為何要大力發展電動汽車

原創: 沈翀

近年來,我國對電動汽車發展持越來越鼓勵的趨勢,從國家政策到地方政策,都透露出國家大力發展電動汽車的決心。

鼓勵發展電動汽車的政策

稅收優惠

根據財政部《關於節能 新能源車船享受車船稅優惠政策的通知》,純電動汽車不徵收車船使用稅。

購車補貼

根據財政部《關於調整完善新能源汽車推廣應用財政補貼政策的通知》,符合《新能源汽車推廣補貼方案及產品技術要求》相關技術要求的純電動乘用車可以享受1.5-5萬元的購車補貼,對新能源客車則可以享受5-18萬元的補貼,其他類型新能源車輛補貼數額不在此一一列舉。除了國家級的購車補貼外,在許多省和地市地方政府還有本地的純電動汽車補貼,如深圳、杭州等地,補貼的額度都不小。

燃油車限牌

在北上廣深等大城市,大多都因為機動車數量過多而通過搖號限制機動車上牌,每月只放出少量的牌照。比如在北京,在放出的牌照中有分為普通燃油車牌照和新能源車牌照,即兩個搖號的池子,新能源車牌照池子相對充裕,容易中籤,燃油車池子牌照緊張,中籤率極低。這就在客觀上促進了新能源車的銷售。很多其他大城市也有類似的限牌政策。

限行

在限行力度最大的北京市,根據《關於實施工作日高峰時段區域限行交通管理措施的通告》燃油乘用車每週都有一個工作日是不能上路行駛的,而純電動汽車則沒有這個限制。

雙積分

2017年9月27日,工業和信息化部、財政部、商務部、海關總署、國家質檢總局等五大部門聯合公佈的《乘用車企業平均燃料消耗量與新能源汽車積分並行管理辦法》(以下簡稱《雙積分管理辦法》)已經在2018年4月1日開始施行。簡單來講就是要以車企為單位對其生產的乘用車分別計算燃油車積分和新能源車積分,要求達到目標值和達標值,不能滿足要求的可通過交易方式向其他車企購買。如果說前面幾條政策是對消費者使用電動汽車的鼓勵,這條政策則是對生產車企的緊箍咒。並且《雙積分管理辦法》的積分要求是逐年提高,也就是緊箍咒會越來越緊,迫使乘用車生產企業加快新能源車、純電動汽車的研發生產和推廣。


為何要大力發展電動汽車

圖片來源於網絡


從上述政策中我們可以明顯感覺到國家對電動汽車發展的扶持力度。對此,有不少人表達出了不同的意見,表示我國電大部分是燃煤發電,電動汽車的本質只是汙染轉移,因此電動汽車並不環保。

那麼,下面我們就來討論一下電動汽車究竟是不是環保,國家發展電動汽車的目標只有環保嗎?

鼓勵電動汽車的因素考量

環境因素

隨著經濟的發展,人們生活水平的提高,近十多年來國內機動車的保有量迅速提高,據生態環境部近期發佈的《中國機動車環境管理年報2018》數據顯示,從2012年至2017年我國機動車保有量從2.24億增加到2.98億輛。


為何要大力發展電動汽車

而機動車保有量的增長,也帶來了大量的尾氣排放,造成大氣汙染。《中國機動車環境管理年報2018》的統計數據,我國部分城市大氣汙染物中顆粒物(即我們常說的PM)移動排放源(包括機動車和船舶)的比例約在10%~50%之間。其他的大氣汙染物如CO,NOx,HC在此年報中未有提供相關數據,但從其他公開數據中也能得知機動車尾氣汙染在大氣汙染中的佔比並不低。


為何要大力發展電動汽車

從上述統計數據可知,機動車尾氣排放已成為大氣汙染的重要來源,在部分地區甚至是主要汙染來源。因此,控制機動車尾氣排放就成為治理大氣汙染的重要措施。其中,使用純電動汽車替代燃油汽車則是最直接有效的手段。

對此,有意見認為,在我國主要發電方式是燃煤,因此電動汽車用的電其實都是燒煤獲得的能源,並不環保,只是把汽車尾氣的汙染轉移到了燃煤發電廠,屬於汙染轉嫁,實質上並沒有減少汙染排放。並且純電動汽車用的電需要經過採煤、運煤、發電、輸電、充電等許多環節,損耗巨大,實際能源利用效率更低,汙染更大。

在此,本文並不打算詳細計算對比燃油車與使用煤電的純電動汽車哪個效率更高,哪個汙染更大,因為影響的因素太多,各地的情況都會很大差異。我們先假設以當前的技術水平,燃油車的總排放(包括石油開採、運輸、煉製、汽車行駛產生的排放)與使用煤電的純電動汽車的總排放(包括煤炭開採、運輸、發電、輸電、充電的損耗產生的排放)是相近的。但是燃油車經過了上百年的發展,技術已經相當成熟,想通過改進內燃機技術來降低排放已經相當困難。因此燃油車這種揹著內燃機和礦物燃料隨走隨排的模式,降低排放的空間已經非常小。而對於純電動汽車,車本身並沒有尾氣排放,而其補充能量所需要的電能,屬於二次能源,可以從多種方式轉換得到。目前國內煤電佔的比例較高,所以可以將電動汽車用的電能看作從燒煤獲得的能源,汙染排放並不低。但我國正在大力推廣清潔能源,未來風力發電、太陽能發電、水電、核電、天然氣發電等低碳發電模式的比例會逐年提高,使得電能的獲得越來越低碳環保。

也就是說,即使純電動汽車現在的環保優勢不明顯,但是未來的發展趨勢使其具有巨大的環保提升空間。

能源安全因素

這是一個被很多人忽略的因素。能源涉及到一個國家的安全,影響經濟是否能夠平穩發展。而交通物流是能源消費大戶,並且物流交通相當於一個經濟體的血管,其重要性不言而喻。汽車要能跑,物流要暢通,就需要消耗能源。當前我們國家那麼多的汽車,燒的油是從哪裡來的?這些來源是否安全可靠?

根據國家統計局《中國統計年鑑2018》裡的石油平衡表數據顯示,2016年我國的石油生產量是19969萬噸,進口量是44503萬噸,對外依存度高達78%。


為何要大力發展電動汽車

而在各行業的石油消耗量裡面,交通運輸、倉儲和郵政業消耗了21032萬噸,佔比高達37%,是佔比最高的行業,石油消耗量超過了國內生產的石油總量。雖然這裡的交通運輸業不僅包括汽車運輸,還包括火車、飛機、輪船等其他交通形式消耗的石油,但我們可以預想到汽車運輸消耗佔的是大頭。


為何要大力發展電動汽車

石油對外依存度高,意味著我國每年都要從海外進口大量的原油。進口的原油,過去大部分是海運,將從中東購買的原油經過馬六甲海峽運抵沿海各港口,但海上運輸安全極其脆弱。後來建設了中俄輸油管道及中緬油氣管道,原油從俄羅斯或在緬甸皎漂港上岸後經管道輸送到中國,使進口原油不再只有馬六甲海峽一條通道,以降低風險。但另一方面,我們也可以從中感知到石油對外依存度高帶來的能源安全風險,以及為了降低風險所付出的代價。

面對能源安全的風險,開源和節流是應對的兩個手段。從開源的角度,國家層面與各大產油國達成的採購協議,以及為了保障石油運輸通道安全採取的措施,均體現在這方面的努力。從節流的角度,則是在各個能源消耗量大的行業採取各種節能措施。而交通運輸業,作為石油(石油製成品)的消耗大戶,關係到國民經濟發展的命脈,其重要性不言而喻。降低其對石油的依賴,以降低其風險就成為了必然。而純電動汽車就是重要的手段。

技術差距小因素

汽車生產裡面主要包括三大核心部件:底盤、發動機、變速箱。我國的汽車製造業在改革開放後經歷了幾十年的快速發展,如今已經接近世界主流汽車生產巨頭的技術水平,但與之仍有5~10年的技術差距。這些差距主要體現在三大核心部件的可靠性和發動機變速箱綜合調教匹配水平上,使得同級別國產品牌車的油耗明顯高於進口(合資)車。特別是在自動變速箱方面,依然是處於國外巨頭ZF和愛信壟斷局面,國內還沒有能與之匹敵的自動變速箱生產廠商。

而純電動汽車,傳統燃油車三大核心部件裡面的發動機和變速箱被三電系統——電機、電控、電池取代。這對於汽車生產企業而言相當於是換了一條跑道重新發令起跑,中外車企又站到了同一條起跑線上重新開始較量。這對國內汽車企業來說是一次難得的趕超機會,把握住了將會在未來汽車市場佔據有利位置,否則有可能會逐漸處於競爭劣勢,甚至被市場無情的淘汰。國內企業的三電系統研發技術水平與國外基本處於同一水平線上,在個別領域甚至稍有領先。而其中的電池技術,是目前純電動汽車發展的最大技術瓶頸,也是當前國內外都在致力突破的瓶頸。因此,讓車企把握住這次難得的趕超機遇,是鼓勵發展電動汽車的重要原因。

電動汽車當前的發展障礙

電池續航

電動汽車剛面世的時候,由於電池技術的不成熟,容量有限,導致電動汽車充一次電的續航里程相當有限。很多車型理論上(在理想工況下測試)的續航里程只有200KM左右。在實際運用中很多車的續航里程只有150KM左右,甚至更低。這與燃油車加一次油能跑400~500KM,甚至700~800KM的續航里程相比,顯然不能讓用戶滿意。

續航里程短的主要制約因素是動力電池的能量密度不高。現在純電動汽車使用的動力電池主要是三元鋰電和磷酸鐵鋰電。由於三元鋰電池的能量密度更高,在乘用車領域逐步佔據了大部分的份額。而磷酸鐵鋰電池因其相對較高的安全性,多用於行駛路線固定且對安全性要求更高的城市公交上。

動力電池技術在經過過去幾年的快速發展,三元鋰電池的能量密度已經從過去的100Wh/kg提升到150Wh/kg左右,個別技術先進的廠商已經開始量產190Wh/kg的電池了。得益於此,現在的電動汽車充電一次的續航里程已經能達到400~500KM,這在一定程度上緩解了電動汽車用戶對續航里程的焦慮。

充電方便程度

除了續航里程不足外,充電不便則是另一個困擾電動汽車用戶的問題。而且因為充電不方便會更加劇用戶對續航里程的焦慮。

充電不便主要表現為充電時間長和充電設施不足兩方面。

充電時間長:電動汽車一般都有快充和慢充兩種方式。快充需要專業的充電設備,一般可以在1~2小時內充滿80%的電量。慢充多是使用家用220v的電源,一般需要5~10小時(視充電功率)才能充滿。如果用戶家裡有固定停車位,白天開車上班晚上停車充電,使用慢充基本可以滿足日常通勤用車的充電需要。但是現實情況是在城市中擁有固定停車位的用戶比例非常少,沒有固定停車位充電就只能使用社會公用的充電設施,這就帶來了另外公用充電設施不足的問題。

公用充電設施不足:對於沒有固定車位充電的用戶,就只能使用共用充電樁了。而即使有固定車位充電的用戶,如需跑長途也是難以避免在中途或目的地充電。公用充電樁既需要有足夠的數量和密度,還需要與用戶距離夠近,才能方便使用。但目前即使是在北上廣深這些大城市,公用充電樁的數量與密度都遠遠不能讓用戶感覺到方便。另一方面充電樁即使能提供快充也需要1~2小時才能充滿,這相對於燃油車10分鐘內就能加滿油,耗時就太長了。耗時長既影響用戶的使用體驗,如果充電樁位置不在用戶的目的地附近,在充電的一個多小時的時間是無法利用完全被浪費的。而且還影響充電樁運營商的盈利,同是一個車位的佔地面積,相同的時間加油站能為多輛車加油,充電樁就只能為一輛車充電,即時加上停車費,盈利也難以與傳統加油站相比。充電樁運營商盈利困難,就沒有動力新建充電樁,充電樁數量就少,充電就不方便,這成了一個惡性循環。


為何要大力發展電動汽車

圖片來源於網絡

可喜的是,公共充電樁不足的現象正在逐步改善。現在許多城市的規劃都要求大型商場超市、高速公路服務區的配套停車場都需要配備一定數量的充電樁。這就使得電動汽車用戶在去購物或吃飯或在高速服務區休息的同時,把電動汽車充電的問題也一起解決了。這樣,電動汽車用戶自有慢充加上目的地快充,基本就覆蓋了大部分用戶的用車場景。這在可以遇見的將來,將會隨著電動汽車的數量增加,充電設施的逐步完善,電動汽車的使用會越來越方便。

成本

限制電動汽車發展的另外一大障礙就是成本。電動汽車核心的三電系統中的電池,是造成電動汽車售價高昂的主要因素。現在市場上電動汽車使用的動力電池單位售價一般是1200~1500元/kwh,一輛純電動汽車大約需要30~60kwh容量的動力電池才能滿足300~400km的續航里程,合計就需要大約4~10萬元的電池成本。而受眾面最廣的經濟型家用車一般售價就是10~20萬這個區間。考察一下現在市面上常見的純電動汽車的售價以及電池容量,可以大概算出電池成本佔到了其售價的30%~40%。因此,電池的高成本也就成了電動汽車售價普遍偏高的原因。

一個好的消息是在過去的幾年中隨著技術的進步和電動汽車的普及,動力電池的生產成本在逐步的下降。此外,政府出臺的對電動汽車的補貼政策,也降低了其購買成本。

展望未來

大力發展電動汽車,其目的除了解決環保問題,還有能源安全問題,以及汽車產業趕超世界先進水平的問題。另一方面,發展電動汽車除了需要解決電池能量密度、生產成本等技術問題,更重要的是需要解決充電設施的配套問題,這是一個系統工程,需要政府、電動汽車生產商、供電企業、充電樁運營商、電動汽車用戶等許多相關方共同努力才能解決的問題。

當前,政府出臺的稅收優惠、購車補貼、向電動汽車傾斜的限牌、限行、雙積分政策,以及完善電動汽車用車環境的配套設施規劃,無不體現了大力發展電動汽車的決心。順應技術發展趨勢,緊抓政府政策導向,是電動汽車相關行業未來發展必須把握的機遇。

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