的就是一辆车所消耗的燃料,只聚焦于汽车使用环节;而二氧化碳排放则与企业的全价值链和业务链相关,从产品开始定义、研发,到生产、销售与服务,再到二手车,甚至之后的回收再利用,这一系列环节都产生碳排放。例如报废车辆的钢铁经过了回收,再由另外一辆车使用,这个过程中产生的二氧化碳,在油耗法规里是没有考虑和体现的。

所以,二氧化碳排放不只是油箱到车轮的问题,也包括了油井到油箱、再到车轮的全过程,就是我们所说的well to wheel,这是一个远为宽泛的指标。实际上,一个国家用什么样的指标来规范和要求经济行为和社会行为,所产生的影响是完全不同的。因此我认为,中国应该采取更加系统和严密的措施来控制碳排放。

赵福全:李院士的这一番话阐明了油耗和碳排放之间最大的区别,碳排放是从整个生命周期来考察节能减排的效果,而油耗更多地只是从使用阶段来考察节能,这其中有质的区别。

实际上,我知道您多次在不同场合呼吁,中国一定要高度关注碳排放,而不只是注重油耗,否则国家未来的竞争力将会受到很大的影响,有些朋友为此称您为“低碳院士”,这也是为什么今天请您来就碳排放这个话题进行交流的原因。我认为这也是企业领导和行业院士在关注点上的差别。基本上企业领导更关心如何实现百公里5升油耗,以满足国家法规,确保产品竞争力;而行业院士给我们讲的则是国家要如何进入低碳社会,各个环节要如何为低碳目标服务,这是完全不同的战略高度。

那么由此又衍生出一个新的话题,业内业外都有很多人士在讲,碳排放源于美国,欧洲在这方面也已经做了很多的工作,欧美发达国家都有较好的基础;而现在中国加强控制碳排放,更多的将是面临巨大的挑战。例如习近平总书记和奥巴马总统在此前的会面中已经达成了中美减排协议,中国承诺到2030年左右碳排放达到峰值,也就是说,这之后我们的碳排放就不能再增长了,这个压力是非常大的。也因此甚至有观点认为,这是发达国家变相限制发展中国家经济发展所使用的政治武器。您怎么看待这样的观点?我们又应该从哪些方面着手来应对碳排放的巨大压力呢?

李骏:我的看法是这样的,从全球视角来看,中国目前已经成为碳排放量最大的国家,碳排放量相当于美国和欧洲的总和,这是一个基本事实,因此中国碳排放问题倍受全球关注也很正常。同时,我认为发达国家也确实希望以碳排放约束中国政府制定新的环保规则,从而对中国经济的可持续发展、竞争力的不断提升产生很大的影响,这也是毫无疑问的。

所以我们必须清醒地意识到,在控制碳排放的同时,努力保证经济发展不受影响,这正是我们无法回避的历史使命。同时中国作为一个世界大国,也应该对我们赖以生存的地球承担相应的责任和义务。

另一方面,从刚才谈到的碳排放和油耗的区别可以看出,如果我们能建立起低碳化的运营模式,不仅能使产品在使用过程中节能减排,更能确保产品全生命周期和产业全价值链的节能减排。在这样的情况下,我们的社会最终是受益的,我们的产品以及我们的企业也都将是受益的。企业按照低碳化的目标,实现更精益地运营管理,以及低碳的产品设计、制造、销售、服务和回收再利用,就可以不断降低单位GDP的能源消耗和污染物排放。这对于企业来说也将是转型升级的绝佳发展机遇。

正因如此,我认为汽车产业应当从当前聚焦于控制车辆的油耗,向控制能源和环境的综合性产品指标去扩展,尤其是企业家和技术专家,都应该形成这样的理念和共识。实际上,中国汽车产业未来一定会更加开放,而且我们一定要“走出去”发展,因此控制碳排放是必须要做到的。从这个意义上讲,碳排放对于中国而言是挑战和机遇并存。

赵福全:碳排放对我们来说,短期内是一种压力,但是从长期看,如果我们能够变压力为动力,就可以增强整个国家制造业的能力。从产品全生命周期和产业全价值链的角度来思考和实施降低碳排放,这样中国制造业将来参与国际竞争时就会有更大的优势,这是非常重要的观点。

实际上正如您开始自我介绍的那样,您既是行业的院士,也是企业的CTO。下面这个问题就想听听您作为行业专家和企业技术领军人的解答。目前节能与新能源汽车是行业最为关注的焦点,那么您觉得节能汽车与新能源汽车这两者之间有什么区别?同时,从控制碳排放的角度思考,您认为应该如何做好节能与新能源汽车技术路线的选择?

李骏:这是一个非常好的问题。按照目前的定义,节能汽车主要是指传统的内燃机汽车,而新能源汽车包括纯电动车、插电式混合动力和燃料电池汽车。当然,我个人认为对于新能源汽车这并不是一个严格的定义,而只是相对于传统汽车动力源的一种区分界定。具体来说,传统的内燃机汽车使用的是油箱里的燃料,本质上属于化石能源;而新能源汽车主要使用的是电池等储能装置里的电能,而电能可能获取自不同的能源方式,比如煤、水能、风能、太阳能、核能等。因此,相对于使用化石能源的传统内燃机汽车,新能源汽车使用的是一种新的能源,从而意味着汽车动力的一场革命。相应的,节能主要靠挖掘传统内燃机的潜力,而新能源则是要实现汽车的电动化,或者说汽车动力系统的电动化,它们的区别就在于此。

至于从碳排放的角度来比较节能和新能源汽车的优劣,我想可以用一组数据来说明。首先大家要清楚,生产电能也是有碳排放的,因此有高碳电和低碳电之分。而我们国家当前主要以煤电为主,是典型的高碳电,每千瓦时电能需要排放752克二氧化碳。而如果是低碳电,即如能大幅降低煤电比例,可以达到每千瓦时电能只排放268克二氧化碳,差别非常大。

赵福全:也就是说从碳排放的角度看,低碳电将更环保。

李骏:国际上有一个国际电网平均碳排放标准,标准数值是每千瓦时558克二氧化碳,排放的二氧化碳在558克之上的是高碳电,在558克之下的是低碳电。

赵福全:那么我们目前高于界限标准值约35%?

李骏:是的,就是这样的状态。我们对此进行过测算,如果我们使用插电式混合动力汽车,在纯电行驶里程为50公里的情况下,按照中国现在的高碳电状态,每公里折算下来就要排放二氧化碳116克。而如果用中国的高碳电驱动纯电动车,则是每公里120克二氧化碳。可以看到,如果不改变我国的电能结构,比如大力发展风能、太阳能、核能等低碳电,即使大量甚至全部普及了纯电动汽车,也仅仅是实现了油箱(或者更准确的说是电池)到车轮的低碳,但是从油井(也就是发电)到车轮的整个过程,仍然是高碳的。用二氧化碳来衡量我们的工业和生活方式,确实是一种完全不同的思路。

相比之下,按照欧洲的电能情况,插电式混合动力每公里的碳排放为99克,而纯电动车则可以达到89克。这个数字意味着什么?到2021年,欧洲准备实施的标准也就是每公里95克二氧化碳。也就是说,按照欧洲目前的电能结构,使用插电式混合动力或者纯电动就能够满足未来的碳排放要求;而中国即使全面推广插电式和纯电动,也还是不能达标。

赵福全:这也是很重要的一点,希望大家都能理解,如果电能本身来源于碳排放很高的发电方式,那么即使采用了电动车,从全生命周期的角度来看,碳排放也并不低,仍然难以兑现中国对国际的碳排放承诺,这是目前中国汽车产业面临的极其严峻的技术挑战。尽管发展新能源汽车看起来马上就能“绿色”了,但实际上这只是表面的“绿色”,并不一定能真正减碳。

另外,无论是节能汽车还是新能源汽车,都还有很大一部分共性技术跟动力源本身并没有直接关系,如轻量化、减少摩擦等。这些技术在节能减排中的重要性如何,又能否同时实现降低碳排放?请您给大家介绍一下。

李骏:这部分技术非常重要。目前国家制定的油耗限值法规,只是一个中立性的指标约束,并没有技术指向,但是我们的企业把大部分力量都放到汽车动力技术上了,而在欧洲、北美并非如此。对于一辆车的油耗达标,在欧美50%要靠整车的贡献,包括降风阻、减少摩擦损失和轻量化等等,其余的50%才是动力总成优化的贡献。而我们国家目前差不多70%要靠动力,其余30%才是整车共性技术的贡献。这也恰恰反证了,我们在整车共性低碳化技术方面做得还很不到位。以一组数据说明,目前我国整车的整备质量普遍比国外同级别的车型重15%-20%,甚至更高。而假如一辆车维持在同级别上减重100公斤,平均每百公里就可以节约0.55升油,这是一个非常可观的数据。

赵福全:按照百公里5升油来计算,这都已经超过10%的油耗了。

李骏:0.55升油指的是车辆出厂时按照标准循环工况测试得到的数据,在车辆实际使用中节省的油耗可能更高。我们知道汽车行驶时有四大阻力,路面的滚动阻力、上坡时的坡度阻力、加速阻力以及空气阻力,而前三种阻力都与车重相关。数据表明,如果车辆在城市行驶,前三种阻力占到92%;如果车辆在乡村行驶,前三种阻力占到55%;如果在高速公路上行驶,风阻就是主要部分了,但前三种阻力也占到30%。实际上,我们的车辆又有多少时间是在高速公路上以120公里的速度行驶呢?在车辆的使用周期内,这种工况可能并不多,尤其是大多数在城市里的车辆,主要就是在城市工况下使用,此时车辆自重就对90%以上的行驶阻力产生负作用。可见,轻量化技术是非常重要的。

另外,对于空气阻力即风阻,除速度外,主要有两个影响因素,一个是车辆的正面面积,另一个是车辆的风阻系数。当前,我国汽车市场上SUV和MPV的热度空前,一些轿车在造型上也追求SUV的风格,大大增加了车辆的正面面积和风阻系数,导致风阻很大,这一点在自主品牌的产品上更为明显。根据统计数据,目前我国自主品牌的车型通常风阻系数在0.35%左右,而国外品牌的车型平均只有约0.2%。

赵福全:据我所知,一些MPV车型的风阻系数甚至达到0.4%左右。

李骏:是的,从这个角度来说我认为我国油耗法规应该借鉴美国标准,以“脚印”也就是车辆的正投影替代重量作为评价基准。目前在我国油耗限值标准中,横轴是重量,纵轴是油耗限值,没有控制投影面积,更不控制车辆体积,同时也不控制发动机的排量大小。而美国的法规有三大维度,其一是发动机的排量,其二是“脚印”,其三是车辆所占空间。无论重量高低,这三项指标中有任何一个超标,这款车都可能是高耗油的车型。

除了轻量化以外,其它共性的基础技术也不容忽视,比如刹车钳技术。我们的刹车钳由于间隙和质量往往控制得不是很好,刹车时大多数时间里都处于“弱制动”状态。这种情况下制会产生很大的阻力,相应的油耗也很高。再如,我们整车装配的质量不佳,也造成车辆的滑行阻力大,滑行距离短,存在着油耗的浪费。总之,汽车油耗问题远不是节能那么简单,而是涉及到低碳化、信息化、智能化技术以及汽车品质等多方面的因素。也只有产品品质提高上来,汽车才有可能真正做到低碳化。

赵福全:我们的确必须从系统的角度来解决油耗,尤其是解决碳排放问题。碳排放表面上看是国家的事情,实际上也是企业的事情。因为国家层面,像习近平总书记和奥巴马总统做了中美减排承诺,中国是一定要兑现的,而兑现还是要靠企业层面来实现,最终体现为消费者实实在在能够买到及使用低碳产品。

与此同时,第四阶段5升油耗标准已经近在眼前。工信部刚刚公布了2014年车企的油耗数据,按照第三阶段6.9升的要求来看,目前还有多达1/3的企业没有达标,而到2015年年底6.9升是必须100%达标的。随后就要进入下一阶段,向2020年的5升油耗逐步迈进,这其中的挑战显然更大。也因此引起了诸多争议,有人认为5升油耗标准太高了,自主品牌无法达标;也有人认为国家执法不一定会非常严格,也许可以侥幸过关。那么您怎么看中国第四阶段的5升油耗限值标准?这一标准对于未来中国汽车节能减排与国际接轨是否具有战略意义?同时,企业又要如何应对相应的技术挑战和商业挑战呢?

李骏:我个人感觉5升油耗标准难度还是很大的,但无论对于国际还是国内、国家还是企业来说,又是非常必要的。

从国际角度看,百公里5升油耗折合成二氧化碳排放就是117克,与目前欧洲标准要求的120克大致相当。可这117克的标准是我们要到2020年实现的,而那时欧洲的标准已经是95克了。如果我们不向着这个方向努力,还是在百公里6.9升油,也就是168克碳左右徘徊,那和95克的欧洲标准就要相差70多克二氧化碳,这显然是不能接受的。因此,如果没有5升油耗法规,想在汽车技术方面追赶国际水平,几乎是不可能的。我这里还有一张图,可以看到全球各大车企都在节能方面展开竞赛,而对于领跑者来说,现在像丰田大众等,已经宣布到2018年就可以达到95克的指标了。

从我国自身情况来看,中国目前是严重的石油进口依赖国,2014年石油进口率高达59.6%。到2020年,我国原油的年消费量预计要达到5.5亿吨。如果按照三阶段油耗标准,这5.5亿吨原油中要有4亿吨被汽车消耗;如果按照四阶段油耗标准,消耗量大致是2.4亿吨左右,这对国家节油有非常大的作用。

再从企业方面来看,毫无疑问高效率是企业产品创新、技术发展的最大动力。这个动力一般来自于企业内部激励、国家压力和竞争对手压力,另外还有一方面很重要,就是消费者的需求。要知道油耗和排放不一样,消费者对于减排不见得愿意买单,但肯定是喜欢低油耗车型的。实际上企业核心竞争力的本质无非是满足客户需求、赢得市场竞争。如果2020年欧洲企业拿95克碳也就是油耗很低的汽车产品进入中国市场,而我们的产品油耗比对手高50%,还怎么可能赢得市场?

总结来看,关于目前四阶段油耗标准,我认为有五个难点:

第一,时间难。因为2016年就要开始实施了。一款车的产品开发周期是多长时间?大致42个月,如果动力总成是全新开发,也有可能需要60个月。也就是说,2016年投产的车型,应该是在60个月以前就按照新的标准去策划才行。目前在中国车企中,提前60个月就按照未来标准策划新产品的恐怕很少。所以我说时间是一个很大的问题。

赵福全:而现在开始开发的车型,要2019/2020年才可以投产。

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