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“双碳”目标下供应链企业的新思维

汽车产业正加速从传统燃油汽车向新能源汽车全面转变。汽车全生命周期的碳排放情况是,就传统燃油汽车而言,其使用阶段的碳排放占到80%左右,而就新能源汽车尤其纯电动汽车而言,碳排放主要来源于包括供应链在内的生产阶段。麦肯锡预测,到2025年电动汽车材料生产阶段碳排放占汽车全生命周期总排量的约45%,到2040年汽车材料生产环节的碳排放将占总排量的85%左右。因此,汽车供应链企业转型也势在必行。其转型方向是,向低碳、脱碳的绿色供应链目标转变。
顺应汽车供应链发展需求,10月15日下午,中国汽车工业协会举办了“‘双碳’目标下绿色汽车供应链新生态”的主题论坛。论坛围绕“双碳”目标下汽车产业实现碳达峰和碳中和,需要制定切实可行的减碳战略与路线图展开,着重探讨如何构建绿色汽车供应链,并为汽车产业新发展提供策略支持。
论坛由中国汽车工业协会副秘书长何毅主持,中国橡胶工业协会会长徐文英、IHS Markit中国汽车企业规划方案服务副总监萨博尼、株洲中车时代电气股份有限公司汽车事业部副总经理段聪、采埃孚电驱传动技术事业部市场和产品战略高级经理邢小璞、中国汽车工程研究院政策研究经理胡钦高、巴斯夫(中国)有限公司亚太汽车市场行业&汽车全球大客户管理总监李锦绣、上海电驱动股份有限公司电控开发部硬件经理温小伟和广西思维奇电力集团有限公司董事长郭钰分别做了分享。

“双碳”加速车企转型

研究表明,主机厂每年碳排放中大概70%来自其产品使用过程中的排放。因此,降低企业产品的碳排放是达到碳中和的重要一环。
萨博尼说,欧盟提出2050年实现碳中和,2040年禁售ICE车辆才可能通过十年时间把市场上所有的车辆替换成ZEV。同理,中国2060年实现碳中和,要求中国至少2050年禁售ICE,到2060年才能实现所有在用车辆全部替换成零排放的车辆。
欧盟成员国提出了各自零排放的时间节点,比如挪威是2025年,荷兰是2030年,瑞典是2035年,英国2030年开始纯ICE车辆逐渐将HEV和PHEV从市场上替换掉,到2035年只允许零排放汽车销售。
美国预计2027年后开始从每年提高1.5%到每年增幅5%。这意味着在美国市场销售的乘用车和LDT相比在2030年和2035年将提高20%到30%。
加拿大、韩国等也提出了转型目标和相应的补贴方案,以保障汽车行业电气化转型顺利实施。印度、印度尼西亚、巴西等发展中国家还没有明确举措,但已把汽车工业向低排放方向调整。
中国的油耗目标是,从2030年到2035年每个OEM合规的目标提高15%左右。萨博尼说,预计3.2L的目标可以协助中国整个汽车行业实现2030年碳达峰,但前提是需要快速把车辆报废速度提高。
企业在快速向纯电动转型。中国企业在逐渐调整自己的混合动力产品规划,未来中国市场有HEV逐渐取代MHEV的趋势。

主要国家和地区减排思路
国外汽车产业减排通过绿色能源发展进行整体推动。但每个国家、区域降低车辆平均排放的思路和技术路线不尽相同。
胡钦高说,近两年欧洲汽车电气化转型趋势加速,2020年欧洲的EV和PHEV占比在持续提升,这与欧洲推出的碳排放一揽子刺激补贴政策有关,其中包括燃料基础设施改造、汽车排放标准条例和欧盟碳排放交易体系建设等。欧盟希望通过政策来构建碳边境壁垒。
近几年,美国电气化车型占比持续缓慢增长,新能源汽车占比逐步提高。拜登总统上台后出台了绿色低碳政策和行动计划。到2030年,美国销售的新车中一半要求零排放车。胡钦高认为,美国零排放汽车将进入一个加速发展期。2020年10月,美国发布了零排放计划,对2050年温室气体排放目标提出的路径主要为两个方面:一是在交通领域,道路运输结构实现全面电气化和低碳化升级;二是在材料方面,从原材料供应到组装,再到生产,再到回收、报废,进行循环链条性低碳化发展。
胡钦高说,日本汽车产业减碳主要依靠电动化。日本对优于油耗基准的车型进行优惠。在能耗管理方面,日本引入新车能耗管理,从“油轮到车轮”全生命周期监管。预计到2030年日本新车综合燃油效率提升30%。
胡钦高对中国的建议是,一是探索中国特色的汽车产业低碳发展路线。短期内要节能与新能源汽车协同发展;注重汽车燃料的多元化,要因地制宜;乘商并举,统筹推进。二是快速构建汽车产业碳减排管理框架,明确各环节减碳目标、责任主体等。三是快速研究完善汽车全生命周期能源消耗及碳排放核算体系,并推动低碳认证。四是引导汽车生产及供应链减碳,加强材料回收及再生利用。五是加强核心技术研发支持力度,实现关键技术自主可控,推动技术创新突破。六是汽车产业低碳化发展环境优化。

节油就是减排
徐文英说,目前中国轮胎产能占全球的40%。2021年全球轮胎75强排行榜中,中国有35家企业入围,从数量来说处于全球第一。
徐文英认为,节油就是减排。有专家说,每升油相当于向大气中排放2.5公斤二氧化碳,每节省一升油就是少向大气中排放二氧化碳2.5公斤。2020年中国卡客车保有量为3650万辆,如果都采用D级以下轮胎,全部提升2—3个滚阻的话,每年可节油2千亿升,少排放二氧化碳5亿吨。中国轿车轮胎每辆轿车平均每年节油300升。

构建绿色低碳供应链
在打造绿色低碳供应链方面,段聪说,株洲中车采取的策略是协同和储备。
在协同方面,段聪认为,今年产业链协同显得格外重要。比如面对芯片危机,整个产业链都在为克服缺芯困难发挥自己的作用,株洲中车也多次与主机厂到原厂去协同。同时,在企业内部协同。面对频繁的变化,每天要响应,这对企业而言是很痛苦的。比如主机厂调整生产计划,这对企业带来的痛苦不能完全向供应商传递,只能内部消化。
在储备方面,首先是物料。尽管有协同去储备电子物料,但总归应付不了层出不穷的黑天鹅事件,包括因疫情工厂突然被封等。在物料采购策略上,因时制宜,相对以往做了很大调整,很多客户和供应商也做了相关调整。其次就是信任。以往正常情况下很难识别哪个供应商、合作伙伴能真正两肋插刀,现在遇到困难时就是试金石。
段聪说,今年株洲中车产品销量可以达到10万套,同时通过组建产业联盟来形成产业生态圈,并希望供应链更加多元和稳定。

打造绿色动力系统
邢小璞认为,要实现整体减碳目标,需要做系统级优化。采埃孚力推下一代绿色出行,其中有可持续发展、电气化和自动驾驶三个重要支柱,整体优化电动汽车电耗。
当下绿色动力系统分为纯电动力系统和插电混动动力系统。邢小璞说,低碳、高效是绿色动力系统的核心命题,而实现低碳和高效,主要通过两方面:一是通过传统机械层面的优化,二是从电方面进行优化,深度电气化。
在混合动力系统方面,采埃孚2009年推出了第一代变速箱,现在已经是第三代,明年将推出第四代。每一代变速箱的变化不仅是机械机构上的调整,同时在电气化方面也做了深度思考。第四代变速箱比起第三代整个体积和重量从电方面来说减少了50%,冷却系统减少了40%。这有利于整车减重和整车碳排放。在电机方面,从第三代只有90千瓦升级到160—200千瓦。对纯电来说,低碳、高效集中在电耗节省上。从整体系统来说,可以节省电耗13%。采埃孚还采用模块化来减少摩擦损耗,同时提升性能,减少开关损耗。
采埃孚在混动和纯电方面分别布局了下一代绿色动力系统,目标是2040年实现碳中和,到2030年碳排放量相比2019年下降80%。

减少价值链上碳足迹
巴斯夫是汽车行业最大的化工原料供应商。在基础化学品和下游价值链向净零转型过程中,巴斯夫发挥着关键推动作用。巴斯夫提出2050年实现净零排放。巴斯夫多元化二氧化碳减排路径包括从灰电到绿电、电力转蒸汽、新技术、生物基原料以及持续优化运营。
李锦绣说,巴斯夫致力于汽车全生命周期的可持续发展,帮助客户减少整个价值链上的碳足迹。巴斯夫将在2021年底前为全部产品组合(约4.5万种产品)提供“从摇篮到大门”的碳足迹数据。巴斯夫能根据生物质平衡方案为客户提供基于可再生或者回收原材料、减少碳足迹的产品,并通过推进可持续可再生原料的使用进一步节约化石资源,降低温室气体排放。

减排可从产品开发和制造过程入手
温小伟认为,减排可以从两个方向入手:一是在产品开发过程中如何制定减排路线;二是在产品实际制造过程中如何制定减排措施。
在电驱动系统,上海电驱动非常注重新技术、新工艺、新器件的应用。2018年12月,它率先量产国内首套三合一系统总成。近三年,多合一系统集成开始验证使用。多合一系统集成体积减小20%,重量减少15%。而基于碳化硅技术的驱动电机系统技术,充分利用碳化硅高温、高效和高频特性,提高了电机控制器功率密度和效率。
在生产制造方面,可制造性尽量少用一些部件,对产线来说尽量合理化装配设计。比如,以前总工序13道,需要14个人,改进后总工序减到9道,只需10个人。这既节约电能,又可节省设备。
温小伟说,新材料、新技术和新工艺的应用有利于促进碳达峰和碳中和;系统集成依赖算法的开发,系统机—电—热的高精度仿真依然是研究重点;高效化依托于新型电力电子器件的应用、更优的软件控制策略开发;高可靠性意味着较低的碳循环排放,需要供应链、产品开发、过程工艺开发在完善的质量体系管理下达成;自主电驱动系统的产业链已经取得长足进步,但“科学化的精益生产”仍是改善目标。

动力电池梯次利用方向
郭钰认为,动力电池梯次利用的本质是,动力电池全生命周期如何通过不同场景把它完美地使用。其两个痛点是:一是在梯次利用中它的附加成本怎么降低,二是如何控制梯次利用风险。
能源互联网的目标是实现能源交换的高效和安全,而信息互联网通过技术迭代能把整个信息交换的边际成本降得很低。如果能源互联网能做到能源交互高效和安全,那么能源利用的边际成本也会降得很低。郭钰说,随着新能源汽车快速发展,仅依靠电网的建设来满足需求是远远不够的。目前储能设备大规模的应用处于起步阶段,满足不了能源互联网的需求。
梯次电池储能采用分布式布置,负荷侧的分布储能比集中储能更好地发挥了削峰填谷作用,可节省网架可靠性投资建设和节省网架耗能储存。为更好地梯次利用,郭钰建议,动力电池尽可能标准化、模块化和便捷分拆化,以减少梯次应用附加成本。而梯次电池成套管理系统,在新芯电储能成套管理中还能发挥全寿命周期管理作用。
显然,汽车供应链企业实现“双碳”目标的具体方式和策略各异,但殊途同归,均为汽车产业低碳化和脱碳化落地肩负起各自的责任。
注:本文首发于《汽车纵横》杂志2021年11月刊
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