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新能源汽车的发展现状和前景

新能源汽车的发展现状和前景


摘要:中国新能源汽车作为我国七大战略性新兴产业之一,经历着技术创新到产业化全过程的全面挑战,包括技术研发、应用研究、基础设施研究、制度创新等。政府政策扶持力度较大,相关部门、企业对发展新能源汽车积极性大幅增加,但新能源汽车面临着价格高,续航里程短等问题,需要我们认真思考,探索适合自身发展的技术路线、商业模式和协作关系,在培育和发展新能源汽车战略性新兴产业中不断取得进步。

关键词:新能源汽车,政策补贴,基础配套设施

一、新能源汽车产业背景及分类

近十年来,中国汽车产业发展迅速,产销量逐年较快增长,已成为世界第一大汽车生产国。但尽管中国汽车快速增长,但是自主品牌却面临着严峻挑战,在承受着来自合资品牌和进口品牌的双重市场竞争压力下,市场销售量不大乐观。同时,汽车在我国的大量普及,带来了不可忽视的资源和环境问题,我国已超越美国成为二氧化碳第一大排放国,原油对外依存度逐年升高,已经超过70%。在这种形势下,我国将发展新能源汽车作为中国汽车产业和环境可持续发展的突破口,这也是契合国际上将新能源与传统产业相结合的发展路径。

按照工业和信息化部2009年颁布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》和2012年发布的《关于节约能源、使用新能源车船车船税政策的通知》,新能源汽车分为插电式混合动力汽车、燃料电池汽车、纯电动汽车三类,各类汽车的优缺点详见表1、表2、表3。

表1 插电式混合动力汽车的优缺点


优点

缺点

相对于纯电动汽车续航能力更强

混合结构复杂、技术难、价格较高

插电式混合动力汽车

两种以上动力能源的互补

仍然依靠传统燃料、把污染转移给发电厂

空气污染排放较低

存在电池制造及回收的污染问题

混合动力、性能较好,可以减少某种制动系统的钢制,增加其寿命


减少引擎耗损


混合燃料没有里程燃料焦虑的问题


表2 燃料电池汽车的优缺点

燃料电池汽车

优点

缺点

氢燃料电池汽车排放物是水,不产生污染物

电池的材料成本极高

能量转换率是普通内燃机的2-3倍

运行平稳、无噪音

表3 纯电动汽车的优缺点

纯电动汽车

优点

缺点

减少对石油的依赖,电力来源更加多元化

续航里程短

汽车几乎不排放污染气体,减少对环境的污染

电机控制器和蓄电池制造成本高、价格昂贵

燃料成本较低

充电时间较长

能源效率高,是普通汽车的三倍多,是混合动力汽车的两倍多

外形尺寸大,质量重

在夜间利用“谷峰电”进行充电、让发电设备得以充分利用


相对于混合动力汽车结构简单、技术简单




二、新能源汽车发展现状

(一)新能源汽车产销总体情况

2017年1-12月,新能源汽车产销分别是794424辆和776670辆,同比分别增长53.8%和53.3%(见表4)。

表4 2017年新能源汽车产销情况

车型

2017年产量

2016年产量

同比增长(%)

车型

2017年销量

2016年销量

同比增长(%)

总计

794424

516590

53.8

总计

776670

506613

53.3

纯电动汽车

66623

417262

59.8

纯电动汽车

652235

408697

59.6

插电式混合动力汽车

127642

99325

28.5

插电式混合动力汽车

124292

97916

26.9

燃料电池汽车

159

3

5200

燃料电池汽车

143

0

-

(二)新能源汽车产销细分情况

新能源乘用车在我国新能源汽车中占比最大,也是市场增长的主要动力。新能源乘用车方面,2017年我国完成产销592619辆和578483辆,比上年同比分别增长71.9%和72.1%。新能源商用车方面,2017年我国产量201805辆,销量198187辆,比上年同期分别增长17.4%和16.3%。

2017年新能源乘用车销量前十位的城市分别是北京、上海、深圳等(见图1),目前,新能源汽车市场主要以纯电动汽车为主,但上海和深圳的插电式混合动力汽车销售量较纯电动汽车更好。

1.jpg

图1 2017年新能源汽车累计销售量前十的城市

2017年,有两家车企的新能源乘用车累计销量超过10万辆,分别是比亚迪和北汽新能源。按动力类型来看,比亚迪侧重于插电式混合汽车市场,北汽新能源则倾向于纯电动乘用车,这两家新能源乘用车占据全国市场份额的近四成以上,销量均超过10万辆,远远领先其他车企。

2.jpg

图2 2017年新能源汽车主要厂商的累计销售量


三、新能源汽车发展模式

插电式混合动力汽车和燃料电池汽车与传统的汽车的商业模式基本相同,都属于整车销售和整车租赁模式,但纯电动车的商业模式除了这两种外还有电池租赁和车网互动模式。

(一)整车模式

整车模式类似于传统车的商业模式,涉及环节少,维护责任清晰。要求用户初期购买车辆,投入较大,新能源汽车整车销售后,混合动力汽车可以利用现有的加油/加气站进行能源的补给;燃料电池汽车则通过加氢站进行能源补充;而纯电动汽车则是在小区、公共场所停车位上的智能夜间充电,或者是白天有需求的时候在快速充/换电站进行充/换电,这些服务均由充/换电站运营商提供,费用与运营商结算。

(二)电池租赁

电池租赁的模式对于用户来说,初期购置资金压力相对降低,使用风险较低。用户只需要从车企购买裸车,电池租赁和充电服务由电池组所有权的电池租赁公司或者充/换电站提供,充/换电价格包括了电池的租赁价格。

3.jpg

图3 电池租赁模式示意图

(三)整车租赁

整车租赁就是用户承担的风险小,使用便利,市场吸引力大,特别是在新能源车发展推广期比较适合此种模式。新能源汽车整车模式与传统汽车租赁的区别在于租赁公司需要解决电动汽车的充/换电服务,分为三类:(1)长租租赁是租赁公司从车企购买车辆,充电服务由充电站提供,用户从租赁公司租车。充电站既可以提供充电服务,也可以承担汽车租赁服务;汽车租赁公司也可以同时承担充电站运营的角色;(2)分时租赁模式是专业的分时租赁公司通过网络对新能源汽车提供分时租赁,可以实现网上预约、异地还车的功能,更大的方便用户使用;(3)电召租赁,就是改变之前在路边打车的方式,通过网络分布停车场随时待命,网络和电话就近电召新能源车辆,这样可以更加有效的利用交通资源。

(四)车网互动V2G

V2G是Vehicle-to-Grid的简称,是指“充换兼容”的电动车可以与智能电网实施“双向互动”的充换电的过程。用户购买裸车后,电池所有权归电网,用户不需要每天去换电站,可以在自己停车位利用车厂与电网技术协议规定的双向智能电桩进行夜间充电或白天向电网反馈电。只有在应急和远行或者电池定期维护时才去换电站换电池。这种模式可以提高电力系统对可再生能源发电的接纳能力,以及在当新能源车辆较多的时候作为移动式储能单元有效地用于削峰填谷。

这种模式需要智能化和高度信息化,对整个电网管理系统进行改造以及其他应用层面的控制战略支持,例如电动汽车充电装置、充电站管理、配电管理系统,技术难度要求高,另外,用户在使用过程中若不接受新事物,会影响电池的使用寿命。

四、新能源汽车发展中的困境

(一)关键器件与材料长期依赖进口

当前有许多关键的电力电子元器件需要进口,品质还没有完全达到国际标准的要求。有些新能源汽车的关键部件需要依赖进口,以及电动汽车控制系统和电池方面,控制器硬件、开发工具等基本依赖进口。

(二)财政补贴环节不完善,政策依赖性强

我国新能源汽车政策体系正在不断完善,补贴政策由最初的主要集中在购置和使用环节逐渐转移到用于支持充电基础设施“短板”建设和配套运营服务等方面。尽管如此,新能源汽车政策在财政补贴、金融财税、人才等方面仍需要进一步完善。

国内新能源车的发展受政策补贴影响较大,没有政府的补贴力度,新能源车辆不会有这么好的发展势头,导致新能源厂家和相关企业过度依赖政策补贴。在政策利好的刺激下,甚至有些新能源汽车厂家利用国家补贴政策漏洞,大肆“偏补”,俨然形成了一条隐蔽的产业链。

(三)充/换电基础设施不健全

充电基础设施与电网建设是新能源汽车推广中重要的环节之一,充电站和充电桩的开发模式在一定程度上决定了新能源汽车推广的效果,对进一步开拓新能源汽车市场起着重要的意义。

目前,我国现在的车桩比只有3.5:1,随着新能源车辆的普及使用,充电基础设施数量欠缺的问题日益突出,并且缺乏全盘电力网络建设的科学规划和方针,导致现有的充电设施数量少,利用率低。规划2020年建设公共充电桩约50万个,但是同期新能源汽车的数量远远高于充电桩的数量。甚至有的城市还出现了基础设施规划不合理、盲目建设充/换电站,电网企业入驻小区积极性不高,且与物业发生冲突,最后直接导致新能源汽车的消费者陷入无法充电的困境,阻碍电动汽车行业的发展。

(四)电池动力问题

我国目前车用动力电池技术路线选择是与美国相同的磷酸铁锂,但锂电池技术整体水平明显落后于国际领先水平。像日本、美国这些国家的电池平均能量密度均高于国内平均水平的30%左右,电池充电次数也要高于国内几倍。虽然国内的动力电池材料和技术已经实现国产化,但是在安全、寿命、大规模制造方面还需要进一步改进。

(五)续航里程短,充电时间长

目前,300公里成为电动汽车的关键门槛,2018年续航里程大于300公里车型渗透率已超81%,在销售量前十的车型中占据8位,低于300公里的车型由于是低配版。虽然续航里程能力有所增强,但是跟传统燃油汽车相比,还是有较大的差距,并且在充电时间上仍然是短板。消费者对续航的焦虑,对充电时间太长的焦虑都将是新能源汽车市场发展的拦路虎。

五、新能源汽车发展的建议

(一)补贴重点可向核心零部件企业和引进、培育人才方面倾斜

可以适当调整现行补贴政策,向新能源汽车的核心零部件制造企业倾斜,简化补贴手续,缩短补贴资金到位的时间。我国当前并没有掌握新能源汽车的三大核心零部件——电控、电机、电池的技术,而是做些简单的技术含量低的组装工作,现在补贴整车车企的政策会影响我国新能源汽车的可持续健康发展。应该重点补贴电控、电机和电池的生产企业,鼓励新能源汽车核心零部件的技术创新,鼓励发明专利,有助于提高我国新能源汽车的核心竞争力。

补贴资金到位慢,给整车企业和零部件厂商的资金周转造成了不小的压力,影响企业的发展速度。因此,国家应该进一步理顺新能源汽车补贴管理体制,简化和统一新能源汽车申请补贴流程,使之便于操作,提高企业申报效率。

完善人才引进和培育机政策,一方面,面向国际,加强高端人才的引进。引进和培育新型燃料、电池、动力研发的科研型人才;引进和培育在制造技术、计算机技术和电子技术的综合性技术人才;引进和培育既懂技术又懂管理的复合型管理人才。另一方面,吸引和凝聚人才,让人才留下来。为人才做好后勤工作,解决其住房,子女上学等问题,重视企业的人文关怀,并采取一些激励措施激发员工的创造性和积极性,建立良好的人才保障机制和激励机制。

(二)新能源汽车的发展由市场主导

2019年,国家对新能源汽车的补贴政策收紧,补贴金额较2018年减少了一半多。可以看出国家对新能源车辆的补贴力度将渐渐减弱,逐渐取消任何补贴优惠。在新能源汽车发展前期,都是由政府主导,现在逐渐转变为市场主导,让市场成为新能源汽车资源配置的决定力量。

新能源汽车生产厂商应该坚持以市场为导向,加大对关键技术的研发投入,努力掌握电控、电机和电池等核心技术,提高新能源汽车的制造水平。同时引进和借鉴国内外先进技术,对核心关键技术进行攻关,进一步加强对新型电池材料的研究与应用,提高整个产业链的制造水平,在保证质量的同时降低成本,提升产品的综合竞争力。

(三)充/换电基础设施需要综合规划与政策支持

充/换电基础设施是连接新能源汽车与电网的纽带,因此需要充分发挥电网企业的相关资源优势,并对其进行统一规划。新能源汽车基础设施应纳入电网的规划,在设计城市、小区、写字楼以及高速公路区、公共停车场等时,将满足新能源汽车的电力需求以及土地等相关需求。同时还应与交通、运输和市政规划相结合,纳入城市总体规划,统筹规划,减少重复投入。在新建城区的交通布局规划方面,考虑基础设施与新能源汽车租赁点,通过信息系统完成交通调度,提供效率。

为推进新能源汽车基础设施建设进程,政府应在充电站的建设项目及土地使用过程中给予直接的经济补贴,以及在相关申报审批程序上开通“绿色通道”,积极推动新能源汽车的政府采购行为,政府公务车采购可以优先考虑新能源车辆,并在政府机关和事业单位采购计划中设定最低采购比例。同时,进一步完善充电服务价格机制,对成本电价与销售电价有明确规定,保证各方利益主体共同获利。对基础设施建设上下游企业实行税收减免优惠,降低其投资成本和经营管理成本。

未来分散式充电桩将占据国内新能源汽车商业模式的主导地位。对于传统场所应该理顺利益分配机制和扩大宣传力度,如在加油站、传统小区、酒店、超市、公交车停车场等地方配建充电桩。

(四)引导新能源汽车生产厂商差别化竞争

鼓励国内新能源汽车厂家和零部件公司设计不同的开发路线,这样既避免在同一技术路线上投入巨额的开发经费导致重复浪费,又避免了在某一单一技术路线过度发展而错失其他技术路线开拓的机会;尤其是政府、市场投资者要在零部件供应商方面展开投资,并给予政策鼓励与补贴,给予足够的耐心使这些零部件企业在竞争中成长,建立容错机制,使企业在研发创新过程中有政府和市场足够的信心支撑。

(五)动力电池的发展

动力电池是个系统工程,其性能的提高与突破需要在关键材料和电池制造技术等多个方面实现综合突破。在现有产业和技术情况下,加强产学研协同创新,联合开展锂离子动力电池及其关键材料的研究开发,以及下一代新型电池材料和体系的研究,并综合考虑新材料及新体系的能量密度、安全性能、循环寿命、温度特性以及资源成本等方面因素,为新能源汽车的产业发展提供可持续的动力电池及其关键材料支撑。

同时,应加强新能源汽车与动力电池的联合开发与合作,开展面向不同应用需求的开发设计,消除消费者里程焦虑,促进新能源汽车的推广应用。

参考文献:

[1]中国汽车工业协会,中国汽车技术研究中心,丰田汽车公司,中国汽车工业发展年度报告2018[M].北京:社会科学文献出版社,2018.

[2]新华社瞭望智库.新能源汽车产业蓝皮书[M].北京:新华出版社,2016.

[3]甄子健.新能源汽车发展战略研究[M].北京:科学出版社,2016.

[4]崔东树,2018年新能源汽车市场分析及2019年展望[J].上海汽车,2019(02):1-10.

[5]张夕勇.客观看待我国汽车产业发展[J].北京日报,2019(014):1-2.

作者:

李青《产业创新研究》2019年第19期


[关键词]:   新能源汽车  

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