近日,在中国电动汽车百人会2021年度媒体沟通会上,中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高以“推动新能源汽车可持续增长”为题,围绕汽车整车技术、电池可持续发展、充换电等大众关注的热点话题进行重点答疑。
新能源汽车的飞速崛起,是这几年来汽车行业最显著的变化之一,但在市场爆发的同时,新能源汽车也遭遇一系列可持续发展的挑战与质疑。
即将过去的2021年,新能源汽车销量和渗透率逐月快速提升,市场进入爆发式增长新阶段。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。估计这个数字到11月有可能接近300万,今年总体约330万。1~10月,全球广义新能源乘用车销量达到702万台。根据S形增长曲线的经验判断,全球汽车电动化已突破临界点,进入陡峭增长期。
估计明年中国新能源汽车销量会继续增长到500万台,市场占有率将在20%以上。
技术方面,电动车电池技术持续改进、成本进一步下降,电池系统的结构设计持续创新,比如刀片电池、C2P(无模组)电池等大规模应用,磷酸铁锂电池大规模装备轿车;电动汽车智能辅助驾驶技术的引入对客户的吸引、电动车的操控性能优越。产品方面,电动车品牌形象提升,大量新车型造型相比传统车更为新潮。
尤其是新能源汽车车型丰富,覆盖各个乘用车级别。细分市场和产品结构也出现了新的“两头挤”现象:微型车已经基本被电动车占领,豪华车也基本由电动车主导。政策方面,补贴延续、双积分涨价、国家“双碳”战略的推出对厂家和年轻客户的预期引导等起到重要作用。同时,补贴对消费的作用正在逐步消退,私人基于市场消费的购车比例已经上升到接近75%。
未来整车技术趋势,大家关心两件事,一是千公里续航,二是滑板底盘。
达到千公里续航的同时只需几分钟充满电,且安全、成本低,这不可能的。我不反对千公里续航,只要市场有需求,技术上是完全可以做到的。这主要是市场驱动的产品开发,当然对技术的要求也会相应提高,且安全技术要求更高。最近美国Rivian公司因推出智能滑板底盘备受追捧。这个概念很早就有,比如通用汽车在2002年推出滑板汽车概念车,特斯拉也有类似概念。
由于电池系统通常是一个扁平化的结构,所以凡是纯电动车专用平台,都跟传统的燃油车平台差别较大,都带有扁平化的滑板概念。这是多年演变的结果,代表了技术发展趋势。尤其是电池系统越来越扁平,电机比功率越来越高,电机/逆变器/驱动轴三合一用得越来越多,可以实现真正的滑板式底盘平台。
再配合智能化主动避撞,将来碰撞会越来越少,车身可以做得越来越轻,车型开发周期就可以非常短、个性化非常强,这会给汽车的设计制造带来一场革命。
今年5月,国际能源署按照低碳发展目标,对电动车市场作出较为激进的预测:从2020年到2030年全球电动轿车将增长18倍,2030年销量将达到5500万。
基于我们团队的计算分析,估计2025年我国新能源汽车年销量约700万~900万,2030年约1700万~1900万;2025年保有量将超过3000万,2030年接近1亿辆,2035年接近2亿辆,2040年接近3亿辆。向新能源汽车转型对节能减排有重要影响。对于乘用车,2021年电动汽车CO2排放约为70克/公里,燃油车为176克/公里。
预计2035年,随着绿电比例上升,纯电动车这一数字将降至20克/公里。
对于未来产业格局演变,我认为各合资企业会在明后年集体发力,2023年中外品牌新能源汽车将进入激烈竞争期。从核心技术看,国产品牌是有实力的。首先是电池技术,目前这一代电池技术中国占主导地位。现在日本等在大力发展全固态电池,这方面我们还有差距。但实现全固态电池技术产业化并对市场格局产生重要影响,估计还要10年左右。
其次,从供应链看,我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。总体而言,中国动力电池的产业竞争力在相当长时间内难以撼动。近期芯片供应被“卡脖子”,主要还是周期性供需失衡问题所致;且汽车对芯片集成度要求低于手机等产品,从中期看,我国不难解决新能源汽车芯片问题。再次,从整车品牌看,这几年造车新势力的蓬勃发展,在品牌形象方面闯出了中国自主品牌的新天地。
在新一轮电动化和智能化浪潮下,我对国产品牌在未来汽车产业竞争中占据优势地位还是充满信心的。有一个预测说,2030年中国市场国产品牌会占到60%,我同意这个预测。此外,从企业看,新能源汽车的兴起引发了汽车产业的一场技术革命。自主品牌“八仙过海”,涌现出比亚迪这样的标杆企业;造车新势力来势凶猛,充满活力;合资企业蓄势待发,即将全面发力。未来5年是一个窗口期,市场高速增长,竞争持续激烈。
5~10年内会有一次大洗牌,鹿死谁手尚未可知。总之,汽车工业正在经历百年未有之大变局,我们迎来了巨大的时代机遇,同时也会遇到一系列挑战,包括电池技术、产业及材料资源的可持续发展问题,快充、快换与车网互动及绿色智慧能源问题等。
随着电动汽车爆发式增长,大家对动力电池可持续发展非常关注,提出了很多问题。
比如动力电池全生命周期的碳排放与材料回收、未来电池材料体系的中长期发展路线图、动力电池全链条的智能化与智能电池技术等。电池产量的快速膨胀会刺激上游材料周期性涨价,同时也会引起公众对材料资源短缺的担心。从潜力看,全球锂资源经济可采储量为2100万吨,以三元811电池材料体系计、平均一辆车100千瓦时算,可造20亿辆电动汽车。锂资源总勘探储量近年也在增加,似乎问题不大。但是钴资源就没那么乐观了。
特别是其资源分布极不均匀,我们不能对资源压力掉以轻心。中国已经开始进行电池资源回收,如果循环利用做得好,支撑发展问题不大。但人们仍担心,电池生产会耗能和排放,材料循环也要耗能、排放,可持续发展是个重大问题。怎么解决碳排放问题?第一,电能清洁化,电池产业链要尽量往西部转移,利用可再生能源和当地资源优势。第二,电池回收利用再生制造。第三,全产业链生产工艺的改进、提升关键环节的能效。
从回收的角度看,2025年中国需要回收和梯次利用的电池总量约1.25亿千瓦时。社会各界非常重视电池回收利用,现在满足新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件的有14家企业,将来还会继续增加。技术上主要的回收手段现在有3种:干法、湿法和物理回收。
干法回收有环保问题,湿法回收生产效率低、设备复杂,因此现在推崇物理回收、电池修复和材料再生的科技创新,比如英国政府有电池回收科技专项,也发明了一些新的方法。电动汽车退役电池要通过精确的电池剩余电量测试、分选,然后分门别类进行修复、梯次利用和材料回收再生。从电池全生命周期减排的潜力看,在现有电力结构下,物理回收可减排超50%;湿法回收减排32%;干法回收减排3.5%。
随着绿电比例的提升,碳排放还将继续下降。