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浅谈“双碳”目标下我国商用车的电动化(二)

2021-04-28

汽车维护与修理 2021年21期
关键词:双碳校车商用车

3 我国商用车电动化发展现状及趋势

3.1 商用车分类

我国汽车行业在相当长一段时期内,采用载客汽车、载货汽车和轿车的分类方式,为与国际主流汽车市场接轨,“商用车辆”的概念首次在《汽车和半挂车的术语和定义》(GB/T 3730.1—2001)中被提出,“商用车辆”指“在设计和技术特征上用于运送人员和货物的汽车,并且可以牵引挂车”。对商用车的分类标准,由于历史沿革因素,目前并不统一。现行标准包括《机动车辆及挂车分类》(GB/T 15089—2001)、《道路交通管理机动车类型》(GA 802—2019)、《汽车和挂车类型的术语和定义》(GB/T 3730.1—2001)、《专用汽车和专用挂车术语、代号和编制方法》(GB/T 17350—2009)等。中国汽车工业协会作为汽车行业的统计归口单位,主要依据GB/T 15089—2001对商用车分类,而公安部作为交通运输管理部门,则依据GA 802—2019作为商用车划分依据。不同行业组织则根据自身的需要和数据来源,选择相应的分类方式。但是由于商用车应用场景复杂,在消费终端,往往会根据车辆的使用场景再进行细分。而在对商用车电动化进行分析时,依据应用场景对商用车进行分类则更能够反映不同类型车型进行电动化转型的丰富可能性,为此这里且将商用车分为客车、货车、半挂牵引车和专用车4大类,然后再依据不同应用场景将客车和专用车进行细分(图3)。对以上4类应用场景的车型按车身长度、车重等参数进一步划分为轻型、中型、重型(表4)。由于专用车应用场景异常复杂,环卫车、城市物流车、冷藏车(又叫冷链车)等车类电动化需求迫切,作业车、专用运输车等结构特殊,因此对专用车的划分最为细致。基于图3对商用车的具体分类,图4展示了2020年度不同应用场景车类在整体新车销量中的占比情况,可以看出,货车、半挂牵引车和城市物流车是占比最大的3类车,合计约占商用车总销量的76%;专用车中除城市物流车和自卸车外,其他场景车类的市场份额较为平均。除此之外,因车辆大小不一,同一应用场景下的车型也存在较大的发展差异。例如,在卡车领域,目前轻卡的电动化发展较快,中重卡领域受制于技术等因素电动化进程存在较大限制。

图3 商用车分类

图4 不同场景新车销量占比情况(2020年)

表4 基于车身长度和车重的商用车细分说明

3.2 我国商用车电动化发展现状

在我国商用车领域,电动化是目前被普遍认可的低碳发展路径。此处提到的电动化情况是指针对某一类车,在某一年度内纯电动汽车、插电式混合动力汽车(含增程式汽车)和燃料电池汽车的销量之和占该类车全年新车总销量的比例。截至2019年,我国新能源汽车产销规模连续5年位列全球首位。中国汽车工业协会的数据显示,2020年我国新能源汽车销量为136.7万辆,仅次于欧洲市场。其中,新能源汽车产销仍以乘用车为主,2020年新能源商用车累计仅销售12.1万辆,仅占商用车总销量的2.4%。2017年以来,受补贴退坡等因素影响,新能源商用车在商用车整体市场中的比例连续下降(图5)。从类型上来看,纯电动汽车是新能源商用车的主要构成,新车销售占比逐年增高,插电式混合动力汽车销量连续下降,燃料电池汽车也仍处在示范运营时期,销量仅有千辆的规模。

图5 2015年-2020 年新能源商用车销量及市场占比

新能源商用车发展轨迹大致可分为起步期、培育期、成长期和成熟期(表5)。在前三个时期,公共领域是新能源商用车发展的主导力量,尤其是在城市客车领域。不过,除公共领域外,商用车主要以营利性运营为主,对成本敏感性很高,而现阶段新能源商用车一次性购置成本仍偏高,与同级别传统燃油商用车相比,尚未显现生命周期的成本优势。从市场发展来看,新能源商用车尚未进入成熟期,但在政策、行业环境、企业规划等方面,其重要性已得到充分体现,相信随着技术的成熟和成本的进一步下降,新能源商用车将能很快进入快速增长通道。现按照图3所示的应用场景的分类,将不同应用场景车类的低碳发展现状及趋势总结如下。

表5 新能源商用车发展期及特点

3.2.1 客车

(1)城市客车。城市客车,即公交车,是城市公共交通的重要组成部分。鉴于城市客车的特殊用途,轻型车辆占比较低,中型和大型车辆的市场份额分别超过40%和50%。受国家和地方政策驱动,城市客车的电动化程度在所有商用车辆中是最高的,新能源车型在城市客车新车市场的占比已经由2016年的81%增加至2020年的98%。其中,中型和大型城市客车的电动化趋势较为同步,轻型城市客车的电动化程度相对偏低,但从2018年起呈现快速上升趋势。在电动化车型选择上,轻型城市客车以纯电动车型为主,大型城市客车主要采用插电式混合动力。2017年以来,随着相关补贴不断下调,PHEV(Plug-in hybrid electric vehicle,插电式混合动力汽车)在城市客车中的占比下降迅速,但2020年比前几年有所回升,原因可能是城市中可用于建设充电桩的土地越来越紧张,某些城市(如北京)便倾向于选择PHEV。另外,由于纯电动城市客车的补贴也在不断下降,相比之下,PHEV在运营上可能更容易管理,因而销量有所回升。燃料电池汽车这两年也有了一定程度的发展,2020年在新能源城市客车新车销售中的占比达到了2%。

(2)校车。校车类别主要包括中小学和幼儿专用校车,校车中轻型车市场份额最高,近5年平均销量占比接近60%,其次为中型校车,占比超过30%,大型校车的市场份额相对较低。现阶段,校车新车市场中,汽、柴油驱动的传统校车仍占据绝对优势,除有少量天然气校车外,其他节能型及新能源车型在该市场尚未打开局面。新能源汽车在校车领域的遇冷与我国校车市场环境有很大关系。一是我国实际校车市场规模并不大,年销量约为1万辆~2万辆,因而国内主流客车企业对这一市场并不重视;二是校车在我国主要有政府主导、学校自备和政府补贴企业运营三种模式,三种模式下为校车买单的主体完全不同,对补贴的敏感度差别很大;三是鉴于校车使用的特殊性和专用性,其安全性问题备受关注,因此在新能源校车的设计上可能需要考虑的因素更多,致使企业迟迟没有行动;四是对于一般只用来接送学生上下学的校车,其使用率普遍较低,现阶段置换为新能源汽车的环境效益并不突出。当然,目前来看,客车整体市场并不景气,受国家相关政策的影响较大,企业更愿意将时间用在有政策支持的细分市场上。

(3)其他客车。客车中除城市客车和校车之外的其他车辆统一划分到其他客车领域,覆盖范围较广,主要使用场景包括通勤、旅游、城际班车等,但不包括用于专用用途的专用客车。从使用规律上看,这几类车型大多具有较为固定的行驶路线和使用频次。其中,轻型客车的市场份额最高,超过50%,中型和大型客车份额相当。新能源车辆在此类客车的新车销售中已经占据一定比例,但近几年渗透率持续下降,目前已不足10%。其中,大型客车的电动化进展最快,轻型客车进展最慢。由于此类客车主要是企业运营,因此对成本的敏感度较高。由于近几年补贴连续退坡,导致其购置成本增加,电动化率持续下降。

3.2.2 货车

这里将普通载货车、平板及仓栅式运输车、多用途载货车等统称为货车。按照这一划分,货车细分市场中,轻型货车的占比最高,超过70%,其次为重型货车,占比超过25%,中型货车的市场份额很低。在货车场景中,汽柴油、天然气和两用燃料是目前的主要燃料驱动形式,货车的电动化比例很低,不足1%。

3.2.3 半挂牵引车

半挂牵引车一般用于重型货物运输和周转,最大组合质量[最大组合质量是半挂牵引车在油耗测试中的衡量基准,其计算方法为最大组合质量=总质量-半挂鞍座质量+挂车质量(即准牵引质量)]普遍很高。以2020年的销量数据测算,最大组合质量在46 t~49 t的半挂牵引车占比高达92%,40 t~43 t的车型销量占比达到6%。截至目前为止,半挂牵引车领域仍以柴油和天然气车型为绝对主力,电动化车型的年销量仅约在百辆左右。

3.2.4 专用车

(1)环卫车。环卫车是指广义上用于城市环境服务的车辆,包括各类形式的垃圾车、扫路车、洒水车、抑尘车等。在此类车型中,重型车占比超过60%,中型车辆占比略高于轻型车。作为公共服务车辆,环卫车一直是电动化重点推动的领域。目前,环卫车的电动化程度并不高,不足5%,尤其是在重型环卫车领域,电动化程度更低。不过,环卫车一般是在普通货车的底盘上装载各类专项作业设备而成,其电动化受到货车电动化进程的影响较大。

(2)专用运输车。专用运输车主要包括两类,一类是用于特殊物品运输的车辆,如危险品运输车、畜禽运输车等,另一类是包含特殊构造或执行专用任务的车辆,如囚车、运钞车、保温车等。专用运输车主要以重型车为主,近5年平均占比接近80%,轻型车占比约为15%,中型车份额较低。汽、柴油和天然气车是专用运输车中最主要的两类。电动化方面,专用运输车也处于起步阶段,最近2年才有一些新能源车型的销售。2019年中型车里燃料电池汽车销量超过700辆,这说明专用运输车领域的电动化仍未成规模,电动专用运输车很难通过产品自身去占领市场。

(3)冷藏车。冷藏车实际上是专用运输车的一种,近几年随着城镇化进程的加速,人们对新鲜水产、速冻食品、奶制品及医药冷链等需求不断增加,冷链配送正在成为城市物流配送的重要一环,冷藏车的市场需求也在逐步扩大。数据显示,截至2020年底,我国冷藏车保有量已经达到27.5万辆,年销量也呈现快速增长态势。从细分市场来看,4.5 t以下的轻型车是冷藏车的主要构成,近5年新车销量平均占比达到70%,其次是重型冷藏车,占比约为25%,中型车市场份额较小。从功能上看,重型冷藏车主要负责省际干线物流运输,而轻型车则主要负责城市区域配送,销量与市场需求趋势吻合。冷藏车作为城市物流的重要一环,电动化发展也不可忽视。冷藏车目前整体的电动化率不高,近2年仅为1%左右,电动化车型销售集中在中轻型车领域,重型车目前还没有电动化车型销售。从销量数据看,电动冷藏车的销售受市场、技术等多重因素的影响,销量情况波动很大。

(4)作业车。作业车其实也是专用运输车中的一类,指在汽车上安装各种特殊设备从而进行特定作业的汽车。其实,环卫车也属于作业车,不过由于环卫车总量较大且负担市容环境作业工作,因而将其单独列出。其他作业车包括消防车、电视车、救险车、高空作业车等,种类十分繁多。在作业车中,以轻型和重型车辆为主,中型车辆占比近年来持续下降,目前约为10%。作业车目前也主要以传统燃油汽车为主,电动化比例较低,且主要以轻型车的电动化为主,重型车的新车销售中几乎没有电动车。

(5)自卸车。根据《专用汽车和专用挂车术语、代号和编制方法》(GB/T 17350—2009),专用自卸运输汽车和专用自卸作业汽车均属于专用汽车范畴,因此除部分用于垃圾处理的自卸式垃圾车被划分到环卫车类别外,其他符合自卸车定义的车辆均被划分到这一类别。从细分市场来看,自卸车主要以轻型车和重型车为主,重型自卸车占比很小,近几年重型自卸车的占比在不断增加。从使用上来看,轻型自卸车主要为农用和城建工程用车,非公路自卸车(主要在矿山、工地使用)和公路重载自卸对装载能力的要求很高,是重型自卸车的主要使用场景。自卸车的电动化进展相对较慢,目前政策较为利好的应用场景主要为矿山用车和渣土车。销售数据显示,自2016年以来,仅2019年电动自卸汽车销量出现一个小高峰,其中大部分均在深圳销售上牌,这主要得益于深圳市在2018年出台了针对纯电动泥头车超额减排的奖励政策,单车奖励标准上限为80万元/车,具有很大的引导性。不过,按照深圳的奖励方案,80万元/车的资金奖励在2019年12月31号之后取得营运资格的车辆不能获得,使得2020年深圳的纯电动泥头车应用明显放缓,这一年度电动自卸车销量又回落至几百辆。

(6)城市物流车。这里城市物流车是按照国标《城市物流配送汽车选型技术要求》(GB/T 29912—2013)来进行分类的,定义为“在城市市区内从事货物运输(包括快件接送)服务的厢式货车和封闭式货车”。从细分市场来看,4.5 t以下的轻型物流车是这一类别的主流车型,近5年新车销量平均占比达到86%,其次是重型车,占比约为10%,中型车占比较低。在中央及地方性的汽车行业电动化指导文件中,城市物流车都是电动化发展的重要推动领域。销售数据显示,2017年~2018年城市物流车的电动化率超过10%,但近2年随着补贴退坡,电动化渗透率又滑落至5%左右。在细分市场中,中型物流车的新车电动化率最高,但其绝对销量并不高,轻型物流车中电动车年销量已经超过2万辆,不过由于基数较大,新车电动化率略低于中型车,重型物流车中电动车型仍较为稀缺。

3.3 我国商用车电动化发展趋势

从上述分析不难看出,不同类型的商用车电动化程度差异很大,该差异与不同场景新能源汽车的成本、技术、政策、运营使用等因素密切相关。具体来看,我国商用车电动化发展具有以下趋势。

(1)城市客车作为城市公共交通的主要方式,主要受政策驱动,加上补贴政策对这类车也有侧重,电动化驱动力最强,而且实际上城市客车新车市场已经基本实现电动化。

(2)校车使用场景特殊,使用强度不高,且过半数的校车为轻型客车,电动化的成本和难度均不太大,但截至目前校车的电动化程度非常低。如果相关部门对校车电动化提出相关政策并制定相关安全标准,校车电动化进程将能快速赶上。

(3)以企业通勤班车和城际客车为主的其他客车行驶路线基本固定,补电相对便利,电动化进程主要受成本因素制约。与中重型卡车相比,这类客车的电动车型已经有很多选择,且成本正在进入快速下降通道,电动化进程随时可能进入爆发增长期。

(4)环卫车属于市政车辆,受政策影响大,但环卫车多为组装车辆,种类较多,企业集中度不高,且对成本有一定的敏感性,电动化驱动力略低于城市客车,但高于其他车类。

(5)其他专用车辆,包括作业车、专用运输车、冷藏车、自卸车和城市物流车,也在一定程度上受到政策影响,但这类车往往由公司和私人掌控,电动化进程受成本影响较大,不过由于这类车主要在城市内运行和作业,便利的优惠通行政策是加速其电动化的重要驱动因素之一,属于未来电动化发展的重要方向。

(6)电动化整体驱动力最低的是货车和半挂牵引车。这两类车电动化成本高,且由于多数车辆需要长距离运行,对电动化的技术要求很高,目前的优惠政策力度难以覆盖成本差价。

4 我国商用车电动化发展情景分析

商用车车队碳排放受到多重因素影响,包括燃料消费结构、单车能耗水平及先进技术占比等。就现状而言,商用车电动化是普遍被认可的技术方向。

4.1 碳中和目标下的商用车碳减排进程定位

根据IPCC(Intergovernmental Panel on Climate Change,联合国政府间气候变化专门委员会)定义,碳中和指二氧化碳净零排放,具体则是指在规定时期内人为二氧化碳的移除在某个地区抵消了人为二氧化碳排放。碳达峰理论上是指二氧化碳排放达到峰值水平,然后经历平台期进入持续下降的过程,标志着碳排放与经济发展实现脱钩,达峰目标包括达峰年份和峰值。从总量上来看,我国温室气体排放增长呈放缓趋势,但仍未达到峰值水平。据统计,目前交通领域温室气体排放占全国终端碳排放的10%左右,而在航空、铁路、水路、道路等所有的交通运输方式中,道路交通碳排放占比最高,约占整个交通行业的75%。在道路交通部门中,商用车对温室气体排放的贡献又是最高的,2014年这一比例为77%。生态环境部公布的《中国移动源环境管理年报2020》数据显示,汽车是大气污染物排放的主要贡献者,其排放的一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化物和颗粒物四项主要污染物占比均超过90%。其中,道路运输占交通运输温室气体排放总量的84.1%。因此,商用车领域的碳达峰对实现国家层面的“双碳”目标具有重要价值和意义。

目前,商用车保有量仍处在增长通道,整体能耗下降缓慢,在现有的车队结构下快速实现商用车队的碳达峰难度极大。因此,要加快商用车的碳达峰进程,一方面要继续进行节能技术提升和产品结构优化,整体能耗必须实现更大幅度的下降;另一方面,则需要改善车队结构,不断提升纯电动等新能源汽车在商用车队中的比例。与此同时,若考虑燃料周期碳排放,还需要电力行业、制氢行业等领域不断降低碳强度。以美国加州的情况为例,B-55-18号行政命令提出加州全州要尽早实现碳中和,最迟不晚于2045年。该行政命令中还提到,“为实现这一目标,加州空气资源委员会应当与相关机构共同努力,确保未来规划中能够识别和推荐相关措施,以实现碳中和目标”。在这一背景下,美国加州空气资源委员会(CARB,California Air Resources Board)资助E3咨询公司开展的2045年加州全境实现碳中和的相关研究认为,2045年加州温室气体排放量在1990年基础上下降80%是实现碳中和目标的最低要求。在2020年E3咨询公司发布的报告版本中,针对交通领域也设置了三种情景,一种为“HDR情景”,即高度依赖二氧化碳脱除技术,这也是最保守的情景,保留了部分化石燃料使用场景;一种为“Zero-Carbon Energy”情景,到2030年道路交通行业全部转型使用BEV(Battery Electric Vehicle,纯电动汽车)和FCV(Fuel cell vehicles,燃料电池汽车);第三种则是介于前两者中间的折中情景。根据测算,即便在“HDR情景”下,到2045年交通领域碳排放较1990年水平下降至少80%,在另两种情景下降幅更大,分别约为87%和92%。商用车领域要实现碳中和目标,一要确保尽可能低的碳排放峰值水平,二要在达峰后能采取有效措施使碳排放快速下降。就目前形势来看,这一目标的主要实现路径仍是使用包括纯电动和氢燃料电池在内的零排放汽车替代传统燃油汽车。除此之外,从使用行为来看,大力发展智慧货运,提升商用车队运力,同时积极促进“公转铁、公转水”,也均能有效降低商用车及交通领域的整体碳排放水平。

4.2 美国加州《先进清洁卡车法规》对我国商用车电动化的启示

美国加州出台《先进清洁卡车法规》绝非偶然,在推进缓解交通对气候变化影响的政策及措施方面,加州一直走在世界前列,为我国商用车电动化提供了良好的经验和启示。

4.2.1 加州的经验与启示

(1)坚实的法律约束为基石。目前,加州是美国唯一一个拥有自主制定州级机动车排放标准权利的州。2002年7月,加州颁布众议院法令AB1493法案,要求CARB采取措施来限制非商用私人车辆的温室气体排放。2016年,加州颁布参议院法令SB32,明确提出了2030年加州温室气体排放在1990年基础上下降40%。而在施瓦辛格担任加州州长时期签署的行政命令S-3-05,提出了2050年温室气体排放在1990年基础上下降80%的目标。中长期温室气体减排目标的确定,是推进交通行业低碳化和电动化转型的主要助力。在轻型车领域,加州早在1990年就开始实施零排放汽车(ZEV)项目。ZEV政策为强制性法规,要求汽车制造商每年在加州市场上销售的汽车中零排放汽车需达到一定比例。根据最新信息估计,在ZEV框架下,至2025年加州轻型车新车销售中将有约8%的车辆为零排放汽车和插电式混合动力汽车。目前,除加州外,已经有其他11个州采取和实施ZEV政策,推动轻型车领域进一步低碳化转型。在加州,卡车保有量仅占所有车辆的7%,但贡献了50%的温室气体排放和超过95%的颗粒物排放。因此,卡车的低碳化和电动化转型将带来显著的环境和气候效益。《先进清洁卡车法规》的达标与合规机制与轻型车ZEV政策基本一致,在轻型车ZEV实施过程中获得的经验将可能被用于《先进清洁卡车法规》的实施过程。

(2)充分的市场和社会调研为基础。CARB从2016年11月就开始启动了先进清洁卡车项目的研究,至2020年6月正式通过法规,前后历时3年7个月时间。卡车电动化不仅牵涉车辆制造商,还需要引入基础设施建设方及电力供应方等。因此项目讨论之初,CARB便组织研讨会邀请相关公用设施企业和卡车协会,对重型车领域交通电动化面临的问题与障碍及可能的解决方案进行充分探讨。在政策制定过程中,CARB也定期以研讨会形式,对零排放卡车的经济性问题及充电和加氢等基础设施建设问题进行讨论,以更好服务于卡车的零排放转型。此外,CARB还对目前加州市场上可及的零排放卡车车型进行了系统梳理,这对《先进清洁卡车法规》实施的具体日期设定具有重要指导意义。截止目前,已经有超过100款零排放卡车和客车已经公布或进入市场,这是《先进清洁卡车法规》得以顺利推进的关键。

(3)详细和较为完善的法规设计是关键。加州在低碳交通法规设计方面具有丰富的经验,这也在《先进清洁卡车法规》的设计中得到较为充分的体现。首先,以“规定积分达标限额——零排放汽车积分交易——通过市场机制合规”为基本设计思路。该思路在轻型车ZEV积分交易机制中被应用且被证实有效,因此在《先进清洁卡车法规》中的应用也值得期待。其次,对需合规企业按照年均产量基数进行划分,同时明确了能够产生积分的先进清洁卡车类型,即ZEV和NZEV(国家零排放车辆)车型定义。这对企业进行定位和未来产品规划布局具有重要参考价值。第三,明确基于车型重量的划分依据及各车类的ZEV销售比例,并规定积分在各车类的流通原则。企业可根据自身产品布局做好预估,为先进清洁卡车产品的研发和生产留足时间。第四,明确积分合规、存储及结转和负积分抵偿机制,有利于企业清理合规机制,并在企业内部形成明确的分工和汇报机制。企业是《先进清洁卡车法规》的核心和主体,通过明确法规目标和具体实施措施,将使企业减少在法规研究上的投入,从而将更多精力投入到产品的研发、测试和推广中去,进一步加快推进先进清洁卡车应用进程。

(4)及时的政策进展公开与数据披露是保证。在《先进清洁卡车法规》的制定过程中,CARB先后举行了8次公开的工作组研讨会,就政策设计过程中遇到的问题与利益相关方进行反复讨论,以确保产业链各个环节的参与方提前了解法规设计和政策难点,从而合理规划并为政策的实施做好准备。此外,CARB还很重视行业和公众的意见反馈,在法规制订过程中,先后进行了两轮意见征求,并收到了大量反馈意见和建议,这些反馈均能在CARB网站上逐一进行查看。通过这些资料,行业人员和公众能够更深入了解法规制定规程及相关问题,可在一定程度上降低法规教育的难度。尽管《先进清洁卡车法规》尚未有实质性数据核算,但CARB在跟踪类似政策实施方面积累了丰富的经验。例如,在轻型车ZEV积分交易机制的实施过程中,CARB对各个企业的积分情况及每年的积分交易情况均进行汇总和公开,提升了法规实施过程的公开性、公正性和透明度,也利于其他研究人员进行政策追踪,并对未来的政策设计和制定提出针对性参考建议。

4.2.2 加州经验的中国引荐——开展我国商用车零排放管理试点

加州是美国汽车低碳和电动化政策的引领者,很多行动都超前于联邦政府,且美国其他州均无类似法规和政策。换而言之,从国家角度而言,加州的汽车低碳化和电动化行动是美国的“先行者”和“试点”,尽管这是自愿且不受联邦政府约束的。一旦这些政策在加州取得了良好的实施效果,联邦其他州也会加入并积极引荐落地。以轻型车ZEV积分机制为例,自1990年实施以来,ZEV积分机制历经6次修订,对加州零排放汽车的推广和应用起动了积极的推动作用,因此,ZEV机制得到了越来越多其他州的认可和加入。至今,包括加州在内的ZEV积分机制政策覆盖约30%的全美轻型车市场。与美国类似,我国幅员辽阔,且各省之间的发展差异较大。在以往的政策实施过程中,我国也倾向于选择试点区域进行小范围试水,在取得一定经验后,再在全国范围内推广。这一方面可以对政策的相关设计进行小范围检验和优化,另一方面通过选择最佳实践区域,也减少了对欠发达或尚未做足准备区域的压力和冲击。在考虑引荐加州的零排放卡车法规经验时,可以先行选择案例省市进行试点。《先进清洁卡车法规》实施的背后,还包含着对产业和环境产生的一系列影响,需要提前做好评估,并要求主管部门有强有力的决策和领导能力,以及较为厚实的经济实力做基础。短期内,大气污染防止重点区域、国家生态文明试验区等,可针对特殊车类(包括短途运输、港口、矿山等车辆)引入零排放卡车法规经验,并因地制宜地制定电动化目标。全面实现商用车电动化则需要地方政府具备上述条件和能力。即便在先行试点的情况下,加州《先进清洁卡车法规》的引荐和我国本地化落地仍需要反复评估。政策制定者需要对商用车电动化过程中可能遇到的问题进行深入挖掘和分析,并提前做好应对。

放眼全球,加州《先进清洁卡车法规》是目前针对商用车零排放转型领域的唯一且相对先进的量化政策。加州《先进清洁卡车法规》是针对制造商的强制性法规,在设定电动化比例目标时采用的是更适合于企业层面执行的车重等级分类,该分类常用在自上而下的法规政策设计中。除此以外,加州已经确定了不迟于2045年实现全州碳中和的目标,为保障这一目标的实现,加州在交通领域先后出台了多个行政命令。

在我国,随着“2030年前碳达峰和2060年前碳中和”目标的提出,商用车领域减碳形势也愈发严峻。目前,商用车领域的电动化率较低,技术亟待攻关,成本依然高昂,面临诸多阻碍。国家层面也未出台具体的电动化进程时间表,不同车类电动化现状及可行性高低不一。要实现“双碳”目标,商用车能够作出多少贡献,如何贡献,也需要反复考量。与加州相比,我国交通领域的“双碳”目标实现时间表仍处在论证阶段,可以借鉴的具体行动目标文件相对有限。表6对加州和我国在商用车低碳转型方面的愿景及相关政策进行了汇总,整体上看,加州方面为保障其所提出的气候目标制定了密集且明确的政策目标,而我国在这方面尚没有明确的目标。将加州的商用车电动化进程时间表“复制”到我国来会产生怎样的效果,这无疑会为中国商用车实现“双碳”目标提供重要的参考。结合现有政策目标分析,我国商用车整体实现零排放转型的时间节点相对于加州要推迟10年左右,这里所说的零排放转型是指新车销售完全是零排放车型。如果分摊到具体场景的车类中,还应分别考虑。例如:我国城市客车电动化比例已远远高于加州,则无需参照加州现有的政策目标。但是,包括重卡、牵引车在内的电动化驱动力较低的车类,在技术、成本上对比加州尚无优势,同时也缺少加州已有的强制政策目标,因此其电动化进程较加州可能推迟10年~15年。

表6 加州和我国在商用车低碳转型方面的愿景目标及对策

由于加州的零排放卡车目标已经公布至2035年,“加州政策参考情景”下的商用车零排放车型比例在2035年之前完全根据已有目标确定,2035年~2045年目标采用外推法确定;在我国并没有针对商用车的具体政策目标,“中国政策延续情景”中零排放商用车的发展规律为“2035年之前以技术突破为主,零排放推进速度较慢,此后以政策和市场推动为主,零排放汽车快速发展”,且认为混合动力技术在商用车领域的应用在2035年前后达到高点。

传统车能耗变化在2025、2030和2035年三个时间节点上,降幅数据参考《节能与新能源汽车技术路线图(2.0)》。另外,混合动力技术在新车车型上的应用比例不同,一般认为混合动力技术在长途货车、半挂牵引车上的应用前景最好,专用车次之,在客车上应用比例最低。由于加州并未对节能技术在重型车领域的应用做出规划或提出目标,那么按照技术的发展规律,预测未来也会有一定比例的混合动力汽车,但可能不是主流。我国以《节能与新能源汽车技术路线图(2.0)》对节能技术提出的2035年50%目标为参考,认为在货车和半挂牵引车上,混合动力技术在新车上的应用能够相对贴近这一数值,达到40%左右,在专用车新车上能够达到25%。根据我国商用车市场规模发展趋势,认为商用车年销量峰值水平将在2030年~2035年达到,峰值水平约为550万辆。我国商用车总销量在2020年已经达到历史高点513万辆,从过去10几年的商用车市场走势来看,社会经济中不断爆发的需求增长点及商用车技术与市场管理变化,都对商用车市场产生过较大的影响,这一假设在数值上并不算激进。

传统车能耗方面,在过去5年内,各类车的能耗下降幅度差异较大。实际上,在商用车单车油耗限值标准中,每类车又被划分为不同的质量段,其中,轻型商用车依据整备质量,重型商用车则依据最大设计总质量来划分。根据测算,在过去5年内,各类车每个质量段内的平均油耗基本都呈现快速下降趋势,这也是油耗限值标准不断加严的结果所致。但在某些车类中,整备质量或最大设计总质量的增加抵消了一部分单车能耗的下降,致使其平均油耗降幅低于预期。这也说明,目前的商用车油耗管理标准在质量段内的油耗约束作用显著,但商用车销量细分市场结构如何是市场综合作用的结果,单车油耗限值标准在这里难以发挥作用。在传统车单车油耗预测上,2035年之前主要参考《节能与新能源汽车技术路线图(2.0)》中提出的目标,此后的预测则相对保守。

在零排放进程推进上,“加州政策参考情景”下新车市场将于2045年实现零排放转型,即新车完全为零排放汽车。“中国政策延续情景”下,则主要依据对我国汽车及商用车未来发展路线的判断,参照《节能与新能源汽车技术路线图(2.0版)》提出的目标,同时结合与加州相关时间节点的比较,整体上新车市场将推迟至2060年实现零排放转型。

由于商用车油耗管理标准逐渐加严,2021年起,重型车将全面实施三阶段油耗限值标准管理,单车能耗的下降效果还将进一步显现。加上2018年出台的《打赢蓝天保卫战三年行动计划》和《推进运输结构调整三年行动计划(2018-2020)》两个重要文件,分别以目标拆解和三年总体目标的形式对“公转铁、公转水”进行了部署。其中,后者提出“力争通过3年时间,沿海港口大宗货物公路运输量减少4.4亿t”。目前,相关部门尚未对计划的具体实施效果做出通报,但从公路货运量趋势和部分地区的实施结果来看,铁路已经成为公路运输的重要分担者。更为重要的是,这些计划实质上指出了“运输合理化”的重要性,通过多种运输路线的有效结合实现优势互补,才是未来货物运输碳减排的真正出路。电动化情景分析结果表明,商用车车队的终端净零排放时间节点与零排放车型的导入密切相关。“加州政策参考情景”参照的是加州现有的商用车零排放转型相关政策,政策目标明确且较为激进,“复制”到我国商用车市场,将使商用车车队于本世纪中叶完全实现终端净零排放。我国现阶段尚未公布各行业具体的碳中和目标,针对商用车乃至汽车行业的碳减排整体目标进度、零排放汽车导入计划等缺乏明确和详细的目标,以政策惯性预测,商用车车队实现净零排放的时间将晚于2060 年。不过,由于我国商用车碳排放尚未达峰,与加州本土的情况差别较大。在现有政策延续情况下的车队碳排放趋势,对未来可能出现的新技术及其减碳潜力无法预测和体现。零排放汽车技术是汽车行业发展的必然方向,但纯电动和氢燃料电池技术在商用车上的应用还存在一些挑战,未来是否有更加合适的新技术出现也未可知。在实施层面允许的条件下,以碳减排目标衡量和驱动商用车低碳发展的方向值得关注。

4.3 我国商用车电动化的几个特点

根据我国商用车的电动化发展现状,并以此为基础探讨分析商用车实现“双碳”目标的可能情景,可以得到以下几点主要特点。

(1)商用车市场仍未饱和,保有量未达峰值。2008年以来,我国公路货运量翻了1倍多,2020年商用车销量也是2008年销量的近2倍。生鲜、冷链配送及物流业的持续繁荣成为商用车市场新的增长点。

(2)商用车用能结构多元化程度较低。除城市客车外,汽、柴油是其他商用车最主要的能源类型,天然气汽车主要集中在重型货车和半挂牵引车领域,且占比不超过20%。生物燃油、可再生液体燃料(可再生柴油,可再生天然气等)占比过小。

(3)商用车节能和零排放技术发展缓慢且不均衡。受政策推动、技术与产品开发、成本、使用便利性等多重因素影响,各场景商用车的电动化发展潜力不一。其中,城市客车基本实现零排放转型,货车和半挂牵引车则受制于成本及使用便利性等因素,在短期内难以规模电动化。过去5年间,货车和半挂牵引车新车销售中的零排放车型占比均不超过1%,混合动力技术未见规模应用。专用车领域,除城市物流车有4%~14%的零排放汽车比例(指新车市场销量占比)外,其他车类零排放汽车占比均在4%以下。整体上,城市客车外的其他商用车零排放汽车销售比例受市场和政策影响导致波动较大。

(4)商用车队碳排放有望于2028年前实现达峰。无论是参照加州现有政策目标,还是以我国的实际现状为基础,商用车车队碳排放均有望在2028年前达到峰值。若在零排放汽车导入方面加快推进,商用车车队碳达峰时间还将进一步提前。

(5)我国现有政策难以支撑商用车车队碳排放在达峰后的快速下降。加州对商用车零排放转型提出了具体详细的进展目标,而我国目前仍未制定类似目标。在“加州政策参考情景”下,商用车车队碳排放峰值水平较“中国政策延续情景”下降5%,若在商用车上应用可再生天然气、生物柴油等低碳燃料,这一降幅还将增大。我国若要实现商用车排放达峰后的快速下降,可在零排放汽车导入计划、生物及可再生燃料推广、传统车能耗改善等多个方面出台针对性政策和目标。

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