欧阳明高院士全面详解：新能源汽车市场及技术最热点

2022-12-20 01:08:28

中国电动汽车百人会近日举行2021年度媒体沟通会，百人会副理事长欧阳明高院士就新能源汽车产业技术与总体发展趋势的四个方面：整车及市场，电池可持续发展，充换电和电动汽车智慧能源、氢能与燃料电池，进行了细致全面的分析和阐述。

一、2021年新能源汽车技术与市场亮点及中长期趋势

1、今年市场增长超出预期，但符合逻辑

2021年，新能源汽车销量和渗透率逐月快速提升，市场化进入爆发式增长新阶段。

据中国汽车工业协会数据，2021年1-10月，新能源汽车销量已超过250万辆。11月，一些企业的销量大体都增长了10%-100%，也有一些大型企业受制于产能影响，但都是在增长，估计11月有可能接近300万辆，今年新能源汽车总体销量大约在330万辆左右。

今年的市场爆发原因应该说是技术进步、产品丰富、政策给力的结果。

技术方面，电池技术持续改进，成本也在下降，电池系统结构设计持续创新，比如刀片电池、CTP等大规模应用，磷酸铁锂电池大规模装备轿车。智能辅助驾驶技术的引入对客户的吸引，电动汽车的操控性能优越。

产品方面，电动汽车经过多年推广，带动品牌形象提升，新车型大量引入，造型相比传统车新潮。尤其是车型更丰富，全面覆盖各个乘用车级别。细分市场和产品结构上出现了新的“两头挤”现象。微型车已经基本被电动汽车占领，豪华车也基本由电动汽车主导，中级主流轿车出现了比亚迪超级混动这样100公里纯电里程的插电式电动汽车。

政策方面包括，补贴延续、双积分涨价、国家推出双碳战略，对厂家和年轻客户的预期引导等等。同时也欣喜的看到，补贴对消费的作用正在逐步消退，私人基于市场消费的购车比例已经上升到接近75%。

总之，今年的市场爆发虽然超出预期，但是符合逻辑，这是基本结论。

今年1-10 月，全球广义新能源乘用车销量达到702万台。中国新能源乘用车世界份额占比 51%。根据S型增长曲线的经验判断，全球汽车电动化已突破临界点，进入陡峭增长期。估计明年中国新能源汽车销量会继续增长到500万台，这还是受限于电池供应、芯片供应和产能限制。如果没有这些限制，完全看需求可能比这个更高。现在有些大厂已经受到了产能的限制，供不应求，交货都要四五个月。明年的市场占有率，从全年看肯定在20%以上。

2、未来整车技术趋势：1000公里续航，滑板底盘

不是说续航做到一千公里不可能，而是做到一千公里续航同时还能在几分钟充满电，同时还安全、成本低，这不可能。

一千公里续航，只要市场有需求，技术上完全可以做到。从豪华电动汽车角度，这个可能是一个趋势，但毕竟一千公里续航需要的成本比较高，只能是豪华SUV这种档次，有装电池的空间，客户愿意买单等等，这主要是市场驱动的产品开发。

当然，对技术的要求也会相应提高，例如，一般会采用800伏高压电气构架，高比能量高镍三元锂离子电池，部分厂家还可能尝试固液混合高镍三元锂离子电池，而且安全技术的要求也会更高。

另外一个技术是智能滑板底盘。最近美国Rivian公司因为推出智能滑板底盘备受追捧。

其实滑板底盘技术概念很早就有，通用汽车推出的滑板汽车概念车大概是2002年，当时是一个燃料电池车。特斯拉也有类似概念，但是它的车身还是半承载式车身。由于电池系统通常是扁平化结构，所以凡是纯电动汽车专用..，都跟传统燃油车..差别较大，都带有扁平化的滑板的基本概念。

电动化整车..可分为三种：一种是现在基本上借鉴燃油车..概念，并没有一个完整的底盘，采用的还是承载式车身。第二种是特斯拉推出的扁平式底盘，但采用的是半承载式车身。第三种是Rivian推出的完全滑板底盘，可以承受碰撞，采用非承载式车身，车身可以做得很轻，采用轻量化材料。底盘不变，可以方便地做成各种车型。这是技术多年演变的结果，代表了技术发展趋势。尤其是电池系统做得越来越扁平，电机比功率越来越高，电机/逆变器/驱动轴三合一用得越来越多，可以实现真正的滑板式底盘..。再配合智能化主动避撞，将来碰撞越来越少，车身可以做得越来越轻，甚至用塑料或者布做都是可以的，车型开发周期就可以非常短，花样可以无限多，个性化非常强，这会给汽车设计制造带来一场革命。

3、未来新能源汽车增长预测与碳减排

国际能源署（IEA）今年5月发布全球碳中和路线图认为，从2020年到2030年全球电动轿车将增长18倍， 2030年销量达到5500万。这是按照低碳发展目标给出的比较激进的预测。国外相对保守的预测认为，2030年全球电动汽车销量为3000万辆。

基于欧阳明高团队的计算分析和综合判断，对中国电动汽车市场有一个总体预测：预计在2025年，我国新能源汽车销量会在700万辆到900万辆之间。到2030年，大致是在1700万辆到1900万辆。

从保有量的情况看，2025年会超过3000万辆，2030年大概接近1亿辆，2035年大概接近2亿辆，2040年接近3亿辆。

向新能源汽车转型会对汽车行业节能减排产生重要影响。对于乘用车，2021年纯电动车和燃油车单位里程碳排放数值大约分别是：电动汽车每公里70克二氧化碳排放，燃油车大约是每公里176克二氧化碳排放。预计2035年纯电动汽车单位里程碳排放下降到每公里20克，相比2021年降低70%以上，主要是因为能源结构的变化，也就是绿电比例上升导致。

乘用车，包括燃油车和电动汽车总排放量预计在2023年达到峰值，大约是6亿吨，这不是全部汽车的碳排放峰值，是乘用车的峰值。纯电动汽车相比燃油车碳减排降低幅度会呈快速增长趋势，因为随着绿电的比例加大，电动汽车排放会大幅降低。

4、未来产业格局演变

各合资企业会在明后年集体发力，2023年中外品牌新能源汽车竞争进入激烈期。从核心技术看，国产品牌是有实力的。

首先是电池技术，电池占到电动汽车技术含量的60%，目前这一代电池技术中国占主导地位。当然现在..等国家在大力发展下一代全固态电池，这方面我们还是有差距。但是全固态电池技术产业化并对市场格局产生重要影响估计还要10年左右，我国电池领域研发队伍规模在全球遥遥领先，人才辈出，只要不断努力，相信最终我国是能够走在前列。

至于电驱动和电力电子技术，跟国外比总体不相上下。尤其是以比亚迪为代表的全技术链贯通企业，技术实力在全球也是排在最前面。

从供应链看，我国动力电池产业链完整，全球70%的电池产能在中国，产品供应全球。虽然美国和欧洲正在全力以赴打造电池产业链，而且中国电池进入美国市场可能也会受到一定障碍。但总体而言，中国动力电池的产业竞争力在相当时间内难以撼动。

当然，近期芯片供应成为了卡脖子问题。其实汽车芯片只占全部芯片的大概10%，目前主要还是周期性供需失衡问题。而且汽车对芯片集成度要求低于手机等产品，从中期看，我国自主技术不难解决新能源汽车芯片问题。

从整车品牌看，电动汽车爆发之后对老品牌是一种挑战，对新品牌是一个机遇。因为老品牌要把电动汽车做得跟燃油车一样，外形不敢改，怕跟以前品牌形象不一致。如果改了，就跟新品牌在同一个起跑线，就很纠结。所以，虽然品牌认知度方面，国外老品牌还是要更好一些。但是总的来讲，由于新造车势力这几年的蓬勃发展，在品牌形象方面也创出了中国新能源汽车自主品牌的一片新天地。自主品牌升级也比预想的要好很多。在新一轮电动化和智能化浪潮下，中国自主品牌在未来汽车产业竞争中站占据优势地位还是要充满信心，有预测2030年中国市场的中国汽车品牌会占到60%。

从企业看，新能源汽车兴起引发了汽车产业的技术革命。自主品牌企业八仙过海，涌现出比亚迪这样的全球标杆企业，新造车势力来势凶猛，充满活力。合资企业蓄势待发，即将全面发力。今后五年是一个窗口期，市场高速增长，竞争持续激烈。5-10年会有一次企业大洗牌，肯定会淘汰一批，究竟鹿死谁手，现在无法预测。

总之，汽车工业正在经历百年未有之大变局，迎来了巨大的时代机遇。但迎接新能源汽车市场爆发增长的同时也会遇到一系列挑战，包括电池技术、产业以及材料资源的可持续发展问题；快充快换与车网互动以及绿色智慧能源问题；氢能与燃料电池汽车的发展问题等。

二、动力电池可持续发展技术路线图

5、动力电池装机量

我国动力电池装机量随着电动汽车的快速增长而增加。2021年1到9月份共装车0.92亿千瓦时，全年预计1.5亿千瓦时左右。

2025年预计在6亿千瓦时左右，2030年预计在15亿千瓦时到20亿千瓦时之间。

国外机构基于2030年全球5500万辆电动汽车年销量的激进预测给出的动力电池的年装车量结果是50亿千瓦时，而保守预测结果是30亿千瓦时。

基于电动汽车保有量可以预测中国车载电池的总保有量，预计2025年会超过20亿千瓦时，2030年会超过70亿千瓦时，2035年会超过150亿千瓦时。

由于电动汽车市场火爆，刺激上游电池产业快速扩产。据统计中国动力电池规划产能2023年将达10亿千瓦时，2025年接近25亿千瓦时。当然，规划产能会大于动力电池年产量，同时年产量中除了车用电池外，还有储能电池等一系列其它用途，估计2025年电池总出货量在10亿千瓦时左右。

电池产量的快速膨胀会刺激上游材料周期性涨价。同时也会引起公众对材料资源短缺的担心。

从潜力看，全球锂资源经济可采储量为2100万吨，如果按三元811电池材料体系算，可以生产电池2000亿千瓦时。按平均一辆车100千瓦时算，可以制造20亿辆电动汽车。当然这不能全部用于汽车，别的地方也要用。但这是经济可采储量，总勘探储量是8600万吨。而且因为总勘探储量近年还在不断增加，似乎问题不是很大。

但是，钴的资源就没有那么乐观了，经济可开采储量只有710万吨。照此计算只能到950亿千瓦时。至于锰的资源则没有问题，非常富余。

然而资源分布却不均匀，锂矿有3/4分布在澳大利亚、智利、阿根廷。钴矿有2/3依赖于非洲的刚果金。镍矿的一半依赖于印尼和俄罗斯。资源分布是极不均匀。所以，资源的压力还是有的，不能掉以轻心。

6、电池材料的循环可持续

如果循环利用做得好，支撑发展问题不会很大。材料循环要耗能、要排放，电池生产也会耗能和排放，可持续发展也是重大问题，也就是电池全生命周期的碳排放是问题。

以三元高镍811锂离子电池而言，每千瓦时全生命周期碳排放大约是87公斤。三元电池相对碳排放是比较高的主要原因是正极材料，包括前躯体和正极材料制备的碳排放就占了总排放的一半。

磷酸铁锂电池全生命周期碳排放相比三元NCM811化学体系约降低三分之一。至于钠离子电池，碳排放就更低。

怎么解决碳排放问题？第一，电能清洁化，电池产业链要尽可能往西部转移，四川、贵州、云南、青海是非常合适的地方，利用可再生能源和当地资源优势是一个根本途径。第二，电池回收利用再生制造。第三，全产业链生产工艺改进、提升关键环节能效。

从回收角度看，2025年中国需要回收和梯次利用的电池总量将达到1.25亿千瓦时。

国家层面非常重视电池回收利用，..、发改委、工信部、发了很多的文件，现在满足废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件有14家回收利用企业，将来还会继续扩大。

主要的回收手段现在有三种，干法、湿法和物理回收。干法是烧，能耗偏大，环保问题还是有的。湿法是生产效率偏低一点，设备比较复杂，也有一些腐蚀性溶剂。现在推崇的是进行物理回收、电池修复和材料再生的科技创新。电动汽车退役电池要通过精确的电池剩余电量测试，进行分选。然后分门别类进行修复、梯次利用和材料回收再生。

从电池全生命周期减排的潜力看，现有电力结构下，物理回收减排超过50%；湿法回收减排32%；火法回收减排3.5%。随着绿电比例的提升，在2030年电力结构背景下碳排放再降低12%；2050电网深度脱碳背景下，碳排放再降低75%；100%绿电可以实现电池生产制造全生命周期近零排放。

7、会不会有别的电池取代现在的锂电池

这是动力电池技术可持续发展问题。首先，锂离子电池还会用很久。

当前这一代锂离子电池的比能量上限大约是每公斤300瓦时左右，新型锂离子电池可以达到每公斤350瓦时到400瓦时。2025年会出现与现有液态电解质锂离子电池比能量大体相当的第一代全固态电池。2030年后出现第二代采用新型正负极材料的全固态电池，比能量会提升到每公斤500瓦时，还会有高比能量锂-硫电池、金属空气电池。

钠离子电池现在已经出现，但是各方面性能还不能满足高性能汽车使用要求。预计到2035年，钠离子电池、钾离子电池性能会大幅提升，比能量会达到每公斤300瓦时左右。与现在的高比能量锂离子电池相当。

从电池产业可持续发展角度看，估计现有的锂离子电池，包括固液混合的锂离子电池，2030年之前还是绝对主导地位。第一代全固态电池产业化，占市场比例接近1%的时间点可能在2030年左右。2035年之后，新一代固态电池，钾、镁、钠、锂-硫等各类电池会进入市场。到2050年，液态锂离子电池有可能减少到约20%。

8、电池全链条智能化趋势

材料既要回收，同时也要开发新的材料体系，以及挖掘现有材料的性能潜力。

每一种电池材料比容量都有一个理论值，但实际上做出来的电池产品是很难达到这个理论值。

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