新能源汽車市場化發展進入新階段，銷量和滲透率在2021年加速提升。

 

中國汽車工業協會數據顯示，2021年1-10月，我國新能源汽車銷量已經超過250萬輛。中國科學院院士歐陽明高預測，今年新能源汽車總體大約在330萬輛左右。

 

他表示，明年可能會到500萬輛，如果沒有電池供應、芯片供應和產能限制，完全按需求側推算，預計比這一數字還要高。

 

11月2日，在百人會年度媒體溝通會上，歐陽明高談到上述內容。他認為，今年市場增長超出預期，但符合邏輯，市場爆發的原因主要是技術進步、產品豐富、政策給力的結果。

 

中國科學院院士、中國電動汽車百人會副理事長歐陽明高

 

隨著電池技術持續改進及成本下降，純電驅動產品已經全面覆蓋所有車型，具備了快速增長的基礎。

 

根據S型曲線，新能源汽車已經進入了陡峭的增長期。他認為，明年市占率肯定能超過20%，如果按照單月來看，到明年12月底，市占率有望超過30%。

 

有關新能源汽車未來十年的發展，國內外都進行了相關預測，整體來看，國際給出的數字更加激進、樂觀。

 

歐陽明高介紹，國際能源署（IEA）在今年5月發布的全球碳中和路線圖認為，從2020年到2030年全球電動車將增長18倍，2030年年銷量達到5500萬輛。這一數字是按照碳中和要求倒推出來的，屬于比較激進的預測，相對保守的預測認為，2030年全球電動汽車銷量為3000萬輛。

 

參考國際預測及國內市場的綜合因素，他估計我國新能源汽車銷量2025年將在700萬輛-900萬輛之間，2030年在1700萬輛-1900萬輛之間。從保有量來看，2025年會超過3000萬輛，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。

 

目前來看，自主品牌具備一定競爭優勢，但可以預見，各合資企業會在明后年集體發力，預計2023年會進入競爭的激烈期。他認為，未來五年將是市場的窗口期，市場處于高速增長的狀態，企業生存壓力不會很大，但五年之后一定會淘汰一批企業。

 

總體來看，新能源汽車市場趨勢很好，但在迎接市場爆發增長的同時，也遇到一系列挑戰，涉及到電池技術、充換電技術以及氫燃料電池等領域。歐陽明高圍繞新能源汽車下一步發展可能面臨的挑戰及應對進行了深入闡述。

 

電池材料需求巨大

循環利用是關鍵

 

歐陽明高介紹，隨著電動汽車爆發式增長，動力電池的可持續發展非常值得關注，包括動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期發展路線，動力電池全鏈條的智能化等。

 

從裝機量來看，2021年1-9月，動力電池共裝車92GWh。他預計，動力電池今年全年裝車量在150GWh億千瓦時左右，2025年在600GWh左右，2030年在1500-2000GWh之間。

 

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

 

電動汽車市場火爆刺激上游電池產業快速擴產。歐陽明高介紹了一個統計數據，他指出，中國動力電池規劃產能2023年將達1000GWh，2025年接近2500GWh。

 

2025年規劃產能為當年預測裝機量的4倍之多，產能規劃遠遠超過動力電池的年產量，產能過剩問題需要給予一定警惕。

 

寧德時代是當前披露產能規劃最高的動力電池企業

 

與此同時，電池產量的快速膨脹會刺激上游材料周期性漲價，同時也引發行業對材料資源短缺的擔心。

 

歐陽明高介紹，從鋰、錳、鎳等核心電池材料的開采潛力來看，全球鋰資源經濟可采儲量為2100萬噸，如果按三元811電池材料體系算，可以生產電池2000億kWh。按平均一輛車100千瓦時算，可以制造20億輛電動汽車。

 

他認為，鋰資源的儲量無需擔心，錳資料更加非常富余。但是鈷的資源就沒有那么樂觀了，經濟可開采儲量也就710萬噸。按照這個算，就只能做950億千瓦時電池。

 

表面來看，電池材料短缺的風險在于鈷資源。但隱性的問題是，全球資源分布極度不均勻，也給材料短缺帶來風險。

 

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

 

因此，動力電池的回收再利用非常重要，而循環利用帶來的另一個問題是能耗和排放。以三元811鋰離子電池為例，每千瓦時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化學體系約降低1/3，鈉離子電池的碳排放會更低。

 

怎么解決碳排放問題？歐陽明高提出三點建議：

 

第一，電能清潔化，現在電池產業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勢，這是一個根本途徑。

 

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新技術。

 

從動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電池用于工廠儲能

 

第三，全產業鏈生產工藝的改進、提升關鍵環節的能效。簡單來講，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理論值，但實際上做出來的電池產品很難達到理論值。

 

實現全過程智能化生產、回收是歐盟2030年電池計劃的核心思想，就是通過智能設計使電池實際性能與理論值之間差距減少一半，通過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、有序充電各有場景

 

目前來看，長續航的電動汽車越來越多，消費者里程焦慮在明顯減弱，但開始擔心續航里程上去后怎么充電。超級快充是一個解題思路，但充電倍率太大，電池、車、電網都受不了。

 

歐陽明高談到，要實現超級快充，電池要具備4C-6C倍率的充電能力，車載平臺的電壓要提高到800伏以上，同時需要通過儲能電池放電來解決電網負荷的問題。

 

他進一步談到，快充技術要解決安全問題，又不影響電池壽命，其中最難的是動力電池本身快充潛力的發揮。充電過程最容易發生安全事故，主要原因是快充導致鋰枝晶造成內短路。

 

為此，除了需要開發無析鋰的快充技術外，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。電池充滿會遇到很多問題，安全問題、壽命問題、發熱問題等。

 

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，5分鐘充1/3電量，這是比較科學合理的。

 

如果說要做基于儲能電池放電的超級快充，儲能電池從哪兒來？

 

歐陽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。

 

目前來看，商用車快速換電趨勢已經非常明顯了，“高出勤率、重型載荷、短途運輸的卡車搞換電是最火的，比如礦區、建筑工地、鋼鐵廠、港口等，這是首先要進行的，將來會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，商用車快換乘用車車快充，換電備用電池給乘用車快充，將是一個優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，與燃油車加油的習慣、頻率及位置會很接近。因此，他認為，大型能源企業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

 

在慢充領域同樣存在一定隱患。據統計，目前家用電動汽車充電量的75%通過慢充獲得，而慢充主要是在家里慢充。隨著電動車數量快速增加，慢充會給電力負荷帶來很大壓力。

 

“大家下班回家都充電，電力系統受不了，現在深圳等地已經出現這個問題了”，歐陽明高談到。

 

無序充電的時代即將結束，后續將進入有序充電階段，會有后臺來管理充電，通過電價機制把充電調整到電力負荷低谷區間，深圳目前已經開始示范。

 

“管理充電的信息網會智能調度電網的充電能量，能源互聯網的雛形就出現了，這是一件非常非常大的事情”。

 

他進一步談到，有序充電還是單向的能量流動，下一步發展就是雙向流動，電動汽車既充電又放電。

 

隨著向可再生能源轉型，風電光伏發電波動大，電多的時候先儲存一部分，沒電的時候再放出，這樣來看，儲能的作用會很大，電價差也會越來越大，電動汽車作為儲能裝置的價值就會發揮出來。

 

十年成本將下降85%

氫燃料電池迎來技術突破點

 

“我對氫能和燃料電池總體看法是樂觀的，不是悲觀的，尤其是從整個氫能看更是如此，燃料電池是氫能的一個部分，但它是先導部分，是引領部分”，歐陽明高談到，這是他對氫燃料電池的一個長期態度。

 

他表示，氫燃料電池技術在這兩年有了重大突破，已經到了一個技術突破的節點。電池技術突破節點大概是在十多年前，氫燃料電池技術的突破晚了十多年。

 

目前，氫燃料電池會進入成本下降的快速通道，這與十年前動力電池成本開始快速下降的邏輯基本一致。歐陽明高談到，未來十年是氫燃料電池技術成本下降期，大概會下降85%。

 

現在，氫燃料電池汽車已經進入大規模商業示范階段。在即將開幕的北京冬奧會期間，將示范運營1000多輛燃料電池車，已經建成30多個加氫站，這是全球最大的一次燃料電池汽車示范。

 

從中國氫燃料電池汽車技術路線圖的規劃來看，2025年氫燃料電池汽車保有量發展到5-10萬輛；2030-2035年間保有量增加到80-100萬輛。

 

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

 

目前來看，氫燃料電池的優勢場景主要還是在商用車市場，歐陽明高認為，氫燃料電池想在乘用車市場與純電動技術已經不太可能，動力電池技術的前景已經非常確定，而且純電動乘用車市場已經爆發，中長期看都不太可能改變為氫燃料電池技術。

 

另外，他還提到，純電動汽車只需要實現動力電池單點突破就解決了基本問題，而氫能燃料電池汽車不僅需要燃料電池，還有氫能的制、儲、運、加以及車載儲氫。因此，必須從氫能的大戰略角度看問題。

 

氫燃料電池客車示范運營

 

針對這一系列的問題，他提出三點建議：

 

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，一個是電，一個是氫。電與氫在動力和儲能應用方面是互補的。在儲能方面，氫能是集中式、長周期、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、長周期的能量儲存和多元化利用需求。氫的關鍵是成本，這取決于綠電的成本。如果綠電低到每千瓦時1毛5以內，經濟性就體現出來了。這在大規模可再生能源基地是容易實現的，例如，比如四川的水電、新疆的光伏，內蒙的風電等，要盡可能在這些地方發展氫能。

 

其二，自立自強，實現氫能科技的新突破。氫能與燃料電池跟電能與動力電池不一樣，前者鏈條很長，難點很多，亟待制氫、儲氫、運氫、加氫、車載儲氫、燃料電池動力、氫儲能系統全鏈條技術取得新突破。

 

目前，當務之急是要突破產業化卡脖子的問題，比如基礎材料，催化劑、質子膜、碳紙、高強度碳纖維、安全閥、加氫站離子壓縮機，這些現在國內廠家多數還做不好，還要依賴進口。

 

同時，要打造安全的產業鏈體系。他提到，動力電池剛進入汽車市場的時候安全就很敏感，現在的氫燃料電池安全也同樣很重要，要建立測試評價規范、安全監控平臺、開展安全操作培訓等。

 

此外，他還指出，跟動力電池相比，燃料電池的產業基礎、人才隊伍要薄弱很多，氫能燃料電池行業現在缺人。在動力電池方向，我國總體是領先，但在燃料電池上，我國與國外先進水平比還有一定差距。

 

其三，市場主導，政府引導，遵循新興產業發展規律。他談到，氫燃料電池的發展不能完全靠政府，政府不可能像補貼新能源汽車那樣進行全面補貼，只能選擇重點。

 

他認為，氫能產業發展會跟純電動汽車產業發展類似，從孕育期到導入期、成長期再到爆發式增長期，要經歷一個艱難的過程。氫燃料電池汽車比純電動汽車晚大概十余年，目前正處于產品導入期，即將進入成本快速下降的產業成長期。

 

補貼退出對市場影響不會太大

 

按照現行政策，新能源汽車補貼將持續到2022年底。而隨著新能源汽車市場進入新發展階段，補貼政策或將正式退出歷史舞臺。

 

對于《電動汽車觀察家》提問的，2022年后補貼是否還會延續的問題，歐陽明高沒有明確回答，但他表示，從市場表現來看，非補貼城市銷量也很好，新能源汽車已經完全進入市場化的軌道，雖然沒有補貼還有雙積分、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的影響不會很大。