Global Infrastructure Initiative: Decarbonizing Mobility Report 2023
Executive Summary:
In 2023, the mobility sector, accounting for the third-largest greenhouse gas emissions, faced a pivotal challenge: decarbonization. With the goal of reducing emissions by 91% by 2050 to adhere to the 1.5°C warming limit set by the Paris Agreement, the sector requires substantial investment and strategic collaboration. Leaders across industries, including energy, transportation, manufacturing, and investment, convened at the inaugural Decarbonizing Mobility Forum in Amsterdam to discuss accelerating sustainable transportation. Key themes emerged, focusing on:
-
Global Partnerships: Collaboration between private and public institutions is crucial for scaling development of vital manufacturing and supporting infrastructure like gigafactories and charging networks. Innovative partnerships among traditionally competitive companies are encouraged to foster better data sharing for maximizing insights.
-
New Technologies: Investments in research and development, rapid piloting, and commercialization of emerging technologies such as hydrogen synfuels and fuel-cell electric vehicles are necessary. Maintaining technology neutrality in policy review is essential to facilitate cooperation among sectors.
-
Industrialization Focus: Developing new approaches to scale climate technologies efficiently is imperative. Learning from successful industries like solar and batteries can aid in increasing modularization, reducing costs, and boosting efficiency.
-
Talent Nurture: Prioritizing improvements in technology skills and tech-driven productivity across the workforce is critical. Beyond attracting talent, fostering an environment that nurtures engineering, procurement, and construction skills is essential.
-
Policy Support: Clear and streamlined permitting processes are crucial for speeding up infrastructure projects. Government and community support plays a pivotal role in decarbonization.
Decarbonizing Mobility: State of Play in 2023
In addressing the decarbonization of mobility, the state of play in 2023 highlights the urgency and scale of the challenge. The mobility sector, responsible for nearly 8 metric gigatons of CO2 emissions in 2022, aims to reach net-zero by 2050. To achieve this, over $3 trillion must be invested annually in low-emission vehicles and infrastructure until 2050, with investment currently at approximately $100 billion.
Unleashing the Source: Delivering Plants and Gigaprojects
Gigafactories and battery plants are vital to sustain global electric vehicle adoption. Scaling these facilities at seven times their current rate presents significant challenges, including labor shortages, access to raw materials, land, and financing, and regional development hurdles. Addressing these challenges requires strategic planning and innovative solutions to ensure timely and effective deployment.
Accelerating Distribution: Expanding Infrastructure
The expansion of infrastructure is critical for supporting the transition to sustainable transportation. This includes not only the development of gigafactories and battery plants but also the enhancement of charging networks and the deployment of hydrogen infrastructure. Policy support and clear regulatory frameworks are essential to facilitate this growth.
Harnessing Clean Energy to Power the Transition
Clean energy plays a central role in powering the transition to sustainable mobility. Innovations in clean energy generation, storage, and distribution are key to achieving net-zero targets. Collaboration across sectors to integrate clean energy solutions effectively is paramount.
Meeting the Demands of Net-Zero Mobility
Meeting the demands of net-zero mobility requires a comprehensive approach that integrates advancements in technology, infrastructure, and policy. The report emphasizes the importance of fostering partnerships, investing in new technologies, nurturing talent, and securing policy support to drive progress towards decarbonization.
Resilient Battery Supply Chain and Circular Economy
The resilience of the battery supply chain is crucial for the sustainability of electric vehicles. Emphasizing circularity in battery management ensures resource efficiency and reduces environmental impact, contributing to a more sustainable mobility ecosystem.
Hydrogen: Building the Business Case in 2023
Hydrogen offers a promising pathway for decarbonizing mobility, particularly in sectors where electrification may be challenging or impractical. Building a robust business case for hydrogen involves addressing technological, economic, and infrastructure barriers while leveraging existing knowledge and innovation.
By the Numbers:
- Growth in Electric Vehicle Sales: A 55% increase from 2021 to 2022.
- Investment Requirement: Over $3 trillion annually until 2050.
- Current Investment: Approximately $100 billion as of the end of 2022.
These figures underscore the magnitude of the task ahead and the necessity for concerted action across sectors to achieve decarbonization goals.
成果报告| 2023年10月
目录
脱碳流动性:2023年的现状3释放源头:交付植物和gigaprojects5加快分销:扩展基础设施7利用清洁能源为转型提供动力9满足零净流动性的要求11弹性电池供应链和循环性13氢:在2023年建立商业案例15
执行摘要
交通行业是第三大温室气体排放国,2022年全球二氧化碳排放量接近8千兆吨。根据麦肯锡的分析,为了大幅减少排放,到2030年,全球汽车制造商预计将在绿色交通上投资超过1万亿美元-但还有更多的事情可以做。进步将需要跨公司,部门,政府和社区的战略交叉合作,并开放以大规模构建和采用新技术。
在2023年9月13日至14日在阿姆斯特丹举行的全球基础设施倡议(Global Ifrastrctre Iitiative)首届脱碳交通论坛期间,能源和交通领域的领导人齐聚一堂,讨论加快可持续交通的方法。论坛汇集了来自56家公司和15个国家的80多位高级领导人。该活动主要集中在汽车行业-一个重要的。
出行组合的一部分-包括汽车电气化和底层基础设施,是实现绿色移动所需的更广泛行动的重要组成部分。®对话集中在扩大清洁能源和净零移动、克服障碍以及寻找部署关键基础设施和技术的新机会的有利因素上。
脱碳流动性论坛的第一天召集了行业领导者对Johan Cruijff竞技场,网络机会和全体会议会议涵盖电池制造,清洁能源和电动汽车(EV)充电基础设施的主题。第二天解决了有关净零移动性,电池
大胆的创新,新的合作模式和政策支持对于该行业以有意义的方式向前发展至关重要。该报告总结了论坛讨论期间出现的关键主题和要点,并强调了整个移动价值链领导者的战略,以推动该行业并实现其可持续发展
脱碳流动性:2023年的状态
作为第三高排放行业的领导者,移动领导者将在未来几十年专注于脱碳。到2050年,该部门必须减少91%的排放量,以保持在《巴黎协定》设定的1.5 ° C变暖极限内。此外,为了实现零净目标,到2050年,全球每年必须在低排放车辆和基础设施上花费超过3万亿美元;到2022年底,该领域的投资约为1000亿美元。.
政策制定者和立法者试图通过围绕内燃机和运输相关排放设定目标和参数来维持脱碳的势头。近年来,消费者还购买了更多的电动汽车:从2021年到2022年,电动汽车销量增长了55%。
整个行业的利益相关者-能源,运输,制造和投资-聚集在一起讨论前进的道路,寻求回答一个关键问题:现在需要采取什么行动才能在未来几十年实现可持续的移动?
他们的讨论阐明了五个关键因素,这些因素可能为移动出行的整个价值链脱碳铺平道路:
1.全球伙伴关系。加强私营和公共机构之间的合作可以帮助扩大重要制造业的发展,并支持千兆工厂和充电网络等基础设施。例如,与传统竞争对手的公司的创新合作可以帮助促进更好的数据共享,以最大限度地提高新见解的价值。这种方法要求领导者对伙伴关系持开放态度,并在竞争对手之间建立信任。
2.新技术。投资研发和快速试点和商业化新技术,如氢合成燃料和燃料电池电动汽车,可以帮助推进和扩大创新。此外,在审查和实施用例时保持技术中立性很重要,因为这样做可以让电池、燃料电池和氢部门协同工作。
3.产业化重点。利益相关者可以开发新的方法,以尽可能高的效率扩展气候技术。大规模提供绿色技术的技术,设计和流程尚处于起步阶段。为了提高模块化,降低成本并提高效率,公司可以向其他成功扩展的行业学习,例如太阳能和电池。
4.培养人才。在整个价值链中,公司可以做的不仅仅是吸引和培养工程、采购和建筑人才;他们还可以优先提高员工的技术技能和技术驱动的生产力。
5.政策支持。政府和社区在脱碳中发挥着关键作用。与会者认为,更清晰、更有效的许可程序将加快基础设施项目的推出。
释放来源:交付植物和gigaprojects
电池是能源转型的重要组成部分,尤其是在运输部门。为了满足维持全球电动汽车采用所需的电池需求,千兆工厂和生产电池的工厂必须以目前7倍的速度发展。这绝非易事:这些工厂中的许多都必须从头开始建造,这个项目可能需要一到五年的时间才能完成,具体取决于地区。一位发言者说:“这是我职业生涯中见过的最复杂的环境— —你必须从头开始构建一切,而gigaproject规划只是冰山一角。. "
幸运的是,有改进的机会,许多参与者已经宣布了其他领域的gigafactory增长,为移动行业提供了一个可以构建的蓝图。要以所需的速度扩大电池生产规模,公司应该意识到当前环境中面临的挑战以及他们展望未来的机会。
在本次会议期间,小组成员讨论了扩大电池千兆工厂和工厂的三个挑战:劳动力短缺,技术和资源以及区域发展挑战。
—劳动力短缺。劳动力短缺几乎影响了每个行业,但是移动部门正在争夺与建筑,制造和其他工业部门相同的人才。此外,随着自动化成为公司的差异化特征,对具有先进技术技能的工人的需求将会增加。劳动力市场因扩大制造业规模的努力而被额外扭曲。一个
与会者说,“补贴项目正在通过挥霍资金摧毁人才市场。”风险是跨地区的人才部署不均衡,导致项目瓶颈。
—技术和资源。获得原材料、土地和融资的渠道也很紧张,特别是对于需要充足资源的项目,比如千兆工厂。例如,设计和交付一个千兆工厂可能需要高达30亿美元的投资。最重要的是,建造和运营千兆工厂是高度能源密集型的。因此,建筑和制造过程的脱碳对于实现技术的净零效益仍然至关重要。
“这是我职业生涯中见过的最复杂的环境--你有一切从零开始建设,而gigaproject规划只是冰山一角。”
—区域发展挑战。与亚洲部分地区相比,在欧洲和北美建立巨型工厂的时间表明显更长,政府需要更长的交货时间
批准,法规,如回收要求和其他许可。相比之下,中国通过收购现有建筑物并使设备适应现有因此,其他地区的一些组织计划效仿,打破更严格的方法来改善优化。
为了应对这些挑战,移动性参与者应该对设计和扩展、成本和风险管理进行不同的思考。
—设计和缩放。为了有效扩展,公司可以将标准化集成到工厂设计中,以便交付可以模块化并适应每个工厂的规格。“没有两个工厂是完全相同的,但设计可以模块化以扩大或缩小,”一位论坛参与者说。集成标准化的子组件设计将有助于跨地域更快地进行维修,并帮助组织在设备随着时间的推移而退化时主动更换设备。
—费用。标准化还可以帮助管理成本壁垒。开发人员可以使用过去的项目作为模板,以更好地了解未来项目所涉及的计划,从而允许开发人员花费
更多的时间在项目设计上,从其他人做出的创新选择中学习,并将新技术集成到以前没有考虑过的空间中。例如,参数化成本建模可以帮助gigafactory开发人员根据类似或过去的项目预测项目的成本。
—风险管理。最重要的是,扩展千兆工厂需要所有相关利益相关者的协调以及对所涉及风险的认识。管理风险需要一个广泛的视角,考虑能源成本、选址、获得熟练劳动力、供应链动态以及在当前环境中的扩展能力。智能采购、建立项目控制和清晰的流程等工具可以帮助避免超支和时间超支的风险。政府还可以与能源转型公司合作以加快步伐。一般来说,调整激励措施和建立正确的生态系统可以帮助开发项目,并在参与者网络中转移总拥有成本。
加速分销:扩展基础设施
在过去十年中,电动汽车的采用大幅增加,但维持这种采用所需的充电基础设施却没有以同样的速度增长。在采用的早期,移动服务提供商是电动汽车充电基础设施投资者的主要目标,但随着需求的增加,建立充电站的所有者-运营商网络被赋予了更多价值。这些网络可以在许多便利的地方为电动汽车司机提供更可靠的充电,但除非标准化与区域方法取得平衡,否则消费者可能看不到好处。
幸运的是,有足够的机会来改善和扩展电动汽车充电基础设施。在本届会议上,许多小组成员表示致力于在这一领域设定雄心勃勃的目标,其中一些人的目标是到2030年建立100, 000个充电站。在制定扩大电动汽车充电基础设施规模的机会时,移动参与者应牢记地理位置、消费者和长期财务影响。
在本次会议期间,与会者讨论了各种关键挑战:
—以客户为中心。许多公司专注于建设基础设施,而不考虑客户的声音-这是改善电动汽车采用率的最重要部分之一。一位参与者指出,该行业在思考塑造客户参与度的关键因素方面处于“萌芽状态”,例如终身价值,获取成本和评论。移动运营商预计,到2030年,电动汽车市场的竞争力将提高20倍,从而提高充电速度、便利设施和位置的重要性。
—标准化。正如一位与会者指出的那样, “即使有足够的充电器,它们也可能不是合适的类型或位置。”
移动玩家可以在建立充电站时考虑客户的使用情况,并根据充电器的位置校准充电速度。鉴于OEM对汽车的制造方式以及底层基础设施的影响最大,与OEM的积极合作也至关重要。一位参与者说,“客户给OEM的好处的怀疑,他们不给充电供应商通常的约束是汽车!”。
扩大电动汽车充电基础设施将需要在三个领域开展主动行动:区域融资、无处不在和业务整合。
—区域化融资。电动汽车的使用在欧盟大幅增长,主要市场在德国和英国。长期基础设施的资金可以与这些地理趋势保持一致。使用升级将导致收入上升;因此,遵循消费者趋势的公司将在提供充足服务的同时看到投资回报。
—无处不在。在扩展基础设施时,易于访问和每个位置需求的细微差别将是重要的考虑因素。例如,在美国,除了电池发动机之外,还需要获得氢天然气替代品,以满足对绿色能源的需求并创造更可持续的交通行业。或者,在英国,氢的优先级可能较低,因为电池范围足以覆盖岛上的任何距离。提高效率和避免使用不足还需要战略性地放置电动汽车充电器,以满足当地消费者的需求。例如,高功率的350千瓦充电器可能不是到处都需要的,移动性和充电领导者可以根据个人商业案例来评估放置。
—业务集成将业务流程集成到电动汽车充电基础设施中是投资者需要考虑的另一个重要方面。许多公司已经为车队提供了集成的计费和客户支持服务,但创新者正在努力使该行业更加软件驱动。这种转变将增加竞争,导致一些公司合并,并为其他公司提供自然退出。因此,管理服务提供商和充电点运营商面临更大的压力,需要改进和整合自己的产品。
利用清洁能源推动转型
移动过渡不仅需要制造绿色车辆以及必要的充电和加油基础设施来支持它们,而且还需要具有竞争力的成本的足够量的绿色能源和氢气。这种能源需求需要大幅增加可再生能源生产,以及基础设施的建设和改造,以运输、储存和转换电力。
这种转变的主要挑战归结为成本、电网的可用性和法规:
—费用。通货膨胀和更高的融资成本增加了产生可再生能源和投资电力基础设施的经济挑战。特别是,由于资本,设备以及工程,采购和建筑服务的高昂成本,海上风电最近搁置了许多项目,甚至取消了许多项目。
—电网的可用性。电网将需要扩大,以应对电动汽车,氢气生产以及工业和建筑电气化的能源需求增加。同样,电网将需要通过整合电池、储热和泵送氢气等储能资产来应对可再生能源的间歇性。网格也可以适于通过例如提供电解槽来处理对灵活性的需求。
—条例。除了部署资本以支持清洁能源或脱碳计划外,政府还可以调整法规以实现交通转型。例如,需要简化和加快可再生能源发电和电网扩展的许可程序。电力系统法规需要进行调整,以实现并激励电网的快速建设,以支持越来越多的可再生能源。对需求有明确的规定。
例如,合成燃料可以减少不确定性,刺激对这些新价值链开发的投资。
克服清洁能源解决方案扩展的挑战将需要协作和法规支持的灵活性:
—合作。为了使机动性过渡成功,所有要素都需要到位;车辆的可用性,清洁电力和氢气的产生以及充电和加油的提供
网络。行业之间和整个价值链的协调至关重要,可以通过监管框架和伙伴关系实现。例如,公用事业,充电和加油运营商以及设备OEM可以共同努力,为客户提供清洁出行解决方案。对于氢的流动性,与其他氢供应商的合作对于以更具吸引力的价格大规模生产氢至关重要。一个例子可能是生产用于工业用途和用于本地巴士车队的氢气。
—监管带来的灵活性。整个移动系统都需要新的法规,主要是将能源和移动转换结合在一起。例如,许多EV充电器不鼓励用户在非高峰时段充电,因为监管只允许他们使用