2024年11月8日,第十四屆全國(guó)人民代表大會(huì)常務(wù)委員會(huì)第十二次會(huì)議表決通過(guò)《中華人民共和國(guó)能源法》(以下簡(jiǎn)稱《能源法》)。《能源法》規(guī)劃了我國(guó)能源體系頂層發(fā)展戰(zhàn)略,將有效保障國(guó)家能源安全,促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)綠色低碳轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展,積極穩(wěn)妥推進(jìn)國(guó)家“雙碳”戰(zhàn)略目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
汽車作為支柱性產(chǎn)業(yè),是拉動(dòng)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的重要引擎,是穩(wěn)定居民就業(yè)的“蓄水池”,是推動(dòng)科技融合發(fā)展的最佳載體,也是彰顯工業(yè)化水平的“國(guó)家名片”。但是,汽車產(chǎn)業(yè)同時(shí)也是能源消耗、二氧化碳排放的重要領(lǐng)域。《能源法》的出臺(tái),對(duì)推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的綠色低碳發(fā)展具有重要指導(dǎo)意義,將持續(xù)推動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)全生命周期的低碳化、零碳化。這里以新能源重卡為著力點(diǎn),探討《能源法》的出臺(tái),對(duì)我國(guó)新能源重卡發(fā)展的潛在影響。
一、重型卡車是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)重要組成部分
重型卡車是國(guó)家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、物流運(yùn)輸?shù)阮I(lǐng)域的重要運(yùn)載工具,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)具有支撐作用。重型卡車是我國(guó)汽車產(chǎn)業(yè)的重要組成部分,根據(jù)中國(guó)汽車工業(yè)協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù),2023年全年,我國(guó)汽車銷量3009.4萬(wàn)輛,其中重型卡車銷量91.1萬(wàn)輛,占汽車總銷量的3.03%;從保有量數(shù)據(jù)看,截至2023年12月,我國(guó)汽車保有量3.36億輛,其中重型卡車保有量約900萬(wàn)輛,約占汽車總保有量的2.68%。盡管重型卡車的銷量和保有量占比較小,但單輛重型卡車全生命周期帶動(dòng)的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)值為單輛普通家用乘用車的10倍以上。
二、重型卡車是道路交通領(lǐng)域“排碳大戶”
重型卡車作為生產(chǎn)工具,具有載重量大、行駛里程長(zhǎng)、運(yùn)行時(shí)間久等特點(diǎn)。這樣的使用屬性,使得以柴油為燃料的重型卡車二氧化碳排放量較大。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年我國(guó)二氧化碳排放總量為114.77億噸,其中交通運(yùn)輸領(lǐng)域二氧化碳排放量為11.02億噸,占二氧化碳排放總量的9.60%。交通運(yùn)輸領(lǐng)域的二氧化碳排放集中在道路運(yùn)輸上,二氧化碳年排放量約8.82億噸,其中重型卡車二氧化碳年排放量約4.76億噸,占道路運(yùn)輸二氧化碳排放量50%以上。因此,盡管重型卡車保有量?jī)H占汽車總保有量2.68%,但其碳排放量占汽車二氧化碳排放總量一半以上。解決好重型卡車的碳排放問(wèn)題,就相當(dāng)于解決了道路運(yùn)輸一半的碳排放。
三、新能源重卡在中短距離場(chǎng)景下推廣提速
作為生產(chǎn)資料,重型卡車全生命周期使用成本是用戶選擇的最重要因素。近年來(lái),在新能源汽車購(gòu)置補(bǔ)貼、購(gòu)置稅減免、路權(quán)優(yōu)先、動(dòng)力電池成本下探、充換電基礎(chǔ)設(shè)施完善、充換電效率快速提升等綜合優(yōu)勢(shì)下,新能源重卡迎來(lái)快速發(fā)展期。據(jù)公開資料,2020年到2023年,我國(guó)新能源重卡銷量分別達(dá)到2619輛、10513輛、25151輛和34560輛,滲透率分別為0.2%、0.8%、3.7%和3.8%。2024年1~10月,新能源重卡銷量為57281輛,滲透率達(dá)到7.6%,同比實(shí)現(xiàn)翻倍。據(jù)測(cè)算,純電動(dòng)重卡全生命周期成本已經(jīng)低于傳統(tǒng)柴油重卡,中短距離應(yīng)用場(chǎng)景新能源重卡,已逐步進(jìn)入市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)發(fā)展階段。
2024年1~10月新能源重卡市場(chǎng)結(jié)構(gòu)中,純電動(dòng)(不含換電車型)車型為33469輛,占比58.23%;換電車型為20180輛,占比35.23%;氫燃料電池車型為3385輛,占比5.91%;插電式混合動(dòng)力(含增程式)車型為247輛,占比0.43%。相比前幾年,新能源重卡市場(chǎng)結(jié)構(gòu)發(fā)生的主要變化,是純電動(dòng)(不含換電車型)車型取代換電車型,成為市場(chǎng)主流,主要是電池成本下探、快充技術(shù)提升、整體成本優(yōu)勢(shì)等因素驅(qū)動(dòng)。
從應(yīng)用場(chǎng)景看,當(dāng)前新能源重卡主要應(yīng)用在封閉場(chǎng)景和中短距離場(chǎng)景,封閉場(chǎng)景包括鋼廠、煤礦、港口等,中短距離場(chǎng)景包括城際運(yùn)輸、環(huán)衛(wèi)、渣土等場(chǎng)景,純電動(dòng)或換電重卡可基本滿足其作業(yè)要求。考慮到重型卡車多元應(yīng)用場(chǎng)景,動(dòng)力電池能量密度不具備持續(xù)攀升條件,無(wú)限制提升純電動(dòng)重卡的電量會(huì)帶來(lái)能耗增加、擠壓載重空間等問(wèn)題。而混合動(dòng)力重卡降碳效果有限,氫燃料電池重卡技術(shù)與成本尚未實(shí)現(xiàn)有效突破。未來(lái),打造滿足長(zhǎng)距離、高時(shí)效、強(qiáng)環(huán)境適應(yīng)且成本可控、技術(shù)成熟、安全可靠的低碳或零碳重卡產(chǎn)品,成為重卡低碳轉(zhuǎn)型的主要發(fā)展方向。
四、《能源法》明確了氫氣及衍生品能源地位
《能源法》將氫能納入能源范圍,提出“國(guó)家積極有序推進(jìn)氫能開發(fā)利用,促進(jìn)氫能產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”。氫能,是指氫作為能量載體進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)釋放出的能源,包括氫氣、氨和醇等。在“雙碳”目標(biāo)下,我國(guó)將逐步構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)。考慮到新能源電力的隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性、區(qū)域性等特點(diǎn),以及新能源電力上網(wǎng)要求等因素,“源網(wǎng)荷儲(chǔ)”一體化協(xié)同發(fā)展需求將進(jìn)一步加強(qiáng)。氫能既可以作為儲(chǔ)能載體,又可以作為能源轉(zhuǎn)換載體用于其他多種場(chǎng)景,在未來(lái)的能源體系中占有重要地位。
五、可再生能源規(guī)模化制綠氫及綠醇具有可行性
2023年,我國(guó)氫氣年產(chǎn)能約4900萬(wàn)噸,年產(chǎn)量約3500萬(wàn)噸,同比增長(zhǎng)2.3%。從供給側(cè)看,我國(guó)氫氣以灰氫和藍(lán)氫為主,綠氫處于快速發(fā)展階段。其中,煤制氫占比63%,天然氣制氫占比18%,工業(yè)副產(chǎn)氫占比18%,可再生能源制氫占比約1%。從產(chǎn)能分布看,我國(guó)氫氣產(chǎn)能主要分布在西北、華北和東北地區(qū),合計(jì)產(chǎn)能占總產(chǎn)能75%。從消費(fèi)結(jié)構(gòu)看,石油煉化用氫占比31%,合成氨用氫占比30%,合成甲醇用氫占比27%,冶金用氫占比9%,道路交通用氫占比不足1%。
《能源法》提出“國(guó)家支持優(yōu)先開發(fā)利用可再生能源,合理開發(fā)和清潔高效利用化石能源,推進(jìn)非化石能源安全可靠有序替代化石能源,提高非化石能源消費(fèi)比例”。截至2024年6月,我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量30.7億千瓦,同比增長(zhǎng)14.1%。其中,非化石能源發(fā)電裝機(jī)容量17.1億千瓦,同比增長(zhǎng)24.2%,占總裝機(jī)容量55.7%。分類型看,水電4.3億千瓦,占比14.0%;并網(wǎng)風(fēng)電4.7億千瓦,占比15.3%;并網(wǎng)太陽(yáng)能發(fā)電7.1億千瓦,占比23.1%;核電5808萬(wàn)千瓦,占比1.9%。全國(guó)并網(wǎng)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電合計(jì)裝機(jī)11.8億千瓦,首次超過(guò)煤電裝機(jī)規(guī)模,同比增長(zhǎng)37.2%。
根據(jù)預(yù)測(cè),從發(fā)電裝機(jī)規(guī)模看,2025年、2030年和2035年,我國(guó)發(fā)電裝機(jī)容量將分別達(dá)到34億千瓦、40億千瓦和48億千瓦,其中可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量有望分別達(dá)到20億千瓦、28億千瓦和38億千瓦,分別占總裝機(jī)容量58.8%、70%和79.2%。從發(fā)電量數(shù)據(jù)看,2025年、2030年和2035年,預(yù)計(jì)我國(guó)全社會(huì)用電量分別達(dá)到10.3萬(wàn)億千瓦時(shí)、13.0萬(wàn)億千瓦時(shí)和15.0萬(wàn)億千瓦時(shí),可再生能源發(fā)電量分別達(dá)到3.9萬(wàn)億千瓦時(shí)、6.5萬(wàn)億千瓦時(shí)和10.0萬(wàn)億千瓦時(shí),分別占總用電量的38%、50%和67%。
可再生能源發(fā)電裝機(jī)容量和發(fā)電量占比快速提升,為大規(guī)模低成本制取綠氫和綠醇提供了必要條件。電解水制氫成本中電力成本占比超過(guò)80%,度電成本是影響綠氫成本的最重要因素。現(xiàn)階段光伏度電成本為0.21元(發(fā)電側(cè)),對(duì)應(yīng)的綠氫成本為15元/kg。預(yù)計(jì)2030年左右,光伏度電成本將降低至0.15元及以下(發(fā)電側(cè)),以光伏發(fā)電作為電力來(lái)源的綠氫成本將降低至10元/kg及以下。考慮碳價(jià)持續(xù)提升,綠氫成本有望低于灰氫和藍(lán)氫。
綠氫的低成本化,為綠醇的低成本制備奠定基礎(chǔ)。當(dāng)前,在現(xiàn)有約束邊界條件下,煤制甲醇含碳稅成本約2400元/噸,天然氣制甲醇含碳稅成本約2200元/噸,綠氫加二氧化碳制綠醇成本約4000元/噸。在綠氫價(jià)格下探、碳捕集收益提升、傳統(tǒng)制醇碳稅提升等驅(qū)動(dòng)因素下,綠醇成本將持續(xù)降低,灰醇和藍(lán)醇成本將持續(xù)走高。當(dāng)綠氫成本降低至8元/kg左右時(shí),綠氫加二氧化碳制綠醇的成本約2200元/噸。煤制甲醇和天然氣制甲醇繳納碳稅,而綠氫加二氧化碳合成綠色甲醇消耗二氧化碳獲得碳補(bǔ)貼,且隨著CCUS(二氧化碳捕集、利用和封存)技術(shù)發(fā)展及成本降低,綠醇生產(chǎn)成本有進(jìn)一步下降的空間。
六、綠氫和綠醇在重卡應(yīng)用方面優(yōu)劣各異
綠氫和綠醇都可作為能源燃料應(yīng)用于重卡,受成本接受度、產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、技術(shù)可靠性、儲(chǔ)運(yùn)安全性、能源效率、環(huán)境友好性、基礎(chǔ)設(shè)施等因素影響,綠氫和綠醇在重卡應(yīng)用方面具有不同的優(yōu)劣勢(shì),其中成本接受度為最主要的影響因素。
綠氫應(yīng)用于重卡主要是氫燃料電池和氫內(nèi)燃機(jī)兩種技術(shù)路線。氫燃料電池技術(shù)路線產(chǎn)業(yè)鏈尚不成熟,部分核心部件仍依賴進(jìn)口,車輛成本居高不下。氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)路線可依托成熟的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)體系,但產(chǎn)品的可靠性與耐久性仍需提升。同時(shí),氫氣的儲(chǔ)運(yùn)成本與距離直接關(guān)聯(lián),長(zhǎng)距離運(yùn)輸將大幅推高氫燃料電池和氫內(nèi)燃機(jī)重卡的全生命周期成本。
綠醇應(yīng)用于重卡主要是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)路線。醇內(nèi)燃機(jī)技術(shù)路線可依托成熟的內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)體系,產(chǎn)品的可靠性與耐久性已經(jīng)基本得到驗(yàn)證,最主要的優(yōu)勢(shì)是醇的儲(chǔ)運(yùn)成本大幅低于氫氣的儲(chǔ)運(yùn)成本,且甲醇燃料易腐蝕、溶脹等技術(shù)問(wèn)題已得到解決。
2030年左右,以綠氫成本8元/kg和綠醇2.2元/kg作為能源成本條件,考慮技術(shù)和產(chǎn)業(yè)鏈成熟度、車輛產(chǎn)品成本、能源儲(chǔ)運(yùn)成本、能源消耗成本、應(yīng)用安全性、基礎(chǔ)設(shè)施完備性等因素,采用氫燃料電池和氫內(nèi)燃機(jī)技術(shù)路線的重卡,更加適用于以綠氫“即生產(chǎn)、即消納”的區(qū)域化應(yīng)用場(chǎng)景,其全生命周期成本,尤其是氫內(nèi)燃機(jī)重卡全生命周期使用成本,有望低于柴油、天然氣和純電動(dòng)重卡;采用醇內(nèi)燃機(jī)技術(shù)路線的重卡,更加適用于全國(guó)廣域應(yīng)用場(chǎng)景,有望對(duì)全國(guó)長(zhǎng)距離應(yīng)用場(chǎng)景重卡逐步形成替代。
七、以綠氫綠醇為燃料的重卡將有效推動(dòng)道路交通綠色低碳可持續(xù)發(fā)展
《氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展中長(zhǎng)期規(guī)劃(2021-2035)》指出,“2035年形成氫能產(chǎn)業(yè)體系,構(gòu)建涵蓋交通、儲(chǔ)能、工業(yè)等領(lǐng)域的多元?dú)淠軕?yīng)用生態(tài)”。交通領(lǐng)域是氫能最重要的應(yīng)用方向之一,在“雙碳”目標(biāo)指引下,“十五五”期間,重型卡車低碳轉(zhuǎn)型將迎來(lái)窗口期。通過(guò)研究預(yù)判,在多重因素驅(qū)動(dòng)下,我國(guó)新能源重卡需求格局將發(fā)生轉(zhuǎn)變,逐步形成純電動(dòng)、氫燃料電池、氫內(nèi)燃機(jī)、醇內(nèi)燃機(jī)共存的局面。2030年后,以綠氫和綠醇為代表的新能源重卡,有望逐步成為市場(chǎng)主流,有效推動(dòng)我國(guó)道路交通低碳可持續(xù)發(fā)展。