国内新能源汽车会怎样发展?
新能源汽车行业主要上市公司:比亚迪(002594)、吉利控股(00175.HK)、上汽集团(600104)、广汽集团(601238)、北汽蓝谷(600733)、长安汽车(000625)等
本文核心数据:纯电动汽车销量及占比、碳中和时期新车销量中各燃料类型占比预测、不同燃料类型汽车平均单位行驶里程碳排放、纯电动乘用车生命周期碳减排潜力等
纯电动汽车在新能源汽车中占比较高,在整体汽车中的渗透率有望得到提升
纯电动汽车是新能源汽车最重要的一个分支,其销量会随着新能源汽车销量的不断扩大而扩大。2016-2020年,中国纯电动汽车销量整体呈上升趋势,2020年突破111万辆,在新能源汽车中的渗透率达到81.6%。
2020年11月2日,国务院办公厅印发了《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》,规划提出,到2025年,新能源汽车新车销售量应达到汽车新车销售总量的20%左右,其中纯电动汽车占比约为4.32%。按照“碳达峰”、“碳中和”的实现路径,2030年为碳达峰时期,2060年实现碳中和。2025-2060年,纯电动汽车渗透率逐渐提升,到2060年,纯电动汽车在整体汽车中的渗透率有望超过70%。
纯电动汽车碳排放量低于其他燃料类型,有助于实现碳减排
从五种不同燃料类型汽车平均单位行驶里程碳排放来看,柴油车平均碳排放最高,明显高于其他燃料类型,汽油车平均碳排放次之,常规混合动力车、插电式混合动力车、纯电动车碳排放明显低于柴油车和汽油车。其中,纯电动车平均碳排放最低,为146.5gCO2e/km。
纯电动汽车碳减排潜力较大,主要表现在电网清洁化、电池碳排放等领域
根据《中国汽车低碳行动计划研究报告2021》分析,纯电动乘用车生命周期碳减排潜力较大,到2025年可实现减排至72%(以2020年为基准),到2060年可实现碳减排至2020年的17%。
具体来看,对纯电动车减排贡献最大因素为电网清洁化,在不同情景中贡献在10%-50%之间材料效率对纯电动车的碳减排也很重要,可降低纯电动车4%-13%的碳排放随着时间的发展,动力蓄电池碳排放的对纯电动车碳减排的作用也越加明显使用能效与电网清洁化两者共同作用于纯涤电动车燃料周期的碳减排,且随着电网清洁化的程度加大,使用能效的减排效果趋于降低。在不同减排措施中,生产能效的作用最不明显,主要由于其在纯电动车生命周期碳排放的比重较低。
——以上数据参考前瞻产业研究院《中国新能源汽车行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
第一,2021年我国可再生能源开发利用规模新能源汽车销售量稳居世界第一
根据报道:2021年新能源汽车产业表现“亮眼”,产销双双突破350万辆,分别达到了354.5和352.1万辆,同比均增长1.6倍,连续7年位居全球第一,累计推广量已超过900万辆。
《新能源产业振兴和发展规划》被业界奉为“国家新能源发展战略”,包括核能、风能等可再生能源的开发利用,也包括煤化工等传统能源体系的变革,规划期限是2009年至2020年。预计到2020年,中国在新能源领域的总投资将超过3万亿元。
作为大学生,为推动新能源汽车发展,应该:
1、仔细了解新能源知识,尤其是在汽车方面。
我国发展新能源汽车,是应对节能减排重大挑战的需要,同时也是汽车产业跨越式发展和提升国际竞争力的需要。欧美日这些国家,都把新能源汽车作为战略制高点来考虑,国家投入力量加强产业的发展。我国传统汽车领域和国外相比还比较落后,但在新能源汽车方面,我们和发达国家是站在同一个起跑线上,说法较多的是“弯道超车”,我们有机会在新能源汽车领域与西方发达国家在一个平衡的层面上创新。我国汽车工业以纯电驱动作为技术转型的主要战略方向,重点突破电池、电机和电控技术,推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化,实现汽车工业跨越式发展。近期以混合动力汽车为重点,大力推广普及节能汽车,逐步提高我国汽车燃油经济性水平。“十二五”期间我国将大力发展节能汽车,中度、重度混合动力乘用车保有量计划超过100万辆,但是占总体汽车保有量的比重还是小的。2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化,市场保有量有望超过500万辆。
2、对新能源知识的普及作出努力。
我国大型风电设备制造业也已进入一个新的高速发展阶段,到2008年12月底,我国已有近70家企业进入并网风力发电机组整机制造行业,中、小型风力发电机组制造业也在快速发展。
太阳能产业近年在我国发展迅速。截至2007年底,全国推广农村太阳能热水器4286万平方米、太阳房1468万平方米、太阳灶112万台。为促进太阳能热水器行业的健康发展,发展改革委等有关部门近年将这一产业的能效标识制定工作提上了议事日程,由中国标准化研究院和太阳能利用专业委员会共同主持该项目标准的制定工作。
全世界都受到金融危机的冲击,世界各国政府在思考拯救经济的同时也在为实现能源自主而积极努力,可再生能源、核能和节能技术成为了各国积极发展的对象。在我国,核电建设有利于调整能源结构,保障能源供应与安全。同时在金融危机面前,核电也是我国保增长的重要投资方向。
3、配合政策:
财政部出台十大措施助力产业发展:
一、 大力支持风电规模化发展;
二、 实施“金太阳”工程;
三、 开展节能与新能源汽车示范推广试点;
新能源开发利用
四、 加快实施十大重点节能工程;
五、 加快淘汰落后产能;
六、 支持城镇污水管网建设;
七、 支持生态环境保护和污染治理;
八、 实施“节能产品惠民工程”;
九、 支持发展循环经济;
十、 支持节能减排能力建设。收起
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动力锂电池行业主要上市公司:目前国内动力锂电池行业的上市公司主要有宁德时代(300750)、比亚迪(002594)、孚能科技(688567)、亿纬锂能(300014)、国轩高科(002074)、澳洋顺昌(002245)、鹏辉能源(300438)、欣旺达(300207)。
本文核心数据:中国动力锂电池出货量与装机量、氢燃料电池汽车销量、中国加氢站数量
1、动力锂电池呈现快速发展,但仍存在诸多痛点待解决
——疫情影响下,动力锂电池需求保持增长
锂离子电池是当前动力电池的研发重点,具有能量损失小、转换效率高、加速快等显著优势。高工产研锂电研究所(GGII)调研数据显示,2021年我国动力电池市场供需规模较2019年大幅提升,2021年我国动力锂电池装机量为154.5
GWh,同比增长142.9%出货量为220 GWh,同比增长175%。
——续航短、充电慢、安全问题为主要痛点
电气化是双碳愿景下交通动力的主要发展方向,电动汽车和混合动力汽车比内燃机汽车排放的废气更少,若电力来自可再生能源,电动汽车便是交通领域实现碳中和目标的重要途径。
然而,锂电池作为交通动力存在续航短的劣势。相较于燃油汽车而言,纯电动汽车存在的最大痛点便是续航里程,传统燃油车加满一箱油可以开到600公里乃至更多,但普通的纯电动汽车只能跑200-400公里,而续航里程可达到500公里以上的高性能纯电车则将面临价格难以下调的困境。在雨天或低温天气,动力锂电池受环境影响明显,纯电动汽车实际续航里程还会进一步下降。
其次,充能耗时较长也是动力锂电池的一项短板。对比来说,传统燃油车仅需几分钟便能将油箱加满,而纯电动汽车即使是快充,充电至满格也需耗费一个小时左右,慢充耗时更是长达6-8小时。大幅上升的充能时间使得纯电动汽车使用体验感降低,是抑制动力锂电池需求增长的一大阻碍。
此外,安全隐患使得消费者望而却步。根据电动汽车用户联盟的不完全统计,2020年一共发生过72起新能源汽车起火事故,至少涉及25个品牌车企,38款不同车型,包括乘用车、客车,货车等多个不同用处车型。除了电池的自燃隐患外,电动汽车的智能化技术应用也存在诸多事故风险,例如“智能化”核心技术的自动驾驶系统失灵及辅助驾驶功能过度营销带来的安全隐患不容忽视。
2、氢燃料电池技术难度大,与锂电池互补为最佳发展方向
——氢燃料电池汽车市场尚处于起步阶段
氢燃料电池在动力锂电池存在的续航短、充能耗时长、安全隐患等问题上均具有显著优势,而且氢燃料电池的回收不会对环境造成污染,因此,被认为是未来交通动力低碳化的一大发展方向。然而,氢燃料电池的商业化应用面临着技术难度大、催化剂成本高昂等问题。
氢燃料电池汽车是氢能在交通领域落地的重要载体。从目前的销量情况来看,截至2021年底,全国氢燃料电池汽车累计销量仅有9246辆。可见,氢燃料电池汽车在中国市场刚刚起步,市场仍不成熟,处于幼稚期。据工信部于2021年初发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》预计,2025年我国氢燃料电池汽车保有量将达到10万辆左右。
——中国加氢站建设慢,规模化应用困难
2016-2021年,中国加氢站数量逐步增长,但整体建设规模仍然较小。截至2022年3月底,中国加氢站有180座在运营、18座已建成,85座正在建设,148座规划建设。我国现有加氢站中多数投资规模超过1200万元,上海驿蓝金山加氢站甚至耗资高达5500万元。高昂的建设运营成本和较长的投资回报期是我国加氢站规模化发展的最大障碍,现阶段多数加氢站还处于亏损状态,存在终端用户用氢难、用氢贵的问题,终端需求增长乏力必然又反过来制约加氢站的建设与扩张。燃料电池被认为是未来理想的清洁能源之一,但其配套基础设施规模化建设困难,也是氢燃料电池在交通运输领域应用的一大障碍。
注:饼图数据为截至2022年3月底最新数据。
——氢燃料电池在专用运输领域具备优势
分析发现,无论是动力锂电池还是氢燃料电池都存在自身的比较优势和痛点,如何解决或规避痛点、充分发挥比较优势,成为新能源交通动力发展的关键。寻找各自最合适的应用场景便是优势利用最大化的重要途径,从销量结构来看,目前商用车是氢燃料电池汽车的推广重点。2021年,中国氢燃料电池汽车新增销量1894辆,商用车为绝对主力,其中客车1042辆、重卡777辆。
与燃油相比,氢燃料电池具有零碳排放、转化效率高等比较优势与锂离子电池相比,氢燃料电池具有续航里程长、充能耗时短、安全隐患可控等比较优势。这些比较优势决定了氢燃料电池在长距离、连续工作时间长、载重大等应用场景的适用性较高。而针对加氢站建设成本高的问题,氢燃料电池发展可从应用场景清晰、行驶路线固定的专用车入手(例如物流车、环卫车等),利于加氢站的布置和建设。
——氢燃料电池在航空运输领域大有可为
民用航空碳排放规模占交通运输排放总量的10%左右,而且航空排放是在高海拔地区释放气体,对环境的影响是类似地源排放的2-4倍。可见,航空是交通动力降碳减排的重要抓手。
相较于锂离子电池而言,航空运输也是氢燃料电池的优势领域之一。氢能源的质量能量密度远超其他能源,且一个完整的氢燃料电池推进系统可以比同等质量的电池电力系统多储存3-5倍的能量。要想提高电池系统的能量供应,除了通过技术研发提高能量密度外,一般还可通过扩大电池体积的方式实现,然而,飞机对动力系统的质量和体积均存在较大限制,动力电池在航空领域应用困难,而氢燃料电池系统的能量密度具有显著优势,可作为锂电池的有利互补。
总体而言,未来氢燃料电池将在长距离运输、专用车领域及航空领域发展较快,与锂离子电池形成良性互补。
3、燃油份额将逐步减少,但在短时间内难以被完全取代
——“碳中和”目标下,燃油动力份额下降为必然趋势
“双碳”愿景下,国家陆续出台了一系列“降碳减排”相关目标规划,对新能源汽车在新增交通工具中的比例做出了明确的规划,未来燃油作为交通动力的份额必然呈现下降趋势。
——同款燃油车指导价普遍低于同款新能源车补贴价
但新能源汽车的普及还存在诸多障碍,高生产成本带来的高售价便是其中之一。目前来看,从低价低端到高价高端,无论是纯电动汽车还是混动汽车,其补贴后的价格普遍高于燃油版同款车型的指导价。以长安逸动以及逸动新能源为例,燃油版逸动的指导价为7.29-10.39万元,而逸动新能源(纯电)的补贴后指导价为12.99-14.99万元,即使政府对新能源车有补贴,新能源版的售价也比燃油版高出5.7万元。
注:指导价查询时间为2022年3月。
——煤电主导的大环境下,电车的真实环保效益有限
相较于燃油车而言,电动汽车的一大竞争优势为“绿色环保”。虽然纯电动汽车在排放上的绝对优势毋庸置疑,但值得思考的是,电能生产过程中的排放不可视而不见。数据显示,2021年我国电力格局仍以火力发电为主要途径,其中煤电发电量占比在六成以上。在煤电主导的大环境下,电动汽车的部分排放被转移到了上游。
此外,电池的循环利用寿命较低,大量废旧电池处理过程中也会对环境造成再度污染。根据绿色和平发布的《2030年新能源汽车电池循环经济潜力研究报告》中数据显示,2021-2030年,中国退役的动力电池将超过700
GWh,虽可通过有效地梯次利用减少部分碳排放,但电池回收端带来的污染仍不可忽视。
可见,电动汽车的清洁环保更多的只是在使用阶段,从整个生命周期来看,电车的真实环保效益有限。
——传统汽车厂商仍然在内燃机技术研发上持续发力
与此同时,内燃机技术也在不断地朝着高效化、低碳化方向进步,发动机热效率提升是燃油车减少碳排放的主要路径。目前,全世界主流发动机的热效率在30%-38%的范围内,少数发动机的量产热效率突破了40%。比亚迪推出的骁云-插混专用1.5L高效发动机的热效率达到了43.04%,超越丰田、本田、马自达成为当前全球热效率最高的量产汽油发动机。热效率提升助力燃油车节能减排,未来随着内燃机技术的进一步发展,燃油动力与新能源的环保效益差距有望缩小。相较而言发展更为成熟和稳定的内燃机技术,或许仍会更受商业应用的青睐。
综上所述,未来传统燃油车可能会逐渐减少,但基于燃油车的价格优势和不断进步的内燃机技术,真实环保效益存疑的锂电动力在短期内难以完全取代燃油动力。
4、未来或将形成燃油、锂电、氢燃料“三足鼎立”的格局
基于以上分析,前瞻碳中和战略研究院认为,燃油动力基于其长久以来积淀的稳定需求及部分性能的不可替代性,短时间内不会被新能源动力完全取代。锂离子电池和氢燃料电池在各自的比较优势领域发展,可形成良性互补。未来几十年,交通动力市场或将由燃油、锂离子电池、氢燃料电池“三足鼎立”。
以上数据参考前瞻产业研究院《中国动力锂电池行业市场需求预测与投资战略规划分析报告》。
在全球能源短缺、环境污染、气候异常的大背景下,新能源汽车的产生是社会追求汽车 工业可持续发展的必然结果。
1 能源短缺
随着汽车保有量的不断增长,世界范围内对石油的需求也与日俱增。汽车燃油消耗和石 油化工每年消耗大量的石油,使石油这一不可再生能源在以很高的加速度锐减,世界性的石 油危机日益严重。尽管从1980年到2010年,世界已探明的石油储量从800多亿吨增长到 2000多亿吨,增长了2倍多,但还是难以改变石油危机的预期。据美国能源部预测,2020 年以后,全球石油将供不应求:2050年,石油供给与需求之间的缺口将达到2000年世界石 油总产量的2倍。
石油资源地域性分布不均也加剧了石油危机。世界上的大多数石油储量都集中在中东地 区,占到55%,达到1022亿吨,而我国所处的亚太地区只有46.58亿吨。中东地区的政治、 宗教、战争等因素直接导致油价暴涨,使众多石油进口国发生经济危机。我国作为一个世界 上最大的石油进口国,要想摆脱对石油的依赖,必须积极寻求替代能源,开发新能源汽车。
2环境污染
传统内燃机汽车造成的排气污染、噪声污染、粉尘污染、汽油蒸汽和光化学污染日益严 重。特别是城市里的汽车尾气污染尤为严重,从2013年开始,PM2.5超标和雾霾天气已经成 为一个常用气象热词。在形成雾霾的因素中,近年来每年以两位数增长的汽车所排出的尾气 成为主要因素。人类首当其冲成为汽车尾气污染的直接受害者,氮氧化物、铅化物进入人的 肺部和血液后,极大地损害人体的呼吸系统和消化系统,引发各种疾病。尾气对其他动植物 也有直接和间接的毒害作用。传统内燃机汽车的巨大基数和高速增长是造成我国空气污染的 一个主要因素,不加以解决,自然环境将难以负重。
3气候异常
汽车尾气的主要成分是二氧化碳。二氧化碳虽然没有毒性,但却是造成地球变暖的温室 气体的主要成分。温室效应引起的全球变暖将对全球的生态系统造成难以想象的影响。据预 测,未来100年内全球的地表温度将上升1.4~5.8’C,而根据统计数据,气温每上升1~2C, 降水量将减少20%,降水量的减少将直接影响农、林、牧业和养殖业的发展,加快土地沙漠 化的速度。另外,地球两极冰山融化,海平面上升,沿海国家和地区人民的生存将受到威胁。
解决气候变暖问题的关键是减少二氧化碳的排放,而汽车的碳排放是减排的重点。推广使用低碳排放的新能源汽车是有效抑制气候变暖的关键措施之一。
在能源短缺、环境污染、气候异常的多重压力下,传统内燃机汽车的改进空间已经越来 越小,开发低碳环保节能的新能源汽车已是迫在眉睫。正如沙特阿拉伯前石油部长谢赫所言, “石器时代并不是石头不够用而结束,而石油时代也将会在石油资源枯竭以前早早结束”。即 使石油是用之不竭的能源,人类所赖以生存的地球也已经不能持续承受内燃机汽车带来的污染。
2021年,全国新能源汽车产销量均居世界第 一。数据显示,在2012年底,我国新能源汽车累计销量为2万辆,今年五月底则大幅攀升到了1108万辆。在电池技术方面同样进步明显,动力电池单体能量密度相较于2012年提高了1.3倍,而价格则下降了80%。与此同时,电动车的配套设施也逐渐完善,截至去年底,全国已累计建成261.7万根充电桩、1298座换电站,形成了全球最大充换电网络。