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百人會(huì)副理事長(zhǎng)張永偉:新能源汽車(chē)多元技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展新趨勢(shì)

作者:森林 2022-11-24 14:29:46 來(lái)源:新能源汽車(chē)網(wǎng)

  近日,中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì)副理事長(zhǎng)兼秘書(shū)長(zhǎng)張永偉受邀出席2022中國(guó)汽車(chē)論壇,并就中國(guó)新能源汽車(chē)發(fā)展的技術(shù)路線(xiàn)問(wèn)題發(fā)表演講,以下為其發(fā)言?xún)?nèi)容整理。

百人會(huì)副理事長(zhǎng)張永偉

  中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)取得了階段性成果,市場(chǎng)銷(xiāo)量和產(chǎn)能規(guī)模均居世界首位。回顧過(guò)去十幾年的發(fā)展歷程,中國(guó)在新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)選擇上積累的經(jīng)驗(yàn)很有參考價(jià)值。展望未來(lái)趨勢(shì),不同技術(shù)路線(xiàn)呈現(xiàn)出各具特色的發(fā)展路徑和軌跡。

  一、中國(guó)新能源汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)選擇的經(jīng)驗(yàn)

  第一,較好地處理了多元化技術(shù)路線(xiàn)之間的關(guān)系

  在新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,一直存在有關(guān)不同技術(shù)路線(xiàn)如何取舍的爭(zhēng)論。國(guó)家從戰(zhàn)略角度很快確立了純電驅(qū)動(dòng)為主的技術(shù)路線(xiàn),主管部門(mén)也出臺(tái)了一系列純電路線(xiàn)相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策,堅(jiān)持創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)的基本原則。但是,以純電驅(qū)動(dòng)為主,并不等于否定插電混動(dòng)、燃料電池等其他創(chuàng)新型的技術(shù)路線(xiàn)。

  當(dāng)市場(chǎng)對(duì)創(chuàng)新型技術(shù)路線(xiàn)有需求時(shí),政策給予了充足的發(fā)展空間,這就是龐大經(jīng)濟(jì)體在應(yīng)對(duì)多種技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展問(wèn)題上所具備的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。每個(gè)技術(shù)市場(chǎng)和產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)都足以支撐起一種技術(shù)路線(xiàn)的發(fā)展,沒(méi)有必要靠一種路線(xiàn)來(lái)“包打天下”。

  第二,較好地處理了政府和市場(chǎng)的關(guān)系

  在純電技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展初期,既缺乏產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ),又缺乏市場(chǎng)需求。供需乏力的時(shí)候,政府的財(cái)政扶持政策就起到了激勵(lì)供給、補(bǔ)助需求的“雙輪”作用。通過(guò)公共采購(gòu)、補(bǔ)貼扶持、路權(quán)政策、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等政府驅(qū)動(dòng)力,大大緩解了供需矛盾,政策和市場(chǎng)發(fā)揮了”一升一降”雙向助推的作用。

  在純電路線(xiàn)發(fā)展過(guò)程中,通過(guò)對(duì)核心技術(shù)電池產(chǎn)業(yè)的扶持,2021年我國(guó)動(dòng)力電池裝車(chē)規(guī)模達(dá)到154GWh。產(chǎn)品技術(shù)進(jìn)步,成本下降反向支撐純電戰(zhàn)略,2017-2021年動(dòng)力電池成本下降40%,系統(tǒng)能量密度提升40%以上,政府的補(bǔ)貼也開(kāi)始逐步退坡。另外,產(chǎn)業(yè)發(fā)展到一定水平時(shí),行業(yè)也開(kāi)始關(guān)注需求環(huán)境的改善,特別是基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、路權(quán)政策配置等。在整個(gè)技術(shù)路線(xiàn)發(fā)展過(guò)程中,并沒(méi)有出現(xiàn)靠政府補(bǔ)貼培育出的“盆景型”技術(shù),而是政府扶持與技術(shù)進(jìn)步相互配合,共同促進(jìn)了市場(chǎng)的環(huán)境改善與競(jìng)爭(zhēng)。

  第三,較好地處理了傳統(tǒng)汽車(chē)力量和新造車(chē)力量間的關(guān)系

  新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展初期,以生產(chǎn)燃油車(chē)為主的企業(yè)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā)投入重視不足,雙積分政策發(fā)揮了“胡蘿卜+大棒”的作用,通過(guò)強(qiáng)制性積分規(guī)定,倒逼燃油車(chē)企業(yè)生產(chǎn)更多的電動(dòng)汽車(chē),推動(dòng)了傳統(tǒng)汽車(chē)主體向電動(dòng)化方向的轉(zhuǎn)型升級(jí)。另一方面,造車(chē)新勢(shì)力企業(yè)帶有很強(qiáng)的創(chuàng)新基因,其入局對(duì)電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)產(chǎn)生了有效的“鯰魚(yú)效應(yīng)”。政府從準(zhǔn)入和相關(guān)政策層面給予了一定的支持,助力它們?cè)谛袠I(yè)創(chuàng)新上的探索。

  這樣的政策組合,既發(fā)揮了傳統(tǒng)汽車(chē)原有的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和作用,也發(fā)揮了新汽車(chē)勢(shì)力的創(chuàng)新性,是中國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的獨(dú)特方式,與全球其他傳統(tǒng)汽車(chē)大國(guó)完全不同。

  二、從未來(lái)趨勢(shì)看,不同技術(shù)路線(xiàn)將有各自的發(fā)展路徑和軌跡

  第一,長(zhǎng)期來(lái)看,純電技術(shù)路線(xiàn)會(huì)成為全球主流

  全球純電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)保持快速增長(zhǎng)。2017年,全球純電汽車(chē)銷(xiāo)量占比不足1%,到2021年已達(dá)6.2%。在中、歐、美主流汽車(chē)市場(chǎng)中純電動(dòng)汽車(chē)已經(jīng)占據(jù)了一席之地。2021年中國(guó)純電汽車(chē)銷(xiāo)售291.6萬(wàn)輛,占比達(dá)到11%;2021年歐盟純電汽車(chē)占新車(chē)注冊(cè)量的9%;美國(guó)純電市場(chǎng)同樣發(fā)展迅速,2021年銷(xiāo)量同比增長(zhǎng)近一倍。未來(lái)純電技術(shù)路線(xiàn)將是全球主流。行業(yè)預(yù)測(cè),到2030年,全球純電車(chē)型銷(xiāo)量占比將達(dá)到30%。

  在中國(guó),未來(lái)7-8年純電汽車(chē)將進(jìn)入加速普及階段。假設(shè)2030年各種技術(shù)路線(xiàn)的新能源汽車(chē)保有量是一億輛,激進(jìn)情景下,預(yù)計(jì)純電汽車(chē)將占80%,達(dá)到8000萬(wàn)輛。屆時(shí),純電汽車(chē)銷(xiāo)量預(yù)估會(huì)在1500萬(wàn)輛左右,滲透率有望接近40%。

  純電市場(chǎng)的快速發(fā)展取決于兩個(gè)關(guān)鍵因素的支撐,一是電池技術(shù)的提升,二是新型充電技術(shù)的普及。電池的性能關(guān)乎車(chē)輛的續(xù)航里程,是影響消費(fèi)者使用體驗(yàn)的關(guān)鍵;電池約占電動(dòng)汽車(chē)近40%的成本,電池價(jià)格是決定電動(dòng)汽車(chē)性?xún)r(jià)比的關(guān)鍵。未來(lái)隨著電池材料體系與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的不斷創(chuàng)新,動(dòng)力電池性能還有較大的提升潛力,成本還會(huì)進(jìn)一步降低。行業(yè)判斷,2025年電池的單體能量密度將超過(guò)350Wh/kg;2030年,電池的系統(tǒng)成本會(huì)降到0.5元/Wh以下。另一個(gè)要素是與解決里程焦慮密切相關(guān)的充電技術(shù)。多家車(chē)企正在布局高壓充電車(chē)型。預(yù)計(jì)2025年前后,800V高壓平臺(tái)車(chē)型及大功率快充樁將實(shí)現(xiàn)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用,極大提高純電汽車(chē)的使用體驗(yàn)。當(dāng)前,在1-2C的充電倍率下,充電10分鐘可實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程200公里;到2025年,在4C的充電倍率下,充電10分鐘可實(shí)現(xiàn)續(xù)航里程400公里。充電效率大幅提升,補(bǔ)能困境將得到顯著改善。

  第二,插電混動(dòng)和增程式向多電少油、高能效方向發(fā)展

  插電式混合動(dòng)力是重要技術(shù)路線(xiàn),仍處在創(chuàng)新階段。隨著電動(dòng)化程度的加深,插電式混動(dòng)車(chē)型從與燃油車(chē)共平臺(tái)轉(zhuǎn)向與純電共平臺(tái)。嵐圖、長(zhǎng)安等車(chē)企開(kāi)發(fā)的新一代動(dòng)力架構(gòu)以純電驅(qū)動(dòng)為基礎(chǔ),兼容插混、增程等多種動(dòng)力形式。隨著動(dòng)力電池技術(shù)的進(jìn)步,成本的下降,新一代插電混動(dòng)車(chē)型的帶電量不再局限于補(bǔ)貼門(mén)檻,大電池純電驅(qū)動(dòng)的車(chē)型越來(lái)越多。2016年插電式混動(dòng)車(chē)型的電池容量集中在20kWh以下,純電續(xù)航里程緊靠50公里的補(bǔ)貼限值。2022年公告的插電混動(dòng)乘用車(chē)中,30kWh以上的大電池車(chē)型占比超過(guò)了30%。長(zhǎng)城、吉利、比亞迪等品牌新一代插混車(chē)型的純電續(xù)航里程已經(jīng)接近200公里。未來(lái)插電混合動(dòng)力逐步向多電少油方向發(fā)展。

  混動(dòng)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)突破,實(shí)現(xiàn)高能效發(fā)展。混合動(dòng)力汽車(chē)運(yùn)行工況特殊,對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)要求與傳統(tǒng)燃油車(chē)不同,同時(shí)也帶來(lái)了更大的熱效率提升空間。2025年,混動(dòng)專(zhuān)用發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率有望突破45%。

  增程式路線(xiàn)是中國(guó)特色的技術(shù)路線(xiàn)。2019年后我國(guó)增程式電動(dòng)車(chē)市場(chǎng)逐步興起,2021年增程式電動(dòng)車(chē)的銷(xiāo)量已經(jīng)達(dá)到10萬(wàn)輛。這一技術(shù)路線(xiàn)源自于市場(chǎng),由消費(fèi)需求拉動(dòng),作為純電路線(xiàn)普及前的補(bǔ)充,未來(lái)發(fā)展值得關(guān)注。未來(lái)10-20年,預(yù)計(jì)增程式與插混兩種技術(shù)路線(xiàn)仍有很好的發(fā)展空間,逐步進(jìn)入相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展期,并向純電路線(xiàn)過(guò)渡。

  第三,燃料電池技術(shù)進(jìn)步與自主化將支撐產(chǎn)品降本與規(guī)?;?/strong>

  燃料電池技術(shù)是全世界,包括日本、美國(guó)、歐洲和中國(guó)在內(nèi)的國(guó)家一直沒(méi)有放棄而且高度關(guān)注的技術(shù)路線(xiàn)。美國(guó)是最早將氫能及燃料電池列入能源戰(zhàn)略的國(guó)家。歐盟發(fā)布《歐盟氫能源戰(zhàn)略》,計(jì)劃到 2050年將氫能在能源結(jié)構(gòu)中的占比提高到 12%-14%。日韓均從國(guó)家能源戰(zhàn)略視角制定了本國(guó)氫能發(fā)展目標(biāo)。2021年,我國(guó)也啟動(dòng)了燃料電池汽車(chē)示范工作,在京津冀、長(zhǎng)三角、珠三角等地區(qū)率先推廣。

  近年來(lái),我國(guó)車(chē)用燃料電池技術(shù)取得產(chǎn)業(yè)化突破。燃料電池功率密度、冷啟動(dòng)溫度、壽命以及最高效率等指標(biāo)上均有大幅度改善,例如2020年石墨雙極板電池堆體積功率密度為2.2 kW/L,相比2015年的1.5 kW/L提升47%;2020年金屬雙極板電池堆體積功率密度為3.0 kW/L,相比2015年的2.0 kW/L提高了50%。隨著產(chǎn)業(yè)規(guī)模的形成,燃料電池系統(tǒng)成本快速下降。商用車(chē)燃料電池系統(tǒng)成本有望由2020年10000元/kW,降至2025年的3500元/kW左右,2035年進(jìn)一步降低至1000元/kW。隨著燃料電池技術(shù)的提升和成本的快速下降,行業(yè)預(yù)計(jì),2030年燃料電池汽車(chē)將進(jìn)入商業(yè)化大規(guī)模發(fā)展階段,當(dāng)年的保有量將達(dá)到100萬(wàn)輛。

  第四,新能源商用車(chē)技術(shù)路線(xiàn)演進(jìn)取決于場(chǎng)景、技術(shù)與能源

  商用車(chē)的新能源化已經(jīng)成為繼乘用車(chē)之后的第二主戰(zhàn)場(chǎng),也是汽車(chē)行業(yè)第二輪電動(dòng)化的重點(diǎn)。商用車(chē)新能源技術(shù)路線(xiàn)仍呈現(xiàn)多元化發(fā)展的特征,主要取決于場(chǎng)景、技術(shù)、能源三方面的綜合影響。

  近期看場(chǎng)景。無(wú)論是純電動(dòng)路線(xiàn)、混動(dòng)路線(xiàn)還是燃料電池路線(xiàn),在近期內(nèi)技術(shù)成本普遍居高的情況下,商用車(chē)的新能源化更加取決于場(chǎng)景因素。結(jié)合區(qū)域資源稟賦、產(chǎn)業(yè)發(fā)展方向,選擇合適的技術(shù)路線(xiàn)在適宜場(chǎng)景開(kāi)展規(guī)?;瘧?yīng)用。比如,純電動(dòng)商用車(chē)有潛力在城市配送和封閉園區(qū)運(yùn)輸中穩(wěn)步擴(kuò)大規(guī)模,并配合基礎(chǔ)設(shè)施布局的完善以及適宜的運(yùn)輸組織模式;燃料電池商用車(chē)在氫氣產(chǎn)能富集區(qū)域的冷鏈運(yùn)輸中具有續(xù)航和功率優(yōu)勢(shì),并在示范應(yīng)用場(chǎng)景中打通商業(yè)化運(yùn)行模式;插電式混合動(dòng)力、增程式混合動(dòng)力和甲醇商用車(chē)可發(fā)揮車(chē)輛靈活性較高、續(xù)航里程較理想的優(yōu)勢(shì),在碳排放加嚴(yán)趨勢(shì)下,在公路貨運(yùn)市場(chǎng)中加快燃油車(chē)替換進(jìn)程。

  中期看技術(shù)。哪種技術(shù)路線(xiàn)能夠率先降低成本,滿(mǎn)足商用車(chē)作為生產(chǎn)工具的經(jīng)濟(jì)性需求,就會(huì)被市場(chǎng)快速擴(kuò)大規(guī)模。所以從中期來(lái)看,純電、混動(dòng)、換電和燃料電池各種技術(shù)路線(xiàn),要看誰(shuí)更能體現(xiàn)技術(shù)成本的綜合優(yōu)勢(shì)。純電動(dòng)商用車(chē)需在電化學(xué)領(lǐng)域不同材料體系方面進(jìn)行基礎(chǔ)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā),并開(kāi)拓高度場(chǎng)景匹配的商業(yè)模式。氫燃料電池商用車(chē)處于技術(shù)驗(yàn)證期,在進(jìn)一步驗(yàn)證不同場(chǎng)景下技術(shù)的可行性之外,仍面臨技術(shù)國(guó)產(chǎn)化和規(guī)模化應(yīng)用以及大幅度降低成本的要求。增程式混合動(dòng)力、插電式混合動(dòng)力、甲醇商用車(chē)的技術(shù)創(chuàng)新重點(diǎn)包括提升產(chǎn)品經(jīng)濟(jì)性和耐久性以及大力挖潛節(jié)能減碳水平。

  長(zhǎng)期看能源。商用車(chē)如何符合行業(yè)碳減排要求,實(shí)現(xiàn)低碳零碳發(fā)展,長(zhǎng)期來(lái)看取決于能源的供給方式。在這個(gè)角度上,零排放是終極要求,純電動(dòng)和燃料電池技術(shù)路線(xiàn)是唯二選擇,其他技術(shù)路線(xiàn)很難滿(mǎn)足。由于商用車(chē)的能耗成本是公路運(yùn)輸成本的首要構(gòu)成因素,有充分競(jìng)爭(zhēng)力的氫氣價(jià)格,將成為決定未來(lái)氫燃料電池和純電動(dòng),在新能源商用車(chē)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局中地位的關(guān)鍵因素。

  第五,下一階段智能化將成為核心競(jìng)爭(zhēng)力

  從現(xiàn)有新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)格局來(lái)看,各技術(shù)路線(xiàn)已經(jīng)進(jìn)入相對(duì)平穩(wěn)狀態(tài)。汽車(chē)產(chǎn)品和企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)重點(diǎn)不再完全取決于動(dòng)力系統(tǒng),而更多取決于汽車(chē)產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的下半場(chǎng),也就是在電動(dòng)化基礎(chǔ)之上的智能化發(fā)展階段。哪個(gè)技術(shù)路線(xiàn)與智能化結(jié)合的深,結(jié)合的廣,融合的早,哪個(gè)技術(shù)路線(xiàn)就會(huì)借助智能化有更好的發(fā)展。智能化會(huì)成為產(chǎn)業(yè)未來(lái)競(jìng)爭(zhēng)力的核心,也將決定不同技術(shù)路線(xiàn)未來(lái)的命運(yùn)。

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