新能源汽車市場發展預測研究

管弘

摘 要：通過對新能源汽車發展現狀的研究，分析影響新能源汽車銷量的各因素之間的關系，建立新能源汽車銷量的系統動力學模型，仿真出新能源汽車未來發展趨勢，并預測未來五年的銷量情況。通過仿真分析得出：未來新能源汽車市場將保持增長趨勢，這主要得益于關鍵技術的突破和基礎設施的建設。最后根據仿真結果結合實際情況，對新能源汽車發展提出了合理建議。

關鍵詞：新能源汽車;銷量預測;系統動力學

環境污染加劇和石油資源緊缺等使得新能源汽車成為未來汽車產業發展的必然趨勢。新能源汽車發展現狀：

（1）總體保持較高的發展速度

2009年，國務院發布《汽車產業調整和振興規劃》，由此拉開了新能源汽車補貼時代的序幕，新能源汽車也從此走向高速發展道路。新能源汽車市場在2018年以126萬輛的銷量達到年銷量峰值，2019年由于補貼退坡力度加大，首次出現銷量下滑，銷量回落到120.6萬輛。雖然我國現在是世界上最大的新能源汽車生產商，但是，我們想要實現新能源汽車市場化和普及化還有一段路要走。

（2）純電動汽車占主要地位

據中汽協統計，新能源汽車保有量從2015年僅有的42萬輛增加到2019年達到381萬輛。其中，純電動汽車從33萬輛增加到310萬輛。截至2019年底，純電動汽車保有量占新能源汽車總量的百分之八十以上。由此可見，純電動汽車在新能源汽車中依然占主要地位。

要使我國新能源汽車產業健康發展，就必須認清該產業目前存在的問題。本文將其存在的問題歸為以下幾個方面：

（1）技術不成熟

有關報告指出，我國在七個主要的汽車國家中，新能源汽車技術指標以0.9排名倒數第二?？梢?，我國在電池的安全性和電池的容量壽命等核心技術方面仍落后于發達國家。

（2）市場需求不穩定

由于新能源汽車屬于新興產品，再加上現在國內技術水平不高、市場規模不大，大多數消費者仍保持觀望的態度。

（3）配套設施不完善

據統計，截至2019年底，我國充電樁保有量為121.9萬臺，樁車比為1：2.54，距離一車配一樁的目標還有一定距離。充電設施匱乏，使得消費者對新能源汽車望而卻步。

1 研究方法

新能源汽車的發展是一個復雜的社會經濟系統，受到經濟、政策、技術、基礎設施等因素的影響。并且這些因素之間相互影響、互相作用，關系復雜。系統動力學（System Dynamics）是Forrester提出的一種系統解決社會復雜問題的方法論。該方法運用“凡系統必有結構，系統結構決定系統功能”的系統科學思想，根據系統內部組成要素互為因果的反饋特點，從系統的內部結構入手，以微分方程為分析工具，借助計算機進行仿真研究系統內在關系，從而找出問題的對策。

本文結合系統動力學對新能源汽車進行仿真模擬，利用歷史銷量數據驗證模型，再對其未來發展趨勢和銷量數據進行預測，最后通過仿真結果結合實際發展情況為新能源汽車發展提出合理建議。

2 新能源汽車系統模型構建

2.1 確定系統邊界

系統模型需要在明確問題的基礎上確立系統行為邊界與時間邊界。在對系統行為邊界進行確定時，本文將新能源汽車系統劃分為三個子系統;考慮到新能源汽車發展情況以及新技術可預測發展的合理時間，本文將模型模擬時間定為2014年到2025年。

2.2 模型假設

由于將所有因素全部考慮進去太為復雜，需要建立假設來確定研究邊界，本文基于以下幾點假設作為研究前提：

（1）在預測時間范圍內，我國不會有重大的經濟政策調整。

（2）從中長期的角度來看，一些短期的、一次性的影響因素（例如2020年初爆發的疫情）將不被考慮在內。

（3）考慮到數據的可獲取性和篇幅的有限性，本文研究最主要的影響因素，一些次等重要的因素將不會被考慮在內。

2.3 子系統分析

根據我國新能源汽車發展以及產銷現狀分析，將新能源汽車劃分為技術、成本和消費三大子系統。這三個子系統構成一個完整的正反饋回路，如圖3所示。

2.3.1 技術子系統分析

技術水平的高低影響著新能源汽車市場的擴散，技術創新是新能源汽車發展的主要驅動因素。因此，本文創建的技術子系統主要描述技術創新活動，從政府投資出發到創新能力，最終作用于技術水平，具體因果關系如圖4所示。

2.3.2 成本子系統分析

汽車的全生命周期成本包括購置成本和使用成本。新能源汽車的使用成本包括電力消耗成本、電池替換成本和維護成本;傳統汽車使用成本主要為維護成本。具體因果關系如圖5所示。

2.3.3 消費子系統分析

影響消費者決策的因素有很多，本文用產品吸引力來概括。產品吸引力主要由基礎設施建設水平、全生命周期相對成本和技術水平等方面共同決定。該子系統各因素間主要相關關系如圖6所示。

2.4 系統因果關系圖

影響新能源汽車銷量的因素有很多，主要有保有量、私人采購、政府采購、車樁比、生命周期相對成本、技術水平、政府投資等。系統動力學模型中的因果關系圖能簡潔明了的表達各變量之間的關系，如圖7所示。

2.5 系統動力學模型構建

2.5.1 系統模型流圖

為達到仿真并預測未來市場銷量的目的，本文結合系統因果關系圖，并利用Vensim軟件畫出新能源汽車的系統流圖，如圖8所示。

2.5.2 變量來源及參數估計

在模型調試過程中，為了保證研究的精確性，本文借鑒已有的研究數據、應用統計資料及各類年鑒對系統流圖中各變量進行賦值，部分變量數據來源如表1所示。

本文以2014年數據為基礎，仿真新能源汽車發展趨勢并預測2014年到2025年新能源汽車銷量。根據2014年《中國汽車工業年鑒》、《中國汽車充電技術與產業聯盟》、《中國石油天然氣工業發展前景報告藍皮書》和中國汽車工業協會等網站上的相關數據和資料，設定模型初始值如表2所示。

2.5.3 主要方程

（1）新能源汽車總成本（TCE）為購置成本（ACE）、維護成本（MCE）、電池替換成本（BRE）和電力消耗成本（ECC）之和，如公式2-1所示;

TCE=ACE+MCE+BRE+ECC ? ?（2-1）

（2）電力消耗成本（ECC）等于電價（EP）、電力消耗量（EC）和新能源汽車里程數（ME）的乘積，如公式2-2所示;

ECC=EP*EC*ME ? ? ? ? ? ? ?（2-2）

（3）傳統汽車總成本（TCF）為購置成本（ACF）、維護成本（MCF）和燃油成本（FCC）的總和，如式、2-3所示;

TCF=ACF+MCF+FCC ? ? ? ?（2-3）

（4）燃油消耗成本（FCC）為傳統汽車里程數（MF）和平均油價（AP）的乘積，如2-4所示;

FCC=MF*AP ? ? ? ? ? ? ? ? （2-4）

（5）當車樁比大于2時，基礎設施完善系數（IIF）等于0.8，當車樁比（CPA）小于等于1時，基礎設施完善系數等于1，如2-5所示。

IIF= ? ? ? ? （2-5）

（6）t時刻的技術水平（TL）與創新能力（INC）有關，如公式2-6所示;創新能力定義為政府R&D（GRD）和企業R&D（ERD）的和，如2-7所示。

TL（t）=TL（t-dt）+（INC*TL）dt ? ?（2-6）

INC=GRD+ERD ? ? ? ? ? ? ? （2-7）

3 新能源汽車系統動力學模型仿真

3.1 模型檢驗與誤差分析

為保證模型的有效性，需要對模型進行檢驗。本文根據歷年的新能源汽車銷量數據來對模型進行參數驗證。檢驗年限設置為2014年到2019年，共6年，步長為1年。檢驗結果如表3所示。

由上表可知，新能源汽車銷量模擬值的平均誤差率為0.63%，最大誤差率為2.55%，誤差絕對值未超過5%，一般認為系統動力學模型的誤差范圍在12%以內是合理的，所以本模型滿足預測精度的要求，模型所描述的行為與實際系統行為基本相符，可進行下一階段的研究。

3.2 仿真結果與分析

如圖9所示，在仿真年限內新能源汽車銷量一直保持增長趨勢，到2020年銷量大概達到149萬輛，2025年銷量約為396萬輛。在新能源汽車發展初期，關鍵技術水平有限、基礎設施完善程度不高、產品吸引力不大，再加上2019年補貼退坡力度加大，因此2019年-2021年新能源汽車銷量增長趨勢放緩，處于過渡期。2021年之后，隨著技術提升以及基礎配套設施逐漸完善，新能源汽車逐漸被消費者所接受，銷量增加。

通過模型仿真得出，2020年新能源汽車市場保有量約為417萬輛，2025年達到1618萬輛，如圖10所示，與國家規劃的2020年達到500萬輛還有小部分差距。預計到2025年新能源汽車的財政補貼已經很少，但新能源汽車保有量仍保持較高速度增長。表明新能源汽車在許多方面已經比較成熟，已逐步實現市場化發展，政府不再需要用財政補貼刺激新能源汽車發展，該發展趨勢符合國家相關政策導向。

4 結論及建議

未來新能源汽車銷量和保有量將呈現不斷增長的發展趨勢，主要得益于關鍵技術的不斷突破和基礎設施的不斷完善。技術的不斷突破提升了新能源汽車的性能、不斷完善的配套基礎設施為新能源汽車運行提供了有力保障，這二者的完善都增加了新能源汽車的產品吸引力、為新能源汽車的推廣做出重要貢獻。

從影響新能源汽車發展的幾個關鍵因素出發，為新能源汽車的發展提出以下建議：

1）增加研發投入。目前我國在新能源汽車核心技術方面與發達國家相比仍然存在很大差距，而電池使用壽命、電池續航能力等關鍵技術決定著新能源汽車的發展。因此政府和和企業都應加大資金和人才的研發投入，專攻新能源汽車的關鍵技術，早日解決技術難題。

2）加大基礎設施建設力度。“充電難”的問題制約著消費者購買新能源汽車的行為。因此應加強充電樁等配套基礎設施建設早日實現車樁比1：1的目標，解決新能源汽車充電難的問題、提高產品吸引力，從而推動新能源汽車產業的發展。

3）加快統一運營模式并制定相關標準。由于目前還沒有統一的用電價格標準，所以新能源汽車的“低成本”運營優勢沒有得到體現，消費者對新能源汽車依然處于觀望階段。因此國家相關部門應早日制定新能源汽車用電價格的政策、統一標準，為新能源汽車推廣發展創造有利條件。

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