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未來交通出行全是電車嗎?院士解讀:未必,未來交通體系将是多元化的【附動力電池行業發展情況】

作者:長江雲
未來交通出行全是電車嗎?院士解讀:未必,未來交通體系将是多元化的【附動力電池行業發展情況】

圖檔來源:攝圖網

随着環保意識的提高和政府對碳排放的限制,消費者對電動汽車的需求不斷增加。随着電動汽車的技術不斷成熟和充電基礎設施的不斷完善,燃油車的市場佔有率可能會受到挑戰。然而,燃油車仍然在一定的時間内将繼續存在,尤其在長途旅行和特定領域的需求中。随着技術的發展,燃油車也在不斷提升效率和減少排放,以适應市場的變化。

2024年4月,中國汽車市場發生一件“裡程碑”事件。乘聯會最新資料顯示,2024年4月上半月,中國乘用車市場零售51.6萬輛,其中新能源車市場零售26萬輛,滲透率首次突破50%,市場占比首次超過燃油車。這個資料意味着曾經被消費者視為“非主流”的新能源汽車,已經完成了替代燃油車的使命,受到了消費者的認可,二者之間的身份已發生轉變。同時,新能源汽車實作這一“裡程碑”式節點,也比原定的2035年提前了11年。

上述資料也充分說明新能源汽車已經取代燃油車成為市場主流,未來滲透率還将會不斷提升,燃油車生存空間将不斷縮小。新能源汽車發展乃是必然趨勢,難麼,人類未來交通出行全是電車嗎?

中國工程院院士孫世剛指出,雖然新能源車在減少碳排放和促進可再生能源發展方面具有顯著優勢,但未來交通的發展不應局限于新能源。

雖然新能源汽車為環保做出重大貢獻,但在發展的過程中也面臨不少問題。其中包括續航裡程不足、充電基礎設施不完善、高成本、電池回收和再利用等環保問題。此外,消費者對新能源汽車的接受度和購買意願也存在一定程度的不确定性。政策的不穩定性和補貼的減少也可能影響新能源汽車市場的發展。另外,新能源汽車的安全性和可靠性也是發展過程中需要解決的問題。

孫世剛院士強調,未來交通體系将是多元化的,包括燃料電池汽車、混合動力汽車以及其他新能源技術,都将在其中扮演重要角色,而我們國家的《新能源汽車産業發展規劃(2021-2035年)》,科技部“十四五”重點研發計劃專項,國家自然科學基金委去年實施了重大研究計劃,包括超越傳統的電池體系,包含今年剛啟動的一個重大項目,叫高性能全固态鈉電池關鍵材料。我們在固态電池發展裡面最核心的,一個是固态電池本身怎麼樣提升它的離子電導率、離子遷移數,怎麼擴充它的電化學視窗,形成良好的固固界面,界面的相容性和穩定性這兩塊解決是我們的一個核心。

再看大陸交通動力發展情況:

——動力锂電池呈現快速發展,但仍存在諸多痛點待解決

锂離子電池是目前動力電池的研發重點,具有能量損失小、轉換效率高、加速快等顯著優勢。高工産研锂電研究所(GGII)調研資料顯示,2021年大陸動力電池市場供需規模較2019年大幅提升,2021年大陸動力锂電池裝機量為154.5 GWh,同比增長142.9%;出貨量為220 GWh,同比增長175%。

電氣化是雙碳願景下交通動力的主要發展方向,電動汽車和混合動力汽車比内燃機汽車排放的廢氣更少,若電力來自可再生能源,電動汽車便是交通領域實作碳中和目标的重要途徑。然而,锂電池作為交通動力存在續航短的劣勢。其次,充能耗時較長也是動力锂電池的一項短闆。此外,安全隐患使得消費者望而卻步。

未來交通出行全是電車嗎?院士解讀:未必,未來交通體系将是多元化的【附動力電池行業發展情況】

——氫燃料電池技術難度大,與锂電池互補為最佳發展方向

氫燃料電池在動力锂電池存在的續航短、充能耗時長、安全隐患等問題上均具有顯著優勢,而且氫燃料電池的回收不會對環境造成污染,是以,被認為是未來交通動力低碳化的一大發展方向。然而,氫燃料電池的商業化應用面臨着技術難度大、催化劑成本高昂等問題。

氫燃料電池汽車是氫能在交通領域落地的重要載體。從目前的銷量情況來看,截至2021年底,全國氫燃料電池汽車累計銷量僅有9246輛。可見,氫燃料電池汽車在中國市場剛剛起步,市場仍不成熟,處于幼稚期。據工信部于2021年初釋出的《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》預計,2025年大陸氫燃料電池汽車保有量将達到10萬輛左右。

未來交通出行全是電車嗎?院士解讀:未必,未來交通體系将是多元化的【附動力電池行業發展情況】

與燃油相比,氫燃料電池具有零碳排放、轉化效率高等比較優勢;與锂離子電池相比,氫燃料電池具有續航裡程長、充能耗時短、安全隐患可控等比較優勢。這些比較優勢決定了氫燃料電池在長距離、連續工作時間長、載重大等應用場景的适用性較高。而針對加氫站建設成本高的問題,氫燃料電池發展可從應用場景清晰、行駛路線固定的專用車入手(例如物流車、環衛車等),利于加氫站的布置和建設。

未來交通出行全是電車嗎?院士解讀:未必,未來交通體系将是多元化的【附動力電池行業發展情況】

——燃油份額将逐漸減少,但在短時間内難以被完全取代

“雙碳”願景下,國家陸續出台了一系列“降碳減排”相關目标規劃,對新能源汽車在新增交通工具中的比例做出了明确的規劃,未來燃油作為交通動力的份額必然呈現下降趨勢。

未來交通出行全是電車嗎?院士解讀:未必,未來交通體系将是多元化的【附動力電池行業發展情況】

——傳統汽車廠商仍然在内燃機技術研發上持續發力

與此同時,内燃機技術也在不斷地朝着高效化、低碳化方向進步,發動機熱效率提升是燃油車減少碳排放的主要路徑。目前,全世界主流發動機的熱效率在30%-38%的範圍内,少數發動機的量産熱效率突破了40%。比亞迪推出的骁雲-插混專用1.5L高效發動機的熱效率達到了43.04%,超越豐田、本田、馬自達成為目前全球熱效率最高的量産汽油發動機。熱效率提升助力燃油車節能減排,未來随着内燃機技術的進一步發展,燃油動力與新能源的環保效益差距有望縮小。相較而言發展更為成熟和穩定的内燃機技術,或許仍會更受商業應用的青睐。

未來交通出行全是電車嗎?院士解讀:未必,未來交通體系将是多元化的【附動力電池行業發展情況】

基于以上分析,前瞻碳中和戰略研究院認為,燃油動力基于其長久以來積澱的穩定需求及部分性能的不可替代性,短時間内不會被新能源動力完全取代。锂離子電池和氫燃料電池在各自的比較優勢領域發展,可形成良性互補。未來幾十年,交通動力市場或将由燃油、锂離子電池、氫燃料電池“三足鼎立”。

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更多本行業研究分析詳見前瞻産業研究院《中國新能源汽車行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》。

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