孟慶思 王昊 李宏偉 鄭洲
摘 要:從2009年“十城千輛”開始,補貼政策積極引導新能源汽車產業發展;從政策扶持到市場化逐步過渡,新能源客車的市場規模不斷擴大,在公交領域滲透率逐步提升;在技術端也取得長足進步,電池能量密度得到提升超過150Wh/kg,快充技術取得新的突破、能耗Ekg也逐漸降低。關鍵詞:新能源客車;補貼政策;市場;技術中圖分類號:U469.7 ?文獻標識碼:B ?文章編號:1671-7988(2020)01-18-04
Abstract: From the “Ten Cities and Thousands of Vehicles” in 2009, the subsidy policy actively guided the development of the new energy automobile industry; from policy support to marketization, the market scale of new energy buses continues to expand, and the penetration rate in the public transportation sector is gradually increasing; The technology has also made great progress, the battery energy density has been improved by more than 150Wh/kg. Besides, the fast charge technology has made new breakthroughs, and the Ekg has gradually decreased.Keywords: New Energy Bus; Subsidy policy; Market; TechnologyCLC NO.: U469.7? Document Code: B ?Article ID: 1671-7988(2020)01-18-04
前言
近年來,我國新能源汽車產業發展迅猛,2015年銷量35萬,躋身世界第一;2018年銷量更是突破百萬。其中,新能源客車在這個過程中扮演重要角色。尤其是發展初期,以混動技術為主的新能源客車作為“排頭兵”重點試水公交領域,從“十城千輛”開啟了新能源汽車的發展序幕。
1 政策驅動
我國新能源汽車產業的發展離不開補貼政策的強大驅動力,市場的大規模爆發也發生在補貼范圍和力度最大的階段。根據推廣范圍來分,政策發展可分為三階段。第一階段是2009-2012年的示范推廣,第二階段是2013-2015年的重點區域推廣以及2016-2020年的全國推廣。
1.1 第一階段:示范推廣,小范圍試水
2009年財政部和科技部聯合發布了《關于開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知》(財建〔2009〕6號),[1]選取了北京、上海等13個試點城市開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作,隨后相繼發布了《關于擴大公共服務領域節能與新能源汽車示范推廣有關工作的通知》(財建[2010]227號)[2]和《關于增加公共服務領域節能與新能源汽車示范推廣試點城市的通知》(財建[2010]434號),[3]又增加了12個城市作為試點。
在第一階段以補貼城市公交客車為主,技術要求是十米以上,混動車型節油率10%以上,純電動車型最大電功率比50%以上。2012年發布的《關于擴大混合動力城市公交客車示范推廣范圍有關工作的通知》,主要目標是在非試點城市推廣3000-5000輛混動公交客車。
1.2 第二階段:重點區域推廣
2013年財政部等四部委發布《關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知》(財建〔2013〕551號)[4],重點在京津冀、長三角、珠三角等細顆粒物治理任務較重的區域,選擇積極性較高的特大城市或城市群實施。推廣目標是:2013-2015年,特大型城市或重點區域新能源汽車累計推廣量不低于10000輛,其他城市或區域累計推廣量不低于5000輛。
在該階段,政策明確補貼純電動客車和插電式混合動力客車,常規混合動力客車不再享受補貼。技術指標單一門檻低,僅為客車車長一項且大于6m即可享受財政補貼。而燃料電池客車則沒有車長限制均可享受50萬元的補貼。
2015年財政部發布《關于完善城市公交車成品油價格補助政策加快新能源汽車推廣應用的通知》,政策規定:2015-2019年,現行城市公交車成品油價格補助中的漲價補助以2013年實際執行數作為基數逐步遞減,其中2015年減少15%、2016年減少30%、2017年減少40%、2018年減少50%、2019年減少60%。這一政策的發布對純電技術路線起到極大的促進作用。[5]
1.3 第三階段:全國推廣
經歷了前兩階段政策的實施和新能源汽車市場的培育和發展,客車市場逐步走向成熟,技術也得到一定程度的提升。第三階段政策的特點從普惠制開始向更大的范圍和更高的技術要求演變。
2015年財政部等四部委發布《關于2016-2020 年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》(財建[2015]134 號)。新能源汽車的推廣范圍迅速擴大至全國。[6]
“扶優扶強”是第三階段的重點任務,2016年對新能源客車補貼指標中引入續駛里程和單位載質量能量消耗量Ekg,將技術水平相對較低的部分產品擋在補貼范圍之外,同時對高技術指標的產品進行更高額的補貼。從2017年開始,還引入了電池系統能量密度,快充倍率、節油率以及電池系統總質量占比等指標,對客車的技術要求更加細化和嚴格。
2 市場發展
市場的發展和補貼政策的實施緊密相關,每個階段的市場特點都是對補貼政策的折射。從2009年至今,在補貼政策的刺激下,新能源客車市場先后經歷了培育期、小規模增長、全面爆發以及市場調整期四個階段。
2009-2012年是新能源客車的市場培育期,與第一階段政策相對應。發展初期以試水探索為先導,由于前期國內外沒有可以借鑒的經驗,產業前景不明朗,企業技術儲備相對薄弱,行業協調發展滯后,產品成本也極高,新能源客車市場僅在試點地區小規模推廣。
從2013-2014年新能源客車市場小規模增長,這也是重點區域推廣政策實施的前兩年。此階段市場增長的要原因是《關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知》政策的發布在一定程度上堅定了新能源汽車產業發展的信心,其次是市場經歷了培育期后擁有了一定的基礎,進入行業的企業和車型也逐步增加。在新的補貼政策下,2014年客車銷量突破萬輛。
2015-2016年市場爆發期,分別是政策實施第二、三階段交替的兩年。15年市場大規模爆發突破10萬大關的原因主要是:1)15年是《關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知》政策實施收官之年,重點地區需要完成推廣任務;2)15年發布的政策《關于完善城市公交車成品油價格補助政策加快新能源汽車推廣應用的通知》對新能源公交車進行運營補助,雙重補貼極大的促進了市場發展,尤其是6-8m純電動客車,在國補、地補以及運營補助的刺激下出現了“超常規增長”;3)2015年發布了《關于2016-2020年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知》,明確未來五年對新能源汽車市場的繼續支持,堅定了行業發展的信心。
2016年進入了補貼政策第三階段,推廣范圍擴大至全國區域。盡管增加了Ekg、續駛里程等技術指標,但指標門檻相對較低,企業達標容易,補貼額度也是全國推廣階段最高的一年,加上這是全國范圍推廣的第一年,市場潛力巨大,因此2016年銷量在15年基礎上繼續增長至最高點。
2016年底財政部發布《關于調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》[財建〔2016〕958號],技術指標門檻提高,補貼額度大幅下調造成了2017年初市場斷崖式下跌,企業經歷較長時間的產品調整以適應新的補貼政策;加上經歷了2015-2016兩年市場的爆發,從需求端來看也稍顯疲軟。2017年新能源客車推廣量同比降低12.83%,市場進入調整期。[7]
3 技術進步
產業發展離不開政策的引導,而技術的進步則是市場能夠健康持續發展的重中之重。作為新能源汽車的核心部件和能源,電池技術的進步直接關系整個產業的發展前景。電池能量密度、快充性能是保障汽車續航、使用便利性的重要指標,也是補貼政策中重點考察的參數。此外,2016年對純電動客車能耗水平的考察提出了Ekg(單位載質量能量消耗量),Ekg是對三電、功效、整車輕量化等眾多技術的綜合能耗考評。
能量密度:根據2017-2018年申報新能源汽車補貼推薦目錄車型數量分析,2017年前9批推薦目錄中,所有純電動客車電池系統能量密度均位于140Wh/kg以下,主要集中在90-140Wh/kg之間;17年10-12批目錄中,140Wh/kg以上車型開始出現,并且車型數量占比達到近30%。2018年140Wh/kg以上車型占比較17年有明顯的提升,從第7批開始,150Wh/kg以上車型開始占有一定的比例。
根據實際量產新能源客車來看,配套客車電池類型以磷酸鐵鋰電池為主,少量客車配套錳酸鋰和三元材料電池。《電動汽車安全要求》的發布對客車安全性提出了更高的要求,從2017年開始僅有少量三元電池配套新能源客車。通過結合產量采用加權法對配套不同材料類型純電動客車能量密度統計,結果顯示動力電池系統能量密度提升明顯。短短三年時間,磷酸鐵鋰電池系統平均能量密度從92Wh/kg增長到136Wh/kg,增幅47.8%;錳酸鋰電池系統平均能量密度從67Wh/kg增長到132Wh/kg,增幅97.0%。
快充倍率:根據新能源汽車補貼推薦目錄統計,2017第1批-2018年第12批推薦目錄申報快充純電動客車共計111款。除去傳統超級電容和鈦酸鋰鋰離子電池具備優良快充技術外,寧德時代和微宏動力分別在磷酸鐵鋰電池和錳酸鋰電池快充技術上取得較大突破,快充倍率最高可分別達5.28C和3.33C。寧德時代采用“超級鐵鋰+高能量密度快充石墨”體系的EnerSpeedy的超級鐵鋰電池,可進行5C充電,7分12秒就完成了20%至80%的充電,而20%到100%充電,僅耗時13分8秒。
Ekg:根據2016-2018年推薦目錄中純電動客車Ekg統計結果,補貼政策在降能耗的積極引導取得明顯的成績。2016年Ekg>0.24(Wh/km·kg)車型比例達到20%以上,不高于0.21(Wh/km·kg)的車型占比不足40%;2017年純電動客車的Ekg保持在0.15-0.24(Wh/km·kg)之間;進入2018年以后,小于0.15(Wh/km·kg)車型占比不斷提升。
除了動力電池技術的進步,電機作為三電核心部件之一,其技術提升和應用也取得一定的進步。
永磁同步電機具有較高的功率及質量比,體積更小,質量更輕,比其他類型電動機的輸出轉矩更大,電動機的極限轉速和制動性能突出,且震動小等優點。異步電機的優點是成本低、工藝簡單,而且能忍受大幅度工作溫度變化,但缺點也很明顯,重量和體積偏大,效率低。
根據統計,2013年效率較低的交流異步電機市場占比55%,14-18年永磁同步電機市場占比逐年提升,18年達98%,基本取代交流異步電機。除了高功率電機的應用,在技術解放方案上也有突破。
傳統單電機在高速段電耗較高。通過選取多電機方案,解決功率和效率問題,在任何一個速度點上都可以有效地分配大電機、小電機的使用,發揮不同電機的效率優勢。

4 總結
在國家系列政策的扶持下,新能源客車從市場規模到技術都取得了長足的發展和突出的進步。隨著財稅政策的逐步退出,環保型政策的跟進和商用車雙積分的加緊研究都將進一步促進新能源客車市場的發展。總體看來,新能源客車以替代市內公交和中短途通勤車為主,在長途客車的發展仍是
短板,一旦技術有所突破,長途客車市場潛力巨大。
參考文獻
[1] 財政部,科技部.關于開展節能與新能源汽車示范推廣試點工作的通知,2009,(財建〔2009〕6號).
[2] 財政部,科技部,工信部,發改委.關于擴大公共服務領域節能與新能源汽車示范推廣有關工作的通知,2010,(財建[2010]227號).
[3] 財政部,科技部,工信部,發改委.關于增加公共服務領域節能與新能源汽車示范推廣試點城市的通知,2010,(財建[2010]434號).
[4] 財政部,科技部,工信部,發改委.關于繼續開展新能源汽車推廣應用工作的通知,2013,(財建〔2013〕551號).
[5] 財政部,工信部,交通部.關于完善城市公交車成品油價格補助政策加快新能源汽車推廣應用的通知,2015.
[6] 財政部,科技部,工信部,發改委.關于2016-2020 年新能源汽車推廣應用財政支持政策的通知,2015,(財建[2015]134 號).
[7] 財政部,科技部,工信部,發改委.關于調整新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知,2016,(財建〔2016〕958號).