新能源汽車(chē)市場(chǎng)化發(fā)展進(jìn)入新階段，銷(xiāo)量和滲透率在2021年加速提升。

 

中國汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì )數據顯示，2021年1-10月，我國新能源汽車(chē)銷(xiāo)量已經(jīng)超過(guò)250萬(wàn)輛。中國科學(xué)院院士歐陽(yáng)明高預測，今年新能源汽車(chē)總體大約在330萬(wàn)輛左右。

 

他表示，明年可能會(huì )到500萬(wàn)輛，如果沒(méi)有電池供應、芯片供應和產(chǎn)能限制，完全按需求側推算，預計比這一數字還要高。

 

11月2日，在百人會(huì )年度媒體溝通會(huì )上，歐陽(yáng)明高談到上述內容。他認為，今年市場(chǎng)增長(cháng)超出預期，但符合邏輯，市場(chǎng)爆發(fā)的原因主要是技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)品豐富、政策給力的結果。

 

中國科學(xué)院院士、中國電動(dòng)汽車(chē)百人會(huì )副理事長(cháng)歐陽(yáng)明高

 

隨著(zhù)電池技術(shù)持續改進(jìn)及成本下降，純電驅動(dòng)產(chǎn)品已經(jīng)全面覆蓋所有車(chē)型，具備了快速增長(cháng)的基礎。

 

根據S型曲線(xiàn)，新能源汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入了陡峭的增長(cháng)期。他認為，明年市占率肯定能超過(guò)20%，如果按照單月來(lái)看，到明年12月底，市占率有望超過(guò)30%。

 

有關(guān)新能源汽車(chē)未來(lái)十年的發(fā)展，國內外都進(jìn)行了相關(guān)預測，整體來(lái)看，國際給出的數字更加激進(jìn)、樂(lè )觀(guān)。

 

歐陽(yáng)明高介紹，國際能源署（IEA）在今年5月發(fā)布的全球碳中和路線(xiàn)圖認為，從2020年到2030年全球電動(dòng)車(chē)將增長(cháng)18倍，2030年年銷(xiāo)量達到5500萬(wàn)輛。這一數字是按照碳中和要求倒推出來(lái)的，屬于比較激進(jìn)的預測，相對保守的預測認為，2030年全球電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)量為3000萬(wàn)輛。

 

參考國際預測及國內市場(chǎng)的綜合因素，他估計我國新能源汽車(chē)銷(xiāo)量2025年將在700萬(wàn)輛-900萬(wàn)輛之間，2030年在1700萬(wàn)輛-1900萬(wàn)輛之間。從保有量來(lái)看，2025年會(huì )超過(guò)3000萬(wàn)輛，2030年大概接近1億輛，2035年大概接近2億輛，2040年接近3億輛。

 

目前來(lái)看，自主品牌具備一定競爭優(yōu)勢，但可以預見(jiàn)，各合資企業(yè)會(huì )在明后年集體發(fā)力，預計2023年會(huì )進(jìn)入競爭的激烈期。他認為，未來(lái)五年將是市場(chǎng)的窗口期，市場(chǎng)處于高速增長(cháng)的狀態(tài)，企業(yè)生存壓力不會(huì )很大，但五年之后一定會(huì )淘汰一批企業(yè)。

 

總體來(lái)看，新能源汽車(chē)市場(chǎng)趨勢很好，但在迎接市場(chǎng)爆發(fā)增長(cháng)的同時(shí)，也遇到一系列挑戰，涉及到電池技術(shù)、充換電技術(shù)以及氫燃料電池等領(lǐng)域。歐陽(yáng)明高圍繞新能源汽車(chē)下一步發(fā)展可能面臨的挑戰及應對進(jìn)行了深入闡述。

 

電池材料需求巨大

循環(huán)利用是關(guān)鍵

 

歐陽(yáng)明高介紹，隨著(zhù)電動(dòng)汽車(chē)爆發(fā)式增長(cháng)，動(dòng)力電池的可持續發(fā)展非常值得關(guān)注，包括動(dòng)力電池全生命周期的碳排放與材料回收，電池材料體系的中長(cháng)期發(fā)展路線(xiàn)，動(dòng)力電池全鏈條的智能化等。

 

從裝機量來(lái)看，2021年1-9月，動(dòng)力電池共裝車(chē)92GWh。他預計，動(dòng)力電池今年全年裝車(chē)量在150GWh億千瓦時(shí)左右，2025年在600GWh左右，2030年在1500-2000GWh之間。

 

基于新能源汽車(chē)保有量，可以預測我國車(chē)載電池的總保有量，預計2025年將超過(guò)2000GWh，2030年會(huì )超過(guò)7000GWh，2035年會(huì )超過(guò)15000GWh。

 

電動(dòng)汽車(chē)市場(chǎng)火爆刺激上游電池產(chǎn)業(yè)快速擴產(chǎn)。歐陽(yáng)明高介紹了一個(gè)統計數據，他指出，中國動(dòng)力電池規劃產(chǎn)能2023年將達1000GWh，2025年接近2500GWh。

 

2025年規劃產(chǎn)能為當年預測裝機量的4倍之多，產(chǎn)能規劃遠遠超過(guò)動(dòng)力電池的年產(chǎn)量，產(chǎn)能過(guò)剩問(wèn)題需要給予一定警惕。

 

寧德時(shí)代是當前披露產(chǎn)能規劃最高的動(dòng)力電池企業(yè)

 

與此同時(shí)，電池產(chǎn)量的快速膨脹會(huì )刺激上游材料周期性漲價(jià)，同時(shí)也引發(fā)行業(yè)對材料資源短缺的擔心。

 

歐陽(yáng)明高介紹，從鋰、錳、鎳等核心電池材料的開(kāi)采潛力來(lái)看，全球鋰資源經(jīng)濟可采儲量為2100萬(wàn)噸，如果按三元811電池材料體系算，可以生產(chǎn)電池2000億kWh。按平均一輛車(chē)100千瓦時(shí)算，可以制造20億輛電動(dòng)汽車(chē)。

 

他認為，鋰資源的儲量無(wú)需擔心，錳資料更加非常富余。但是鈷的資源就沒(méi)有那么樂(lè )觀(guān)了，經(jīng)濟可開(kāi)采儲量也就710萬(wàn)噸。按照這個(gè)算，就只能做950億千瓦時(shí)電池。

 

表面來(lái)看，電池材料短缺的風(fēng)險在于鈷資源。但隱性的問(wèn)題是，全球資源分布極度不均勻，也給材料短缺帶來(lái)風(fēng)險。

 

他介紹稱(chēng)，鋰礦的3/4在澳大利亞、智利、阿根廷，鈷礦的2/3是依賴(lài)于非洲的剛果金，鎳礦的一半依賴(lài)于印尼和俄羅斯。

 

因此，動(dòng)力電池的回收再利用非常重要，而循環(huán)利用帶來(lái)的另一個(gè)問(wèn)題是能耗和排放。以三元811鋰離子電池為例，每千瓦時(shí)全生命周期碳排放大約是87kg。

 

三元鋰電池相對碳排放比較高，主要原因在于正極材料的制備。磷酸鐵鋰電池全生命周期碳排放相比三元811化學(xué)體系約降低1/3，鈉離子電池的碳排放會(huì )更低。

 

怎么解決碳排放問(wèn)題？歐陽(yáng)明高提出三點(diǎn)建議：

 

第一，電能清潔化，現在電池產(chǎn)業(yè)鏈要盡可能往西部轉移，四川、貴州、云南、青海是非常合適的地方，利用可再生能源和當地資源優(yōu)勢，這是一個(gè)根本途徑。

 

第二，電池回收利用再生制造。從回收的角度看，2025年中國需要回收和梯次利用的電池總量就將達到125GWh。

 

目前，動(dòng)力電池主要的回收手段有三種：干法、濕法和物理回收。其中，最推崇的就是物理回收、電池修復和材料再生等創(chuàng )新技術(shù)。

 

從動(dòng)力電池全生命周期減排的潛力看，在現有電力結構下，物理回收減排超過(guò)50%，濕法回收減排32%，火法回收減排3-5%。

 

寶馬回收i3電池用于工廠(chǎng)儲能

 

第三，全產(chǎn)業(yè)鏈生產(chǎn)工藝的改進(jìn)、提升關(guān)鍵環(huán)節的能效。簡(jiǎn)單來(lái)講，就是要挖掘現有材料性能潛力。每一種電池材料比容量都有一個(gè)理論值，但實(shí)際上做出來(lái)的電池產(chǎn)品很難達到理論值。

 

實(shí)現全過(guò)程智能化生產(chǎn)、回收是歐盟2030年電池計劃的核心思想，就是通過(guò)智能設計使電池實(shí)際性能與理論值之間差距減少一半，通過(guò)智能回收使回收原材料的利用率接近100%，以及全生命周期的碳足跡減少1/2。

 

超充、快換、有序充電各有場(chǎng)景

 

目前來(lái)看，長(cháng)續航的電動(dòng)汽車(chē)越來(lái)越多，消費者里程焦慮在明顯減弱，但開(kāi)始擔心續航里程上去后怎么充電。超級快充是一個(gè)解題思路，但充電倍率太大，電池、車(chē)、電網(wǎng)都受不了。

 

歐陽(yáng)明高談到，要實(shí)現超級快充，電池要具備4C-6C倍率的充電能力，車(chē)載平臺的電壓要提高到800伏以上，同時(shí)需要通過(guò)儲能電池放電來(lái)解決電網(wǎng)負荷的問(wèn)題。

 

他進(jìn)一步談到，快充技術(shù)要解決安全問(wèn)題，又不影響電池壽命，其中最難的是動(dòng)力電池本身快充潛力的發(fā)揮。充電過(guò)程最容易發(fā)生安全事故，主要原因是快充導致鋰枝晶造成內短路。

 

為此，除了需要開(kāi)發(fā)無(wú)析鋰的快充技術(shù)外，還要選擇超快充電區間和幅度，研究表明比較合適的是在電量低到一半以下，5分鐘充1/3的電量。電池充滿(mǎn)會(huì )遇到很多問(wèn)題，安全問(wèn)題、壽命問(wèn)題、發(fā)熱問(wèn)題等。

 

他認為，超快充電應當主要用在高速公路應急補電，比如600公里的車(chē)，5分鐘充1/3電量，這是比較科學(xué)合理的。

 

如果說(shuō)要做基于儲能電池放電的超級快充，儲能電池從哪兒來(lái)？

 

歐陽(yáng)明高談到有兩種辦法，其一，直接帶儲能的充電站，但成本偏高；其二，跟換電結合，利用換電的備用電池做儲能電池。

 

目前來(lái)看，商用車(chē)快速換電趨勢已經(jīng)非常明顯了，“高出勤率、重型載荷、短途運輸的卡車(chē)搞換電是最火的，比如礦區、建筑工地、鋼鐵廠(chǎng)、港口等，這是首先要進(jìn)行的，將來(lái)會(huì )逐步擴展到城市和高速公路”。

 

他認為，快速充電和快速換電相結合，商用車(chē)快換乘用車(chē)車(chē)快充，換電備用電池給乘用車(chē)快充，將是一個(gè)優(yōu)勢互補資源共享的解決方案。

 

而且，他預計，這種快充快換站的使用，與燃油車(chē)加油的習慣、頻率及位置會(huì )很接近。因此，他認為，大型能源企業(yè)非常適合在加油站建設快充、快換耦合站。

 

殼牌在國內布局的充電樁

 

在慢充領(lǐng)域同樣存在一定隱患。據統計，目前家用電動(dòng)汽車(chē)充電量的75%通過(guò)慢充獲得，而慢充主要是在家里慢充。隨著(zhù)電動(dòng)車(chē)數量快速增加，慢充會(huì )給電力負荷帶來(lái)很大壓力。

 

“大家下班回家都充電，電力系統受不了，現在深圳等地已經(jīng)出現這個(gè)問(wèn)題了”，歐陽(yáng)明高談到。

 

無(wú)序充電的時(shí)代即將結束，后續將進(jìn)入有序充電階段，會(huì )有后臺來(lái)管理充電，通過(guò)電價(jià)機制把充電調整到電力負荷低谷區間，深圳目前已經(jīng)開(kāi)始示范。

 

“管理充電的信息網(wǎng)會(huì )智能調度電網(wǎng)的充電能量，能源互聯(lián)網(wǎng)的雛形就出現了，這是一件非常非常大的事情”。

 

他進(jìn)一步談到，有序充電還是單向的能量流動(dòng)，下一步發(fā)展就是雙向流動(dòng)，電動(dòng)汽車(chē)既充電又放電。

 

隨著(zhù)向可再生能源轉型，風(fēng)電光伏發(fā)電波動(dòng)大，電多的時(shí)候先儲存一部分，沒(méi)電的時(shí)候再放出，這樣來(lái)看，儲能的作用會(huì )很大，電價(jià)差也會(huì )越來(lái)越大，電動(dòng)汽車(chē)作為儲能裝置的價(jià)值就會(huì )發(fā)揮出來(lái)。

 

十年成本將下降85%

氫燃料電池迎來(lái)技術(shù)突破點(diǎn)

 

“我對氫能和燃料電池總體看法是樂(lè )觀(guān)的，不是悲觀(guān)的，尤其是從整個(gè)氫能看更是如此，燃料電池是氫能的一個(gè)部分，但它是先導部分，是引領(lǐng)部分”，歐陽(yáng)明高談到，這是他對氫燃料電池的一個(gè)長(cháng)期態(tài)度。

 

他表示，氫燃料電池技術(shù)在這兩年有了重大突破，已經(jīng)到了一個(gè)技術(shù)突破的節點(diǎn)。電池技術(shù)突破節點(diǎn)大概是在十多年前，氫燃料電池技術(shù)的突破晚了十多年。

 

目前，氫燃料電池會(huì )進(jìn)入成本下降的快速通道，這與十年前動(dòng)力電池成本開(kāi)始快速下降的邏輯基本一致。歐陽(yáng)明高談到，未來(lái)十年是氫燃料電池技術(shù)成本下降期，大概會(huì )下降85%。

 

現在，氫燃料電池汽車(chē)已經(jīng)進(jìn)入大規模商業(yè)示范階段。在即將開(kāi)幕的北京冬奧會(huì )期間，將示范運營(yíng)1000多輛燃料電池車(chē)，已經(jīng)建成30多個(gè)加氫站，這是全球最大的一次燃料電池汽車(chē)示范。

 

從中國氫燃料電池汽車(chē)技術(shù)路線(xiàn)圖的規劃來(lái)看，2025年氫燃料電池汽車(chē)保有量發(fā)展到5-10萬(wàn)輛；2030-2035年間保有量增加到80-100萬(wàn)輛。

 

歐陽(yáng)明高談到，目前對于這一預測依然維持不變。他表示，“未來(lái)5年將是氫燃料電池的關(guān)鍵期，在2025年，我們會(huì )做出一個(gè)明確的判斷，現在只是初步判斷”。

 

目前來(lái)看，氫燃料電池的優(yōu)勢場(chǎng)景主要還是在商用車(chē)市場(chǎng)，歐陽(yáng)明高認為，氫燃料電池想在乘用車(chē)市場(chǎng)與純電動(dòng)技術(shù)已經(jīng)不太可能，動(dòng)力電池技術(shù)的前景已經(jīng)非常確定，而且純電動(dòng)乘用車(chē)市場(chǎng)已經(jīng)爆發(fā)，中長(cháng)期看都不太可能改變?yōu)闅淙剂想姵丶夹g(shù)。

 

另外，他還提到，純電動(dòng)汽車(chē)只需要實(shí)現動(dòng)力電池單點(diǎn)突破就解決了基本問(wèn)題，而氫能燃料電池汽車(chē)不僅需要燃料電池，還有氫能的制、儲、運、加以及車(chē)載儲氫。因此，必須從氫能的大戰略角度看問(wèn)題。

 

氫燃料電池客車(chē)示范運營(yíng)

 

針對這一系列的問(wèn)題，他提出三點(diǎn)建議：

 

其一，清潔低碳、主攻綠氫。他談到，從碳中和與新能源革命的角度，可再生能源的載體只有兩個(gè)，一個(gè)是電，一個(gè)是氫。電與氫在動(dòng)力和儲能應用方面是互補的。在儲能方面，氫能是集中式、長(cháng)周期、大規模儲能；電池是分布式、短周期、小規模儲能。

 

氫能的合理性主要取決于可再生能源大規模、長(cháng)周期的能量?jì)Υ婧投嘣�化利用需求。氫的關(guān)鍵是成本，這取決于綠電的成本。如果綠電低到每千瓦時(shí)1毛5以?xún)�，�?jīng)濟性就體現出來(lái)了。這在大規�？稍偕�能源基地是容易實(shí)現的，例如，比如四川的水電、新疆的光伏，內蒙的風(fēng)電等，要盡可能在這些地方發(fā)展氫能。

 

其二，自立自強，實(shí)現氫能科技的新突破。氫能與燃料電池跟電能與動(dòng)力電池不一樣，前者鏈條很長(cháng)，難點(diǎn)很多，亟待制氫、儲氫、運氫、加氫、車(chē)載儲氫、燃料電池動(dòng)力、氫儲能系統全鏈條技術(shù)取得新突破。

 

目前，當務(wù)之急是要突破產(chǎn)業(yè)化卡脖子的問(wèn)題，比如基礎材料，催化劑、質(zhì)子膜、碳紙、高強度碳纖維、安全閥、加氫站離子壓縮機，這些現在國內廠(chǎng)家多數還做不好，還要依賴(lài)進(jìn)口。

 

同時(shí)，要打造安全的產(chǎn)業(yè)鏈體系。他提到，動(dòng)力電池剛進(jìn)入汽車(chē)市場(chǎng)的時(shí)候安全就很敏感，現在的氫燃料電池安全也同樣很重要，要建立測試評價(jià)規范、安全監控平臺、開(kāi)展安全操作培訓等。

 

此外，他還指出，跟動(dòng)力電池相比，燃料電池的產(chǎn)業(yè)基礎、人才隊伍要薄弱很多，氫能燃料電池行業(yè)現在缺人。在動(dòng)力電池方向，我國總體是領(lǐng)先，但在燃料電池上，我國與國外先進(jìn)水平比還有一定差距。

 

其三，市場(chǎng)主導，政府引導，遵循新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規律。他談到，氫燃料電池的發(fā)展不能完全靠政府，政府不可能像補貼新能源汽車(chē)那樣進(jìn)行全面補貼，只能選擇重點(diǎn)。

 

他認為，氫能產(chǎn)業(yè)發(fā)展會(huì )跟純電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展類(lèi)似，從孕育期到導入期、成長(cháng)期再到爆發(fā)式增長(cháng)期，要經(jīng)歷一個(gè)艱難的過(guò)程。氫燃料電池汽車(chē)比純電動(dòng)汽車(chē)晚大概十余年，目前正處于產(chǎn)品導入期，即將進(jìn)入成本快速下降的產(chǎn)業(yè)成長(cháng)期。

 

補貼退出對市場(chǎng)影響不會(huì )太大

 

按照現行政策，新能源汽車(chē)補貼將持續到2022年底。而隨著(zhù)新能源汽車(chē)市場(chǎng)進(jìn)入新發(fā)展階段，補貼政策或將正式退出歷史舞臺。

 

對于《電動(dòng)汽車(chē)觀(guān)察家》提問(wèn)的，2022年后補貼是否還會(huì )延續的問(wèn)題，歐陽(yáng)明高沒(méi)有明確回答，但他表示，從市場(chǎng)表現來(lái)看，非補貼城市銷(xiāo)量也很好，新能源汽車(chē)已經(jīng)完全進(jìn)入市場(chǎng)化的軌道，雖然沒(méi)有補貼還有雙積分、碳排放、路權等非補貼形式的鼓勵政策，因此補貼政策的存在與否對于市場(chǎng)的影響不會(huì )很大。