电动汽车产业宏观发展趋势与面临的问题

电动客车

电动汽车产业宏观发展趋势

(1)汽车变革是电动化、智能化、网联化、共享化融合发展

汽车革命是汽车生态的改变,电动化、智能化、网联化和共享化的融合广泛吸纳信息技术、网络技术、智能技术、大数据、云计算等新技术以及新材料、电子电力、先进制造等方面的新发展、新势能,成为众多产业融合创新的一个大平台,促进技术进步和结构升级。电动化与数字化、智能化趋势天然匹配,电动化由于毫秒级响应、数字化控制成为智能网联汽车最佳的应用平台。汽车的迭代升级将会加速进行,以满足不断提升的用户体验。出行服务商成为更加重要的用户,他们对车辆要求的话语权会加重,汽车销售总量会受到制约,而对可靠性、耐久性的要求会提高。

(2)汽车变革和能源革命的融合是发展的必然

电动汽车要真正实现绿色减排必须依托可再生能源供电。未来电动汽车将成为一个移动储能点,也是一个移动微电源,通过储能与可再生能源有效结合。储能是解决可再生能源间歇性的根本途径,可再生能源、储能和电动汽车三者是相辅相成的关系。未来的电动汽车因其数量庞大,总体有强大的储电容量,足以保障可再生能源的充分发展。随着分布式光伏的兴起,光伏成本不断降低,同时电池技术提升成本下降,包括动力电池梯次利用的逐步推广,储能的经济性渐显。据测算,当锂电池单体价格低于1元/瓦时的时候,电动汽车全生命周期成本低于同级别传统燃油车,而随着油价的不断上升,可再生能源和储能的成本不断降低,新能源和电动汽车的融合将加速到来,市场也将以强大的力量推动这场汽车变革和能源革命,实现绿色出行、绿色生活。

(3)汽车产业格局从以整车企业为主转向多主体并存

一百多年以来,汽车产业形成了以传统整车企业为中心、大规模生产和销售模式为主导的传统汽车产业格局。而现在,以满足个性化消费和出行服务为中心的新型产业格局已经若隐若现。与传统产业格局相比,一方面,数据运营的管理上,出行服务运营商等新产业主体将逐步出现,形成多元化的产业组织形态;另一方面,随着产业分工的调整和细化,传统的单线产业链将转变为多线交互的产业格局。

(4)汽车产业竞争格局将发生重构

传统车企仍然是未来汽车制造的主流,因为制造工艺和供应链没有那么快迭代,但是新兴造车是个种子,芯片、软件、数据等会有更多附加值。在资本、政府和企业的推动下,新兴造车企业会给汽车产业带来了新的基因、新的理念、新的技术、新的商业模式,将冲击和重构电动汽车产业,传统汽车企业如果不能认清形势,适时转型,则存在被颠覆的可能。但也要看到新老公司并非对立关系,并且传统车企业也在转型,二者边界将会越来越模糊,谁掌握了附加值高的产品或者服务,谁就是主流。因此汽车产业的激烈竞争即将展开,预计2020年汽车产业将重新洗牌。

(5)汽车产品和生产方式将发生重大变化

汽车产品将从交通工具转向智能移动终端,重塑产业生态。电动汽车将广泛吸纳信息化、网络化、智能化大数据、云计算以及新技术、新材料、电子电力、先进制造等方面的新发展、新势能,成为众多产业融合创新的一个大平台,促进技术进步和结构升级。汽车生产要从传统模式转向智能制造,本质和内涵是由数据驱动、高度智能、充分互联的智能制造体系。汽车厂商横向与协作厂家、纵向与出行服务商和用户不再是一次性买卖关系,而是长期合作伙伴,整车企业的收益将更多来源于持续的增值服务。围绕未来汽车生产和服务的新型商业模式将加速涌现。

(6)计算平台将成为汽车智能化发展的核心技术

汽车智能化的关键在于具有感知、计算、通讯、决策等功能的新型体系架构,构建具备数据融合、高速计算、智能决策、协同控制能力的智能计算平台。人工智能、5G、大数据、云计算等新技术的创新应用,都将在新体系架构和智能计算平台中形成新的承载点,并得以广泛应用,以推动汽车趋向智能化,实现联网服务、自动驾驶、无人驾驶等功能。在企业层面,诸如百度、英伟达、英特尔、高通、地平线等国内外企业在推出自动驾驶相关战略布局时,愈加向新架构下的计算芯片、计算平台解决方案上倾斜。由计算芯片、传感控制、通信网络、操作系统、人工智能算法等构成的智能计算平台将在智能网联汽车领域扮演越来越重要的角色,将成为智能汽车产业生态发展的核心。

(7)自动驾驶率先在商用车领域落地

在实际的运营方面,商用车对于自动驾驶功能有很大的需求,一是安全问题,比如大型货车所发生的交通事故往往是致命的,自动驾驶功能能够很好地避免因驾驶员疲劳驾驶带来的事故,从而将安全风险的损失降低;二是能耗问题,自动驾驶系统能够依据运输需求,以及当前电量、可用充电桩位置、道路拥堵情况等规划出最优的运输路线,在提升运行效率的同时,也降低了自身的能耗;三是人员的成本问题,传统的模式下,货车、客车与驾驶员的数量比,至少要达到1:1,在运输任务繁重时,还需多个人轮流驾驶一辆车,而在在自动驾驶模式下,只需要很少的专业人员来对整个车队进行监控,能够节省大量的人员成本。在技术发展进程上,自动驾驶商用车的落地较为容易,尤其是行驶在限定区域的货车、客车,一方面,限定区域内易于把控行驶过程中的安全性,高精度地图等可以很好地为商用车自动驾驶提供技术支撑,另一方面,运行场景相对简单,一旦发生事故,责任界定也更为容易

(8)分时租赁已经成为城市交通的重要组成部分

以电动汽车分时租赁等为代表的绿色共享出行模式,可显著减少社会对化石能源的依赖,降低颗粒物及温室气体的排放,减轻城市道路及停车压力,提升城市人居环境。截止2017年底,我国分时租赁业务覆盖城市已超80座,规模和总量上突破了8万辆(95%是电动汽车),用户群体达到800万人。预测2020年分时租赁车辆规模达到80-100万辆,2025年达到400万辆。2017年共享出行服务人次36万人次/日,市场规模22亿元,2020年服务人次达到1000万人次/日,市场规模超过400亿元。另有机构预测,到2020年,国内共享汽车企业将达到1万家,车辆规模将达到100万台,市场容量将超过360亿元。

我国电动汽车产业面临的问题

(1)政策体系还需完善

随着货币化政策的逐步退出,后续的非货币化政策研究需要提前。中央、地方的政策衔接尚待加强,地方保护依然存在,割裂市场,抑制了消费。

(2)核心技术需要进一步突破

从动力电池来看,高端产品与国外的差距不大,但产业整体创新能力还不够强。在先进技术研发、产品的一致性保障以及国际化发展方面,与跨国企业相比,仍存在着不小的差距。从整车来看,已有的平台大多是利用原来燃油车进行的改装性平台。燃料电池汽车与国际先进水平的差距还在拉大,以企业为主体,产学研用相结合的创新体系还亟待完善。

(3)充电基础设施依然是短板

主要体现在两个方面,一是车桩比还不够理想。目前只有3.5:1,距离理想的1:1还有不少差距,充电基础设施结构性供给不足问题依然凸显,整体规模仍然落后与车辆发展规模。二是公共充电基础设施布局不够合理,利用率不到15%,可持续商业模式尚未形成,运营企业亏损和消费者充电价格较高的矛盾突出。

(4)后市场流通服务体系待健全

在售后服务方面,不同品牌电动汽车的质保内容参差不齐,电池以旧换新的政策也不相同,售后服务配套体系滞后,对培育消费市场也有一定的负面影响。同时,电动汽车二手车市场评估标准的缺失,流通体系的不健全,车辆保值率低,影响新车市场的长远发展。另外积分办法已经发布,但是部分企业还面临着较大的达标压力,以2016年为例,123家汽车整车企业当中,有42家没有达到燃料消耗量标准的要求。其中也有产销规模较大的企业,不少企业在电动汽车产品规划布局方面,距离2019年和2020年积分比例的要求还有一定的差距。

产业发展重点

(1)光储充一体化是电动汽车与新能源的必然结合

电动汽车是一种移动的、分布式的能源储能设施和消费单元,它是能源互联网的五大支柱产业之一。电动汽车的发展要融入到电融入电网。从经济性来看,分布式太阳能光伏是非常好的能源。根据国际能源署预测,在下个十年里,光伏发电将会成为各种发电方式中最便宜的一种。电动汽车将来退役大量的电池,第一流向渠道是储能电站,这在国际上已经有成功的先例可以借鉴。动力电池在车上使用容量还剩70-80%的时候退役,直接把PACK进行简单的组合,就可以建成储能电站,特别适合于分布式储能电站。随着电力体制改革政策的出台,以及分布式能源交易的政策出台,构建光伏发电、售电、退役电池储能、电动汽车充电的“光—储—充一体化”的生态已经具备条件,它可以使电动汽车真正使用上清洁的新能源。“光—储—充一体化”的电站完全可以实现产业化,电动汽车可以使用新能源,分布式光伏电站是可以支撑电动汽车充电的需求。

(2)发展氢能产业是能源结构调整和产业结构转型的必由之路

人类历史上每一次成功的能源变革,都是“减碳加氢”提升能量密度。我国近年来以风能和太阳能为代表的可再生能源发展迅猛,但是其间歇性和不可预测性对大规模并入主干电网是个巨大挑战,特别是地理分布不均衡导致了发电中心与负载中心分离严重,已造成大量弃电。单纯依靠电网输送通道的建设难以满足风/光发电快速发展需求,加快发展大规模储能可能会成为风电、光伏产业发展的助推器。同时氢储能具有地理环境制约少、规模适应性宽、投资成本低、环境友好等显著特征,其不仅可以大规模消纳“多余”的电力,而且还可为氢能的下游产业提供清洁的燃料。

(3)电驱动系统需要整合以应对国外竞争

电驱动系统集成化程度越来越高,电动机与变速器、离合器的集成能够减少损耗、提供高速比和较高的制动能量回收。永磁电机具有效率高、调速范围宽、动态性能好等优势。经过多年发展,我国初步形成了电驱动系统的产业集群,且在效率节能方面达到国际先进水平,但存在高耗能、低效率电机产能过剩的现象。与国外先进水平相比,总体上还存在一定差距,因而需要整合全国1500多家电机生产企业,择优扶大做强。

(4)固态电池是下一代动力电池体系之一

当前锂离子动力电池在能量密度、低温性能等与固态电池具有差距,近年来固态锂离子电池也取得一些重要进展,但真正的全固态锂金属电池技术还远未成熟。预计固态电池的发展技术路线,从电解质的角度看,会从半固态、固液混合,到固态,最后到全固态。负极材料会从石墨负极、硅碳负极,最后有可能到达金属锂负极。高容量富锂正极、高容量硅碳负极的革新型固态电池将成为动力电池远期发展的重要目标体系之一。 

(5)智能化充电是车网良性互动的基础

未来乘用车充电趋势将是私人交流充电桩日常慢充和公众快充补电结合。快充幅度提高之后,电动汽车快充功率峰值很大,同时可再生能源也是间歇的峰值,两个峰值如何协调互动达成平衡稳定的电网是最重要的课题。未来的充电发展愿景是以电池储能、V2G、微电网为主,即车电双向互动,以分布式可再生能源与电动汽车微电网协同平抑快充负荷。

(6)大功率充电技术带来更好的用户体验

消费者体验对于电动汽车的推广至关重要。其中充电时间长是消费者购买电动汽车顾虑的主要因素之一,因此发展大功率充电技术显得尤为重要。市场调研表明,如果能够实现15分钟400公里的充电效率,电动汽车给用户的体验和燃油车已经同等水平,因此围绕大功率充电技术对电池、充电桩、电网等一系列的技术需要突破。

政策建议

(1)汽车产业变革需要顶层设计

未来汽车作为支柱型龙头产品,连接着能源革命、交通革命、技术革命和消费革命。它是智能交通、智慧城市的基本单元,是将绿色能源、智能电网、未来出行、新一代移动通信链接在一起的纽带。有关方面预计,到2030年,我国电动汽车的产销量将超过1500万辆,不同级别的自动驾驶基本普及,保有量将达到8000万辆。这个预测要变成现实,涉及能源结构的调整、智能电网的建设、基础设施的升级、新一代移动通信的支持、产业链的调整改造、就业岗位的转移以及法律法规的调整等等。而每一方面都是周期较长、牵动全社会的巨大系统工程,这些都是产业发展所必须,而仅凭企业又无法做到的。为此,政府需要未雨绸缪,做好顶层设计,给市场和社会一个应有的预期,有序的进行推进。

(2)应当重视氢能与燃料电池对我国能源发展的重要性

我国氢能利用与美欧日韩差距有拉大的趋势。与发达国家将氢能纳入国家能源体系不同,我国缺少立足长远的国家氢能与燃料电池综合规划;国外产业巨头积极介入不同,我国仍以大学院所和小微企业为主,几乎无500强企业介入,能源与制造业大型骨干企业的主导引领不够; 与国外大力推进标准体系建设不同,我国尚无具有第三方公正地位的国家级氢能检验检测中心,基础数据匮乏,氢能与燃料电池使用及市场准入标准偏少;与发达国家加大加氢基础设施建设力度不同,我国加氢站在建设数量上与国外差距巨大,目前全球有268座加氢站在运行,而我国仅有大约10座加氢站在运行;与国外燃料电池汽车已进入商业化阶段不同,我国的燃料电池汽车仍处在研发和示范阶段,距离商业化应用差距很大。因此,我国需要重视氢能与燃料电池对我国能源发展的重要性。

(3)智能网联汽车的软件硬件都要加强引导

国内大多数企业的发力点,多选择在技术门槛较低的软件层面,在硬件技术却少有创新力量。硬件同样是智能汽车,乃至未来实现无人驾驶实现的核心,不仅如此,未来能够产生高附加值的经济形态、创新模式也将很大程度需要硬件平台的支撑。因此,国内企业要抓住智能汽车发展所需要的核心技术,加大力量予以突破并掌握,以占据产业发展制高点,政府也应加强在政策层面的引导作用,加大在技术创新方面的倾斜力度,并找准智能网联汽车科技创新的驱动力,防止资本的无用消耗。

(4)政府监管需要改进

一是政策的稳定性。稳定的政策能够给予消费者利益和企业激励是统一的,并且是稳定的。希望政府制定更加合理和更加稳定的政策和法规,来鼓励技术和商业创新。二是监管方式要转变。从事前监管为主转变为事中事后监管为主。三是创造公平竞争环境,重点管理安全、环保和节能,过高的资质门槛限制了后进入者的发展。四是建立全国统一市场。打破区域性地方保护。五是电动汽车推广应与大气污染治理相结合。鼓励发展分布式可再生能源发电,减少电动汽车使用中的排放。

(摘自中国电动汽车百人会2018年论坛总结,本网有删节)

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    【责任编辑:赵卓然】
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