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我國電動汽車產業發展趨勢展望及對策研究

作者:不詳 ; 發布時間:2019-2-21 7:03:28 ; 來源:互聯網  點擊:

發展現狀

  從產業規模看,近些年中國電動汽車產銷量持續增長,穩居世界首位。2018年前三季度,全國電動汽車產銷分別完成73.5萬輛和72.1萬輛,比上年同期分別增長73%和81.1%。其中,純電動汽車產銷量分別為55.5萬輛和54.1萬輛;插電式混合動力汽車產銷分別為18萬輛和18.1萬輛。2018年前三季度,我國電動汽車產量已占到當年汽車總產量的3.6%。

  從技術水平看,電池能量密度逐步提升,汽車續航里程顯著提升。目前,我國電動汽車主流車型續駛里程已經達到300公里,一部分車型的續航里程已經在400公里以上。據調研,2018年第三季度,我國龍頭企業的動力電池單體能量密度達到250瓦時/公斤以上,動力電池系統成本在1.2元/瓦時。隨著電池產業規模的不斷擴大及新興技術應用加快,動力電池的能量密度持續提升,成本還在下降中,預計將超過相關規劃設置的2020年目標。

  從企業發展看,我國電動汽車企業實力明顯增強。目前,我國的電動汽車整車、動力電池骨干企業的研發投入占比達到了8%以上,比亞迪、北汽、上汽、奇瑞等電動汽車企業已建立完善的電動汽車正向開發體系,優勢企業規模效應開始顯現。

  從配套環境看,充電網絡正在逐步優化。截至2018年7月,全國共建成公共充電樁27.5萬個,同比增長52%,新用戶私人樁安裝率接近80%,充電運營的主要盈利來自服務費、電力差價和增值服務三個部分。同時,充電運營公司形成集聚效應,據中國充電聯盟統計,截至2018年6月,公共充電樁運營規模超過1000臺的充電樁企業有16家。其中,特來電運營充電樁數量為11.2萬個,國家電網充電樁數量為5.65萬個,星星充電則為4.4萬個。

  從配套政策看,政府相關政策逐步落地,新能源汽車補貼執行到位。2018年純電動乘用車的補貼向高能量密度、長續航里程傾斜,同時,補貼的退坡機制施行,中央政府再次安排接力政策,出臺《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分并行管理辦法》(“雙積分”政策),規定傳統能源乘用車企業需考核新能源汽車積分,公司積分不足時可通過自行生產新能源汽車產生積分或購買新能源積分等方式進行抵償。

存在的問題


(一)電動汽車產能整體過剩

  國內已經形成龐大的電動汽車產能。據第一電動網統計,截至2018年6月,16家車企已建成的新能源生產基地年產能超300萬輛。而且,新能源汽車產能還將繼續釋放,統計的29家車企在建新能源汽車生產基地年產能超800萬輛,將在2018-2020年投產。匯總相關數據,到2020年,我國僅這41家車企產能累積將達1100萬輛/年,大幅超過國家設立的2020年新能源汽車200萬輛的產銷目標,而2018年我國新能源汽車產銷量在100萬輛級別。

(二)核心關鍵技術突破困難

  我國電動汽車相關核心和共性技術存在短板,突出表現在電動汽車“三電”(電池、電機和電控)核心技術掌控能力不足,高端品牌和高性能產品缺乏,與美國電動汽車品牌特斯拉存在一定的差距。而且,從發明專利方面看,我國電動汽車企業的專利質量有待提高,實用新型多,發明專利少。目前,特斯拉已公布的387項專利,核心知識產權大都與電池安全控制系統相關,包括電池冷卻系統、安全系統、電荷平衡系統等,占到特斯拉專利總數的一半以上。

(三)充電基礎設施配套欠缺

  電動汽車數量持續增長,帶動充電基礎設施需求增長,目前看我國充電基礎設施結構性供給不足問題突出:一是充電樁利用率低。公共充電設施利用率過低,據調研,我國公共充電基礎設施利用率只有12%。充電樁布局問題導致利用率低,有的地方電動基礎設施排隊,有的地方從建起來到最后壽命期結束很少有人用。二是新興技術對充電的技術和標準提出挑戰。電池技術不斷升級,新型充電技術功率大幅提高,需要充電基礎設施及時跟蹤和擴容,難以形成穩定的充電標準體系。三是充電網絡未能實現互聯互通。特來電、國家電網、星星充電等各家商業運營充電企業相互獨立,充電app終端不兼容,用戶充電的操作和體驗均較差。

(四)電動汽車質量安全存憂

  電動汽車保有量增長,質量安全問題增多。據統計,截至2018年10月,國內當年發生新能源汽車起火事件已在40起以上。事故車輛在產品設計、日常使用中存在著安全缺陷和隱患,其中,動力電池安全問題突出,由于電池質量、技術和不規范使用等各種原因,引發電池自燃、電池組爆炸、充電時著火等安全事故。尤其是電動汽車的碰撞安全性令人擔憂,高壓電氣系統、高壓電池在碰撞后可能存在潛在危險,引發電池短路、溫度升高進而引起燃燒甚至爆炸。目前來看,所有的純電動汽車參加E-NCAP碰撞測試,沒有一例獲得五星安全證書,包括特斯拉品牌。

(五)廢舊動力電池回收利用難

  進入2018年,我國動力電池報廢進入高峰期。據中國電池聯盟預計2018年理論退役動力電池為5.14GWh。到2023年理論退役動力電池將達到48.09GWh。退役動力電池帶來環境影響、安全隱患和資源回收壓力。當前,我們將面對兩大難題:一是如何實現退役電池梯次利用。動力電池容量衰減,退役的電池經過檢測、維護等環節,可以進行二次開發梯次利用,比如低速電動車、分布式光伏發電、儲能等領域;二是如何實現廢舊電池資源化處理。目前已生產的動力電池種類繁多,結構復雜,導致廢舊電池的回收利用不規范,存在污染環境、發生拆解安全事故的可能,要妥善進行廢舊電池回收拆解,進行資源化處理。

發展趨勢

  隨著居民消費層次多元化發展和環保約束的升級,電動汽車市場需求進一步增加,市場整體規模將繼續擴大,有望超過傳統燃油車成為市場主流。現階段電動汽車發展逐漸由政策引導轉為市場牽引,上游材料成本的增加及下游補貼減少的雙重夾擊,造成電動汽車行業新一輪洗牌,產業增速趨緩,將逐漸回歸到理性的市場定位。未來,電動汽車的發展趨勢主要聚焦于整車一體化開發、核心零部件和關鍵技術的提升以及下游基礎設備的配套發展。

(一)整車:輕量化、舒適化、智能化

  從電動汽車整車制造發展趨勢來看,整車一體化開發將向更加輕量化、舒適化、智能化方向發展。首先,在保證汽車安全性能和同等電池強度的前提下,采用輕質材料進行整車一體化開發有助于提高汽車續航能力,降低汽車成本。 第二,提高電動汽車舒適感也將是電動汽車發展的必然趨勢。綜合考慮汽車噪聲、振動和聲振粗糙度(NVH),對電動汽車懸架、方向盤、電動附件等進行改良,有助于提高電動汽車安全性和舒適度,增加用戶體驗。第三,無人駕駛技術、智能網聯技術等智能化應用將成為電動汽車發展競爭熱點。

(二)電池:規模化、智能化、回收利用高效化

  從電池的發展趨勢來看,未來技術發展主要集中在高性能電池材料、電池包、電池管理系統、電池梯級利用回收技術以及電池生產制造等領域。

  首先,動力電池產業將向規模化、智能化方向發展,產品質量全面提升。其次,動力電池回收產業將進入爆發性增長時期,電池梯級利用回收技術亟待突破。據預測,2018年后新能源汽車動力蓄電池將進入規模化退役,到2020年累計將超過20萬噸(24.6GWh),按照70%可用于梯次利用,大約有近6萬噸電池需要報廢處理。

  短期內鋰電池仍是投資熱點,燃料電池因具有極高的環保性能和安全性能,市場有望實現快速增長。總體來看,我國鋰離子動力電池具有完整的產業鏈,動力電池單體技術指標已達國際先進水平,但在電池設計、生產設備及電池原材料研發方面技術水平仍有較大發展潛力。目前國內燃料電池發展尚處初期階段,在功率、壽命等方面與國際先進水平差距較大,未來應著重加強燃料電池關鍵技術研發和建設氫能基礎設施。

(三)電機:提升永磁電機效率和電機控制器功率密度

  從電機的發展趨勢來看,永磁電機因其效率高、功率密度高和體積小等優點廣泛應用于乘用車領域,占據國內電機市場主要份額。由于我國稀土資源有一定優勢,未來永磁電機仍是電動汽車電機發展重點。交流異步電機控制技術也相對成熟,但因其體積大、重量大等缺點制約了其廣泛應用,目前主要應用于新能源客車和部分乘用車。從電機控制器連續比功率來看,較國際先進水平有較大差距。我國產品連續比功率主要集中在1.2-1.6kW/kg,國際主流汽車企業連續比功率可達2.4-2.8kW/kg,未來利用碳化硅提升電機控制器功率密度將是電機控制器技術發展的主流趨勢之一。

(四)電控: IGBT產業加速擴張

  從電控的發展趨勢來看,隨著我國電動汽車行業的快速發展以及國內電控系統產業鏈的逐步完善,電控系統的國產化率逐步提高,電控市場增速有望超過電動汽車整車制造的增速。電控中作為能源轉換與傳輸的核心零部件IGBT芯片和模塊目前主要依賴進口,高端市場被英飛凌、三菱等外國企業占據,比亞迪、中車時代電氣等企業雖然分享了IGBT剩余市場,但仍與外資品牌存在較大技術差距。未來,在下游市場的刺激下,國內IGBT產業呈現加速擴張態勢,預期將快速發展。

(五)配套:充換電模式多樣化

  從配套產業看,電動汽車下游應用市場充換電模式呈現多樣化發展態勢,主要是因為充換電設施網絡迅速發展,多方社會資本的參與使充換電市場主體呈現多元化發展格局。未來,“互聯網+充電”技術將得到廣泛的推廣和應用,充換電模式趨于多元,下游應用市場充換電便捷化發展仍是主要趨勢。以青島特銳德為代表的汽車群充電系統及運營模式、以萬幫集團“星星充電”為代表的眾籌建樁及充電服務模式、以中興為代表的無線充電模式和以深圳沃瑪特為代表的移動補電模式獲得廣泛關注,在特定領域的應用將穩步擴大。充換電運營商與電動汽車行業、互聯網行業的互聯互通、協作創新也將有力推動整體電動汽車產業發展。

對策與建議


(一)多措并舉,有效防范產能過剩

  針對當前電動汽車市場高企的產能過剩風險,一是完善相關政策法規體系,促進產業健康有序發展。二是優化政府補貼扶持方式,加強行業監督管理。進一步提高電動汽車產品進入目錄的技術門檻,改變當前補貼發放的“普惠制”,轉為“獎優扶強”,提高財政補貼的扶持效率;借鑒國外經驗,實施“汽車折價退款”的以舊換新政策。三是建立多元化的地方政府政績考核標準。四是加大推廣宣傳力度,培育發展消費市場。加強示范推廣,進行消費引導;加快培育消費市場,支持國內過剩產能“走出去”,加快培育知名的電動汽車自主品牌。

(二)提升動力電池系統安全性能,為電動汽車產業發展掃除后顧之憂

  針對電動汽車存在的安全隱患,特別是電動汽車動力電池存在的充電時起火、電池組爆炸、電池自燃、線路短路等安全事故問題,一是推動對電動汽車動力電池系統的評價力度與深度,要求電動汽車整車企業及動力電池生產企業,在動力電池生產出來以后和裝車前,必須對動力電池系統進行全面深入的測試考核評價,以便及早發現問題,消除安全隱患;二是加強對于國內純電動汽車的安全性和碰撞測試,特別是強化車載可充電儲能系統、電解液泄漏、電壓安全、觸電保護、絕緣性能、電能安全等電氣安全的全面測試,鼓勵相關企業獲取E-NCAP碰撞測試五星安全證書等;三是繼續強化電動汽車企業在各個環節的質量主體責任,保障材料、電池包、電芯、整車等的安全生產和使用,大幅提升高能量密度電池系統的穩定性、可靠性和安全性,加強動力電池的消防安全研究。

(三)加強關鍵技術攻關,破解電動汽車產業發展瓶頸

  為了破解電動汽車產業技術發展的瓶頸,一是加強動力電池相關技術攻關。要繼續優化電池組技術研究;強化電池循環使用技術研究;提升鋰電池性能研究。二是強化電機相關技術攻關。著力加強永磁電機技術研究;提升電機數字化水平。三是加強充電相關技術的研究。著力開展車載充電和電力管理兩方面的技術研究,著力解決充電對國家電網產生的負面影響問題,研發智能電網,轉變傳統供電方式,實現電能的高效利用。

(四)加快配套基礎設施建設,助力電動汽車快速推廣與應用

  針對當前電動汽車使用過程中存在的配套設施落后等短板,一是加快完善充電設施建設規劃,各地應將充電基礎設施專項規劃納入當地城鄉建設規劃中統籌考慮,科學布局,提高充電設施密度和廣度。二是加強充電設施標準體系建設。發展科研機構、大專院校和汽車制造企業的作用,加快充電站、充電機、供電系統和電網等的建設技術標準、整體規劃、配備數量等關鍵指標的制定,出臺符合實際、具有可操作性的充電設施國家標準。三是加快充電設施建設,重點發展更換電池式充電模式,即租賃電池模式。

(五)打造完善的回收體系,提升電池回收利用效率和水平

  針對當前的動力電池回收利用效率低和集中到來的廢舊動力電池退役期,一是加強回收利用信息化平臺及網絡建設。統籌建立全國車用動力電池管理信息系統;同時,鼓勵新能源汽車生產商、動力電池生產商和電池租賃公司將現有的經營網絡改建為回收網絡。二是鼓勵關鍵技術、新技術的研發與使用。對動力電池退役判定標準及檢測技術、單體電池的自動化拆解和材料分選技術等關鍵共性技術研發予以財政資金扶持,對積極采取新技術、新工藝、新設備的動力電池回收利用企業予以稅收減免優惠。三是積極開展動力電池的梯級利用。針對快速增長的大量退役動力電池,推動有關企業加強與應急電源、光伏發電、低速電動車、電動自行車等儲能領域相關企業的合作,推進動力電池的梯次利用。(張厚明 赫榮亮 周禛 作者供職于工業和信息化部賽迪研究院)

 
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