02024年3月26日-28日，2024中國商用車論壇在湖北省十堰市舉辦。本屆論壇由中國汽車工業(yè)協(xié)會主辦，以“新步伐·新成效·新提高，助力商用車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展”為主題，基于行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展要求、國家“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)、汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和創(chuàng)新需要，以創(chuàng)新促改革、促轉(zhuǎn)型、促發(fā)展，助力商用車產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。其中，在3月28日上午舉辦的“主題論壇一：‘雙碳’背景下商用車綠色低碳轉(zhuǎn)型升級之路”上，康明斯(中國)投資有限公司中國區(qū)先行技術(shù)總工程師王攀發(fā)表精彩演講。以下內(nèi)容為現(xiàn)場發(fā)言實(shí)錄：
首先非常感謝協(xié)會，各位領(lǐng)導(dǎo)、各位領(lǐng)導(dǎo)、各位專家，今天有幸在十堰跟大家做一個(gè)交流。我是來自康明斯中國的王攀，今天很有幸給大家介紹康明斯在零碳路徑上的一些思考或者布局。
我的主題主要分為四個(gè)方面，第一個(gè)就是康明斯的零碳戰(zhàn)略是怎么來的。第二方面給大家介紹我們以重卡市場，我們每年都會做一個(gè)TCO視角去看不同技術(shù)路徑的總的生命周期的成本，因?yàn)樯逃密囀莻€(gè)生產(chǎn)資料，所以我們更多的要從客戶的角度去看不同的技術(shù)路線它的優(yōu)劣或者它適用場景是什么樣的。第三個(gè)，未來十年混動(dòng)和一體化的動(dòng)力鏈?zhǔn)邱R上要可以去實(shí)現(xiàn)降碳、客戶帶來回報(bào)非常平衡的一個(gè)點(diǎn)。最后給大家介紹康明斯從2021年提出零碳戰(zhàn)略的情況下，在發(fā)動(dòng)機(jī)這個(gè)平臺上面提出了多燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)平臺。
第一個(gè)，康明斯提的零碳戰(zhàn)略主要是希望實(shí)現(xiàn)三步走。第一個(gè)，我們覺得降碳的路徑要從現(xiàn)在開始，我們講氫燃料電池，講純電動(dòng)，它可能是未來比如五到十年，甚至十年以后我們實(shí)現(xiàn)中重卡商用車降碳的路徑。但是我們依然今天主要的商用車，特別是中重卡都是傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)，它還有非常大的潛力可以去挖掘，所以我們通過實(shí)現(xiàn)現(xiàn)有的內(nèi)燃機(jī)技術(shù)還有相當(dāng)大的潛力去挖掘，在2030年實(shí)現(xiàn)20%左右的降碳目標(biāo)。在2035年通過混動(dòng)，通過一些低碳的技術(shù)實(shí)現(xiàn)規(guī)模化的應(yīng)用來實(shí)現(xiàn)50%的降碳目標(biāo)。在2050年，康明斯希望我們的產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)碳中和。
康明斯在過去的三到五年的時(shí)間內(nèi)，第一步就是圍繞現(xiàn)在傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)多源燃料的動(dòng)力平臺，以及實(shí)現(xiàn)燃料電池、純電動(dòng)動(dòng)力總成的布局，再加上康明斯現(xiàn)在也進(jìn)入到上游制氫的領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)從用到生產(chǎn)全產(chǎn)業(yè)鏈的布局，來實(shí)現(xiàn)康明斯希望在2030或者2050年我們實(shí)現(xiàn)碳中和的時(shí)候，相當(dāng)于康明斯的產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)14億碳排放減碳的目標(biāo)。
每年康明斯內(nèi)部都會做一個(gè)客戶總成本生命周期的判斷，因?yàn)橐粋€(gè)企業(yè)做技術(shù)投入，不同階段投入不同技術(shù)的投資的大小是要基于客戶總成本的分析，這個(gè)分析更多是基于中重卡的分析，我們分析了柴油、天然氣、燃料電池，包括燃料電池基于不同的假設(shè)，因?yàn)槿剂想姵噩F(xiàn)在對于成本的假設(shè)大家的判斷是有相當(dāng)大的不同的解讀。第三個(gè)，還有純電，包括氫內(nèi)燃機(jī)，包括柴油的混動(dòng)。在中重卡領(lǐng)域可以看到，客戶的成本主要因素是燃料，燃料是決定了這個(gè)技術(shù)走向哪里最關(guān)鍵因素，很簡單，客戶用什么便宜，客戶就選擇什么燃料。我們可以得出來第一個(gè)結(jié)論，如果天然氣的價(jià)格和柴油的價(jià)格價(jià)差一直維持在2塊錢的水平，接下來十年，在中重卡的領(lǐng)域，可能氣化的比例會上升得非?？臁Ｎ覀兓旧峡梢耘袛?，當(dāng)年行駛里程8萬公里的時(shí)候，這樣的應(yīng)用場景里面，天然氣可能是一個(gè)非常明顯的趨勢，或者現(xiàn)在正在進(jìn)行的。另外，天然氣也是一個(gè)低碳的燃料，也可以實(shí)現(xiàn)15%降碳的比例，而且天然氣還有非常大的潛力，可以進(jìn)一步去挖掘它的熱效率，包括加混動(dòng)以后實(shí)現(xiàn)瞬時(shí)油耗的改善。
第二個(gè)，迭代五階段的油耗法規(guī)，在2030年以后如果疊加國7，我們判斷在商用車應(yīng)用場景里面，混動(dòng)可能會占據(jù)主導(dǎo)的地位，很多的應(yīng)用場景里面可能混動(dòng)會變成一個(gè)必須的選項(xiàng)。
第三個(gè)，燃料電池我們覺得它是面向未來零碳的技術(shù)，當(dāng)然這個(gè)模型沒有考慮國家特殊的補(bǔ)貼等等，但是我們基本上有一個(gè)判斷，當(dāng)前的燃料電池如果年行駛里程低于15萬公里，它的成本很難從客戶的角度回收回來。這個(gè)時(shí)候通過政策長期的補(bǔ)貼恐怕是很難的。
我們接下來做了一個(gè)測算，燃料電池電池什么情況下才能行得通，有三個(gè)條件：第一個(gè)，氫氣的價(jià)格達(dá)到25塊錢每公斤，這個(gè)東西怎么來？大家可以看一下，氫氣的能量相當(dāng)于柴油的3倍，也就是說當(dāng)氫氣的價(jià)格真的降到20塊錢，終端能加到氫氣的時(shí)候就變得非常有吸引力，純粹燃料能量的角度它就有吸引力。第二個(gè)因素就是重卡的氫耗達(dá)到8公斤每百公里，剛剛王總已經(jīng)介紹了，解放都已經(jīng)做到7公斤每百公里，這個(gè)是相當(dāng)先進(jìn)，在長途重卡領(lǐng)域，我們覺得8公斤每百公里的水平還是相當(dāng)有難度的，但是我們保持比較樂觀的態(tài)度，燃料電池也有相當(dāng)大的空間可以去提升。第三個(gè)條件，燃料電池成本，協(xié)會包括行業(yè)界都在說2030年這個(gè)成本要降到500塊錢一公斤，我們保持謹(jǐn)慎樂觀，我覺得有可能可以達(dá)到。最后對于氫內(nèi)燃機(jī)，從現(xiàn)在我們的看法來看，基本上和現(xiàn)在天然氣的成本是相當(dāng)?shù)?，?dāng)再過一年或者兩年，等這個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈氫噴嘴成熟之后，它的初始成本相比燃料電池是有相當(dāng)大的優(yōu)勢；當(dāng)氫氣的價(jià)格真的可以負(fù)擔(dān)的時(shí)候，20塊錢一公斤水平的時(shí)候，氫內(nèi)燃機(jī)+低成本的燃料在終端來說它也是有相當(dāng)大的吸引力。
這個(gè)是我們對接下來五年以后的市場判斷，剛剛李主任我們也頻繁去交流下一代國7的法規(guī)，我們對于下階段的法規(guī)的判斷，如果滿足李主任提的目標(biāo)，我們下一階段要比歐洲更嚴(yán)一點(diǎn)的法規(guī)的要求，我們覺得在現(xiàn)在的基礎(chǔ)上我們油耗可能會惡化1%到1.5%的水平，但是我們還有潛力可以進(jìn)一步去挖掘，我們謹(jǐn)慎樂觀是說我們有2%的能力，這個(gè)是比較有信心能做到的，在滿足國7的情況下還能把油耗再改善2%。但是我們還有其他的技術(shù)，但是這個(gè)周期可能比較長。
所以總的來說，到了2030年以后，國7的法規(guī)疊加五階段油耗的法規(guī)，或者加一些積分的政策出臺以后，混動(dòng)可能會變成一個(gè)平衡點(diǎn)?；靹?dòng)從客戶的整個(gè)生命周期，按照三年的周期去算的話，它的TCO是可以回本的，只是回本的周期相對比較長，可能需要40個(gè)月到50個(gè)月的水平。但如果說五年以后這個(gè)法規(guī)驅(qū)動(dòng)到那里，油耗的法規(guī)、積分的法規(guī)驅(qū)動(dòng)這個(gè)政策或者市場走到那里，混動(dòng)本身對客戶來說是可以回本的，只是需要40個(gè)月這么長的周期，而且產(chǎn)業(yè)鏈成熟之后，這個(gè)周期應(yīng)該還會進(jìn)一步下降。
這一頁是講康明斯目前布局的一體化動(dòng)力鏈，康明斯在過去幾年通過和美馳的收購，康明斯一體化動(dòng)力鏈已經(jīng)布局到動(dòng)力鏈的車橋，包括下一代電驅(qū)橋技術(shù)下面，通過一體化的動(dòng)力鏈我們打通從發(fā)動(dòng)機(jī)、后處理、變速箱、電驅(qū)橋一體化動(dòng)力鏈的控制手段，我們可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)力鏈10%左右的目標(biāo)。第二個(gè)，通過變速箱這塊可以實(shí)現(xiàn)10%到20%，不同應(yīng)用場景下面比例相對有些差異，大概20%左右，如果是輕卡是雙電機(jī)的雙安可能30%，但是中重卡可能是10%到20%的節(jié)油率，一體化的動(dòng)力鏈謹(jǐn)慎樂觀大概5%。所以大家可以看到，傳統(tǒng)即使不走到純電，不走到氫能的角度，我們依然還有20%到30%的空間，而且是客戶可以負(fù)擔(dān)的技術(shù)。
這個(gè)是介紹康明斯一體化動(dòng)力鏈下面多燃料平臺，大家看到康明斯全球平臺里面15L、10L、7L可以支持柴油、天然氣、氫氣。包括在北美有丙烷的能力。
這個(gè)講的是我們接下來在柴油機(jī)上面還會有很多的技術(shù)可以去用，大概還可以有5%到10%的空間，短期內(nèi)大概有2%到5%的空間可以去利用，長期還有10%的技術(shù)儲備，只是直接去實(shí)施的經(jīng)濟(jì)性要有些考慮，比如余額回收、循環(huán)，可能短時(shí)間內(nèi)沒有辦法做到量產(chǎn)。
天然氣的平臺是非常有吸引力的，我們在中國開發(fā)了15L的方案導(dǎo)入到北美，是可以滿足剛剛說的EPA2027的法規(guī)，就是25毫克，甚至25毫克到50毫克超低排放的水平。天然氣的平臺，我們在下一代的平臺里面會做燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化，高壓縮比的優(yōu)化，還可以把整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)的基礎(chǔ)油耗再改善10%。如果再疊加混動(dòng)的技術(shù)，我覺得天然氣的平臺在長期來說是非常有吸引力的，所以對傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的行業(yè)同仁們，天然氣平臺是我們要長期去思考怎么去提高產(chǎn)品競爭力，提高更好的熱效率，提高更好的耐久性。從排放的角度來說，它很輕松就能滿足美國2027年25毫克的排放假設(shè)。
這個(gè)是講氫內(nèi)燃機(jī)，我們對氫內(nèi)燃機(jī)也做過一個(gè)測算，我們內(nèi)燃機(jī)也是可以零碳的，而且它是可以很輕松滿足歐洲定義的ZEV5克每噸每千米的法規(guī)要求，因?yàn)樗艘稽c(diǎn)點(diǎn)機(jī)油，它是可以很輕松滿足這個(gè)指標(biāo)的。
美國今年能源部剛剛宣布資助一千萬美金給康明斯、佩卡、馬勒在北美氫內(nèi)燃機(jī)的研發(fā)和預(yù)研的資助，這個(gè)可能也需要產(chǎn)業(yè)界呼吁一下，可能中國政府也需要有這方面，幫助同仁一起把內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)業(yè)一起推進(jìn)到氫內(nèi)燃機(jī)的路徑上面去，這個(gè)是需要有一些長期的投入，可能是五年的周期來產(chǎn)生大規(guī)模的應(yīng)用。
這一頁稍微總結(jié)了現(xiàn)在全球?qū)鋬?nèi)燃機(jī)這條技術(shù)路線的判斷，目前在美國應(yīng)該說從2022年開始?xì)鋬?nèi)燃機(jī)的技術(shù)在美國開始變得比較熱，康明斯在氫內(nèi)燃機(jī)開發(fā)領(lǐng)域大家如果了解的話，康明斯現(xiàn)在所有的氫內(nèi)燃機(jī)臺架在中國，所有開發(fā)在中國，康明斯在中國引領(lǐng)了氫內(nèi)燃機(jī)的開發(fā)。第二個(gè)，在歐洲是比較激進(jìn)的，包括斯堪尼亞等等他們有一個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈，他們做了非常長期的投入，我看到他們做排放的監(jiān)測，包括歐6、歐7的研究，包括路試都做了非常長期的投入。另外一個(gè)要引起大家注意的是印度，康明斯下一代氫內(nèi)燃機(jī)的開發(fā)是以印度市場為先導(dǎo)，印度政府對氫內(nèi)燃機(jī)的技術(shù)是非常支持的，康明斯第一款面向市場大規(guī)模應(yīng)用的氫內(nèi)燃機(jī)的產(chǎn)品是針對印度市場的。
這個(gè)是氫內(nèi)燃機(jī)開發(fā)過程中的挑戰(zhàn)。第一個(gè)主要是混合的問題，因?yàn)槲覀儸F(xiàn)在走的直噴技術(shù)，混合問題是非常關(guān)鍵的。第二個(gè)部分就是缸內(nèi)非正常燃燒，我們通過點(diǎn)火系統(tǒng)，包括燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化，可以做到很好的狀態(tài)，從后處理角度是比較容易的，現(xiàn)有的柴油機(jī)技術(shù)可以很順暢移植到氫內(nèi)燃機(jī)后處理技術(shù)上面去。當(dāng)然還有一些材料，包括系統(tǒng)安全的考慮。
這一屆是介紹康明斯目前已經(jīng)規(guī)劃好的，我們?nèi)ツ暌呀?jīng)做到了李主任定義的國7排放的法規(guī)，我們已經(jīng)完成了系統(tǒng)的DEMO，很輕松能滿足下一代國7的法規(guī)。今年我們正在做EPA2027年25毫克的目標(biāo)的架構(gòu)的選型，我們可能會引入一些技術(shù)來實(shí)現(xiàn)超低排放的要求。
我們現(xiàn)在做的這兩款發(fā)動(dòng)機(jī)有很高的熱效率，我們是實(shí)打?qū)嵞茏龅紹TE的水平，它的BMEP扭矩15L可以做到2600牛米，410千瓦，大家去想燃料電池要做到300千瓦、400千瓦，它的成本，包括它整個(gè)功率密度跟內(nèi)燃機(jī)比還是有比較大的差距。另外考慮到將來走到混動(dòng)，北美在考慮氫內(nèi)燃機(jī)變成一個(gè)增程的系統(tǒng)，它是非常有吸引力，因?yàn)闅鋬?nèi)燃機(jī)它的損態(tài)和穩(wěn)態(tài)是相當(dāng)難去兼顧，如果走到混動(dòng)或者增程的路徑上去，正好可以釋放氫內(nèi)燃機(jī)的優(yōu)勢。
最后一頁是康明斯公司內(nèi)部的戰(zhàn)略，我們是制定了三步走的零碳目標(biāo)，我們是希望從現(xiàn)在就開始，現(xiàn)在就有大量的精力投資在天然氣的發(fā)動(dòng)機(jī)、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，包括面向下一代法規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)開發(fā)上面，這個(gè)是我們現(xiàn)在作為最高優(yōu)先級在做的事情。第二個(gè)，我們要跟我們的合作伙伴一起來優(yōu)化整個(gè)動(dòng)力鏈，來實(shí)現(xiàn)對客戶創(chuàng)造最低的TCO的目標(biāo)。第三個(gè)，康明斯是以技術(shù)核心立足的，我們永遠(yuǎn)要立足于技術(shù)領(lǐng)先。
康明斯從這個(gè)方案提出來以后，康明斯走到了上游，對氫能也做了布局，有一個(gè)單獨(dú)的事業(yè)部在做氫能包括制氫這塊的業(yè)務(wù)，而且全都在中國做了落地。
我的分享就這些，謝謝大家！
（注：本文根據(jù)現(xiàn)場速記整理，未經(jīng)演講嘉賓審閱）
