推动新能源汽车大规模应用与发展,助力中国实现碳中和


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发展新能源汽车,是我国由汽车大国迈向汽车强国的必由之路。作为新兴经济的“标杆”产业,新能源汽车产业发展正带动我国先进制造业发展和现代化产业体系建设。而新能源汽车的大规模应用及其与可再生能源的协同,将对保障我国能源安全和实现碳达峰/碳中和目标产生深远影响。

中国如何成为全球最大新能源汽车市场

我国自“十五”时期正式开始发展新能源汽车,初期以关键技术研发为主,国家层面通过重大科技专项等形式给予了大力支持。2009年,我国启动了新能源汽车示范推广工程,着手培育新能源汽车市场。此后,我国陆续出台了一系列支持新能源汽车技术研发、示范推广和产业发展的政策措施。在各方的共同努力下,我国新能源汽车年产销量从2009年的几千辆攀升至2020年的130多万辆,从2015年起连续连续六年实现产销量居世界首位。

根据公安部的统计数据,截至2021年3月,我国新能源汽车保有量达551万辆,占全球新能源汽车保有量的比例超过40%,是新能源汽车保有量最大的国家,持续引领全球新能源汽车市场。

从2009年启动“十城千辆”节能与新能源汽车示范应用工程起,我国仅仅用了6年时间就开始成为全球最大的新能源汽车市场。究其原因,共有四个主要方面。

其一,中央政府科学谋划,较早明确了顶层设计及市场目标

早在2010年9月,我国就将新能源汽车产业确定为七大战略性新兴产业之一。同年10月,国务院印发的《国务院关于加快培育和发展战略性新兴产业的决定》提出到2020年新能源汽车等产业要成为国民经济的先导产业。在此基础上,我国也较早明确了新能源汽车市场发展目标。国务院2012年印发的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012—2020年)》界定了新能源汽车的范围,提出以纯电驱动为我国新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向。与此同时,我国还明确了新能源汽车示范推广及充电基础设施建设的相关顶层设计与支持政策,包括提出加快新能源汽车推广应用6个方面25条具体政策措施,以及制定了扶持性电价等。

其二,地方政府积极探索和培育市场

基于中央层面的战略导向和顶层设计,一批地方政府积极开展新能源汽车示范推广和市场培育。其中,上海是我国特大型城市及限购城市培育新能源汽车市场的典型代表。2020年,上海新能源汽车销量已达12.1万辆,年底新能源汽车保有量达到42.4万辆,市场总规模位居全国第一、全球前列。从市场培育效果来看,上海主要有三个效果突出的措施:第一,上海市2014年起开始免费为私人消费者提供新能源汽车牌照,有效激发了消费者购车积极性;第二,上海采取了较为开放的市场准入政策,通过支持和鼓励涵盖高中低端等不同细分市场、纯电动及插电式等不同技术类型和自主、合资、外资等不同品牌新能源汽车产品进入,推动潜在消费者转变为消费者;第三,上海市新能源汽车购车补贴支持力度较大,除了与国家补贴配套的市级补贴,闵行、嘉定和浦东三个区还额外为消费者提供1.5-2万元的购车补贴,有力降低了新能源汽车购车成本。

广西柳州则是我国中小型城市培育新能源汽车市场的代表性区域,其新能源汽车市场培育始于2017年,初期当地新能源汽车数量较少,然而截至2021年3月,柳州全市新能源汽车保有量已超过10万辆,车辆电动化率已达5.8%,是我国电动化率最高的城市。总体来看,柳州高效推广新能源汽车的经验在于结合新能源汽车产业启动期和本地城市居民出行特征,选择了合适的新能源汽车产品,出台了激励性较强的一揽子政策措施,包括选择宏光MINI EV和新宝骏等微型纯电动汽车产品作为主推车型,制定了支持新能源汽车产业发展、车辆购置和运行补贴、充电设施建设、专用停车位供应等政策措施,达到显著效果。

其三,新能源汽车推广应用支持力度大,产品提升快

为培育新能源汽车市场和带动新能源汽车产业化,我国自2009年开始出台了一系列力度较大的车辆推广应用的支持政策。在支持政策的作用下,我国新能源汽车产品加快成熟、性能显著提升,为新能源汽车市场培育奠定了坚实基础。政策支持力度方面,自2009年启动新能源汽车示范工程开始,我国就出台了新能源汽车购置补贴政策,一直持续到现在。2014年起,国家层面还密集出台了一系列产业支持政策,支持范围开始由相对单一的车辆购置补贴为主,扩展为车辆购置税减免、政府及公共机构采购、扶持性电价、基础设施建设等涵盖产业发展主要领域的多元化政策体系。许多地区也出台了与国家补贴政策配套的地方购车补贴政策和支持措施。

推广应用范围方面,我国自2009年开始实施“十城千辆”新能源汽车示范推广工程,并逐步扩大新能源汽车推广试点城市范围,提高新能源汽车推广总量目标。为进一步推进产业发展,我国自2016年起开始了新一轮新能源汽车推广应用,将新能源汽车推广应用区域扩展至全国。

产品提升方面,得益于政策支持力度大、推广应用范围广的有利条件,我国新能源汽车市场培育顺利推进。从2008年到2018年,我国量产的动力电池单体能量密度从100wh/kg提升到了250wh/kg,提高了2.5倍。同时,动力电池成本控制在1元/ Wh以下,这又导致电动汽车成本在10年间下降85%。到2020年,我国新能源汽车产品水平达到新高度。技术水平方面,三元方形电池能量密度可以达到300wh/kg,采用固液混合电解质的软包电池可以达到360wh/kg,磷酸铁锂电池补锂、添硅后的能力密度突破了200wh/kg。成本方面,据工信部透露,2020年我国动力电池系统成本已低于1元/wh,磷酸铁锂电池已降至0.6元/wh。

其四,私人消费者逐渐接受新能源汽车

新能源乘用车是我国新能源汽车市场的主体,私人消费者行为是影响新能源乘用车市场的主要因素。如前所述,得益于新能源汽车产品及使用环境的优化,我国私人消费者对新能源汽车的接受度和购买意愿不断提升。根据尼尔森公司发布的相关研究报告,2018年我国私人消费者对新能源汽车的满意度逐渐提升,2018年的满意度为4.24分(满分为5分),与2016年相比提升了0.24分。同时,2021年一季度非限购地区的纯电动汽车销量占比再一次提升,表明私人消费者开始占据我国新能源汽车市场的主导。

新能源汽车大规模应用对碳中和目标作用显著

研究表明,我国碳排放主要集中在电力、交通、建筑与工业三大领域,交通行业碳排放占总排放的28%,主要来源于石油等化石能源的使用。据公安部统计,截至2021年3月我国机动车保有量达3.78亿辆,其中汽车2.87亿辆,而新能源汽车保有量551万辆,占比仅为1.92%。由于使用化石能源的传统燃油汽车仍占据主导地位,我国交通领域碳中和面临较大挑战。

大规模推广和使用新能源汽车,是推进交通行业碳中和的重要途径。根据工信部装备工业发展中心的研究成果,我国新能源汽车推广应用对汽车领域节能减排产生了显著影响。2016年-2019年,我国乘用车行业平均油耗从6.43L/100km降至5.56L/100km,年均降幅4.7%。同时,我国乘用车平均二氧化碳排放量逐年减少,单车平均CO2排放量由2016年的3.85吨下降到2.84吨,年均降幅7%,2016年到2020年累计节约燃油超过1000万吨。根据中汽数据有限公司的测算,2026-2030年我国传统汽车油耗下降、新能源占比提升,对使用环节碳减排贡献较大;电耗下降的贡献较小;中长期来看,2030年后随着新能源汽车占比提升,电耗降低对减排贡献快速提升,同时新能源汽车替代仍起到重要作用。

促进我国新能源汽车市场发展的五个重点方向

面对碳达峰、碳中和目标带来的挑战,我国将推动新能源汽车产业化和大规模使用作为一条重点突破的路径。国务院2020年11月发布的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》提出,实施发展新能源汽车国家战略,推动我国新能源汽车产业高质量可持续发展。到2025年,我国新能源汽车市场竞争力明显增强,新能源汽车新车销售量达到汽车新车销售总量的20%左右;力争经过15年的持续努力,纯电动汽车成为新销售车辆的主流,有效促进节能减排水平和社会运行效率的提升。

为有效促进新能源汽车大规模使用和交通行业碳中和目标实现,我国亟需重点在以下五个方面开展工作。

突破新能源汽车低温性能。我国新能源汽车产品越来越受到消费者认可,市场规模逐步扩大,但新能源汽车低温环境性能已成为影响消费者购买意向的主要瓶颈之一。这主要是因为动力电池单体在低温下性能下降,新能源汽车动力系统效率降低,以及制热比制冷消耗更多能量。为此,我国亟需组织新能源汽车整车企业、动力电池企业、科研院所等开展技术攻关,通过全气候动力电池研发、优化电池热管理系统效能、做好面向冬季工况的整车动力系统能量综合利用等措施,提升新能源汽车低温性能。

加快下一代动力电池产品开发。为进一步提升动力电池质量及稳定性、安全性,保障新能源汽车产品续驶里程,提高消费者接受度和引领全球动力电池技术发展,我国不仅要开发高性能动力电池,还要加快开发下一代动力电池和新体系动力电池。开展正负极材料、电解液、隔膜、膜电极等关键核心技术研究,加强高强度、轻量化、高安全、低成本、长寿命的动力电池技术攻关,加快固态动力电池技术研发及产业化。面向“十四五”,我国不仅要做好300Wh/kg高镍体系锂电池关键材料和技术开发,还要做好400Wh/kg下一代高能量密度电池、全固态金属锂电池等动力电池关键材料和技术的开发,加快相关动力电池产品开发、验证和产业化进程。

进一步提升充电便利性。2015年以来,我国充电基础设施建进程不断加快,充电便利性显著提升。然而,由于我国新能源汽车保有量迅猛增长,充电设施数量不足、充电不便利等问题依然存在。这主要表现为,私人充电桩进入居民小区瓶颈突出,城市内公共充电设施分布不均,与充电需求集中区不匹配,一些建成公共充电设施利用率低,以及西部地区、农村地区充电基础设施建设滞后等。为此,我国一方面要科学布局充换电基础设施,加强与城乡建设规划、电网规划及物业管理、城市停车等统筹协调;另一方面,我国还需加快提升充电网络的智能化水平,加快形成智能有序慢充为主、应急快充为辅的居民区充电服务模式和构建适度超前、快充为主、慢充为辅的高速公路与城乡公共充电网络,注重智能有序充电、大功率充电、无线充电等新型充电技术研发。

加快对重型柴油卡车的替代。生态环境部发布的《中国移动源环境管理年报(2020)》显示,在2019年全国机动车排放的污染物总量中,氮氧化物(NOx)和颗粒物(PM)的排放量基本集中在商用车领域(中大型客车、货车)。其中,在NOx和PM排放物中,重型卡车分别占74%和52.4%,已成为机动车排放的主要污染物源头。从销量情况看,我国重型卡车销量在2020年达到161.7万辆,连续4年创历史新高,而新能源重型卡车销量仅为2308辆。目前,我国重型卡车保有量已超过850万辆,绝大多数为重型柴油卡车。如果将这些重型柴油卡车全部电动化,在全部应用清洁能源的前提下,将显著降低二氧化碳和机动车污染物的排放。

推进新能源汽车与可再生能源协同发展。据统计,我国石油消费量约占全球总消费量的15%以上,交通运输占我国石油消费总量的66%。在我国碳排放总量中,汽车排放约占7.5%。到2020年底,我国汽车保有量已达2.81亿辆。作为世界第二大经济体,我国汽车保有量还有很大增长空间。同时,我国是全球最大的可再生能源生产国,2020年底可再生能源发电总装机规模达9.3亿千瓦,占全国发电总装机规模的比例达42.2%。为有效降低对石油的依赖和减少碳排放,我国不仅要进一步提升新能源汽车比例,还要加快推进新能源汽车与可再生能源协同发展。一方面,我国可协同充电基础设施运营商与可再生能源发电商,通过市场交易,实现可再生能源与电动汽车充换电匹配;另一方面,我国还可加快可再生能源制氢探索,推进绿色氢气与燃料电池汽车示范应用的结合。