通往零排放卡车的不平坦之路

汽车及组装实践 通往零排放卡车的不平坦之路 零排放卡车的转型为行业在动力系统、服务和车辆数字化等领域带来了机遇和挑战。实现这一转型需要更紧密的合作。 本文是AndersSuneson、AnnaHerlt、MalteHans以及ChristianBegon和HenrikBecker的协作成果，代表麦肯锡汽车与装配实践以及麦肯锡未来移动中心的观点。 随着主要卡车运输公司实现车队脱碳，他们目前通常优先考虑使用天然气和生物燃料等低碳燃料，而不是零排放卡车。采用这些燃料标志着向可持续商业移动的积极一步，但仅代表向商业领域零排放移动的中间步骤。与此同时，以电动或氢为基础的真正零排放卡车移动似乎陷入了交通拥堵，因为巨大的挑战延迟了其采用。 至2030年销售中的MHDT要求达到43，2040年达到90，对未达标者将实施高额罚款。1额 外法规重点关注基础设施扩建（AFIR）。2建议对零排放卡车尺寸标准的例外情况，以及旨 在促进过渡的基于距离的公路通行费折扣。3这些措施通过补贴计划得到补充，例如德国一项 计划覆盖高达40的充电基础设施成本，鼓励零排放卡车的部署。4 零排放卡车的转型不仅涉及更换动力系统。整个生态系统都可能出现中断：原始设备制造商正在投入大量研发、生产和销售资源，以开发新型动力系统和更高的数字化程度。一个数十亿美元的基建挑战即将到来，公用事业公司面临着对电网的新需求浪潮。除了这些供给侧问题之外，车队在面临从资本支出预算紧张到难以管理的商业案例再到运营障碍等一系列挑战时，犹豫不决是否要承诺转型。 在美国，环境保护署提出的国家级目标要求到2030年逐步但仍具有显著意义的零排放卡车部署。5根据卡车细分市场，预计到2032年，零排放动力系统将占新年度销售的25至60 。6然而，加利福尼亚州和其他各州7那些已采纳加州空气资源委员会的先进清洁卡车规定的地区，旨在到2030年实现30至50的更严格目标。8此外，联邦通货膨胀减少法案为制造商和车队运营商提供零排放卡车销售、电池、充电基础设施以及氢生产和分配的税收抵免。9 冲击监管目标：这将需要什么？ 零排放动力系统的转型主要受监管干预推动，并得到各行业脱碳努力的支撑。为了与长期目标一致，中重型卡车（MHDTs）必须实现零排放以实现交通部门的脱碳。为了实现这一转变，欧盟和北美的监管机构正在采取双管齐下的方法：首先，他们正在推动卡车原始设备制造商（OEMs）实现产品组合的脱碳，其次，他们正在创建补贴计划，以弥补总拥有成本（TCO）的差距并减轻基础设施部署中的资本支出负担。 这些激励措施对于鼓励美国和欧盟的船队运营商实现运营脱碳至关重要。运营商面临着来自监管机构、货运买家和投资者的增加压力，要求他们实现车队脱碳，同时看到客户在支付过渡费用方面的明确意愿不足。例如 ，从2024年开始，加利福尼亚州的先进清洁车队法规为像拖车运营这样的优先车队以及拥有50辆以上车辆的车队运营商设定了零排放汽车的要求。10在欧洲联盟，德国引入了CO 2 基于内燃机卡车的收费相当于每排放1吨二氧化碳200欧元。11 欧盟也计划于2027年启动欧盟排放交易系统2 。碳 法规和激励措施 欧洲联盟拥有世界上最严格的一些排放法规 ，其中包括减排措施。 1欧洲议会和理事会法规（EU）20241610欧洲联盟官方期刊2024年5月14日。 2《替代燃料基础设施规范》，欧洲委员会，2024年8月22日访问。 3欧洲议会和理事会条例（EU）20231804，欧洲联盟，2023年9月13日；“商用车辆重量和尺寸（评估）”，欧洲联盟，2024年8月22日访问；欧盟道路收费：一个更公平且更环保的系统欧洲议会2018年10月25日 4资金将继续用于商用快速充电点，NOWGmbH，2024年5月21日。 5谢一好与雷米尼亚雷斯，“美国和欧盟提案如何引导零排放卡车和公交车队转型，”国际清洁交通理事会，2023年9月19日。 6温室气体排放标准重型车辆第3阶段，环境保护局，《联邦登记》，2024年4月22日，第89卷，第78号。 7各已采纳加州车辆法规的州，加州空气资源委员会，更新于2024年6月。 8“ZEV销售百分比时间表，”在《高级清洁卡车法规》中，加州空气资源委员会，于2024年8月22日访问。 92022年通胀削减法案，美国国会，2022年8月16日。 10基于《高级清洁车队法规概述》，加州空气资源委员会，2024年7月3日。 11设计第三部关于更改收费规定法律的草案，德国联邦议院，2023年8月23日。 通往零排放卡车的不平坦之路2 交易方案涵盖了建筑、道路运输以及其他如小型工业等行业燃料供应商的排放。该系统旨在 （FCEVs）占比不到212美国和欧盟的新MHDT销售额，其中最大销售额集中在 帮助欧盟成员国实现减排目标，并在2050年实现气候中和。 3重型卡车在区域和城市应用的使用案例中。1 这些发展表明，监管压力，尤其在OEMs方面，正在加剧，关于动力系统和研发重点转移的公开声明可以被视为行业接受监管目标的迹象（见图1）。但为了实现这些雄心勃勃的目标，生态系统需要发生什么变化？ 纯粹的监管压力极不可能成功引导这样一个由众多不同参与者组成的复杂生态系统实现如此高的目标。正如一位作者曾经写道，14你们无法达到你野心的高度；你们会跌落到你体系的水平。虽然野心很高，但相关的体系并不总 以需要的方式运作。 为了达到监管目标，麦肯锡估计，到2030年 ，在美国和欧盟销售的新MHDT卡车中，超过三分之一的车辆将不得不使用零排放动力系统 。这种销售增长将在2035年后转化为超过10 的零排放车场份额。鉴于零排放卡车包括电池电动车（BEVs）和燃料电池电动车 这看起来似乎一项艰巨的任务。 最终，所需要的一个功能正常的市场和不需要依赖监管执行或补贴的生态系统。车队所有者必须愿意购买零排放卡车，而不因为不存在替代方案或因为补贴推动了决策而被迫购买它们。为了实现这一点，生态系统必须在车队所有者的两个主要购买标准上做出改进：即“基础设施车辆系统”的可靠性，以及与当前动力系统的总拥有成本（TCO）相当。 网络2024 MCK2499099零排放卡车1附录1 美附录国《和1》共欧《6盟》个的新货车销量将 到2040年前，积极转型为零排放动力系统。 欧洲美国 销售额，当前轨迹，纯电动汽车（BEV）和燃料电池帕电克动，汽当车前（轨FC迹E，V）纯电动汽车（BEV）和燃料电池电动汽 销售额占新车销售的比例parc占总卡车车队的百分比 100100 8080 6060 4040 2020 0 20202025203020352040 0 20202025203020352040 1BEV指电池电动汽车；FCEV指燃料电池电动汽车。来源：麦肯锡未来移动中心 麦肯锡公司 12叶浩谢，美国零排放公交车和卡车市场：20222023更新，国际清洁交通理事会，2024年6月18日；AlessiaMusa等人，“零碳竞赛：2024年第一季度欧洲重型商用车市场发展报告（1月至3月）”国际清洁交通委员会，2024年6月20日。 13《电动重型车辆发展趋势》全球电动车展望2023：跟上气候雄心国际能源署，2023年4月。 14詹姆斯克莱尔，原子习惯：一种简单且经证明的有效方法来培养好习惯与克服坏习惯纽约市，纽约：Avery，2018。 需要哪些措施才能实现大规模的零排放卡车？ 实现预期的快速过渡到零排放卡车将需要整个生态系统协同行动，每个参与者都要投入前所未有的努力，同时应对多个挑战（展示2）。然而，在当前形式下，零排放卡车的市场运作不正常，导致过渡期延迟。 原始英文内容：OEMsandsuppliers 原始英文：OEMsandsuppliershaveatoughtaskaheadTheyneedtocreateacomprehensivezeroemissionvehicleZEVportfoliobuildanewsupplychaincateringtothisportfolioscaleupproductioncapacitiesanddrivearealstepchangeinproductcost 开中发文和翻提译供：产原品始及设解备决制方造案商。（OE原M始s）英和文内容 ：供O应EM商s面m临us艰tr巨et的hin任k务pr。od他uc们td需es要ig创ns建a一nddev e个lop全n面ew的li零ne排s放of汽pr车od（ucZtsEVan）d产so品lu组tio合ns，optimize构d建fo一rt个he新ze的ro供应em链is以sio适n应tru该ck产m品a组rke合t，Theysh扩o大uld生in产cl能ud力e，ne并w推pl动atf产or品m成str本at的eg真ies实f性eaturing飞pr跃ior。itizedpowertrainofferingsandspecificationsforexamplepowerrangesbatterysizes andpayloadOEMsmustbalancetheoffering ofanewcompetitiveproductportfolioacrossrelevantmarketsegmentsagainstkeepingdevelopmentcostsandoperationalcomplexityundercontrol 降低产品成本。今天，麦肯锡的分析表明，零排放卡车在总拥有成本上存在高达40的劣势，特别在重载长途运输领域。补贴和更适合电动汽车（EV）动力系统的应用场景（如短途和中载）可以减少这种差异，但降低产品成本将推动采用的关键。未来几年，实现关键动力系统组件重大成本改进的竞争将加剧：对于电池组，麦肯锡的分析显示，为了在长途运输领域提供具有竞争力的产品，需要将成本降低到每千瓦时大约105美元或更低。为了实现这一点，需要进一步扩大规模和改进包装。麦肯锡估计，为了实现总拥有成本的平衡，燃料电池系统需要实现超过50的成本降低。规模、协同作用以及与关键供应商和其他合作伙伴的有效合作对于成功至关重要。 扩大生产。当前的零排放汽车（ZEV）生产系统无法实现与传统动力总成架构产生的相同规模效应。只有将生产规模扩大到新的体积水平，才能使制造成本降低与上述所述的产品成本降低相匹配。 网络2024 MCK2499099零排放卡车1展示2 到展示2《023》0《年6》实现零排放卡车总拥有成本的平价。 需要显著降低能源和折旧成本。 重型干线卡车（40吨拖车）；每日行驶范围350公里（每年行驶90000公里）；350千瓦发动机功率 德国的总拥有成本（TCO）美元千米 折旧能源 通行费维护 内燃机发动机 电池电动汽车 燃料电池电动汽车 187 096094 20242030 131 083 20242030 25 充电量下降基础设施成本 50 前端减少 车辆成本为16万美元 092 20242030 55 氢泵的降低 价格降至每公斤570美元，由于基础设施部署 50 前端减少 车辆成本为20万美元 1包括为电池电动车所需的充电基础设施的分布式成本（假设约为30的途中充电）。 2能源价格：柴油，2024年为每升149美元，2030年为每升152美元；电力，2024年为每千瓦时021美元，2030年为每千瓦时017美元；氢气，2024年为每千克1190美元，2030年为每千克570美元。来源：麦肯锡未来移动中心 麦肯锡公司 实现预期的快速过渡到零排放卡车将需要整个生态系统协同行动，每个参与者都必须投入前所未有的努力，同时解决多个挑战。 转向新的冠军供应链。动力总成供应商格局面临重大颠覆，因为需求从内燃机部件转向新 、高价值的组件，如电池和燃料电池，这些组件需要完全不同的能力。新的差异化点和不同的供应商格局将要求原始设备制造商（OEMs ）制定新的采购策略。