作者|王一平
编辑|王新
来源|汽车预言家
12月2日,在中国百人会2021年度媒体沟通会上,中国科学院院士、清华大学交通运输研究院教授、中国电动汽车百人会副理事长高以“推动新能源汽车可持续增长”为主题,就新能源汽车、电池、氢能等话题的发展发表了自己的见解。
在高看来,今年中国新能源汽车销量有望达到330万辆,明年达到500万辆;同时,未来一年合资车企集体发力,未来5-10年汽车行业将面临大洗牌;目前电动汽车产业已经发展到爆发节点,氢燃料电池技术突破的节点将比动力电池晚十几年。
在当前中国汽车发展中,实现碳中和及二氧化碳排放峰值是行业的主要发展目标。基于此,新能源汽车和氢燃料汽车的推广以及相关技术的研究和使用成为近年来行业和汽车企业的重要任务。此次,《汽车预言家》将通过高的演讲,分析新能源汽车面临的发展形势。
新能源汽车发展中的五大现象
1.2021年新能源汽车销量和普及率将逐月快速增长,新能源汽车市场化将进入爆发式增长的新阶段。根据汽车工业协会的数据,1-10月新能源汽车销量已经超过250万辆。估计11月份可能接近300万,今年大概330万。
2.电动汽车电池技术不断提升、成本不断降低,电池系统结构设计不断创新,如刀片电池、C2P等大规模应用,磷酸铁锂电池大规模配备汽车。
3.新能源汽车的车型覆盖了所有乘用车级别,产品结构两头拥挤。微型车已经基本被电动车占据,豪华车基本以电动车为主,中级主流车多为插电式电动车。
4.补贴对消费的作用逐渐消退,基于市场消费的私人购车比例上升到75%左右。据了解,财政部对新能源汽车的补贴将于明年退休。虽然非补贴支持仍将存在并继续保留,但明年是新能源汽车市场的转折点。
5.全球电动汽车已进入高速增长期。今年1-10月,广义新能源乘用车全球销量达702万辆,中国新能源乘用车世界份额占比51%。根据S型增长曲线的经验判断,全球汽车电气化已经突破临界点。2022年,中国新能源汽车销量有望提升至500万辆,市场份额超过20%。
新能源汽车的技术趋势
公里续航和智能滑板底盘
6、几千公里的续航
对于电动汽车来说,不可能几分钟就能充满电,同时续航1000公里,而且产品安全,成本低。对于1000公里的续航,只要市场有需求,技术上是可以的。但从产销的角度来看,这可能是豪华电动车的发展趋势。实现1000公里续航的成本比较高,只有豪华车产品才能实现。
7.智能滑板底盘
电动车平台可以分为三种:第一种是基于燃油车平台的概念,没有完整的底盘,采用承载式车身。第二种是平板底盘,但采用半承载式车身。第三种是完整的滑板底盘,可以承受碰撞。它采用非承载式车身,车身可以做得很轻,使用各种轻量化材料。底盘不变,可以轻松做成各种型号。
智能滑板底盘技术是多年进化的结果,代表了汽车技术的发展趋势。尤其是现在,电池系统越来越扁平化,电机比功率越来越高,越来越多地使用电机/逆变器/传动轴三合一,可以实现真正的滑板底盘平台。滑板底盘平台配合智能主动防撞,碰撞次数越来越少,车身可以做得越来越轻,v……汽车开发周期缩短,个性化很强,这将给汽车的设计和制造带来一场革命。
2030年,新能源汽车将面临大洗牌。
8.按照目前汽车市场的发展趋势,未来一年合资企业将集体发力,2023年中外品牌新能源汽车的竞争将进入激烈期。未来5年是窗口期,市场快速增长,竞争激烈,5-10年将出现企业大洗牌。
9.从核心技术来看,国产品牌是强大的。首先是电池技术,占电动车技术含量的60%。目前这一代电池技术由中国主导。
10.从供应链来看,中国动力电池产业链完整,全球70%的电池产能在中国,产品供应全球。最近,芯片的供应成了瓶颈问题。其实汽车芯片只占全部芯片的10%左右。目前主要是供需周期性失衡,汽车对芯片集成的需求低于手机等产品。从中期来看,中国自主技术解决新能源汽车芯片问题并不难。
11.从车辆品牌来看,电动车的爆发是对老品牌的挑战,也是新品牌的机遇。虽然国外老品牌的认知更好,但由于近年来造车新势力的蓬勃发展,在国内开创了新能源汽车自主品牌的新天地,自主品牌的升级比我们预期的要好很多。据预测,2030年中国品牌将占中国市场的60%。
动力电池的可持续发展
12.动力电池装机容量快速增长。
数据显示,2021年1-9月共装载9200万千瓦时电池,预计全年在1.5亿千瓦时左右。预计2025年约为6亿千瓦时,2030年约为15-20亿千瓦时。基于2030年全球电动汽车年销量5500万辆的激进预测,国外机构给出2030年全球汽车动力电池年负载量为50亿千瓦时,保守预测结果为30亿千瓦时。基于电动汽车的数量,可以预测2025年中国车载电池总量将超过20亿千瓦时,2030年超过70亿千瓦时,2035年超过150亿千瓦时。
据统计,2023年我国动力电池规划产能将达到10亿千瓦时,2025年接近25亿千瓦时。当然,规划产能会大于动力电池年产量。同时,除了新能源汽车电池,年产量中还有一系列其他用途。我们估计,2025年电池总出货量将在10亿千瓦时左右。
13.上游材料价格周期性上涨。
资料显示,全球锂资源经济可采储量为2100万吨。如果按照三元811电池材料体系计算,可以生产2000亿千瓦时的电池。按照一般汽车的100千瓦时计算,可以制造20亿辆电动汽车。钴资源方面,经济上可开采的储量为710万吨,仅可生产950亿千瓦时。
除了稀有金属资源的存量,其分布是不均匀的。四分之三的锂矿在澳大利亚、智利和阿根廷,三分之二的钴矿依赖非洲的刚果黄金,一半的镍矿依赖印度尼西亚和俄罗斯。基于此,电动汽车的发展对稀缺的金属资源仍有很大压力,作用于汽车生产时会增加生产成本。
14、电池回收减少碳排放
从电池全生命周期减排潜力看,现有动力结构下,物理回收减排超过50%;湿法回收减排32%;热解回收减少了3.5%的排放。随着绿色电力比重的增加,2030年电力结构背景下碳排放将减少12%;2050年电网深度脱碳背景下,碳排放减少75%;100%绿色电,在电池制造的整个生命周期,可以实现接近零排放。
从回收利用的角度来看,2025年我国需要回收再利用的电池总量将达到1.25亿千瓦时。电动汽车报废电池应通过准确的电池剩余容量测试进行分选。然后分门别类进行修复、梯级利用、材料回收。
从电池行业可持续发展的角度来看,现有的锂离子电池,包括固液混合锂离子电池,在2030年之前将占据绝对的主导地位。第一代全固态电池产业化占市场近1%的时间可能在2030年左右。2035年后,钾、镁、钠、锂硫等新一代固态电池将进入市场。到2050年,液态锂离子电池可能会减少到20%左右。
15.电动汽车快充需要两个前提条件。
目前长续航的电动汽车越来越多,大部分都配备了高比能量的能量型动力电池。这些电池实现超快充电相对困难。所以电池本身要有快速充电能力,也就是相对较高的峰值充电率。同时需要使用储能电池放电达到350千瓦的高功率来减轻电网的负荷,以便于超快速充电。
为了挖掘动力电池本身的快充潜力,用户在充电时要选择超快充范围和范围。研究表明,合适的充电间隔是电量低至一半时,5分钟充完1/3的电量,而不是充满。满了就会出现很多问题,比如安全问题,生活问题,发热问题等等。超快充电应该主要用于高速公路的应急充电。
目前基于储能电池放电的储能电池超快充电方案有两种。一种是直接带储能的充电站,但成本高。二是与换电结合,因为换电本身有很多备用电池,备用电池可以作为储能电池。
据统计,目前家用电动汽车75%的充电容量是通过慢充获得的,慢充主要是在家里。随着电动汽车数量的急剧增加,慢充会给电力负荷带来很大压力。因此,无序收费的时代即将结束,即将进入有序收费阶段。到时候会有后台来管理收费,通过电价机制把收费调整到电力负荷的低谷。
氢燃料电池技术比动力电池晚了十几年。
16.目前,氢燃料电池汽车已经进入大规模商用示范阶段。财政部等五部委开展的氢燃料电池汽车示范工程已经启动,以燃料电池商用车为主体的多场景商业化示范将在示范城市群展开。中国氢燃料电池汽车技术路线图原计划是2025年氢燃料电池汽车保有量增加到50-10万辆,2030-2035年增加到80-100万辆。当然,这还是基于商用车。
燃料电池乘用车不可能和纯电动汽车竞争。目前纯电动汽车市场呈爆发式增长,中长期内不太可能换成氢燃料电池车,但局部市场还是有的。一般来说,氢燃料电池汽车的关键决策期是未来五年,2025年可以做出明确判断。
17.氢燃料电池汽车不仅需要燃料电池,还需要氢能的生产、储存、运输和添加以及车载储氢。因此,在氢能发展的大战略中,一是清洁低碳,以绿色氢能为重点,牢记发展氢能的初心使命。从碳中和与新能源革命的角度来看,可再生能源的载体……gy是电和氢。电和氢在电力和能量存储应用中是互补的。在绿色氢方面,中国潜力巨大,燃料电池也有很大的拉动作用,会促进绿色氢制造设备和电解池技术的发展。
二是创新引领,自立自强,实现氢能技术新突破。氢能和燃料电池不同于电能和动力电池。链条很长,困难很多。我们迫切需要在制氢、储氢、运氢、加氢、车载储氢、燃料电池动力、氢能储存系统等全链条技术上有新的突破。
第三,市场主导,政府引导,遵循新兴产业发展规律。我们不能完全依赖政府。政府不可能全额补贴纯电动汽车,只能选择重点。氢能产业的发展会和纯电动汽车产业类似,会经历一个从孕育期到导入期、成长期到爆发增长期的艰难过程。氢能源汽车比纯电动汽车晚十年左右。目前是产品导入期,即将进入成本快速下降的产业成长期。
作者|王一平
编辑|王新
来源|汽车预言家
12月2日,在中国百人会2021年度媒体沟通会上,中国科学院院士、清华大学交通运输研究院教授、中国电动汽车百人会副理事长高以“推动新能源汽车可持续增长”为主题,就新能源汽车、电池、氢能等话题的发展发表了自己的见解。
在高看来,今年中国新能源汽车销量有望达到330万辆,明年达到500万辆;同时,未来一年合资车企集体发力,未来5-10年汽车行业将面临大洗牌;目前电动汽车产业已经发展到爆发节点,氢燃料电池技术突破的节点将比动力电池晚十几年。
在当前中国汽车发展中,实现碳中和及二氧化碳排放峰值是行业的主要发展目标。基于此,新能源汽车和氢燃料汽车的推广以及相关技术的研究和使用成为近年来行业和汽车企业的重要任务。此次,《汽车预言家》将通过高的演讲,分析新能源汽车面临的发展形势。
新能源汽车发展中的五大现象
1.2021年新能源汽车销量和普及率将逐月快速增长,新能源汽车市场化将进入爆发式增长的新阶段。根据汽车工业协会的数据,1-10月新能源汽车销量已经超过250万辆。估计11月份可能接近300万,今年大概330万。
2.电动汽车电池技术不断提升、成本不断降低,电池系统结构设计不断创新,如刀片电池、C2P等大规模应用,磷酸铁锂电池大规模配备汽车。
3.新能源汽车的车型覆盖了所有乘用车级别,产品结构两头拥挤。微型车已经基本被电动车占据,豪华车基本以电动车为主,中级主流车多为插电式电动车。
4.补贴对消费的作用逐渐消退,基于市场消费的私人购车比例上升到75%左右。据了解,财政部对新能源汽车的补贴将于明年退休。虽然非补贴支持仍将存在并继续保留,但明年是新能源汽车市场的转折点。
5.全球电动汽车已进入高速增长期。今年1-10月,广义新能源乘用车全球销量达702万辆,中国新能源乘用车世界份额占比51%。根据S型增长曲线的经验判断,全球汽车电气化已经突破临界点。2022年,中国新能源汽车销量有望提升至500万辆,市场份额超过20%。
新能源汽车的技术趋势
公里续航和智能滑板底盘
6、几千公里的续航
对于电动汽车来说,不可能几分钟就能充满电,同时续航1000公里,而且产品安全,成本低。对于1000公里的续航,只要市场有需求,技术上是可以的。但从产销的角度来看,这可能是豪华电动车的发展趋势。实现1000公里续航的成本比较高,只有豪华车产品才能实现。
7.智能滑板底盘
电动车平台可以分为三种:第一种是基于燃油车平台的概念,没有完整的底盘,采用承载式车身。第二种是平板底盘,但采用半承载式车身。第三种是完整的滑板底盘,可以承受碰撞。它采用非承载式车身,车身可以做得很轻,使用各种轻量化材料。底盘不变,可以轻松做成各种型号。
智能滑板底盘技术是多年进化的结果,代表了汽车技术的发展趋势。尤其是现在,电池系统越来越扁平化,电机比功率越来越高,越来越多地使用电机/逆变器/传动轴三合一,可以实现真正的滑板底盘平台。滑板底盘平台配合智能主动防撞,碰撞次数越来越少,车身可以做得越来越轻,v……汽车开发周期缩短,个性化很强,这将给汽车的设计和制造带来一场革命。
2030年,新能源汽车将面临大洗牌。
8.按照目前汽车市场的发展趋势,未来一年合资企业将集体发力,2023年中外品牌新能源汽车的竞争将进入激烈期。未来5年是窗口期,市场快速增长,竞争激烈,5-10年将出现企业大洗牌。
9.从核心技术来看,国产品牌是强大的。首先是电池技术,占电动车技术含量的60%。目前这一代电池技术由中国主导。
10.从供应链来看,中国动力电池产业链完整,全球70%的电池产能在中国,产品供应全球。最近,芯片的供应成了瓶颈问题。其实汽车芯片只占全部芯片的10%左右。目前主要是供需周期性失衡,汽车对芯片集成的需求低于手机等产品。从中期来看,中国自主技术解决新能源汽车芯片问题并不难。
11.从车辆品牌来看,电动车的爆发是对老品牌的挑战,也是新品牌的机遇。虽然国外老品牌的认知更好,但由于近年来造车新势力的蓬勃发展,在国内开创了新能源汽车自主品牌的新天地,自主品牌的升级比我们预期的要好很多。据预测,2030年中国品牌将占中国市场的60%。
动力电池的可持续发展
12.动力电池装机容量快速增长。
数据显示,2021年1-9月共装载9200万千瓦时电池,预计全年在1.5亿千瓦时左右。预计2025年约为6亿千瓦时,2030年约为15-20亿千瓦时。基于2030年全球电动汽车年销量5500万辆的激进预测,国外机构给出2030年全球汽车动力电池年负载量为50亿千瓦时,保守预测结果为30亿千瓦时。基于电动汽车的数量,可以预测2025年中国车载电池总量将超过20亿千瓦时,2030年超过70亿千瓦时,2035年超过150亿千瓦时。
据统计,2023年我国动力电池规划产能将达到10亿千瓦时,2025年接近25亿千瓦时。当然,规划产能会大于动力电池年产量。同时,除了新能源汽车电池,年产量中还有一系列其他用途。我们估计,2025年电池总出货量将在10亿千瓦时左右。
13.上游材料价格周期性上涨。
资料显示,全球锂资源经济可采储量为2100万吨。如果按照三元811电池材料体系计算,可以生产2000亿千瓦时的电池。按照一般汽车的100千瓦时计算,可以制造20亿辆电动汽车。钴资源方面,经济上可开采的储量为710万吨,仅可生产950亿千瓦时。
除了稀有金属资源的存量,其分布是不均匀的。四分之三的锂矿在澳大利亚、智利和阿根廷,三分之二的钴矿依赖非洲的刚果黄金,一半的镍矿依赖印度尼西亚和俄罗斯。基于此,电动汽车的发展对稀缺的金属资源仍有很大压力,作用于汽车生产时会增加生产成本。
14、电池回收减少碳排放
从电池全生命周期减排潜力看,现有动力结构下,物理回收减排超过50%;湿法回收减排32%;热解回收减少了3.5%的排放。随着绿色电力比重的增加,2030年电力结构背景下碳排放将减少12%;2050年电网深度脱碳背景下,碳排放减少75%;100%绿色电,在电池制造的整个生命周期,可以实现接近零排放。
从回收利用的角度来看,2025年我国需要回收再利用的电池总量将达到1.25亿千瓦时。电动汽车报废电池应通过准确的电池剩余容量测试进行分选。然后分门别类进行修复、梯级利用、材料回收。
从电池行业可持续发展的角度来看,现有的锂离子电池,包括固液混合锂离子电池,在2030年之前将占据绝对的主导地位。第一代全固态电池产业化占市场近1%的时间可能在2030年左右。2035年后,钾、镁、钠、锂硫等新一代固态电池将进入市场。到2050年,液态锂离子电池可能会减少到20%左右。
15.电动汽车快充需要两个前提条件。
目前长续航的电动汽车越来越多,大部分都配备了高比能量的能量型动力电池。这些电池实现超快充电相对困难。所以电池本身要有快速充电能力,也就是相对较高的峰值充电率。同时需要使用储能电池放电达到350千瓦的高功率来减轻电网的负荷,以便于超快速充电。
为了挖掘动力电池本身的快充潜力,用户在充电时要选择超快充范围和范围。研究表明,合适的充电间隔是电量低至一半时,5分钟充完1/3的电量,而不是充满。满了就会出现很多问题,比如安全问题,生活问题,发热问题等等。超快充电应该主要用于高速公路的应急充电。
目前基于储能电池放电的储能电池超快充电方案有两种。一种是直接带储能的充电站,但成本高。二是与换电结合,因为换电本身有很多备用电池,备用电池可以作为储能电池。
据统计,目前家用电动汽车75%的充电容量是通过慢充获得的,慢充主要是在家里。随着电动汽车数量的急剧增加,慢充会给电力负荷带来很大压力。因此,无序收费的时代即将结束,即将进入有序收费阶段。到时候会有后台来管理收费,通过电价机制把收费调整到电力负荷的低谷。
氢燃料电池技术比动力电池晚了十几年。
16.目前,氢燃料电池汽车已经进入大规模商用示范阶段。财政部等五部委开展的氢燃料电池汽车示范工程已经启动,以燃料电池商用车为主体的多场景商业化示范将在示范城市群展开。中国氢燃料电池汽车技术路线图原计划是2025年氢燃料电池汽车保有量增加到50-10万辆,2030-2035年增加到80-100万辆。当然,这还是基于商用车。
燃料电池乘用车不可能和纯电动汽车竞争。目前纯电动汽车市场呈爆发式增长,中长期内不太可能换成氢燃料电池车,但局部市场还是有的。一般来说,氢燃料电池汽车的关键决策期是未来五年,2025年可以做出明确判断。
17.氢燃料电池汽车不仅需要燃料电池,还需要氢能的生产、储存、运输和添加以及车载储氢。因此,在氢能发展的大战略中,一是清洁低碳,以绿色氢能为重点,牢记发展氢能的初心使命。从碳中和与新能源革命的角度来看,可再生能源的载体……gy是电和氢。电和氢在电力和能量存储应用中是互补的。在绿色氢方面,中国潜力巨大,燃料电池也有很大的拉动作用,会促进绿色氢制造设备和电解池技术的发展。
二是创新引领,自立自强,实现氢能技术新突破。氢能和燃料电池不同于电能和动力电池。链条很长,困难很多。我们迫切需要在制氢、储氢、运氢、加氢、车载储氢、燃料电池动力、氢能储存系统等全链条技术上有新的突破。
第三,市场主导,政府引导,遵循新兴产业发展规律。我们不能完全依赖政府。政府不可能全额补贴纯电动汽车,只能选择重点。氢能产业的发展会和纯电动汽车产业类似,会经历一个从孕育期到导入期、成长期到爆发增长期的艰难过程。氢能源汽车比纯电动汽车晚十年左右。目前是产品导入期,即将进入成本快速下降的产业成长期。
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