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專論|堅定方向 持續推動新能源汽車產業發展
中國汽車報網 ·  王秉剛 ·  2019-07-11

  如今,中國新能源汽車產業已從培育期進入增長期,在全球形成了一定的先發優勢。據有關機構統計,2017年我國新能源汽車全產業鏈投資超過7000億元,占汽車業總投資額的50%以上。截至2018年底,全球新能源汽車總銷量突破550萬輛,我國占比超過53%。

  在肯定成績的同時,也要看到我國新能源汽車產業發展的基礎還不牢固,動力電池綜合性能仍需提升,從資源開發到回收利用等全產業鏈的發展還不夠平衡,安全問題也不容忽視。逆水行舟,不進則退,當前及今后一段時期仍是我國新能源汽車產業爬坡過坎的階段,必須堅持不懈加快推進。

  ?一我國新能源汽車成績斐然

  這些年,我國新能源汽車成績不俗,主要表現為九個方面。

  1.政策體系不斷完善。近年來,我國相關主管部門先后出臺了40余項支持新能源汽車產業發展的政策措施,涵蓋研發、生產、推廣、監管等各方面,構建了橫向協同、縱向貫通的組織推進體系。經過多年的實踐探索,中國建立了全球范圍內最為完備的新能源汽車發展支持體系。

  2.產業規模全球領先。根據中國汽車工業協會等機構的統計數據,2011~2019年5月,我國累計產銷各類新能源汽車約340萬輛,占汽車總保有量的1.4%。2018年我國共銷售新能源汽車127萬輛,占國內汽車總銷量的4.5%,約占全球新能源汽車總銷量的60%。2019年,我國新能源汽車繼續保持增長勢頭,1~5月銷售近48萬輛,同比增長46%。

  3.技術水平顯著提升。乘用車的主流車型續駛里程已達到300公里以上,與國際先進水平同步。領先企業的動力電池單體能量密度達到250瓦時/公斤,價格為1.2元/瓦時,較2012年能量密度提高了2倍,價格降低了70%。

  4.新能源乘用車產品結構持續升級。從乘聯會統計的2018年新能源乘用車級別分布情況看,純電動乘用車覆蓋A00至C級各種車型,A00級與A級占多數;插電式混合動力汽車只分布于A級及以上車型。與2017年相比,2018年純電動A00級車比例減少了14%,份額被A、B、C級車所分攤,這表明隨著技術的進步,電動乘用車的市場結構呈現出從低端往高端發展的趨勢。

  5.新能源客車在公交領域普及率高,質量穩定。如今,新能源公交車占公交車保有量的56%。

  6.企業實力明顯增強。骨干整車企業已建立完善的新能源汽車正向開發體系。新能源整車、動力電池骨干企業的研發投入占比達8%以上,高于行業國際平均水平。2018年,比亞迪、吉利、北汽、上汽等企業進入全球新能源乘用車銷量前十。同時,造車新勢力也為新能源汽車的發展增添活力,以蔚來、威馬與小鵬為代表的造車新勢力產品已逐步進入市場參與競爭。

  7.動力電池技術不斷提高,企業不斷壯大且占據國際市場重要位置。新能源汽車的發展有賴于電池技術的進步,近年來一批優秀的動力電池企業迅速成長,寧德時代與比亞迪已躋身國際動力電池企業行列。2018年,前三家電池企業的供貨集中度達到66.76%,前十家占到82.83%,電池行業散、亂、差的狀況有所改變。同時,我國動力電池的能量密度提高很快。磷酸鐵鋰電池可達150Wh/kg以上,是電動公交車的主要配置;三元電池的能量密度已達到260Wh/kg以上,是乘用車的主要配置。國家制定的2020年電池能量密度300Wh/kg的目標有望在部分企業實現。電池性能提高的同時,成本快速下降,電池系統的價格在2020年以后有望降到0.8元/瓦時以下,電動汽車在成本上也將逐步具備競爭能力。

  8.基礎配套環境日益優化。充電網絡建設穩步推進,公共場所、居民小區、單位內部、高速公路等主要場所充電設施覆蓋率大幅提高。截至2018年底,統計內的公共充電樁總量達到33.1萬臺,私人充電樁47.7萬臺,并出現了特來電等一批優秀的運營商。據統計,目前約70%的私人新能源汽車車主配備有專用充電樁,其余約30%的消費者中有一半左右在公司的公共充電樁充電。總體來說,我國基礎設施建設可滿足電動汽車推廣的需要。

  9.新能源汽車逐步為大眾接受,走向市場化。根據新能源汽車國家數據平臺的統計結果,北京、深圳、上海、廣州四個城市推廣數量已超10萬輛,有32個城市超過1萬輛,87個城市超過3000輛。新能源汽車正在向二三線城市普及,2018年未實行限購城市的新能源汽車銷量約占59%。

  綜上所述,我國新能源汽車產業與推廣工作取得良好進展,有望完成《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》中提出的2020年產銷量達到200萬輛,累計推廣數量達到500萬輛的目標。

  ?二重新認識發展新能源汽車的戰略意義

  筆者認為,發展新能源汽車的重要意義歸納起來主要涉及三個方面:確保能源安全、利于環境保護與實現汽車強國。

  先說能源安全問題。國際能源署發布的《石油市場報告2019》顯示,中國石油消費占世界的13%,居世界第二。中國海關統計顯示,2018年中國原油進口量為4.62億噸,較10年前增長了1倍多,原油對外依存度達到70.9%,10年前僅為50%左右。隨著我國汽車保有量的快速增長,汽車已成為石油資源的第一大消費領域。中國石油集團經濟技術研究院的數據顯示,2018年汽車燃料在石油消費中占比超過50%。有專家預測,2020年該比例將提高到57%左右。而10年前,我國汽車消耗的石油僅占1/3左右。快速增長的汽車燃料消耗已影響到我國能源安全,必須加快改變汽車能源過度依賴石油的狀態。

  其次是環境保護問題。打贏藍天保衛戰是中央作出的重大決策部署。根據環保部2016年的報告,北京31.3%、上海29.2%、杭州28%的細顆粒物來自機動車,大力減少汽車污染物排放是汽車行業不可推卸的責任。電動汽車行駛過程零排放,對改善大氣環境具有重要作用。雖然火力發電過程也有污染物排放,但一則遠離人口聚集的區域,二則其污染物數量較小。根據中國汽車工程學會2018年的研究報告,即使以2015年我國電力系統每度發電量平均產生的大氣污染物計算,分攤到電動汽車每公里的污染物總量也明顯低于國五排放標準汽車,更何況近年來火力發電廠的污染物治理水平有所提高。雖然我國將實施更加嚴格的燃油車排放標準,但除了增加汽車制造成本外,使用過程的監管也并不容易,所以發展電動汽車是治理汽車排放污染的有效途徑。隨著發電過程進一步清潔化與可再生能源電力比例的增長,電動汽車對環境改善的效果將更明顯。

  第三是實現汽車強國的重要路徑。世界汽車工業正進入以電動化、智能化、共享化為標志的變革時代,將使汽車技術、使用方式與消費理念發生重大改變,也將引發全球汽車產業結構的大調整與市場重塑。隨著電動汽車的普及,汽車將成為數量可觀的有利用價值的儲能系統,成為智能化綠色化能源體系的一部分,促進能源體系的變革。電動化是公認的實現智能化的最佳配對。應用電動化與智能化成果、實現一定范圍的共享化將成為汽車的重要發展趨勢。我國在十多年前已制定規劃、實施有效政策,大力推動電動化,取得令人矚目的成果,帶動了本土整車、關鍵零部件與基礎設施技術的發展。我們已經抓住了汽車產業變革的機遇,為建設汽車強國走出了重要一步,只要堅持不懈努力下去,汽車強國的理想一定能夠實現。

  ?三需重視并解決發展中存在的問題

  1.安全問題

  根據國家市場監管總局掌握的輿情信息,2018年至今已發生80余起電動汽車火災事故,新能源汽車的安全問題值得警惕。通過對安全事故進行部分調研與粗略分析,我們發現電動商用車發生火災較多,主要出現在一些質量較差的產品上。充電過程與充電后一段時間是電動汽車自燃的多發期,關鍵是產品設計與制造沒有做好,技術粗糙,質量控制差。

  筆者認為電動汽車并不存在本質上不安全的問題。如日產在全球已銷售約50萬輛聆風純電動汽車,至今沒有發生一起火災事故,他們有兩點經驗值得借鑒:一是在設計上以安全為前提,在電池容量使用上留足安全系數;二是根據電動汽車的特點,設計并實施嚴格的試驗驗證方法。但國內新能源車企安全技術水平參差不齊,部分企業盲目追求高續駛里程指標,而忽視了安全控制;還有企業缺乏安全意識,設計與制造中存在低級錯誤。

  筆者的觀點是:電動汽車可以很安全,其前提是必須通過精細的設計與制造,生產企業是安全的主要責任者。只有嚴格的管理才能造就優秀的產業,政府相關機構要加強事后監管,對不重視安全的企業給予處罰直至令其退出。

  充電往往是電池熱負荷最大的過程,因此加大對充電過程的安全監控與保護至關重要。青島特來電公司研發的“充電設備防護和大數據防護”技術能夠在充電過程檢測電池的健康狀況,對有潛在問題的電池進行預警。隨著我國電動汽車的大量使用,電池一致性差的質量問題會逐漸暴露,這項技術對防范火災很有意義,值得推廣。

  同時,筆者對大功率快充技術持謹慎態度。這項技術的難點不在于快充裝備,而在于車輛的電池端。目前,動力電池安全性還比較脆弱,大功率快充可能會帶來較大風險,也會影響電池壽命。筆者并不反對企業研發試驗大功率快充技術并應用于某些產品上,但必須以安全為前提。

  2.排放評價問題

  除了電動汽車大氣污染物排放外,其碳排放問題也頗受關注。尤其是我國電力能源以煤為主,電動汽車是否屬低碳排放也受到質疑。隨著新能源汽車的發展,汽車行業傳統的排放評價方法與標準需要重新定義與制定。第一,要從單純尾氣排放擴大到全生命周期排放;第二,既要評價大氣污染物排放,也要評價溫室氣體排放。

  中國汽車工程學會去年組織專家制定了《汽車生命周期溫室氣體及大氣污染物排放評價方法》團體標準,涵蓋溫室氣體與大氣污染物兩大類排放,并把排放量的估計擴大到汽車全生命周期,包括能源從生產、運輸、加注與消耗的“燃料周期”,以及汽車產品從材料生產、零部件制造、整車制造、使用維護直至報廢處理的“材料周期”。雖然許多國家研究汽車全生命周期排放評價問題已有多年,但將其制定出標準,中國是第一個。

  中國汽車工程學會發布的2018年度《汽車生命周期溫室氣體及大氣污染物排放評價報告》顯示,按照我國電力及石油部門提供的碳排放數據以及2017年全國注冊燃油乘用車每公里平均油耗(6.7升/百公里)與電動乘用車每公里平均電耗值(16.2千瓦時/百公里)估算,燃料周期里電動汽車的二氧化碳排放比燃油車約少35%。上述對比中,所用的電力系統碳排放數據是2015年的,這幾年隨著中國發電技術的提升,碳排放或污染物排放都在逐年降低。此外,在電力能源構成上,非石化能源的占比在逐年增大,2015年火力發電占發電總量比例為76.25%,2017年降到70.92%,2020年預計降至66.7%。未來,電動汽車在碳排放方面的優勢會日益顯現,有條件的區域應利用好可再生能源電力發展新能源汽車,從而減少溫室氣體排放與大氣環境治理。報告也指出,電動汽車的碳排放隨著電耗的增加而增加,高能耗電動汽車的碳排放要高于低油耗燃油汽車,因此從環保角度考慮,電動汽車也要節能減排。

  3.里程焦慮問題

  隨著電池技術的進步與車輛電耗的降低,如今電動汽車續駛里程已提升到300~400公里,完全能滿足城市日常出行需要,在充電方便的情況下,也能部分滿足城際間的出行需要,但像燃油車那樣方便地長途行駛還難以做到。有消費者抱怨,電動汽車在高速公路上行駛時達不到產品公告所標注的續駛里程。事實上,公告標注的續駛里程是基于NEDC工況且不帶空調的條件下測定的,由于行駛阻力與相對風速的平方成正比,汽車在高速公路行駛時,標注的續駛里程會大打折扣。如果使用空調,還要減少20%~30%的剩余續駛里程。

  對此,企業一方面要努力提高電池性能;另一方面要減少車重,降低整車風阻、空調能耗,改善制動能量回收,降低汽車能耗,雙管齊下提升實際續駛里程。在電池能量密度技術沒有突破的時候,盲目追求過長的續駛里程會帶來不合理的車重、過高的能耗、不合理的成本,以犧牲安全性為代價更不可取。

  筆者建議,在電動汽車產品指標上應標明車速在100~120公里/小時的續駛里程,這樣既尊重消費者的知情權,也有利于消費者正確合理地使用車輛。如果銷售到需經常使用空調的地區,建議標注空調使用時續駛里程的變化,這或許也會促進高效空調技術的推廣。

  隨著購車補貼政策的退出,續駛里程的設置將由企業根據市場需求來確定,會更加合理。例如,家中有充電設施、主要供短程出行的經濟型私人乘用車無需配備太多電池,公共領域的電動車輛可根據自身特點采用更高效經濟的技術方案與充(換)電方式。

  此外,還要重視儀表顯示的續駛里程的真實性和可靠性,讓消費者使用更安心。同時,需加強相關標準與測試方法研究;重視監管,促進產品質量提高,對于偷工減料、弄虛作假的企業要嚴厲處罰,以保護消費者權益。

  4.基礎設施建設問題

  里程焦慮程度與充電是否方便有很大關系。因而,分布合理的、一定數量的公共充電樁有助于緩解里程焦慮。補貼退出以后,固定線路的電動公交車可以考慮少裝電池,采用進站快充或在線充電方式。大城市的電動出租車,每班需要200公里以上的行駛里程,如果沒有足夠時間充電,適合采用換電方式。為確保充電安全,必須加強對充電設施及充電過程的監控。要充分發揮聯網數據的作用,采用先進的充電防護技術措施。

  隨著電動汽車的普及,其對電網的影響將逐漸顯現。如果2030年電動汽車保有量達到2億輛,粗略計算每輛車每年平均消耗1500千瓦時電量,每年充電需約3000億千瓦時電量。假設有一半車輛同時平均以3千瓦功率慢充來配置電力容量,則需要3億千瓦。根據我國電力發展規劃預測,2030年全社會用電量為10.3萬億千瓦時左右,需30.2億千瓦左右的裝機容量。從以上數據估算,電動汽車充電總電量只占社會總用電量的2.9%,但充電需求的裝機容量卻占社會總裝機容量的近10%。如果安排好電動汽車的充電時間,可以起到削峰填谷作用,有可能無需增加更多的裝機容量。

  此外,要積極推動車聯網(V2G)技術。如果每輛電動汽車平均裝50千瓦時電池,通過V2G技術,其中30千瓦時可用于儲能,2億輛車將具備60億千瓦時的儲能能力,可參與電網能量交互,有益于電網的穩定性和經濟性,也有利于光伏發電、風力發電與水力發電的消納,所以我們現在就應該開始車網融合工作。據筆者所知,日本已經開始銷售V2G裝置。

  5.技術路線評估問題

  技術路線正確與否對產業發展具有重要的作用。十年前制定的《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012-2020年)》提出了如下技術路線:“以純電驅動為新能源汽車發展和汽車工業轉型的主要戰略取向,當前重點推進純電動汽車和插電式混合動力汽車產業化,推廣普及非插電式混合動力汽車、節能內燃機汽車,提升我國汽車產業整體技術水平。”事實證明,這一技術路線是成功的,它對我國新能源汽車產業發展起到了統一認識、統一行動的良好效果。現在有關部委正在啟動“2021~2035年新能源汽車發展規劃”制定工作,期待新規劃編制工作更有新意。

  技術路線是產業規劃中的重要內容,既要反映國家的戰略重點,又要尊重市場的規律。市場的力量往往不以人的意志為轉移,它將最終決定汽車產業技術路線的取舍。筆者20年間參加了從“全國清潔汽車行動”到新能源汽車研發推廣的工作,其中經歷了多種多樣的技術方案,有的成功,有的失敗。例如,在清潔汽車行動初期,推廣勢頭不錯的LPG汽車現在基本銷聲匿跡,而天然氣汽車卻取得成功。再如生物質燃料的推廣,由于轉換為車用燃料復雜,成本高且原料來源不足,生產過程需耗費大量能源與水,最終沒有實現產業化。

  2007年筆者在“中德可再生交通能源合作項目”中與德國專家共同總結出汽車能源與動力系統技術選擇的4E要素,即能源可獲得性(Energy)、環境友好性(Environment)、經濟性(Economy)與應用方便性(Easy-using)。前兩個E更多反映了政府與社會的意志,后兩個E更多反映了市場規律,希望今后相關單位在預判某種技術路線前景時能予以參考,避免主觀性與盲目性。

  6.產業空心化問題

  我國新能源汽車產業發展面臨著既要進一步開放,又要做強自己的形勢,兩者在一定程度上存在矛盾。筆者擔心的不是整車企業,而是剛成長起來的新能源汽車零部件產業。這幾年由于國外新能源汽車零部件企業動作較慢,加上中國企業的努力,我國在一些零部件領域取得進展,比起傳統汽車,空心化狀況(核心技術缺失)要好得多。今后,要繼續保持這一勢頭,向尚未掌握的核心技術進軍,不掌握核心技術終將受制于人。

  未來,我國新能源汽車市場競爭形勢會有很大變化。我們要充分估計形勢,既要開放,又不能丟失本土企業發展的機會,這不但是零部件企業的事,更關系到整個產業能否真正做強。筆者呼吁,本土整車企業要多支持自主品牌零部件企業,多給他們一些機會;汽車行業要提倡抱團取暖的精神,這與開放政策沒有矛盾,日、韓汽車工業都是這樣發展過來的。

  7.激勵政策問題

  2020年以后,購車補貼將取消,但補貼取消不等于激勵政策取消,某些方面政策可能還會加強。

  現在很多大氣污染嚴重的城市在推廣新能源汽車方面不夠給力,應推動地方政府制定與實施公共領域車輛電動化時間表。出租車、網約車、物流車等是城市排放的重要“貢獻者”,要加快這些車輛的電動化進程。同時,也要推動沒有限購、限行政策的三四線城市發展汽車電動化。

  筆者認為,發展新能源汽車產業既是國策也是趨勢。新能源汽車是實現汽車工業電動化、智能化、網聯化、輕量化、共享化的重要載體,國家出臺了一系列扶持政策鼓勵新能源汽車產業發展。雖然產業發展道路是曲折的,還面臨補貼大幅退坡、市場淘汰升級、產品存在安全隱患、核心技術有待提升等問題,但前途依然光明,需要業內人士繼續努力,持續關注新能源汽車產業的發展。堅持,是對新能源汽車產業的尊重和推動,也是對在這一領域堅持20余年的各類人才的鼓勵和尊重。

  (作者系中國汽車工業咨詢委員會特聘專家、國家電動乘用車技術創新聯盟專家委員會主任)

  編輯:李卿

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