汽車電動化,是指以電力驅動作為汽車動力來源,用電機驅動車輪行駛的車輛。根據電動汽車術語(國家標準GB//T19596-2004),主要分為純電動汽車、混合動力汽車、燃料電池電動車三個類別。
電動汽車發(fā)展情況。全球新能源汽車銷量持續(xù)大幅增長。EV sales統(tǒng)計,2018年全球新能源乘用車銷量突破200萬輛,新能源汽車滲透率達到2.1%,2019年全球新能源汽車銷量呈進一步增長趨勢,到2025年,彭博社預測全球新能源汽車銷量增至1100萬輛,滲透率達到11%;2040年全球新能源車銷量有望達到6000萬輛,滲透率55%。
2018年特斯拉銷量居全球首位,累計銷量達24.52萬輛,比亞迪以22.74萬輛位列第二,寶馬和北汽新能源銷量超10萬輛,日產、上汽榮威、奇瑞、現代、雷諾及大眾均上榜前十。中國自2016年以來連續(xù)4年銷量位于世界第一,占全球市場保有量的50%以上,是全球最大的電動汽車市場。進入2019年,特斯拉Model 3車型大批交付,2019年一季度特斯拉Model 3銷量達到6.2萬輛,中國汽車品牌開始放量增長,比亞迪元、北汽紳寶D50、吉利EV 300、上汽寶駿E100和榮威Ei5進入全球電動汽車暢銷車型前十名。
電動汽車續(xù)航能力大幅提升。特斯拉Model3長續(xù)航車型的續(xù)航里程已達664公里,Model S和Model X續(xù)航里程均超過550公里。國內比亞迪、廣汽部分車型已達到500公里以上,如廣汽傳祺AION.S續(xù)航達510公里,比亞迪唐、秦車型續(xù)航里程500公里以上。
特斯拉與松下聯合研發(fā)的新型21700電池,是目前已量產裝車的最高單體能量密度電芯,單體能量密度達300Wh/kg,系統(tǒng)能量密度170Wh/kg。我國電池企業(yè)在進行技術追趕,電池系統(tǒng)能量密度大幅提升,例如寧德時代NCM811三元電池的系統(tǒng)能量密度已經超過180Wh/kg,已列裝吉利幾何A等車型。
nformation Trends數據顯示,2013—2017年以來,全球燃料電池車乘用車累計銷售6475輛,年銷量還處在千輛數量級上,產業(yè)處在技術探索與市場培育過程中,與年銷量燃油車1億輛和電動車200萬輛的規(guī)模,相差甚遠。但氫燃料電池汽車的研發(fā)與產業(yè)化在大幅提速。2018年,美國氫燃料電池汽車銷量達到2300輛;中國氫燃料電池汽車產量為1619輛,同比增長27%。
截至2018年底,我國累計建成25座加氫站(其中3座已拆除),主要分布在廣東、上海、江蘇、湖北等省市,但多數加氫站僅供示范車輛加注使用,尚未實現商業(yè)化運營。從燃料電池產業(yè)鏈條看,膜電極方面,山東東岳質子交換膜產品受到國際認可,武漢理工新能源、大連新能膜電極產品相對成熟,但專業(yè)特性上與國際水平還有一定差距;電堆方面,大連新源動力、上海神力等企業(yè)處于小批量到產業(yè)化轉化階段;燃料電池系統(tǒng)方面,濰柴動力、雪人股份、大洋電機、億華通等龍頭企業(yè)通過國際合作加速技術與生產能力提升。
當前,我國氫燃料電池汽車在基礎材料、關鍵零部件、系統(tǒng)集成等方面與國際先進水平還存在差距,推動氫燃料電池汽車產業(yè)化,需要著力解決氫能產業(yè)鏈條與燃料電池產業(yè)鏈條的成本問題。在氫能產業(yè)鏈條方面,工業(yè)副產氫純化成本、電解水制氫成本較高,氫能儲運及加氫站等基建配套建設成本較高,限制了氫燃料汽車應用的經濟性。在燃料電池產業(yè)鏈條方面,質子交換膜、高性能碳纖維、高壓氣閥、加氫槍、催化劑材料等關鍵技術、設備及材料多掌握在日、德等國外企業(yè)手中,國內產品替代能力不足,關鍵部件依賴進口導致成本處于高位,制約氫燃料電池汽車產業(yè)發(fā)展。
有關電動汽車扶持政策。各國都制定了支持新能源汽車發(fā)展的推廣政策。美國、英國、法國、西班牙、挪威、德國等國都制定了禁售燃油車和力推環(huán)保汽車的規(guī)劃,歐洲碳排放新政扶持新能源汽車推廣。
制定了相關產業(yè)政策,支持新能源汽車研發(fā)和產業(yè)化。美國、日本、德國等政府資助企業(yè)關鍵技術科研項目,在純電動汽車、燃料電池汽車、固態(tài)電池等領域形成了產業(yè)成果。此外,美國財政資金直接扶持具體企業(yè)關鍵項目,在特斯拉產業(yè)化關鍵時期伸出援手,推動Model S的量產。
汽車電動化發(fā)展趨勢展望。一是汽車企業(yè)電動化戰(zhàn)略大幅提速。中美兩國新能源汽車發(fā)展領先全球,帶動其他國家企業(yè)加快電動化進程,以德國汽車三巨頭為例,寶馬宣布兩年內將純電動量產車型的數量提升至5款,到2023年向市場提供25款電動車型(比原計劃提前兩年)。奔馳計劃在2019年年底將插混產品在所有級別中擴充至10款,在2020年將進一步擴大至20款。大眾集團宣布實施“全面脫碳計劃”,預計2028年推出70款電動汽車車型,在全球交付2200萬輛電動汽車。
二是鋰電池技術將有突破。現有車用動力電池中,三元鋰電池逐步替代磷酸鐵鋰電池成為主流。三元鋰電池以鎳鈷元素作為正極材料,主要有NCM(鎳鈷錳)和NCA(鎳鈷鋁)兩種。目前特斯拉使用的21700 NCA三元鋰電池的單體能量密度高達300Wh/kg。另外,由固態(tài)電解質代替隔膜和電解液的固態(tài)電池引起廣泛關注,豐田汽車和松下計劃在2020年設合資公司,共同開發(fā)全固態(tài)電池。目前,已有消費類固態(tài)電池投產,2019年7月,日本村田制作所開始量產用于可穿戴設備的固態(tài)電池。
三是氫燃料電池汽車產業(yè)在商用車領域率先取得突破。目前,氫能源汽車在公交客運、物流等行業(yè)應用推廣較好。該類領域車輛活動半徑相對較小,氫能源汽車能夠較好滿足其續(xù)航里程要求,同時車輛具有集散地相對統(tǒng)一的特征,加氣站等相關基建布局利用效率高,攤薄儲運加環(huán)節(jié)成本。數據顯示,2019年1-5月,我國燃料電池汽車產銷分別完成553輛和545輛,比上年同期分別增長476.0%和479.8%。2020年,國內燃料電池商用車將在受政策和政府補貼的支持下,通過規(guī)?;慨a降低成本;《中國氫能產業(yè)基礎設施發(fā)展藍皮書》,到2030 年燃料電池車輛保有量200 萬,加氫站數量1000座。