慕尼黑車展上,寶馬集團對外首次釋出了BMW i 迴圈概念車(BMW i Vision Circular),這款車詮釋了寶馬集團在可持續出行方面進行的全面思考,同時也代表了寶馬將迴圈經濟引入到產品設計和研發過程中的階段性成果。
BMW i 迴圈概念車是一款使用100%可再利用材料和100%可回收的迴圈概念車。在全球碳達峰、碳中和的目標下,寶馬憑藉一款未來的概念車表明了加速碳中和的決心。按照寶馬集團的相關目標,未來10年將完成1000萬輛電動汽車交付,到2030年車輛使用階段碳排放減少至2019年的一半,在供應鏈端和生產層面較2019年的碳排放分別減少20%和80%,2050年實現全價值鏈碳中和。
電動汽車被認為是汽車企業實現碳中和的重要方式,但在一輛電動汽車的全生命週期中,原材料開採、供應鏈生產、整車製造、電池製造、車輛使用等環節都需要使用大量的電力。在很大程度上,電動車的規劃化發展會給電力行業帶來較大壓力。更為重要的是,當下電力的主要來源是火力發電,電的背後同樣會產生碳排放。
為了真正意義上實現碳中和,寶馬集團逐步加速在綠色能源上的使用,尤其在中國市場中,寶馬率先在瀋陽鐵西工廠中使用光伏車棚。資料顯示,截至目前,光伏車棚已累計貢獻了4400萬度清潔電力,可供10000輛電動汽車連續行駛30000公里。
最具汙染的能源——傳統電力
在近幾年中,隨著人類活動造成的溫室氣體排放逐漸增多,導致高溫、乾旱、暴雨等極端天氣頻頻發生,為了遏制地球環境資源不斷惡化,全球各國相繼提出碳中和目標戰略。基於此,各行各業開始迎來一場以綠色低碳為主題的變革。
汽車行業是碳排放的重要來源之一,在全球碳中和的目標下,節能減排已經是大勢所趨。由此,一場屬於汽車行業的可持續發展大變革開始在汽車製造商中紛紛開展。在這個過程中,多數車企選擇了電動化,因為在所有人的理解中,電力是一種“零汙染”的清潔能源,在“碳中和”的背景下佔有獨到優勢。
在使用的過程中,電力不會產生其他汙染物,因此其被認為是最清潔的能源。事實上,在電力的生產中,由於使用的動力能源不同,所以排放的廢氣及汙染物也不盡相同。相關資料顯示,在目前的電力能源中,有超過70%的電能來源於火力發電,其次為水力發電、風力發電、核能發電、太陽能發電。
火力發電是目前世界上各個國家的主要發電方式,其是利用可燃物在燃燒時產生的熱能,透過發電動力裝置轉換成電能。相比其他發電方式,火力發電的能源轉化率、成本都是價效比最高的。但由於火力發電廠多使用燃煤鍋爐,其所排廢氣的量大,煙氣成分複雜,對大氣造成的汙染嚴重。資料顯示,在中國的能源燃燒中,電力行業產生的碳排放量已高達41%。
在火力發電的過程中,一座200萬kW電廠滿發時一天消耗的煤炭超過1萬噸,即使按照比較先進的95%脫硫效率,二氧化硫的排放量仍然很大,達到5000t/a左右(1%含硫率煤炭)。這還是僅二氧化硫一項汙染物的體量,在此之外,火電廠產生的主要大氣汙染物還有二氧化氮、煙塵等。
除了排放方面的汙染,火力發電產生的工業廢水水量大,汙水種類較多,主要包括生活廢水、含油廢水、含煤廢水、工業廢水、迴圈水冷卻塔廢水和脫硫廢水。尤其為了降低火電廠煙氣排放中的汙染,火電廠通常會選擇石灰石來對需要排放的煙氣進行脫硫處理,在對裝置進行清洗時,就會產生含有大量的重金屬物以及有害物質的汙水。
由此看來,傳統的“電”是最具汙染的能源之一。
上百個國家投入太陽能發電
自地球上生命誕生以來,我們就主要以太陽提供的熱輻射能生存。在生活所需中,煤炭、石油、天然氣等化石燃料都是因為各種植物透過光合作用把太陽能轉變成化學能在植物體內貯存下來後,再由埋在地下的動植物經過漫長的地質年代形成。換句話說,是太陽能維持了地球生命的延續。
太陽能是最原始的能源,也是最清潔的能源之一。隨著當下經濟的發展、社會的進步,人們對能源提出越來越高的要求,尤其在電力能源需求大幅提升的工業活動中,太陽能發電成為諸多行業、企業可持續發展的關鍵。
太陽能具有資源充足、長壽,分佈廣泛、安全、清潔,技術可靠等優點。由於太陽能可以轉換成多種其他形式的能量,因此應用範圍非常廣泛,尤其經過多年的開發,太陽能發電得到了長足的發展。太陽能發電包括光熱發電和光伏發電兩種形式。光伏發電是利用太陽能電池的光生伏特效應,將太陽輻射能直接轉化為電能;而光熱發電是經過“光能-熱能-機械能-電能”的轉化過程實現發電。
太陽能作為一種可再生能源,其不僅不會枯竭,而且安全、乾淨,不會對人類和環境造成危害。除去較大的成本因素外,太陽能發電是非常理想的一種新能源。目前,世界各國都面臨著能源危機的問題,傳統的煤炭、石油等化石能源正日趨減少的狀況,在此形勢下,各國越來越重視清潔能源的開發,投入大量的人力、物力和財力發展太陽能發電技術。
在全球太陽能發電產業的迅猛發展中,目前有近150個國家投入普及應用太陽能發電中,其中有95 個國家正在大規模地進行太陽能電池的研製開發,積極生產各種相關的節能新產品。資料顯示,2020年全球太陽能發電量已達855.7太瓦時,較2019年增加了147.81太瓦時,同比增長20.88%。相比之下,全球火力發電量在2020年同比下降4%,為有史以來最大降幅。
隨著“碳達峰”“碳中和”目標的加碼,有專家預測太陽能光伏發電產業將繼續迎來上升態勢,尤其體現在未來的光伏裝機量上。從全球範圍來看,2021~2025年,光伏裝機需求年複合增長率將達到20%,2030年達到1864GW。
當下,全球最大的太陽能發電站位於印度,面積達到了1.4萬英畝,約為56.65平方千米,發電量最大達到了2245MW(兆瓦)。除了大型的太陽能發電站外,利用太陽能產生的電力還可應用在交通領域,如標誌燈、路燈,家庭電源,汽車,通訊領域等。
至少1萬輛寶馬電動車使用清潔電力
相比其他汽車製造商,寶馬早在2020年7月時就提出了到2030年的可持續發展目標,其中包括在供應鏈、生產環節及單車平均全生命週期碳排放量的減少目標。在寶馬看來,如果不採取任何舉措,未來10年,單是供應鏈環節每輛車平均的碳足跡就將增加40%。為了更為徹底的減少碳排放,寶馬集團將可持續發展戰略貫穿一輛汽車的整個生命週期。
為了最大幅度的減少碳排放,寶馬現在及未來每銷售的一款汽車產品都將從原材料採購、供應鏈、生產及使用,一直到回收利用階段都需要進行“碳足跡”的認證。尤其在生產端,到2020年底,寶馬集團在全球的所有工廠都已完全使用由可再生能源產生的電力,其中包括太陽能發電。
太陽能光伏系統一半鋪設在廠房、屋頂等地方,但它還可以與車棚結合,實現停車發電兩不誤。光伏車棚作為分散式光伏專案的一部分,在與充電樁、新能源電動汽車相結合,利用設在棚頂的光伏元件進行發電,然後透過充電裝置儲存到蓄電池中或直接供給電動車充電使用。寶馬正是利用該裝置,在中國的鐵西工廠中累計獲得了4400萬度清潔電力。僅這部分電力,就足以支援寶馬1萬輛電動車連續行駛3萬公里。此外,隨著光伏車棚的大面積使用及太陽能的多種方式利用,寶馬還將在更多電動汽車中實現清潔能源的使用。
除了正在使用的光伏車棚,寶馬還針對太陽能供電開發了一個電動車試點專案。在這個專案中,一個完全斷開連線的電動汽車加油站是由太陽能進行供電。充電站由八組太陽能電池板組成,可將太陽能轉化為電能,電能又儲存在由六個模組組成的廢物庫中。模組連線到逆變器,逆變器除了控制產生的能量外,還透過壁掛式充電器為電動汽車充電。
相比傳統汽車,電動汽車在生產製造方面需要更多數量的鋁,平均看來,一輛電動汽車需要用到200公斤鋁。但生產鋁能耗較高,為在供應端減少碳排放,寶馬集團計劃長期採購以太陽能能綠色能源生產的鋁,從而減少未來十年約250萬噸的CO2排放量,這相當於寶馬為供應商網路設定的CO2排放目標的百分之三。
在鋁的供應商網路中,寶馬集團目前已與阿聯酋全球鋁業(EGA)建立了長期的原鋁供應關係。據瞭解,EGA是目前世界上第一家將太陽能用於鋁商業化生產的公司,而且初期將轉為寶馬集團提供鋁。