新能源汽车的意义与发展现状
2023年12月13日,国家四部门联合发布的《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》中指出,要加强新能源汽车与电网融合互动,到2030年,力争为电力系统提供千万千瓦级的双向灵活性调节能力。在此背景下,本系列文章以新能源汽车与电力市场为主题,旨在讨论新能源汽车参与电力市场的意义、现状、关键技术与实践案例。
习近平总书记在第75届联合国大会上宣布了我国“碳达峰、碳中和”的“双碳”目标,并在气候雄心峰会上进一步提出了中国国家自主贡献新举措,彰显了大国担当,为我国能源清洁和低碳转型指明了发展方向。2021年,全国两会首次将“碳达峰、碳中和”写入国务院政府工作报告,将“扎实做好碳达峰、碳中和各项工作”列为重点工作之一。当前我国碳排放基数大,且未来一段时期内仍将继续增长。要实现2060年碳中和的目标,我国的减排速度须远超发达国家。
能源电力和公路交通是实现“双碳”目标的主要发力点。根据数据统计,电力生产、热力生产、工业和交通行业,是我国碳排放的主体。我国汽车产量和保有量均居全球首位,据统计,全年道路交通二氧化碳排放量近7.5亿吨,约占全国碳排放总量的10%,是减碳减排的重点产业之一。从中长期看,纯电动车将成为实现汽车产业“双碳”目标的主要手段。
一、大力发展新能源汽车的意义
大力发展纯电驱动的新能源汽车是我国交通强国战略的重大需求,也是实现“双碳”目标的重要举措,具有重大战略意义。
一是有利于减少碳排放。中国交通领域二氧化碳排放占全国碳排放总量的10%左右。电动汽车替代燃油汽车是降低碳排最直接、最有效的方式。从五种不同燃料类型汽车平均单位行驶里程碳排放量来看,常规混合动力车、插电式混合动力车、纯电动车碳排放量明显低于柴油车和汽油车,其中,纯电动车平均碳排放量最低。根据《中国汽车低碳行动计划研究报告2021》分析,纯电动乘用车生命周期碳减排潜力较大,到2025年可实现减排至72%(以2020年为基准),到2060年可实现碳减排至2020年的17%。
图1 2020年不同燃料类型汽车碳排放量
二是有利于促进能源安全。中国石油对外依存度超过了70%,其中交通领域石油消费占总消费量的70%。2030年中国纯电动汽车预计
将达到1亿辆,每年减少能源消耗约1.4亿吨。加快电动汽车替代燃油汽车,有利于促进国家能源安全。
三是有利于构建以新能源为主体的新型电力系统。随着新能源发电技术的发展,大力开发可再生能源成为缓解能源危机的重要措施。然而,可再生能源发电具有间歇性和波动性。因此,可再生能源大量并网可能会导致电力不平衡,进而影响电网的稳定性。电动汽车兼有移动储能和可控负荷的特性,基于V2G(Vehicle-to-Grid)技术,电动汽车作为电网友好型负荷和可移动分布式电源,可向电网提供削峰填谷、频率调节等服务,保障电力电量平衡,提高电力系统整体的运行效率。
四是有利于培育产业链新动能。发展新能源汽车是能源消费领域的重大变革,充电设施共建共享、动力电池梯次利用等新业务、新业态、新模式蓬勃发展,为能源电力高质量发展注入了新的动能。
二、我国新能源汽车产业的政策支持
在新能源汽车产业发展方向上,我国始终坚持“纯电驱动”的战略方向。2012年,国务院颁布了《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020年)》(国发〔2012〕22号),其中明确提出以“纯电驱动”作为
我国新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向。工信部在《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》(征求意见稿)中再次重申将延续“纯电驱动”发展方向。
为此,国家持续出台多项扶持政策。
在供给侧,一是限制燃油汽车发展,国务院《关于发布政府核准的投资项目目录(2016年本)的通知》(国发〔2016〕72号)明确,原则上不再核准新建燃油汽车生产企业。二是建立新能源汽车双积分机制,生产燃油汽车获得负积分,生产新能源汽车获得正积分,积分可以交易,未达标车企将面临处罚,倒逼车企大力发展新能源汽车。三是启动燃油汽车停售时间表研究,海南省已率先宣布2030年全域禁止销售燃油汽车。
在需求侧,一是免除新能源汽车车辆购置税并提供购置补贴,2019年纯电动乘用车最高可获得2.75万元补贴,插电混动乘用车最高可获得1万元补贴。二是给予车辆上牌优惠政策,如北京、上海、广州、深圳等多地均出台了新能源汽车专门的牌照优惠政策。三是直接制定推广目标,2018年国务院印发了《打赢蓝天保卫战三年行动计划》,明确要求加快推进城市建成区新增和更新的公交、出租、物流等营运车辆使用新能源或清洁能源汽车,要求2020年年底前重点区域新能源或清洁能源汽车的使用比例达到80%。
新能源汽车规划三、我国新能源汽车产业发展现状
新能源汽车主要包括纯电动汽车、插电式混合动力汽车、氢燃料电池汽车三大类。目前,氢燃料电池汽车仍在技术验证阶段,预计在2030年之前难以实现大规模发展,仅有望在重型商用车领域实现初步商业化应用。因此,本系列文章所讨论的新能源汽车主要指已具备规模化发展条件的纯电动汽车和插电式混合动力汽车。当前,我国新
注册登记的新能源汽车数量呈高速增长态势,新能源汽车产业高速发展。
表1 2016-2020年我国新能源汽车保有量增长情况
从技术角度来看:在电驱动方面,随着我国电驱动系统集成化程度快速提升,新能源汽车的使用寿命、功率密度等指标已与燃油车相当。在动力电池方面,锂离子电池单体能量密度已达到300Wh/kg,循环
次数达1000次以上,将来有望继续提升。而且,电池的抗低温性能显著提升,东北、西北等高寒地区推广阻力明显减小。在安全方面,随着动力电池新的安全防控技术应用,电池自燃概率将下降至十万分之一。在产业配套能力方面,我国已建立了完善的新能源汽车产业链体系,具备大规模发展条件。我国已形成驱动电机、电机控制器、减/变速器、电驱动总成、关键材料与器件的完整产业链,自主化率达到95%以上,相关配套厂商数量超过200家。
经过十余年发展,我国新能源汽车产业已在全球处于引领地位,率先进入新能源汽车规模应用阶段。2019年,我国新能源乘用车销量占全球市场的52.2%,超过欧美和日本的总和;全球销量前十的汽