严格的排放法规将于2021年正式生效,这对全球柴油动力总成零部件供应商和汽车制造商都带来了重大挑战
柴油作为轻型汽车动力系统的一种燃料选择,自2016年以来在全球范围内需求有所下降。IHS Markit预测,2018至2025年期间,全球柴油动力系统的产量将下降约3%。导致全球产量减少的重要地区之一是欧洲,这期间欧洲柴油动力系统的产量下降幅度预计将超过7%。2015年末发生的柴油排放丑闻,以及对空气质量的担忧,给欧洲消费者对柴油车的看法带来了相当大的影响,现在他们正越来越多地选择汽油和电动动力系统。
欧洲汽车工业协会数据显示,2018年第二季度至2019年第二季度期间,欧盟地区对柴油车的需求下降了5%。IHS Markit预测,到2021年底,欧洲柴油车产量的市场份额将降至30%以下;预计到2025年,这一比例将进一步下降至25%以下。尽管预测如此,但预计德国和英国等国的柴油车销量将出现反弹。大众、戴姆勒和福特将在这些国家继续支持柴油车生产,尽管更严格的排放标准将于2020年正式生效,不过预计在2020年至2021年期间,这些汽车制造商的柴油发动机产量将出现增长。目前,随着车型符合欧洲6d-TEMP强制性排放标准,柴油车销量可能会有所稳定,欧洲6d-TEMP规定,柴油车行驶过程中每公里氮氧化物(NOx)的排放量不得超过168毫克。预计未来很长一段时间内,柴油仍将为大型SUV和皮卡提供动力,因为购买这类车型的消费者很大程度上并不受价格上涨的制约,而且根据他们的具体使用场景,柴油车往往能降低其运行成本。不过,这类车型的电气化版本也可能会受市场欢迎,并最终取代柴油版车型。
预计中国和北美市场将比欧洲更快地从柴油车转向电动汽车,而南美和南亚市场可能在未来10年相对较长时期内继续使用传统内燃发动机技术。因此,动力系统供应商的未来战略和机遇将基于区域市场应对各自立法机构通过的尾气排放和燃油经济性法规所做出的反应。在全新动力系统设计下,供应商必须研发快速响应的气流管理系统、高效的热管理系统和排气系统,使废气温度保持在200℃以上,以实现最佳的氮氧化物转化。
柴油车排放丑闻的影响
大众汽车在某些市场中使用非法减效装置以达到柴油车排放标准,这一事件的曝光极大地影响了消费者对柴油车的偏好。该问题最初仅限于美国,但随后也对欧洲柴油车的销售带来了影响。雷诺和标致雪铁龙等其他汽车制造商也被指控在欧洲使用了类似的操纵装置。这一争议凸显了柴油车氮氧化物和颗粒物排放对公众的负面影响。早些时候,柴油车在欧洲很受欢迎,因为它的燃料成本更低、燃料效率更高,最重要的是,与等量汽油相比,排放的二氧化碳更少。
采用如选择性催化还原(SCR)和氮氧化物吸附技术等高效但成本高昂的尾气后处理技术,可大大减少氮氧化物的排放。这些尾气后处理技术还可以进一步补充选择性催化还原涂层柴油微粒过滤器和电加热催化剂(EHC)。此前,欧洲能源税收指令指导欧盟成员国对柴油征收比汽油更低的税费,以遏制温室气体排放。然而,由于柴油车数量的增加,令氮氧化物和颗粒物排放量不断上升,导致空气中含有致癌物质,对健康构成严重威胁。柴油门丑闻发生后,多个国家提出并在人口密集地区设立了低排放区(LEZ),这些区域将对柴油车实行全面禁令。据UPI估计,2018年大众集团投资者对大众集团起诉追偿超过100亿美元。德国《明镜周刊》在2019年8月曾表示,戴姆勒将因违反排放规定,德国斯图加特检察官将对其处以高达11亿美元的罚款。
汽车制造商对柴油车需求下降的反应
自2017年以来,欧洲汽车制造商一直遵循欧盟严格的排放标准,为客户提供搭载了最新发动机和先进尾气后处理技术的新型清洁柴油车。不过,日本汽车制造商已宣布停止并减少在欧洲市场销售柴油车。尽管柴油车销售预期疲弱,但德国三大汽车制造商宝马、戴姆勒和大众计划在未来6年继续投资研发柴油车平台。与此同时,作为柴油车的替代品,电力动力系统在欧洲越来越受欢迎。
在北美,主要以大型SUV和商用货车为主的一小部分车型仍然依赖柴油。随着电动和油电混动替代车型的不断增加,北美2018年至2025年期间对柴油车的需求增长预计不会超过1%。通用汽车动力总成总监Pierpaolo Antonioli在2018年欧洲汽车新闻大会上表示,柴油车销量暴跌是事实,但这并不意味着柴油发动机技术即将终结。他坚信,随着氮氧化物减排技术的发展,柴油动力系统将在未来几年继续成为汽车动力系统架构中的一个重要组成部分。
然而,大排量发动机的小型化和电气化在未来十年可能为柴油动力系统带来机遇,特别是考虑到它们的比功率和高扭矩特性。柴油动力系统有助满足严格的公司平均燃油经济性(CAFE)目标,这对于美国大量的皮卡应用而言非常重要,这意味着动力系统不能忽视。通用汽车预计将在美国和欧洲市场推出的2020款雪佛兰Silverado上搭载一款3.0L直列六缸涡轮增压柴油发动机。在2018年巴黎车展上,宝马在接受GoAuto采访时表示,根据目前的排放法规,他们的柴油发动机可以与汽油以及电动动力总成共存。不过,宝马也承认,在宝马M550d和X5上搭载的3.0L四涡轮增压大排量柴油发动机使其符合未来的排放标准将变得更加困难。欧洲市场对大功率柴油发动机的需求较低,因此宝马等汽车制造商在未来进一步投资研发类似发动机在经济上并不可行。戴姆勒曾在2018年向CNN商业频道提到,在汽车行业向电动汽车转型的过程中,盲目地放弃符合排放标准的柴油动力系统只会适得其反。
尽管如此,其他汽车制造商对待柴油车并不像宝马、戴姆勒和大众那样热情高涨,雷诺-日产-三菱联盟和菲亚特克莱斯勒的柴油车销量预计将大幅下降。由于英国柴油车销量下滑,捷豹路虎和雷诺-日产-三菱联盟的发动机工厂已经裁员数百人。二级供应商可以从生产柴油发动机零部件转向生产汽油发动机零部件,从而避免严重的员工流失。由于汽车的产品生命约为5至7年,向一级供应商供货的小型供应商可能会因为行业发展方向的突然转变而蒙受重大损失。
预计大中华区、日本/韩国和南亚也将出现柴油车需求下降的情况。预计到2021年,中国电动汽车的产量将超过柴油车。IHS Markit预计,日本和韩国市场2018年至2025年期间的柴油车销量将下降3%左右。与此同时,南亚市场2018年至2025年期间的柴油车销量将下降12%以上,主要是由于小型柴油发动机的停产。不过,考虑到南美地区(除巴西外)的其他国家尚未对当地生产的柴油车执行类似于欧六标准的排放法规,因此该地区可能会大量使用旧的柴油技术。在价格敏感的印度市场,研发符合BS-VI标准(包括真实驾驶排放(RDE)标准)的柴油发动机成本高昂,迫使一些汽车制造商取消了小排量柴油发动机版本。本田汽车印度公司高级副总裁兼董事Rajesh Goel今年早些时候向新闻网站Livemint表示,柴油车在印度已不再是一个具有吸引力的选择,到2022年,其市场份额将大幅下降。IHS Markit预测,占印度柴油车市场份额最大的铃木汽车,随着关注重点转向汽油车和电动汽车,到2025年,铃木的市场份额将减少20%左右。不过,该公司的竞争对手马恒达、塔塔、现代和福特预计在未来6年内将继续投资研发柴油发动机技术。
对IHS Markit柴油零部件预测的后续影响
到2025年,超过一半的柴油发动机将由南亚、大中华区和日本/韩国生产。与2018年相比,2025年中国柴油发动机产量预计将增长12%以上。到2025年,欧洲柴油发动机生产将减少至全球需求量的40%左右。因此,到2025年,欧洲对柴油微粒过滤器(DPF)的需求将降至500万台以下。欧洲柴油发动机首选的吸气技术将迅速向配备中间冷却和增加电动增压装置的两级柴油涡轮增压过渡。另外,欧洲柴油发动机的很大一部分将搭载轻度混动技术。北美柴油车市场则与之相反,预计到2025年将增长25%,其中传统柴油动力系统的比例将更高。随着严格排放法规的实施,对选择性还原催化系统的需求与柴油车需求增长成比例增加。预计在2020年后,南亚地区的轻度混动柴油发动机产量将会急剧增长。
柴油零部件供应商的机会
出于研发和创新成本不断上升、同类厂商之间的竞争加剧、投资者对电动汽车的兴趣日益浓厚等因素,动力总成零部件供应商的利润空间面临压力。在乘用车市场,柴油车成本上升和需求下降将直接影响供应商的产品组合策略。然而,目前有必要对现有柴油技术进行投资。柴油发动机汽车仍然能够符合最新的排放标准。南亚和南美等新兴市场对传统技术的依赖时间将比欧洲和北美市场长几年。
博格华纳继续投资于双蜗壳涡轮增压器等柴油机技术,但同时也将专注研发混动和电动汽车的产品组合。首席执行官James Verrier在2016年接受《欧洲汽车新闻》采访时表示,随着电动发动机的兴起,48V电子增压技术将在欧洲逐渐普及。在柴油门之后,博世打算在其产品开发代码过程中遵循技术设计伦理原则。呼吁提高燃油消耗量和CO₂排放量透明度的同时,博世的首席执行官Volkmar Denner博士认为,柴油车仍有未来。这家供应商表示,他们已经开发出将氮氧化物排放量降低至每公里13毫克的技术,而且成本较低。这些发展包括动力总成的六个领域,快速反应的废气涡轮增压器、发动机控制单元、氮氧化物传感器、废气后处理系统、AdBlue传输模块和RDE测量系统。
市场对柴油氧化催化剂(DOC)和DPF的需求不断增长,预计将增加天纳克、佛吉亚和康宁等供应商的零部件销量。大陆汽车首席执行官Elmar Degenhart相信,在2040年之前,市场柴油车的需求不会逐步消失,尤其是在商用车领域。这家德国供应商在2019年8月宣布,将减少对传统发动机零部件的投资,以应对主要厂商的需求下降。佛吉亚公司认为,在未来10年初期,柴油车销量将加速下跌,该公司目前正投资研发混动、电动汽车和燃料电池技术。尽管电动汽车零部件的需求增长速度快于预期,但多数供应商认为,电动动力总成的需求不会在所有地区呈线性增长。
柴油零部件供应商前景
随着全球各主要市场相继出台严格的排放法规,所谓的“清洁柴油”将成为柴油零部件供应商未来10年的发展方向。随着发动机和尾气后处理系统的重要升级,柴油车的生产成本将不断提高。欧洲汽车制造商正努力将柴油车技术推向新兴市场。供应商将不得不重新制定战略,并研发有助于汽车制造商满足排放标准和RDE测试周期的零部件。传统柴油动力总成零部件供应商将进一步推动产品组合多样化,并支持柴油混动总成解决方案的部署。柴油版紧凑型轿车的产量预计将迅速下滑。供应商可以将重点放在中型和高端柴油车的零部件研发上,预计这类车型的需求仍将保持强劲。目前最先进的柴油动力系统仍然是最清洁和最省油的燃油动力系统;然而,由于2024-2025年前后即将出台欧7排放标准,可能会使许多柴油动力系统在成本上变得不可行。目前,随着车型符合欧洲6d-TEMP强制性排放标准,柴油车销量可能会有所稳定,同时许多对成本敏感的欧洲国家也支撑着二手柴油车市场的蓬勃发展。