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        王成:汽車裝備產業“雙碳目標”實現路徑

        王成:汽車裝備產業“雙碳目標”實現路徑

        分類:
        2021中國汽車論壇
        作者:
        來源:
        2021/08/10 11:45
        瀏覽量

         

        2021617-19日,由中國汽車工業協會主辦的第11屆中國汽車論壇在上海嘉定舉辦。站在新五年起點上,本屆論壇以“新起點 新戰略 新格局——推動汽車產業高質量發展”為主題,設置“1場閉門峰會+1個大會論壇+2個中外論壇+12個主題論壇”,全面集聚政府主管領導、全球汽車企業領袖、汽車行業精英,共商汽車強國大計,落實國家提出的“碳達峰、碳中和”戰略目標要求,助力構建“雙循環”新發展格局。其中,在619日下午舉辦的主題論壇“碳達峰、碳中和目標下的新能源汽車發展形勢”上,思安新能源股份有限公司副總裁、CTO王成發表了主題演講。以下內容為現場演講實錄:

         

         

        上來以后,要先表示兩個感謝:

         

        1)感謝汽車工業協會能給做能源服務的企業一個機會,能在汽車行業大會場做演講。

         

        2)感謝趙院長,我上來以后本來很糾結,作為十幾年能源人,上汽車論壇該怎么介紹自己?為什么會在這個論壇上介紹自己?

         

        剛才趙院長一直在詮釋能源行業和交通行業的協同,讓我的開場白變得很短,同時我前面的背景介紹也可以加速結束。

         

        我的環節分三部分:

         

        1、“雙碳”目標下綜合能源業務發展。

         

        2、汽車裝備產業碳減排解決方案及實現路徑。

         

        3、思安新能源公司介紹及案例解析。

         

        剛才很多專家介紹了,我簡單說一下,因為站在能源領域理解碳達峰、碳中和,更多還是考慮到能源的利用和能源的生產供應問題。

         

        目前一旦承諾要做相應的碳中和、碳達峰,從非化石能源的利用上將會大規模提升。

         

        同時我們可以看到,從供應側的角度來說,現狀還是70%左右,火力發電為主,風光加上核電,加上其他的能源利用能占到20-30%,但是可以看到純風光類占到70%。

         

        現在供應側整體的碳達峰、碳中和的路徑,首先要解決能源結構調整問題,同時在大規模的可再生能源利用過程中,原有的火電廠逐漸變成靈活性的輔助可再生能源生產供應手段,來解決供應側碳達峰的問題。

         

        從供應側來看,剛才幾位專家都提到,中國的能源結構和歐美的能源結構有些區別,中國的能源結構是工業類能源消耗將會占到60-70%,歐美剛好是反的,建筑類占到50%以上。

         

        中國作為發展中的國家,它的工業企業能源能耗水平,目前從總量來說,還沒達到峰值的狀態,還在持續發展的階段。

         

        交通來說,一直處于10%左右,我要多提一下汽車裝備交通類。從昨天到今天很多的會議過程中,都在提我們通過上新能源汽車來降低能源的排放,大多數都在強調交通板塊中,我們如何能夠降低能源的消耗和化石原料的使用。

         

        其實汽車裝備制造業還有一個板塊,那就是汽車裝備制造業,無論從零部件的制造,以及整車的裝配都有大量能源的消耗,同時大多數能源來自于市政,就是化石能源為主。

         

        剛才很多領導在提,汽車產業是長產業鏈,上游的鋼鐵,包括目前石油行業都提出提前碳達峰的訴求,這個數據的信息不一定是完全準確的,通過節能、新能源汽車的路徑圖得到這個信息,2035年排放總量較峰值下降20%以上。

         

        回過來看一下,汽車行業現在的發展情況。從總體來說,整個汽車裝備制造業還是持續地產量增長,但是有一個信息希望大家都能看到,隨著國內的汽車生產產量逐漸增大,國內國產品牌的日益增多,國內的汽車行業競爭環境日趨激烈,每臺車的利潤成本逐漸下降。

         

        我得到重卡、輕卡整車廠的信息,他自己的整車廠將單臺重卡車、輕卡車賣給自己的銷售部門,單臺車的利潤才很薄。

         

        雖然說對外大家都認為汽車利潤很高,其實真正整車在內部來說,它的利潤空間非常小。

         

        我們可以看到很多人說能源成本占到汽車裝備單車成本的比例,大概在3-5%左右,但是如果說利潤較薄,能源節約對于整個車廠的行業競爭力將會帶來很大的提升。

         

        伴隨著從前期大氣污染防治開始的煤改氣、煤改電,原油整車廠從外部能拿到市政的蒸汽、供熱、電力成本都在逐漸上升。同時隨著“雙碳”目標的下達,伴隨著以后碳控制的要求,原來靠煤、火電廠所提供的熱力和蒸汽需求成本會大幅上升。

         

        對他們來說,成本控制也成為極大的挑戰。

         

        拿整車裝備制造的整車廠的情況進行一個能源利用分享,這是重卡型的汽車廠,從外部市政的來源,以電力、燃氣、水、集中供熱為主,目前的傳統燃油類汽車整個工藝以沖壓、焊接、涂裝、總裝為主,未來會在這四個工藝之上加入電控工藝,成為目前電動汽車的整車廠情況。

         

        每個車廠能源消耗的品類是多種多樣,我們就拿涂裝工藝能源的利用情況來看,可以看得很清楚,從它的前處理到電用、烘干、后期中途面漆的烘干,對能源需求的量和品質都是有很多的差異性。

         

        現在可以看到傳統的能源供給形勢來看,都是以單一能源的方式來解決單一的能源需求,為什么?原有傳統的工藝上來說,目前的方式持續了十幾年,十幾年內為了保證自己的工藝生產可靠性,不愿意改變原有的傳統工藝生產供應方式,甚至不愿意改良現有的工藝用能方式,導致經過十幾年的發展以后,能源消耗情況和供給情況還存在著大量的能源浪費問題。

         

        回來看看整體的碳足跡,剛才很多人提到了,交通裝備制造業里,對能源消耗的碳足跡里,60-70%都是因為電力消耗。

         

        剛才很多人說汽車裝備制造業的耗能大多屬于清潔能源,但是隨著“雙碳”目標的落地,現在整個市政用電里60-70%是以火力發電為主,未來做碳核算,這部分要從供應側將碳排放轉移到用能側。

         

        從普通轎車,到高級轎車,到中重型的貨車來說,單車生產的二氧化碳排放量相對處在居高不下的水平。

         

        談談目前整車廠能源系統的運行管理和控制存在的一些問題。整車廠我也提到很多,這種車廠大多數從2000-2010逐漸投產的車廠。經過十幾年,很多設施設備存在老舊,同時原有的管理方式,無論是鍋爐、空壓、冷水機組、換熱器都屬于獨立設施設備管理方式,同時設施設備每個裝機規模都是遠大于實際的使用功能,就是大馬拉小車的問題。

         

        電系統、熱系統、供冷系統、空壓系統、給排水系統,在整個管理體系和運行模式下都是絕對獨立的,各自管各自的,甚至于整個控制管理模式和控制平臺都是電有一套、熱有一套、氣有一套、壓縮空氣有一套。

         

        整個數字化水平來說,70-80%相關的老企業、國企、央企制造企業,目前數字采集還是以人工抄表為主,平臺做輔助,形成能源的排障,做統籌的監控。整車數字化的水平和管理水平都有很大的提升空間。

         

        我們現在看整車廠的能源系統,從綜合來看,存在著很多的協同優化可能和空間。

         

        1、能源協同。整個車廠里,冷熱的品類多種多樣,包括水、熱、壓縮空氣以外是綜合管理系統,其實有很多現有技術能實現多能源之間的轉換和提效的空間。在這里面,能夠為整個車廠帶來很大的節能和協同收益。

         

        2、車廠有相應的生產環節、應用環節、儲能環節等。

         

        各個環節的割裂式管理,通過協同優化整合以后,也能夠降低供需不匹配存在的能源浪費和需求能耗的問題。

         

        3、利用大數據和數字化平臺手段,能夠將能源技術和平臺數字化技術有機結合在一起,能夠為整個車廠通過數字化手段提高管理水平,降低能源的浪費。

         

        3、目前作為工業來說,汽車廠有相關的汽車設計院,設計院把設計圖紙做完以后,讓車廠自己公開招投標,做相應的工程建設,然后自己招一個團隊做運營。

         

        業務割裂的狀態,通過一體化從前期的咨詢設計到工程建設、到運營管理,能形成全生命周期的閉環,用我們自己的話是所見即所得,來保證未來整個車廠無論是新建,還是改建,帶來整體管理效果的提升。

         

        能源系統來說,現在很多環節,常規來說都是只有能源的生產供應,有相應的能源輸配,也有相應的能源應用設施。

         

        我們經過大量汽車廠的研究和相應方案落地之后,我們找到了很多可以利用儲能來進行協調優化的空間。

         

        舉個例子來說,整個涂裝工藝從40多度的熱水,到120度的低溫蒸汽,在整個涂裝工藝里有不同品質的熱需求和熱排放。

         

        利用一些高性能的儲能技術,通過儲能調節數量和品質,保證終端用能大量能夠利用余能和廢能保證工藝的需求。

         

        現在很多人說車廠要做碳達峰、碳中和,肯定要上相應的光伏系統在屋頂,或者上大量車棚屋光伏系統,或者是小型微風發電。但是由于汽車工業里能源消耗的波動性和光伏發電曲線的不匹配,會導致大量的電量和余電上網。

         

        大家都知道工業電價和余電上網的電價中間有很大的差異,為了保證效果,儲能的環節在里面,結合著用能需求也有著相應的儲能利用空間。

         

        儲氣就是壓縮空氣系統。大家知道汽車裝備過程中,無論是人工操作,還是自動化操作的車間,大量分散式、零散式的壓縮空氣利用,是分布在整車廠制造各個環節,包括零部件的安裝、流水線上的設施,都需要大量的壓縮空氣利用。

         

        但是由于分散式、離散式的利用,以及分布的不均衡性,壓縮空氣的浪費也是極大,很多車廠會上大量的空壓機,如何利用空壓機的儲氣和運行,也能帶來很多的節能和效果。

         

        從我們的感受來說,可以利用儲能作為優化調節的環節,來解決生產利用的全價值鏈問題。

         

        經過很多項目上的歷練以后,我們也是對整個車廠的很多用能方式做了相應的分析和解讀。

         

        從外部的能源供應,不單是市政能源的供給,也會利用當地的環境勢能和可再生能源,作為主要的能源供給來源。

         

        進入到內部生產轉供環節,除了對于現有的單點直供做改造,我們會上大量的多能聯供和多能聯產和儲能配合的系統,保證冷熱天氣的多種匹配。

         

        對于終端用能設施設備企業余能的排放和利用,我們也通過相應的儲能和余能回收裝置充分最大化使用,最終保證整體能源的需求,很多項目上都能達到15-20%的節能空間,實現整體車廠能源費用的降低。

         

        現在整體的能源物聯和能源管理平臺,當時我們也提到了,常規來說,現在國內最先進的能源管理平臺大多數配電系統搭建出來,從地下設施設備到管理平臺,整體的物聯日趨成熟,目前各系統之間的管理相對獨立,同時對天然氣、熱力都屬于粗放式的管理模式。

         

        我們從底層設施設備的各種傳感計量、換熱計量,到整體的管理管控,再到單一能源系統和源網儲整體的調控和優化,再到廠區的管理,我們會搭建完整的平臺物聯及自動化管理體系。

         

        在這之上,集團層會有整體的管理賦能平臺,保證整個企業的能源管理一體化和統籌。

         

        有了這樣一套體系之后,我們可以看到單一設施設備的調整、調控,會變成多源配電、多源空壓系統、單一系統的調整,同時在之上會形成多能源系統的用工配儲整體協同優化,保證整個系統實現真正對外能源需求最大化的降低,同時也能將所有可再生能源最大化消納,實現整體節能空間最大化的實現。

         

        有了這些東西以后,我們現在也有了一套完整的體系理論,希望搭建一個以儲能為支撐,以能源管理平臺為軸線,通過對能源生產、能源輸配、能源應用的多能源流、信息流、物質流整體動態的平衡和優化,來實現整個車廠所有能源利用、生產供應的集成化最優,保證汽車制造相關能源消耗的最大化降低。

         

        回來說一下,通過什么樣的方式,我們能夠有途徑、有路徑地實現汽車裝備制造業的減碳過程。

         

        首先從源頭脫碳,目前大多數的方式以發展清潔電力替代,除了引入相應的綠色電力,上可再生能源、上地源熱能,再上一些對系統統籌的能源利用,并且對相應設備設施電氣化改造,來實現源頭能源的脫碳。

         

        第二個是過程,我們對整體設備和系統工況調優,通過熱轉冷、熱轉電等相關技術的應用,實現整體能源消耗的降低。

         

        通過多能源協同,再通過柔性儲能調節和中樞作用,通過經濟杠桿和施控優化的方式,整體降低廠區內的能源費用,最后以需求側為主導的供應側能源應用優化,解決系統的整體利用效率。

         

        第三個是終端,相關的企業和研發機構建立合作,一方面貼近工藝,以工藝實際真正用能的需求作為導向,解決能源供給問題。

         

        我之前去過幾個車廠和發動機廠,他只是需要四五十度的熱水做發動機杠桿的清洗,但是從外部市政拿到120、150度的蒸汽,把蒸汽統到熱氣里做直接換熱,把熱水供給終端用戶,整體能源的費用足足提高了400-500%。

         

        我們當時跟他一塊合作的一家廠,整體的能源費用可以打20%的保底,我來幫你做總體的托管和節能,它的經濟回收性能達到4年可以收回來,終端來說能源浪費很嚴重。

         

        這個事情是整車廠對于現有的工藝生產上最大的問題,為了保證工廠生產的可靠性,對于先進的新工藝技術應用,他們都存在保守的態度。

         

        從涂裝工藝過程中,熱風烘干的工藝和漆的工藝有大量的節能空間,甚至研發出了一種油漆,上了漆之后,熱烘干只需要用常溫烘干,已經把電加熱的烘干系統的大量費熱和用熱需求全部歸零。

         

        還有電泳池的加熱,現在有陶瓷的技術,也可以大幅降低電泳池無論是供能保溫,還是供熱保溫相關的能源消耗。這些東西能夠將終端的能源消耗和浪費,從根本上進行減少。

         

        最后一個是管碳,以客戶終端實際的用能需求為導向,調整優化所有的生產供給方式,減少整體的能源消耗和能源需求。

         

        目前在很多項目上做完應用,能夠給客戶提供的價值主張在幾方面,提供整體的能源智慧化水平,同時保障供能的安全性、可靠性。

         

        同時使所有整車裝備車廠的能源消耗量降低5-15%,能源費用降低10-25%,對于整體能源系統運維人員的數量,通過運行優化成本降低30-50%,實現整個廠區碳排放量降低15-30%。

         

        汽車裝備制造業的碳中和、碳達峰路徑上,我們也做了相應的預測和判斷,經過調研以后,我們發現如何能夠實現汽車裝備制造企業的碳達峰、碳中和?只要通過可再生能源大幅利用,并且貼近工藝做相應的技術改造和優化,并且做相應能源的管理,能夠實現整車裝備制造廠的碳達峰。

         

        就像剛才幾位專家說到的,從碳中和到碳達峰的過程比較困難,怎么說裝備廠還是需要能源的消耗和能源需求,我們也做了相應的思考。

         

        第一個,通過置換的管理實現多能協同和按需優化和工藝,能夠實現從碳達峰的峰值上進行能源拐點的下移。

         

        第二個,改變整車裝備制造業相關的工藝用途方式和工藝生產方式,這塊能夠實現碳排放15%的降低。

         

        最后,借助相關的碳交易、碳匯實現等量的碳中和,現在我們和碳交易公司做了合作。雖然汽車裝備制造企業在近五年內不會逐漸開放碳匯開放的交易機會,但是伴隨著臨近碳達峰,汽車裝備制造企業肯定要參與到相關的碳匯交易過程中。

         

        如果將來一旦出現了碳配額,每一個廠子產哪一輛車,有明確的碳匯指標之后,如果不能有效地控制能源消耗和浪費,它的碳中和基本上不可能實現。

         

        簡單給各位介紹公司現在的情況,我們公司是在西安的一家能源服務企業,也在其他的省市地區有相應的分支機構,主要就是以用戶為中心,為工業企業提供綜合能源解決方案的服務。

         

        現在手里有一些核心的技術產品也跟各位介紹一下:

         

        1、儲存技術和產品。

         

        現在已經獲得材料上的研發和創新之后,形成了儲能技術上的核心技術,整體儲能成本是現有鋰電池的十分之一。

         

        第二個采用以儲能為核心的產品輸出之后,從高密度儲能和高穩定儲能材料,現在形成了一套完整的,從材料到單元、到優化集成的產品體系,為相應的企業提供相應的服務。

         

        2、自主開發了汽車制造工業管理平臺。

         

        我們搭建了私人云系統,從底層的傳感到中間的物聯平臺,到云,有相應的技術架構和解決方案,為園區從物聯建設到后續的運營管理優化提供了相應的技術和功能支撐。

         

        從解決方案來說,目前我們的解決方案對汽車行業是以用能需求和痛點為導向,以電氣、冷壓縮空氣等系統為對象,以智慧能源管理平臺為引領,以整體能源托管為支撐,以綜合能源節能減排為抓手,提供汽車裝備企業三位一體的智慧綜合能源系統服務。

         

        同時我們會從前期的咨詢規劃到工程設計、建設,到后期的實施運營提升全生命周期的服務,保證前期的設計方案和預期效果能夠為客戶的承諾達成。

         

        去年完成法士特的項目,將智慧平臺做了部署以后,逐步深挖客戶的節能痛點,并且對他的整體運營管理形成多能源集成化管控,保證整體管理的提效和節能空間的提升。

         

        對于陜重汽項目,它是完整的解決方案形態,經過一年多的整體沉淀,通過搭建智慧能源管理平臺,加上多點的節能提效,再加上整個園區內所有能源系統的整體托管運營,保證生產、用能、安全可靠的供應下,全方位實現廠區高效、節能、降本的需求。

         

        同時通過構建整體的托管運營團隊,實現園區內原有運營人員人效的提升,從原來將近200人的運營團隊大幅降低到110人,就能解決所有的能源運營問題。

         

        通過統一規劃整體園區的規劃設施,對維保體系做統一的管理,杜絕過檢修帶來的人員浪費和員工,也杜絕了欠檢修,避免了相應的故障和非計劃停機問題,全方位提升高設備設施的壽命和設備的利用效率。

         

        第三,借助相應的大數據分析,對園區內的空壓、供熱、供電、可再生能源利用,做了大幅度的節能提效,實現整體15-20%的能源利用效率提升。

         

        整個系統落實之后,又能夠對整個廠區內客戶每年的能源費用降低1000萬元,節能率達到22%。

         

        總體來說,這就是我們的方案,我們也希望通過服務能夠為整個汽車行業和汽車裝備添磚加瓦,助力汽車行業的碳達峰、碳中和,謝謝!

         

        (注:本文根據現場速記整理,未經演講嘉賓審閱)

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