趙世佳 尚勇

近年來，各國紛紛加大電動汽車的發(fā)展力度，將電動汽車作為提高國家經(jīng)濟和制造業(yè)競爭力、吸引外資的重要抓手，全球電動汽車產(chǎn)業(yè)進入發(fā)展關(guān)鍵期。2018年5月30日，國際能源署IEA發(fā)布的年度報告《2018全球電動汽車展望》，梳理了全球電動汽車市場發(fā)展特點、充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展趨勢，以及電池技術(shù)走向和政策考慮等。該報告對我國推動電動汽車發(fā)展、加快汽車產(chǎn)業(yè)電動化轉(zhuǎn)型具有重要的借鑒意義。

主要內(nèi)容

根據(jù)IEA統(tǒng)計，2017年全球電動汽車銷量達到110萬輛，同比增長54%。 中國電動汽車銷量為58萬輛，同比增長72%； 德國和日本電動汽車銷量增速迅猛，同比超過100%。2017年全球純電動汽車銷量占比2/3，中國、法國、荷蘭等以純電動汽車銷售為主，日本、瑞典和英國等側(cè)重于插電式混合動力車型。截至2017年底，全球電動汽車保有量達到310萬輛，同比增長57%。其中，中國超過120萬輛，約占全球的40%，歐盟和美國各占25%。從各國電動汽車新車銷售在本國汽車總銷量中的份額看，北歐地區(qū)領(lǐng)先，其中挪威新電動汽車銷售比重達39%，冰島和瑞典分別為12%和6%。

產(chǎn)業(yè)政策是全球電動汽車銷量快速增長的重要驅(qū)動力。各國所采取的政策措施主要包括：政府采購、財政補貼以及對傳統(tǒng)燃油車在燃油經(jīng)濟性、排放法規(guī)等方面逐步加嚴(yán)等。比如2009年，中國、芬蘭、法國、德國、日本、瑞典和美國等國共同發(fā)起電動汽車倡議（EVI），促進了政策制定者之間的交流。法國、英國、挪威等國制定了燃油車退出市場時間表，加快了電動化進程。全球主流車企紛紛發(fā)布電動汽車規(guī)劃，在產(chǎn)業(yè)化布局及先進電動技術(shù)研發(fā)等方面制定了明確的時間表和發(fā)展目標(biāo)。

2017年全球電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施達到350萬個，其中，私人慢充充電樁接近300萬個。荷蘭、德國、中國樁車比最高，分別達 0.28、 0.22 和0.17。在充電基礎(chǔ)設(shè)施加速建設(shè)的同時，全球充電標(biāo)準(zhǔn)逐步統(tǒng)一，汽車企業(yè)基于日本 CHAdeMO、歐美 CCS、特斯拉super charge和中國GB/T20234.1等標(biāo)準(zhǔn)，開發(fā)設(shè)計兼容性強的充電通信協(xié)議和物理接口，并開展直流充電功率200kW或以上大功率充電的前瞻研發(fā)。

對于充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)， 多國政府提出了與電動汽車相匹配的發(fā)展目標(biāo)。中國計劃在2020年建成1.2萬座換電站、480萬個私人充電樁以滿足 500 萬輛電動汽車使用需求。歐盟制定了2020年、2025年和2030年的充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展目標(biāo)。美國計劃在2017—2027年斥資20億美元建設(shè)充電基礎(chǔ)設(shè)施，加州到2025年將建成包括1萬個快充樁在內(nèi)的25萬個充電樁，以滿足2030年500萬輛電動汽車使用需求。圍繞高速公路快充基礎(chǔ)設(shè)施，保時捷計劃2019年前建設(shè)500座充電站，Ionity 計劃2019年前在歐洲建設(shè)400座充電站和2400個充電樁，2020年前在美國建設(shè) 290座充電站和1740個充電樁。

電池成本在電動汽車售價中占據(jù)了較高比例。電池成本和性能的四大驅(qū)動因素包括電化學(xué)性能、制造規(guī)模、電池尺寸和充電速度。在電化學(xué)性能方面，由于具備較高的能量密度，輕型動力電池市場主要由鎳錳鈷（NMC）和鋰鎳鈷鋁氧化物（NCA）等正極材料壟斷；在鎳錳鈷三元正極材料中，鎳基材料增加能夠使能量密度增加，且熱穩(wěn)定性降低。磷酸鐵鋰（LFP）正極材料是電動客車的首選，其特點是循環(huán)壽命長且安全性能高。負(fù)極材料主要采用石墨或循環(huán)壽命較高的鈦酸鋰。在制造規(guī)模方面，電池產(chǎn)能的增加使得電池制造成本顯著降低，規(guī)模效應(yīng)顯現(xiàn)。根據(jù)BatPaC 預(yù)測模型，年產(chǎn)電池包由1萬到5萬包，電池成本將降低9%，由10萬到50萬包，電池成本將降低12%。 在電池尺寸方面，由于大電池具有較高的電池封裝比，平攤了電池管理和冷卻系統(tǒng)成本，因此，電池尺寸越大，成本越低，70kWh比30kWh電池包的成本降低25%。在充電速度方面，當(dāng)前的快充技術(shù)可滿足在40～60分鐘內(nèi)充滿電池電量的80%，未來300～400kW的超快充技術(shù)將進一步縮短電動汽車充電時間。

突出特點

IEA 采用情景分析的方法，對全球電動汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展進行了預(yù)測。主要采用兩種情景，一是新政策情景，即IEA世界能源展望的核心情景，包括全球各國政府制定的最新針對電動汽車和充電基礎(chǔ)設(shè)施的政策和措施。二是EV30@30情景，即基于EVI國家EV30@30的運動宣言，2030年全球電動汽車市場份額達到30%。

在新政策情景下，該報告預(yù)測，全球電動汽車保有量在2020年將達到1200萬輛，2030年達到1.25億輛，市場份額提升至6%，動力電池需求量從2017年68GWh將增至2030年775GWh。在EV30@30情景下，該報告預(yù)測，2030年全球電動汽車銷量將達到3800萬輛，保有量突破2.20億輛，2030年動力電池需求量將達到2.25TWh。從地域分布來看，中國和歐洲仍將是電動汽車的主要市場，中國的電動汽車發(fā)展仍將主要受益于補貼和“雙積分”政策。歐盟委員會最近提出， 到2030年，乘用車和輕型汽車二氧化碳排放標(biāo)準(zhǔn)將大幅促進電動汽車發(fā)展。隨著電動汽車滲透率的不斷提升，私人充電樁和公共充電基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)量將隨之增加。

隨著電動汽車的日益普及，電力需求不斷增加，影響著輸電網(wǎng)和配電網(wǎng)，電網(wǎng)負(fù)荷壓力也逐步增大。2017年，全球電動汽車電力需求達到54TWh，比2016年提升了21%。電力系統(tǒng)的需求側(cè)管理（Demand-side management，DSM）可以顯著減少公路運輸電氣化對電網(wǎng)升級和額外發(fā)電容量的需求，并促進可再生能源整合。

目前，監(jiān)管機構(gòu)、公用事業(yè)、輸配電系統(tǒng)運營商和零售商已經(jīng)采取DSM措施。對于電動汽車，DSM可以優(yōu)化車輛的充電時間，改變負(fù)載以確保電力供需的良好匹配，減輕配電網(wǎng)負(fù)荷。將電動汽車充電與可再生能源相結(jié)合，還可充分利用可再生能源的發(fā)電能力。DSM 還可為電網(wǎng)提供有價值的輔助服務(wù)，包括頻率調(diào)節(jié)、電壓支持、功率因數(shù)校正等。通過V2G功能，還可進一步提高DSM措施的有效性。當(dāng)前，DSM實施的關(guān)鍵是動態(tài)電價機制，即通過定價激勵消費者在波谷充電，提高電動汽車的社會利用效率，引導(dǎo)電動汽車用戶電網(wǎng)調(diào)峰活動。

在全球電動汽車發(fā)展歷程中，美國、中國、歐洲、日本等國家和地區(qū)采用了一系列政策工具加以推廣，比如公共采購和投資計劃，補貼和其它財稅政策，提高燃油經(jīng)濟性標(biāo)準(zhǔn)和出臺零排放法規(guī)等。未來，隨著電池性能提升、技術(shù)發(fā)展成熟以及消費者偏好改善，電動汽車政策也應(yīng)做出進一步調(diào)整。

應(yīng)采取多種政策措施為電動汽車發(fā)展?fàn)I造最佳環(huán)境。一是降低電動汽車購車成本，車輛購置補貼和車輛購置稅減免是提高電動汽車銷售額的最有效杠桿，征收污染物和溫室氣體排放稅將成為替代補貼、縮小電動汽車與傳統(tǒng)燃油車價格的重要手段。二是推動充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，私人充電樁應(yīng)簡化和加快安裝的審批程序，政府可以采用低利率、貸款擔(dān)保、次級債務(wù)、債券融資的信用保險產(chǎn)品，以及 PPP等方式為公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)提供財政支持。三是出臺排放管制政策，各國應(yīng)加強燃油經(jīng)濟性標(biāo)準(zhǔn)和排放法規(guī)的法律效力，并注重完善監(jiān)管制度。政府還可以通過取消化石燃料補貼、建立反映燃料碳含量的稅收機制、提高燃料質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)等方式，加快電動汽車普及。

幾點啟示

我國針對電動汽車構(gòu)建了較為完善的政策體系，從宏觀統(tǒng)籌、推廣應(yīng)用、行業(yè)管理、財稅優(yōu)惠、技術(shù)創(chuàng)新、基礎(chǔ)設(shè)施等方面，全面推動電動汽車快速發(fā)展。到2020年，補貼政策將逐步退出，電動汽車與傳統(tǒng)燃油車將正面競爭，“后補貼時代”仍需要綜合性的政策體系。一是加強政策制定的理論支撐，建立我國電動汽車發(fā)展的客觀動態(tài)評價機制，增強政策的科學(xué)性、前瞻性、穩(wěn)定性。二是加強政策間的有效協(xié)同。重視產(chǎn)業(yè)與貿(mào)易政策、中央與地方政策的有效銜接與互相協(xié)同。三是重視政策工具使用的多樣性。在供給側(cè)政策工具方面，提高對電動汽車關(guān)鍵核心技術(shù)的科技研發(fā)投入，充分利用國家動力電池創(chuàng)新中心集中行業(yè)核心力量對關(guān)鍵共性技術(shù)進行攻關(guān)；在需求側(cè)政策工具方面，加大對充電基礎(chǔ)設(shè)施的政策支持；在環(huán)境型政策工具方面，運用稅收工具提高傳統(tǒng)燃油車的使用成本。

隨著動力電池電化學(xué)性能、制造規(guī)模、電池尺寸和充電速度等的持續(xù)改善，鋰離子電池有望成為未來電動汽車動力電池的主要形式。一是加快對現(xiàn)有鋰離子電池材料性能的研發(fā)與產(chǎn)業(yè)化。在正極材料方面，加速鎳基材料在正極中的占比，由目前主流的NMC111向NMC622、NMC811發(fā)展，進一步降低電池成本、增加電池能量密度。在負(fù)極材料方面，提高硅基材料在負(fù)極中的占比，形成石墨/硅復(fù)合材料結(jié)構(gòu)，提升快速充電性能。在電解液方面，重點發(fā)展凝膠材料，實現(xiàn)由有機溶劑向聚合物材料的過渡。二是前沿布局新型電池，加快研發(fā)具有更高理論能量密度和更低理論成本的鋰空氣電池、鋰硫電池等，提升試驗檢測能力和驗證水平。

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、移動通信技術(shù)的迅猛發(fā)展，使充電基礎(chǔ)設(shè)施智能化、網(wǎng)聯(lián)化成為重要發(fā)展趨勢，并將大幅提升充電基礎(chǔ)設(shè)施運營效率和用戶體驗，促進充電設(shè)施與電網(wǎng)、交通網(wǎng)、信息平臺等結(jié)合。一是通過遠(yuǎn)程系統(tǒng)實時管控充電設(shè)施位置和當(dāng)前使用狀態(tài)、遠(yuǎn)程預(yù)約情況，基于充電效率最大化原則，適時推出智能化地鎖，全面提高充電服務(wù)智能化水平，加快發(fā)展城市智能充電網(wǎng)絡(luò)。二是推動充電基礎(chǔ)設(shè)施互聯(lián)互通，解決充電接口標(biāo)準(zhǔn)化、上傳數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化、結(jié)算體系標(biāo)準(zhǔn)化三大關(guān)鍵問題。三是基于需求側(cè)管理電動汽車用電需求，合理調(diào)配電力資源，實現(xiàn)削峰填谷、調(diào)頻調(diào)壓、有序充電，積極探索電網(wǎng)平穩(wěn)運行、企業(yè)削減成本、用戶收益的多贏模式。