李洪慶 韓超 劉磊
(1.中國汽車技術研究中心有限公司,天津300300;2.中國民用航空華北地區空中交通管理局天津分局,天津300300;3.中國民航大學天津市智能信號與圖像處理重點實驗室,天津300300)
新能源汽車是指采用新型動力系統,完全或者主要依靠新型能源驅動的汽車,包括插電式混合動力(Plug-in Hybrid Electric Vehicle,PHEV)(含增程式)汽車、電動汽車(Battery Electric Vehicle, BEV)和燃料電池汽車(Fuel Cell Vehicle, FCV)。電動汽車是以車載電池為動力輸出、用電機驅動車輪行駛的汽車。傳統燃油車發動機熱效率僅為35%~40%,新能源汽車的電動驅動裝備效能高達96%,動力電池和電驅動系統是電動汽車的核心部件,約占整車成本的50%~60%[1-2]。
當前,全球汽車市場增速不斷放緩,新能源汽車尤其是純電動汽車已經成為全球主要經濟體發展共識,紛紛將發展新能源汽車作為實現氣候目標的重要途徑,電動化戰略進一步加速實施。2022 年全球新能源汽車銷量突破1 000 萬輛,較2021 年增長55%,其中中國銷量占比超過60%,中國已成為全球新能源汽車的主戰場。在中國新能源汽車快速發展的同時,補能基礎設施、關鍵資源保障等仍然制約著產業高質量發展,本文主要從政策、技術、重點企業維度分析我國電動汽車發展概況,并提出存在問題的解決路徑。
從產銷量上看,在政策方向引領、技術迭代升級、市場認可度提升的協同推動下,電動汽車產銷持續增長(圖1)。2021年中國電動汽車產量為294.2萬輛,同比增長1.7 倍,銷量為291.6 萬輛,同比增長1.6 倍。2022 年中國電動汽車產銷量分別為546.7 萬輛和536.5 萬輛,同比分別增長83.4%和81.6%。與HEV 和PHEV 比,電動汽車受到消費者青睞,市場份額達80%以上[3-4]。

圖1 2016—2022年中國電動汽車產銷量
從電動汽車保有量上看,在電動汽車產銷量持續創新高的推動下,我國電動汽車保有量呈現逐年上升的發展趨勢(圖2),2020 年突破400 萬輛,2021 年底,中國新能源汽車保有量達784 萬輛,占汽車總量的2.6%,其中,電動汽車保有量達640 萬輛,同比增長60%。截至2022 年底,新能源汽車保有量為1 310萬輛,占汽車總量的4.10%,其中,電動汽車保有量達1 045萬輛,占新能源汽車總量的79.78%。

圖2 2016—2022年中國電動汽車保有量及增速
新能源汽車是中國環保事業發展的重要組成部分,中國國民經濟“八五”計劃至“十四五”規劃都對新能源汽車的發展,做出了適時的戰略部署和方向引領[5]。近年來,通過在應用試點、推廣應用、梯次管理及財政補貼方面持續完善政策體系,我國新能源汽車產業政策環境不斷優化(表1)。2022 年8 月18 日,國務院常務會議決定,對新能源汽車,將免征車購稅政策延至2023 年底,繼續予以免征車船稅和消費稅、路權及牌照支持。2023 年7 月19 日,財政部舉行新聞發布會,介紹延續和優化新能源汽車車輛購置稅減免政策的具體內容,明確新能源汽車車輛購置稅減免政策延長至2027年底,減免力度分年度階梯性退坡。

表1 我國2021年至今新能源汽車產業主要政策匯總
從全球市場來看,MarkLines 數據顯示[6],2022 年電動汽車銷量前10 位企業和集團中,4 家為中國企業(表2)。其中,比亞迪在海豚車型帶動下,以86.8萬輛位居第2 位,吉利集團位居第5 位,廣汽集團和上汽集團分別位列第8、10 位,中國企業占據了前列。在2022 年全球純電車型的銷量排名中,宏光MINI EV 排在全球總榜第3,銷量為44.3 萬輛。比亞迪進入榜單的車型有海豚(第4 位)、元PLUS(第5 位)、秦(第7位)、漢(第10 位)4 款車型,絕大部分由國內市場貢獻,廣汽埃安雙主力車型AION Y 和AION S 分別排在第8和第9。

表2 2022年電動汽車世界銷量前10(TOP 10)企業
從國內市場來看,根據乘用車市場聯席會數據顯示[7],2022 年中國電動汽車排名前10 企業的格局相對穩定(表3)。其中比亞迪份額占比近20%,上汽通用五菱和特斯拉中國分別排名第2 和第3,市場份額分別為11.3%和11.1%。同比增長100%以上的企業有比亞迪、奇瑞新能源、合眾汽車和吉利汽車。從細分車型來看,五菱宏光MINI EV、Model Y(國產)、海豚3 款車型銷量均超過18 萬輛,分別為41.0 萬輛、31.7 萬輛和18.3萬輛。
《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》[8]明確到2025年,電動乘用車新車平均電耗降至12.0 kW·h/100 km,力爭到2035 年,電動汽車成為新銷售車輛的主流,公共領域用車全面電動化。中國汽車工程學會牽頭組織編制的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》[9]提出,針對純電動和插電式混合動力汽車,至2035年,形成自主、完整的產業鏈,自主品牌純電動和插電式混合動力汽車產品技術水平和國際同步,新能源汽車占汽車總銷量50%以上,其中純電動將占新能源汽車的95%以上。
在產業政策支持、綜合續駛里程不斷提高、補能基礎設施持續完善因素影響下,我國新能源汽車市場需求旺盛,成為2022 年汽車產業最大亮點。根據中汽信息科技(天津)有限公司(中信科技)[10]發布的2022 年中國汽車專利統計數據顯示(圖3),專利技術構成中動力電池系統、驅動電機系統和充電系統占比之和高達71.89%,尤其是動力電池領域,專利公開量占比從2021 年的44.30% 提高至49.23%,可見2022年我國新能源汽車相關技術創新主要集中在動力電池領域。

圖3 2022年中國新能源汽車專利技術構成
聚焦新能源汽車領域,我國自主企業已完成技術能力全面構建,在動力電池、電驅動等關鍵領域儲備了強勁的研發創新能力。在中汽信科發布的2022 年中國新能源汽車專利公開量創新主體統計中(表4),TOP10 中有8 家國內企業,寧德時代、比亞迪、蜂巢能源分別以1 234 件、1 103 件、1 076 件位列前3 名,其中,寧德時代、奧動新能源、株式會社LG 新能源、億華通實現200%以上增長。

表4 2022年中國新能源汽車專利公開量創新主體TOP10
隨著新能源汽車快速發展,我國動力電池產銷規模持續增長、技術指標穩步提升、回收利用初具規模,動力電池產業整體處于全球前列。在中汽信科發布的2022 年中國動力電池專利公開量創新主體統計中(表5),TOP10 僅有一家外資企業,寧德時代、蜂巢能源和株式會社LG 新能源分別以1 205 件、1 049 件、803 件位列前3 名,寧德時代、株式會社LG 新能源、億緯動力實現超過200%的增長。

表5 2022年中國動力電池專利公開量創新主體TOP10
純電動乘用車平均續駛里程穩步提升,高續駛里程車型規模進一步擴大。2022 年純電動汽車平均續駛里程達424 km,同比增加9.0%,其中續駛里程超過500 km 車型占比為41.9%,相比2021年提升14.1%;低于200 km 的純電動汽車占比為13.7%,相比2021 年下降近5%[11]。此外,純電動乘用車能耗水平持續優化,2022 年平均電能消耗量達12.35 kW·h/100 km,相比2016年下降21.5%(圖4)。

圖4 2016—2022年電動乘用車電能消耗量情況
高能量密度磷酸鐵鋰、三元材料動力電池搭載率進一步提高。2022年,搭載三元材料動力電池的純電動乘用車中,電池系統能量密度超160 W·h/kg 的車型產量占比達77.5%,較2021年提升近10%;搭載磷酸鐵鋰的純電動乘用車中電池系統能量密度超過140 W·h/kg的車型產量占比為50.3%,相比2021 年提升近12%[11]。未來動力電池多技術路線將會持續,磷酸鐵鋰電池(Lithium Iron Phosphate,LFP)得益于其安全、成本及性能提升潛力,在未來10 年仍將占有主導地位;三元電池憑借能量密度、快充性能優勢,是未來10 年中高端車型的主流應用;半固態電池能否取得發展與全固態電池發展程度關系密切,固態電池是電動汽車發展最重要的技術路線選擇,預計2030 年后有望商業化;鈉電池無資源問題,除能量密度短板外,其余性能均較佳,可滿足低端車型、儲能等特定場景需求[12-14]。
5.1.1 補能基礎設施布局合理性有待提高
在新能源汽車市場快速發展和政策不斷完善雙重驅動下,我國充電網絡體系初具規模,但由于補能設施建設初期,超前投建、跑馬圈地的現象較為嚴重,重規模輕布局,導致公共補能設施布局不合理、利用率不均衡,需求旺盛地區排隊現象突出,位置偏遠地區充電樁長時間閑置,形成大量“僵尸樁”[15]。
5.1.2 上游關鍵資源儲備保障不足
隨著新能源汽車、儲能等行業快速發展,動力電池迎來高速發展期,碳酸鋰作為三元鋰、磷酸鐵鋰等主流動力電池的核心材料,價格波動幅度較大,影響廠商定價體系。從鋰資源儲備來看,南美、澳大利亞、中國為全球主要分布區域,但我國由于鋰礦品位低,開采技術不成熟、規模小,鹽湖提鋰技術受限、成本較高的問題,鋰資源較大程度依賴進口。
5.1.3 二手車保值率低
電動汽車相比于傳統燃油汽車保值率更低,主要原因是:
(1)電動汽車更多是作為一個消費電子產品,傳統燃油車是機械產品,2者使用壽命不同。
(2)電動汽車技術迭代升級快,新品的成本在不斷的下降。
(3)由于動力電池使用特性,電動汽車冬季續駛里程下降。
(4)電動二手車市場還未成型,缺乏統一的檢測標準。
5.1.4 廢舊動力電池回收利用難
《新能源汽車動力蓄電池回收利用溯源管理暫行規定》[16]明確了汽車企業要承擔主體回收責任。《新能源汽車動力蓄電池梯次利用管理辦法》[17]對梯次利用企業、梯次產品、回收利用、監督管理等方面做出規定。
一方面,針對動力電池回收利用,國家層面積極出臺相關政策,但行業仍缺少統一的回收標準。
另一方面,動力電池回收市場混亂,通過正規渠道回收的動力電池僅占全行業數量的1/4,約有一半以上流向了非正規渠道的民間小作坊,擾亂了市場秩序,增加了安全隱患。
5.2.1 提升補能基礎設施服務保障能力
(1)進一步優化中心城區公共充換電網絡布局,結合新能源汽車下鄉活動,加快鄉鎮充換電基礎設施建設。
(2)建議各省市主管部門打造地方充換電設施監控平臺,實時監控運營企充電樁上線率、利用率、安全情況,并出臺針對運營企業的考核評級管理制度,將考核結果與獎補資金相掛鉤[18]。
(3)建立并不斷完善“僵尸企業”和“僵尸樁”退出機制,支持優質企業兼并重組、做大做強,積極構建適度超前、布局均衡、智能高效的充換電基礎設施服務體系。
5.2.2 聚焦核心技術攻關,增強自主發展能力
(1)引導整車企業持續提高電動汽車的安全性、經濟性、續駛里程,積極引進模塊化高性能整車平臺。
(2)推動產業鏈企業進一步提升全天候、高安全、長續駛里程動力電池系統,高功率、高密度電驅動系統等核心技術水平。
5.2.3 加快構建廢舊動力電池回收利用體系
(1)建立健全退役動力電池回收行業規范企業認證認可名單公示制度。
(2)加快回收服務網點、保養維修網點布局,加快健全完善電池回收利用數字網絡,強化全生命周期溯源管理。
(3)積極引導消費者增強回收收利用、循環利用意識。
(4)從政策扶持、財政投入等方面,支持動力電池回收企業加快回收技術突破。
本文從產銷和保有量、政策法規與標準體系、主要企業經營與發展,以及產品技術進步與創新4 方面分析了我國純電動汽車發展概況及未來趨勢。通過分析發現,在我國純電動汽車產業快速發展的同時,仍存在制約發展的諸多阻礙,例如充電和換電站總體數量不足且布局不合理現象較多,動力電池上游關鍵資源進口依賴度處于較高水平等。針對存在問題,本文從基礎設施保障能力、攻關核心技術等方面提出發展建議,以期助力我國純電動汽車產業高質量健康發展。