重庆“镁合金方案”助力汽车业低碳发展

7月23日,中国(重庆)国际绿色低碳及循环发展高峰论坛举行。记者 白麟 摄/视觉重庆

在碳达峰、碳中和背景下,作为“碳排放大户”的汽车行业,该如何优化产品结构,推动节能与新能源汽车研发,将行业高质量发展与降碳减排目标有机融合,实现汽车行业低碳发展?

7月23日,西洽会举行“中国(重庆)国际绿色低碳及循环发展高峰论坛暨碳中和驱动下汽车产业转型升级”,多位行业专家学者与业内人士围绕上述话题开展热烈讨论。

当天会上,中国工程院院士、重庆市科协主席潘复生开门见山地表示,“碳排放大户”汽车行业必须积极行动起来,着力推进降碳减排,否则将对国家经济的可持续发展产生重大制约。

根据相关机构统计,中国以机动车为主的道路交通的碳排放,在全国整体碳排放中占比为7.5%—8.5%。如果将汽车制造环节一并算入,这一占比将超过10%。

中国汽研环保技术开发室副主任余浩认为,随着国内汽车保有量不断增加,汽车领域的碳排放占比可能继续增大。

“当然,双碳目标也为汽车行业带来了新的机遇。”余浩表示,目前世界主要发达经济体都出台相关政策,多举措推动用能结构优化和汽车向低碳方向升级,而发展新能源汽车是其中的一条重要路径。

长安新能源动力开发部副总经理杜长虹介绍,根据相关研究统计,纯电动乘用车全生命周期碳排放可比传统燃油车降低40%左右,“车辆的电动化是未来降碳减排的关键环节之一。”

潘复生则表示,目前国内以煤炭为主的一次能源消费结构,使得电动汽车的能源消耗强度与传统燃油相比不占明显优势。此外,电动汽车的制造和回收,特别是动力电池生产、报废等碳排放关键环节上,管理与技术尚不成熟,也在很大程度上制约了电动汽车的降碳减排效果。汽车行业低碳发展,需要通过跨行业、多维度的广泛合作,运用综合方案加以解决。

盖世汽车研究院行业高级分析师王健表示,汽车碳排放包含材料周期碳排放和燃料周期碳排放两个部分。其中,材料周期碳排放主要包含材料开采、生产加工、物流运输和回收等环节的碳排放,燃料周期碳排放包含燃料生产和燃料使用(汽车出行)的碳排放。就生产端而言,车企可通过引入可再生能源、绿色智能制造以及负碳技术等来打造零碳工厂,以快速降低生产碳足迹。

他认为,在用能端,国内应该构建以清洁电能为主体的能源补给网络,实现“源头零碳”。近期应加大充换电站补能体系建设,逐步形成慢充、快充、超级快充和极速快换的电能补给网络;中期可加快导入可再生清洁能源,实现电能对化石能源的消费替代;远期利用V2G(车辆到电网)等技术实现削峰填谷,将车载分布式储能与各类场所形成能源联动网络,进一步降低能耗。

电动化并非实现碳中和的唯一路径。王健介绍,对于汽车产业而言,碳中和的对象是碳排放,而并非内燃机,针对内燃机低碳、零碳等替代燃料的开发,也是推动汽车行业实现碳中和的很好选择。

余浩认为,除了可以通过管理、技术路径推进汽车行业实现低碳发展外,政府层面还应用好金融政策和工具。

“虽然汽车行业短期内纳入全国碳交易的可能性不大,但未来不排除可能。”余浩指出,此外CCER(国家核证自愿减排量)作为碳交易的补充,汽车行业未来纳入的可能性较大。未来,地方碳交易和碳普惠政策也有望覆盖汽车产业。

与会专家认为,汽车作为能源消费型行业,对产生的碳排放缺乏有效的碳抵消手段,车企或供应商应适时布局可再生能源项目(如光伏工厂)、碳汇等,形成长期有效的碳抵消机制。

潘复生表示,汽车行业绿色低碳发展,必须实现产品的轻量化与电池高密度化,并保障电池等关键材料的环保和安全生产。在这几方面,重庆依托自身在镁合金领域的研究和产业应用,有望在未来发挥重要影响。

潘复生介绍,与传统金属相比,镁作为最轻质的商用金属工程结构材料,具有比重轻、强度高、阻尼减振降噪能力强、易于回收利用等一系列绿色结构材料特征,在航空航天、国防军工、轨道交通、新能源汽车、建筑模板、生物材料、储能材料等产业领域有着良好前景。

“一辆重1.6吨的汽车若采用镁合金轻量化零部件,重量可降低10%以上,能源消费可降低1万至2万元。”潘复生介绍,这意味着一个年产值几万亿元的汽车产业,每年可节约几千亿元的能耗。目前,他带领的团队已开发出方向盘骨架、显示屏支架、仪表盘支架等几十种汽车镁合金零部件,并在一些高端品牌汽车实现大规模应用。

潘复生还表示,镁除了应用于汽车轻量化领域,同时也是电动汽车动力电池的优质原料。相比锂电池,镁电池熔沸点较高,并且不会出现镁枝晶,不易发生爆炸等危险,因此更加安全。此外,镁电池能量密度和锂电池相当,镁化合物无环境污染,镁成本只有锂的1/25。

更重要的是,中国的镁储量极其丰富。无论是发展镁电池还是车身镁合金材料,中国都将具备巨大战略优势。

据介绍,重庆镁合金专利数目前为世界第一,重庆大学主办的镁合金国际刊物影响因子也是全球同类期刊第一。目前,重庆大学国家镁合金材料工程技术研究中心已开展“车身一体化结构件压铸用高性能镁合金材料的研制”等重大技术应用项目。在双碳背景下,重庆将通过镁材料应用等优势技术和资源,为汽车行业绿色低碳发展提供重要支撑。

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