如今,中國新能源汽車產(chǎn)業(yè)已從培育期進入增長期,在全球形成了一定的先發(fā)優(yōu)勢。據(jù)有關機構統(tǒng)計,2017年我國新能源汽車全產(chǎn)業(yè)鏈投資超過7000億元,占汽車業(yè)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(chǎn)業(yè)發(fā)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(fā)到回收利用等全產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)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(chǎn)業(yè)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(xiàn)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(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策措施,涵蓋研發(fā)、生產(chǎn)、推廣、監(jiān)管等各方面,構建了橫向協(xié)同、縱向貫通的組織推進體系。經(jīng)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(fā)展支持體系。
2.產(chǎn)業(yè)規(guī)模全球領先。根據(jù)中國汽車工業(yè)協(xié)會等機構的統(tǒng)計數(shù)據(jù),2011~2019年5月,我國累計產(chǎn)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(xù)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(xù)駛里程已達到300公里以上,與國際先進水平同步。領先企業(yè)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(chǎn)品結構持續(xù)升級。從乘聯(lián)會統(tǒng)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(shù);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(xiàn)出從低端往高端發(fā)展的趨勢。
5.新能源客車在公交領域普及率高,質量穩(wěn)定。如今,新能源公交車占公交車保有量的56%。
6.企業(yè)實力明顯增強。骨干整車企業(yè)已建立完善的新能源汽車正向開發(fā)體系。新能源整車、動力電池骨干企業(yè)的研發(fā)投入占比達8%以上,高于行業(yè)國際平均水平。2018年,比亞迪、吉利、北汽、上汽等企業(yè)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(fā)展增添活力,以蔚來、威馬與小鵬為代表的造車新勢力產(chǎn)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(yè)不斷壯大且占據(jù)國際市場重要位置。新能源汽車的發(fā)展有賴于電池技術的進步,近年來一批優(yōu)秀的動力電池企業(yè)迅速成長,寧德時代與比亞迪已躋身國際動力電池企業(yè)行列。2018年,前三家電池企業(yè)的供貨集中度達到66.76%,前十家占到82.83%,電池行業(yè)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(yè)實現(xiàn)。電池性能提高的同時,成本快速下降,電池系統(tǒng)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(huán)境日益優(yōu)化。充電網(wǎng)絡建設穩(wěn)步推進,公共場所、居民小區(qū)、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(tǒng)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(xiàn)了特來電等一批優(yōu)秀的運營商。據(jù)統(tǒng)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??傮w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(jù)新能源汽車國家數(shù)據(jù)平臺的統(tǒng)計結果,北京、深圳、上海、廣州四個城市推廣數(shù)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(chǎn)業(yè)與推廣工作取得良好進展,有望完成《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012-2020年)》中提出的2020年產(chǎn)銷量達到200萬輛,累計推廣數(shù)量達到500萬輛的目標。
二、重新認識發(fā)展新能源汽車的戰(zhàn)略意義
筆者認為,發(fā)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(huán)境保護與實現(xiàn)汽車強國。
先說能源安全問題。國際能源署發(fā)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(tǒng)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(jīng)濟技術研究院的數(shù)據(jù)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??焖僭鲩L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(tài)。
其次是環(huán)境保護問題。打贏藍天保衛(wèi)戰(zhàn)是中央作出的重大決策部署。根據(jù)環(huán)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(yè)不可推卸的責任。電動汽車行駛過程零排放,對改善大氣環(huán)境具有重要作用。雖然火力發(fā)電過程也有污染物排放,但一則遠離人口聚集的區(qū)域,二則其污染物數(shù)量較小。根據(jù)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(tǒng)每度發(fā)電量平均產(chǎn)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(fā)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(jiān)管也并不容易,所以發(fā)展電動汽車是治理汽車排放污染的有效途徑。隨著發(fā)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(huán)境改善的效果將更明顯。
第三是實現(xiàn)汽車強國的重要路徑。世界汽車工業(yè)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(fā)生重大改變,也將引發(fā)全球汽車產(chǎn)業(yè)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(shù)量可觀的有利用價值的儲能系統(tǒng),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(xiàn)智能化的最佳配對。應用電動化與智能化成果、實現(xiàn)一定范圍的共享化將成為汽車的重要發(fā)展趨勢。我國在十多年前已制定規(guī)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(fā)展。我們已經(jīng)抓住了汽車產(chǎn)業(yè)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(xiàn)。
三、需重視并解決發(fā)展中存在的問題
1.安全問題
根據(jù)國家市場監(jiān)管總局掌握的輿情信息,2018年至今已發(fā)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(fā)現(xiàn)電動商用車發(fā)生火災較多,主要出現(xiàn)在一些質量較差的產(chǎn)品上。充電過程與充電后一段時間是電動汽車自燃的多發(fā)期,關鍵是產(chǎn)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(chǎn)在全球已銷售約50萬輛聆風純電動汽車,至今沒有發(fā)生一起火災事故,他們有兩點經(jīng)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(shù);二是根據(jù)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(yè)盲目追求高續(xù)駛里程指標,而忽視了安全控制;還有企業(yè)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(chǎn)企業(yè)是安全的主要責任者。只有嚴格的管理才能造就優(yōu)秀的產(chǎn)業(yè),政府相關機構要加強事后監(jiān)管,對不重視安全的企業(yè)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(jiān)控與保護至關重要。青島特來電公司研發(fā)的“充電設備防護和大數(shù)據(jù)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(tài)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(yè)研發(fā)試驗大功率快充技術并應用于某些產(chǎn)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(fā)展,汽車行業(yè)傳統(tǒng)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(chǎn)、運輸、加注與消耗的“燃料周期”,以及汽車產(chǎn)品從材料生產(chǎn)、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(fā)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(shù)據(jù)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(tǒng)碳排放數(shù)據(jù)是2015年的,這幾年隨著中國發(fā)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(fā)電占發(fā)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(yōu)勢會日益顯現(xiàn),有條件的區(qū)域應利用好可再生能源電力發(fā)展新能源汽車,從而減少溫室氣體排放與大氣環(huán)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(huán)保角度考慮,電動汽車也要節(jié)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(xù)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(chǎn)品公告所標注的續(xù)駛里程。事實上,公告標注的續(xù)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(xù)駛里程會大打折扣。如果使用空調,還要減少20%~30%的剩余續(xù)駛里程。
對此,企業(yè)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(xù)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(xù)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(chǎn)品指標上應標明車速在100~120公里/小時的續(xù)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(jīng)常使用空調的地區(qū),建議標注空調使用時續(xù)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(xù)駛里程的設置將由企業(yè)根據(jù)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(jīng)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(jù)自身特點采用更高效經(jīng)濟的技術方案與充(換)電方式。
此外,還要重視儀表顯示的續(xù)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(jiān)管,促進產(chǎn)品質量提高,對于偷工減料、弄虛作假的企業(yè)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(shù)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(jiān)控。要充分發(fā)揮聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)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(wǎng)的影響將逐漸顯現(xiàn)。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(jù)我國電力發(fā)展規(guī)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(shù)據(jù)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(lián)網(wǎng)(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(wǎng)能量交互,有益于電網(wǎng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性,也有利于光伏發(fā)電、風力發(fā)電與水力發(fā)電的消納,所以我們現(xiàn)在就應該開始車網(wǎng)融合工作。據(jù)筆者所知,日本已經(jīng)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(chǎn)業(yè)發(fā)展具有重要的作用。十年前制定的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)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(fā)展和汽車工業(yè)轉型的主要戰(zhàn)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(chǎn)業(yè)化,推廣普及非插電式混合動力汽車、節(jié)能內燃機汽車,提升我國汽車產(chǎn)業(yè)整體技術水平?!笔聦嵶C明,這一技術路線是成功的,它對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展起到了統(tǒng)一認識、統(tǒng)一行動的良好效果?,F(xiàn)在有關部委正在啟動“2021~2035年新能源汽車發(fā)展規(guī)劃”制定工作,期待新規(guī)劃編制工作更有新意。
技術路線是產(chǎn)業(yè)規(guī)劃中的重要內容,既要反映國家的戰(zhàn)略重點,又要尊重市場的規(guī)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(chǎn)業(yè)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(fā)推廣的工作,其中經(jīng)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(xiàn)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(chǎn)過程需耗費大量能源與水,最終沒有實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)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(tǒng)技術選擇的4E要素,即能源可獲得性(Energy)、環(huán)境友好性(Environment)、經(jīng)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(guī)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(chǎn)業(yè)空心化問題
我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)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(yè),而是剛成長起來的新能源汽車零部件產(chǎn)業(yè)。這幾年由于國外新能源汽車零部件企業(yè)動作較慢,加上中國企業(yè)的努力,我國在一些零部件領域取得進展,比起傳統(tǒng)汽車,空心化狀況(核心技術缺失)要好得多。今后,要繼續(xù)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(yè)發(fā)展的機會,這不但是零部件企業(yè)的事,更關系到整個產(chǎn)業(yè)能否真正做強。筆者呼吁,本土整車企業(yè)要多支持自主品牌零部件企業(yè),多給他們一些機會;汽車行業(yè)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(yè)都是這樣發(fā)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(xiàn)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(wǎng)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(fā)展汽車電動化。
筆者認為,發(fā)展新能源汽車產(chǎn)業(yè)既是國策也是趨勢。新能源汽車是實現(xiàn)汽車工業(yè)電動化、智能化、網(wǎng)聯(lián)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(chǎn)業(yè)發(fā)展。雖然產(chǎn)業(yè)發(fā)展道路是曲折的,還面臨補貼大幅退坡、市場淘汰升級、產(chǎn)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(yè)內人士繼續(xù)努力,持續(xù)關注新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。堅持,是對新能源汽車產(chǎn)業(yè)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(yè)咨詢委員會特聘專家、國家電動乘用車技術創(chuàng)新聯(lián)盟專家委員會主任)