南京大学讲座回顾 | 面向碳中和的新能源汽车能源链
2022年11月24日晚,南京大学商学院MBA教育中心开展主题为《面向碳中和的新能源汽车能源链》的讲座。华东理工大学商学院院长、长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者马铁驹教授担任主讲人,南京大学商学院工商管理系宋哲教授担任点评嘉宾,南京大学商学院MBA教育中心主任、营销与电子商务系宋培建教授担任主持人。
本次讲座马教授以汽车能源技术系统为出发点,分析对比了三条典型汽车能源链的平准化成本,并结合ABM模型探讨了新能源汽车终端充能问题。本次讲座共有四百位MBA师生、校友及业界人士线上参会。
一、讲座回顾
研究背景
自2002年以来,我国的汽车保有量快速增长,20年底已突破2.5亿辆。传统的内燃机汽车(ICEV)在使用中会消耗大量化石能源,并产生大量碳排放,因此推广新能源汽车对实现双碳目标、能源安全等有着重要意义。当前中央政府和很多地方政府都出台了推广新能源车的相关政策。
目前主流的新能源汽车是电动汽车(BEV)。根据最新数据,我国电动汽车保有量已经超过一千万辆,此外我国也是世界上最大的电动汽车产销国,燃料电池汽车(FCV)加氢站数量位居世界第二。
马教授根据技术生命周期理论对全球电动汽车专利数量进行拟合,预测电动汽车的成熟期为2019-2031年,即当前我们的电动汽车技术水平已经初步迈入了成熟阶段。相应的,我国电动汽车的补贴门槛也在逐渐升高,补贴金额逐渐退坡。
汽车能源技术系统
马教授认为,虽然电动汽车的技术已经成熟,但是终端充电的问题还有待解决,主要包括:充电桩和电动车的配比需要研究;终端充电的行业标准需要确定等。从能源技术路径上来看,尽管电动汽车本身不产生碳排放,但上游的发电端仍需要传统能源。为了实现减排目标,普遍观点认为未来可再生能源发电量要达到80%以上,这对电网储能系统提出了很大的挑战。
对于电动汽车、燃料电池汽车和内燃机汽车来说,不同的能源链均可以实现碳中和的目标,多条能源链竞争协同,形成了汽车能源技术系统。
接下来,马教授从资源端、输送和消费端三个方面展开,描述了面向碳中和的新能源汽车技术系统,并对其中三条可以实现碳中和的能源链进行了详细解释。
三条典型能源链平准化成本分析
那么哪些新能源汽车能源链最具有竞争力呢?为了解决这个问题,马教授选取了目前三条典型的能源链进行分析:
BEV:资源端发电 -> 输电->消费端BEV充电
FCV:资源端发电->资源端电解水制氢->输氢->消费端FCV加氢
ICEV:资源端发电->资源端电解水制氢->消费端费托合成制油->输油->消费端ICEV加油
在确定每一条能源链的流程之后,马教授根据全生命周期成本(LCC)理论对能源链上的每一个环节计算成本,随后据此计算了每一条能源链的平准化成本。
在分析过程中,技术学习效应也被纳入了考虑范围。技术学习效应指的是一项技术的成本会随着人们在这项技术上经验的积累而下降,不同技术的技术学习率也存在差异,最终在参考相关论文以及专家意见的前提下确定了技术学习率。
随后马教授向大家展示了三条能源链在资源端、输送和消费端的平准化成本差异:
资源端成本:电
输送成本:油成本区间
消费端成本:电
PS:由于合成油所需二氧化碳的来源不同,因此油的成本也有差异,存在一个成本区间。
平准化成本差异
根据最终的Well-to-wheel平准化成本可以看出,电动汽车的能源链路径成本最低,从长远来看,电动汽车最有发展潜力。
新能源汽车能源技术系统ABM
能源技术系统的演化与不同决策主体的交互交织形成了一个复杂的经济系统。究竟哪一条技术路线会在将来成为主流?这不仅取决于技术路线的成本优势,也和决策者的行为息息相关。其中路径依赖问题也影响着技术应用,主流技术未必是最优的,马教授以键盘布局为例生动的解释了这种现象存在的原因。
讨论与展望
最后,马教授探讨了电动汽车存在的缺点,分析了氢能源汽车未来可能的发展趋势,并对未来的研究方向进行展望。
二、嘉宾点评
宋哲教授作为点评嘉宾,结合生活经历为大家分享了讲座感悟。
宋哲教授认为,由于国内石油资源价格较高,因此使用电动车的成本相对较低,这是近些年来我国电动汽车发展迅速的重要原因。此外,宋哲教授也列举了生活中电动汽车终端充电难的一些问题,并认为未来可能会诞生“充电管理”等新兴行业,专注于解决电动汽车充电问题。
三、互动提问
最后的互动环节中,同学们针对充电技术、储能和新型电力系统等领域积极提问,马教授为同学们一一解答。本次讲座引发热烈反响,欢迎大家持续关注南大MBA科技与人文系列讲座。
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