前言 什么是電動汽車?簡單地說,電動汽車就是以電力為動力源驅(qū)動的汽車。 廣義的電動汽車包含了以蓄電池為輔助動力源的混合動力汽車(HEV)、插電式混合動力汽車(PHEV),以蓄電池為動力源的純電動汽車(BEV)、增程式電動汽車(REEV),以及燃料電池汽車(FCEV)。 狹義的電動汽車包含必須使用電能直接為電池充電的BEV和PHEV,也是本文主要討論的對象。
1. 電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展背景 1834年,美國人托馬斯·達(dá)文波特(Thomas Davenport)制造出第一輛直流電機(jī)驅(qū)動的電動車。但真正被正式認(rèn)可的第一輛電動車,誕生于1881年,發(fā)明人為法國工程師古斯塔夫·特魯夫(Gustave Trouvé),這是一輛用鉛酸電池為動力的三輪車,比1885年卡爾·本茨發(fā)明汽車還早了4年。 然而,在19世紀(jì)末期,隨著美國德州石油的開發(fā)和內(nèi)燃機(jī)技術(shù)提高,電動車漸漸地失去了優(yōu)勢。電動車的發(fā)展從此停滯了大半個世紀(jì),人們也幾乎忘記還有電動車的存在。直到20世紀(jì)七八十年代,石油危機(jī)爆發(fā),尋找替代出行能源和出行方式的努力,在巨大的市場前景下大范圍展開。 在1990年的洛杉磯車展上,車企巨頭通用汽車展示了GM Impact EV概念車,并宣布將會制造EV賣給消費(fèi)者,拉開了電動汽車“文藝復(fù)興”的序幕。隨后,克萊斯勒、福特、豐田、雷諾紛紛宣布了自己的電動車計(jì)劃并推出了相關(guān)車型。其中包括1997年豐田的Prius混合動力轎車和世界上第一輛使用鋰離子電池的電動車日產(chǎn)Prairie Joy EV。 進(jìn)入21世紀(jì),埃隆·馬斯克的特斯拉開始登上電動汽車的舞臺。新時代的電機(jī),配合最新的高密度鋰離子電池,特斯拉帶來的產(chǎn)業(yè)沖擊,開辟了前所未見的高端電動車市場,也促進(jìn)了傳統(tǒng)車企的重兵進(jìn)入。 自此,電動汽車產(chǎn)業(yè)重新崛起。此時距離那個曾經(jīng)輝煌的年代,已經(jīng)有一百多年。 2. 電動汽車產(chǎn)業(yè)政策 在電動汽車復(fù)興之路上,政府扮演了不可或缺的角色。許多國家和地區(qū)都推出了促進(jìn)電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策。 2.1 美國:零排放車輛(Zero Emission Vehicle)一攬子政策 (1)加州零排放法案和積分政策 1990年,加州出臺零排放汽車(Zero Emission Vehicle,簡稱ZEV,包括BEV和FCEV)法案。通過強(qiáng)制規(guī)定企業(yè)零排放汽車銷售比例和信用額度積分的方式來迫使車企推廣ZEV。 (2)能源安全法案 與CAFé標(biāo)準(zhǔn) 2007年,布什政府發(fā)布了《2007年能源獨(dú)立和安全法案》。該法案要求所有車型的CAFE到2020年時提高至35英里/加侖。這促使車企進(jìn)一步提高ZEV的比例以達(dá)到目標(biāo)。 (3)奧巴馬政府補(bǔ)貼政策 2013年,奧巴馬政府制定了“EV Everywhere”計(jì)劃,消費(fèi)者在購買電動汽車后最高可獲10000美元退稅。另外,政府授權(quán)能源部24億美元來資助一攬子聯(lián)邦刺激政策,這筆基金旨在建設(shè)電動車和電池制造設(shè)施。 2.2 歐洲:減排法規(guī)推動產(chǎn)業(yè)發(fā)展 (1)歐盟碳排放法規(guī) 歐洲的電動汽車政策出發(fā)點(diǎn)是碳排放法規(guī)。當(dāng)前的排放法規(guī)要求歐盟新車二氧化碳排放量須降至95克/公里,否則將會面臨罰款。2030年的目標(biāo)是在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步減少30%。為了達(dá)到這一目標(biāo),歐盟要求到2025年,所有在售新車中,15%為純電動或插電式混合動力車;到2030年,這一比例將達(dá)到30%。 (2)歐洲主要國家產(chǎn)業(yè)政策 德國:德國政府于2009年通過500億歐元經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃,其中很大一部分用于電動汽車研發(fā)、“汽車充電站”網(wǎng)絡(luò)建設(shè)。此外,購買電動汽車可享受4000歐元/車的補(bǔ)貼優(yōu)惠,到2019年補(bǔ)貼提高到了6000歐元/車。 英國:政府資助支持開發(fā)用于純電動和混合動力汽車的先進(jìn)高效電氣系統(tǒng),同時協(xié)助各大城市部署具有成本效益和兼容性的充電站網(wǎng)絡(luò)。補(bǔ)貼按續(xù)航里程2500~8000歐元不等。 法國:對購買電動車的消費(fèi)者提供每輛1.5萬法郎的補(bǔ)貼。實(shí)施“發(fā)展電動汽車全國計(jì)劃”。另外將投入15億歐元以上用于充電站建設(shè)。 挪威:購買電動汽車不僅可以享受國家的能源補(bǔ)貼,還可免征銷售稅和25%的增值稅。購買后還可以利用公用充電樁免費(fèi)充電,公共場所免費(fèi)停車,免費(fèi)通過高速公路、輪渡渡口、橋梁和隧道等收費(fèi)站。 2.3 日本:官產(chǎn)學(xué)研+綠色稅制 (1) 新一代汽車戰(zhàn)略 日本早在1965年就開始啟動電動車的研制,并正式把電動車列入國家項(xiàng)目。2010年日本政府發(fā)布了《新一代汽車戰(zhàn)略2010》,其中規(guī)劃電動汽車(BEV+PHEV)到2020年占新車銷量15~20%,2030年占新車銷量20~30%。目前日本正在進(jìn)行面向未來的政策修訂。 (2)官產(chǎn)學(xué)研轉(zhuǎn)化機(jī)制 為了達(dá)到預(yù)定目標(biāo),日本形成官產(chǎn)學(xué)研的研發(fā)應(yīng)用機(jī)制。由汽車生產(chǎn)企業(yè)、電機(jī)電池生產(chǎn)企業(yè)和著名學(xué)府共同建立新能源產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟,實(shí)施新型電池項(xiàng)目研究,日本政府計(jì)劃7年內(nèi)對此項(xiàng)目投入210億日元。 (3)綠色稅制 2009年日本開始實(shí)施綠色稅制,對購買新能源汽車消費(fèi)者免除多種稅收優(yōu)惠。另外再提供2300億日元資金用于支持節(jié)能環(huán)保車型的補(bǔ)貼。 2.4 中國:取國外政策之精華 (1) 新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃 2012年國務(wù)院印發(fā)了節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012―2020年),提出純電驅(qū)動戰(zhàn)略。2019年,修訂版《新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2021-2035年)》 由工信部發(fā)布。 (2)補(bǔ)貼政策 中國對電動汽車價格進(jìn)行補(bǔ)貼,免除購置稅,結(jié)合補(bǔ)貼退坡分階段實(shí)施。中央財(cái)政和地方政府共同參與,地方補(bǔ)貼不超過中央財(cái)政補(bǔ)貼單車上限的50%。 從2013年之后中央購置補(bǔ)貼按百分比逐漸退坡,2019年整體補(bǔ)貼相較于2018年減少50%以上。地方補(bǔ)貼將在2019年過渡期后取消。此后的補(bǔ)貼將逐漸轉(zhuǎn)向充電基礎(chǔ)設(shè)施等。 (3)雙積分政策 2017年,工信部等5部門聯(lián)合發(fā)布了《乘用車企業(yè)平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》,設(shè)立兩種積分,簡稱“雙積分政策”。由企業(yè)自主確定負(fù)分的抵償方式,實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗和促進(jìn)新能源汽車發(fā)展兩個目標(biāo)。2019年9月,新版雙積分政策中新能源單車積分上限下降25%左右。 2.5 小結(jié) 各國對電動汽車產(chǎn)業(yè)的促進(jìn)政策基本是獎懲結(jié)合,補(bǔ)貼、稅收優(yōu)惠、基礎(chǔ)建設(shè)和積分政策等起到了非常重要的作用。隨著補(bǔ)貼退坡和基礎(chǔ)建設(shè)的逐漸完善,未來電動汽車產(chǎn)業(yè)將由政策導(dǎo)向逐漸過渡至市場導(dǎo)向,車企將扮演更加重要的角色。 3. 電動汽車市場發(fā)展 3.1 市場整體發(fā)展目標(biāo) 目前,已有10個國家批準(zhǔn)了EV30@30運(yùn)動,承諾到2030年實(shí)現(xiàn)電動車銷量達(dá)到30%的目標(biāo)。表2匯總了主要國家和地區(qū)2020到2030年之間電動車發(fā)展目標(biāo)。 表2 主要國家和地區(qū)電動車發(fā)展目標(biāo)
3.2 全球電動汽車市場 2013-2018年,全球輕型電動汽車保有量從2013年的不到50萬輛增加到2018年的540萬輛,復(fù)合增長率超過50%;中型和重型電動汽車保有量增長至60萬輛,其中80%以上是中國生產(chǎn)的電動客車。預(yù)計(jì)2019年全球電動汽車保有量將超過800萬輛。 2018年,全球電動乘用車全球銷售超過180萬輛,近五年增速迅猛。2019年雖然增速放緩,但仍保持了20%左右的增長。 表3:2014-2019年度全球電動乘用車銷量(萬輛)及增速
注:包括BEV和PHEV 從全球市場份額來看,電動汽車銷量最大的是中國,2018年達(dá)到了120萬輛,占全球總銷量56%。歐洲市場占全球電動汽車總銷量34%。其余主要市場是美國、加拿大、日本、韓國。目前,電動汽車市場滲透率最高的是挪威,2018年電動汽車銷量占所有新車銷量的 40%。冰島和瑞典分別以17.5%和7.2%的市場滲透率位居第二和第三位。在較大的汽車銷售市場中,中國所占電動汽車份額為4.3%,同樣處于領(lǐng)先地位。 3.3 全球TOP10暢銷車型 令人印象深刻的是,特斯拉Model 3剛上市就成為了全球市場最受歡迎的純電動車型,特斯拉的三款車型都進(jìn)入了TOP10。中國的銷量代表則是北汽新能源EC系列(目前已被EU系列替代)和比亞迪元朝系列、e5/e6系列,但僅限于國內(nèi)市場。雷諾-日產(chǎn)-三菱聯(lián)盟各有一款代表車型,分別是雷諾Zoe、日產(chǎn)聆風(fēng)、三菱歐藍(lán)德PHEV。豐田普銳斯PHEV作為老牌選手,競爭力開始下降。 表4:全球TOP 10電動汽車暢銷車型(輛)
除了以上車型外,較受歡迎的車型還有雪佛蘭Volt/Bolt、寶馬530e/i3、大眾帕薩特GTE/eGolf、Audi A3 eTron、吉利帝豪EV、榮威ei6、奇瑞eQ EV等。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),截至2018年,全球共售出220款電動汽車車型,其中中國售出150款。 3.4 全球TOP15車企品牌 品牌銷量方面,特斯拉和比亞迪并駕齊驅(qū),北汽新能源、上汽榮威、寶馬緊隨其后。如果考慮到雷諾、日產(chǎn)、三菱結(jié)成的聯(lián)盟,那么特斯拉、比亞迪、雷諾聯(lián)盟將成為全球TOP3電動車集團(tuán)。 表5:全球TOP 15電動汽車暢銷品牌(輛)
3.5 未來市場趨勢 截至2019年10月,特斯拉已經(jīng)累計(jì)交付了807954輛電動汽車,比亞迪則交付了787150輛電動汽車,寶馬累計(jì)交付也超過50萬輛。傳統(tǒng)車企動作頻頻,彰顯了未來主導(dǎo)市場的野心。 2020年,大眾MEB平臺的ID.3將于春季開始在歐洲交付,MEB中國工廠10月開始正式量產(chǎn);豐田也計(jì)劃在在中國市場推出3款EV車型。2021年寶馬集團(tuán)技術(shù)旗艦純電動車型BMW iNEXT將實(shí)現(xiàn)量產(chǎn)。幾乎所有的車企都計(jì)劃在2020-2025這五年內(nèi)推出新的電動車型,包括緊湊型和舒適性轎車及SUV,電動卡車和巴士,目標(biāo)市場主要是歐美和中國,當(dāng)然,還有未來很有潛力的印度。 隨著歐美企業(yè)開始對電動化的加速布局,歐洲有望超過中國成為最大的電動汽車市場。而對于中國來說,2020年開始的市場競爭將會異常激烈,本土車企面臨重新洗牌的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。 3.6 中國電動汽車市場 作為目前世界上最龐大、也是最復(fù)雜的市場,幾乎所有的電動汽車玩家——包括外資企業(yè)、合資企業(yè)、自主品牌、造車新勢力都匯聚在這里。市場早期發(fā)展的時候,補(bǔ)貼政策吸引了大量車企和資本進(jìn)入,雄心勃勃的造車新勢力喊出顛覆傳統(tǒng)的口號。 然而,喧囂過后,大多數(shù)造車新勢力都陷入了資金和量產(chǎn)的困境,作為新勢力龍頭的蔚來也不例外。而與造車新勢力的激進(jìn)相比,傳統(tǒng)車企顯得相對穩(wěn)健,前期通過開發(fā)面向出行領(lǐng)域的緊湊型電動車積累了大量開發(fā)經(jīng)驗(yàn)和市場數(shù)據(jù)。進(jìn)入2019年,面向消費(fèi)者的車型逐漸增加,其中廣汽Aion S成為黑馬,上市不到一年就得到市場認(rèn)可。 表6:國內(nèi)TOP15電動汽車暢銷車型(輛)
據(jù)2019年最新品牌銷量統(tǒng)計(jì),比亞迪、北汽、吉利、榮威、寶駿排名前五。其后是奇瑞、歐拉、江淮、大眾、寶馬。傳祺、長安緊隨其后。造車新勢力中,蔚來和小鵬躋身前15。盡管自主品牌掌握了國內(nèi)市場的主要份額,但隨著大眾MEB平臺和特斯拉Model 3在中國的投產(chǎn),2020年后的市場格局將被打破。 4. 電動汽車相關(guān)產(chǎn)業(yè)發(fā)展 4.1 動力電池 在電動汽車的帶動下,全球鋰動力電池出貨量由2011年的1.08GWh上升至2018年的106GWh。前十大企業(yè)產(chǎn)量86.11GWh,占全球總量比81.24%。產(chǎn)能主要集中在中、日、韓。 2014年之前日本動力電池出貨量最大,主要企業(yè)是松下和AESC。2015年開始中國成為全球最大的動力電池出貨量國家,2017年出貨量全球占比已達(dá)到65%,主要供應(yīng)商包括寧德時代、比亞迪、國軒、孚能等。近年來韓國LG化學(xué)、三星SDI崛起,其中LG化學(xué)更勝一籌,配套知名車企眾多。預(yù)計(jì)動力電池未來仍將呈現(xiàn)中、日、韓“三國爭霸”的競爭格局。 目前,動力電池的問題在于能量密度和安全性。國際上主流動力電池和新能源汽車企業(yè)的共同目標(biāo)是2020年前實(shí)現(xiàn)單體電池比能量達(dá)到300Wh/kg。在磷酸鐵鋰電池和三元鋰電池之外,業(yè)內(nèi)正在探索固態(tài)電池的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。預(yù)計(jì)到2030年,全固態(tài)電解質(zhì)有望實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化,比能量達(dá)到500Wh/kg。 此外,動力電池回收市場的商業(yè)模式也在探索之中,企業(yè)普遍面臨回收渠道、處理資質(zhì)以及回收技術(shù)等問題。 4.2 電機(jī)電控 電機(jī)電控出貨量稍高于電動汽車銷量。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù),中國2018年電動汽車電機(jī)裝機(jī)量超133萬臺,全球電機(jī)裝機(jī)量估算超過200萬臺。 目前電動車驅(qū)動電機(jī)主要有永磁同步電機(jī)(PMSM)和異步感應(yīng)電機(jī)(IM)兩種。永磁同步電機(jī)仍然是應(yīng)用主流,市場占比約為65%,異步感應(yīng)電機(jī)占比約30%,還有約5%是直流電機(jī)。 美國已對電機(jī)電控技術(shù)發(fā)展提出挑戰(zhàn)性目標(biāo):2025年實(shí)現(xiàn)電機(jī)比功率達(dá)到50千瓦/升,電機(jī)控制器比功率達(dá)到100千瓦/升。為實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),未來電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)將應(yīng)用扁線電機(jī)、油冷電機(jī)、碳化硅IGBT等創(chuàng)新技術(shù),推動電機(jī)電控系統(tǒng)朝小型、高速、高效低成本方向發(fā)展。 4.3 充電樁建設(shè) 電動車充電樁發(fā)展的模式主要是大量私人充電樁加上一定規(guī)模的公共充電樁,并且公共充電樁會從城市逐步發(fā)展擴(kuò)大到城際公路網(wǎng)。在全球大多數(shù)地區(qū)(如北歐和美國),私人充電樁的數(shù)量估計(jì)為1.1個/輛。而在人口密集地區(qū)如中國和日本,公共充電樁的比例非常高。 據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),2018年全球充電樁保有量接近400萬臺,中國充電樁保有量約占25%,其后是美國、日本、英國、德國。充電樁主要由政府、車企和專業(yè)充電樁運(yùn)營商共同建設(shè)。 目前,充電樁一般分直流快充和交流慢充兩種,350kW以上大功率直流充電樁將成為未來趨勢。此外,無線充電技術(shù)也有望得到實(shí)際應(yīng)用。 5. 電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展問題 總體來看,電動汽車產(chǎn)業(yè)推廣并不十分理想——至少,與許多政府設(shè)定的目標(biāo)有些差異。挪威政府和特斯拉的成功是政策、市場與技術(shù)共振的結(jié)果,問題仍然存在。 首先,消費(fèi)習(xí)慣。電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展核心是市場消費(fèi)需求,要引導(dǎo)消費(fèi)者從內(nèi)燃機(jī)汽車擁抱電動汽車,僅靠政策推動和環(huán)保情懷是不夠的,關(guān)鍵還是有性價比高的好產(chǎn)品。隨著大眾MEB平臺的投放以及特斯拉的“平民化”,市場消費(fèi)習(xí)慣或?qū)⒅饾u改變。 其次,技術(shù)路線。盡管本文討論的是純電動汽車和插電式混動汽車,但廣義的電動汽車仍包括混動汽車、燃料電池汽車等其他類型。電動汽車的發(fā)展仍取決于未來是否能像內(nèi)燃機(jī)汽車一樣,走出一條被廣泛認(rèn)可的技術(shù)路線。這取決于動力電池技術(shù)、產(chǎn)品成本是否能夠達(dá)到令人滿意的程度。 最后,政策引導(dǎo)。獎懲制度如何制定,基礎(chǔ)建設(shè)如充電樁、充電站如何完善,電力能源的分配和供應(yīng)、電池回收與環(huán)境保護(hù),這一系列的環(huán)節(jié)如何管理,也需要政策制定者去考慮。 6. 結(jié)語 電動汽車產(chǎn)業(yè)雖然歷經(jīng)坎坷和波折,但是產(chǎn)業(yè)化的趨勢和長期發(fā)展的邏輯不會改變,電動汽車在全球汽車市場上必將占有一席之地。未來電動汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,仍然要依靠技術(shù)的革新、產(chǎn)業(yè)政策的完善、以及產(chǎn)品性價比的不斷提升。電動汽車的“百年復(fù)興”,不僅僅是硅谷鋼鐵俠埃隆·馬斯克一個人的夢想,也是全球政治家和車企所下的一個賭注。 |
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