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從能源電力角度深度解讀電動汽車與充電設(shè)施市場前景
本文聚焦三大問題:如何看待電動汽車對能源電力結(jié)構(gòu)帶來的變化?如何判斷電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景?如何看待配套充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展前景?
一、如何看待電動汽車對能源電力結(jié)構(gòu)帶來的變化?

全球能源消費總量與區(qū)域分布
全球能源需求過去40年一直保持穩(wěn)步增長態(tài)勢,發(fā)展中國家快于發(fā)達國家。2000年以來,非OECD國家貢獻了絕大部分能源增長份額。
全球能源消費分部門情況
在總體能源結(jié)構(gòu)中:
1)居民與商業(yè)領(lǐng)域,發(fā)達國家保持穩(wěn)定,發(fā)展中國家持續(xù)下行,趨于收斂。
2)工業(yè)領(lǐng)域,發(fā)達國家持續(xù)下行,發(fā)展中國家“先降后升”已反彈至高位。
3)交通領(lǐng)域,發(fā)達與發(fā)展中國家均持續(xù)上行,發(fā)展中國家增速快于發(fā)達國家。
從OECD經(jīng)驗看,全球用能增長潛力最快的領(lǐng)域在于非OECD交通用能。



電能與石油在終端消費中的占比
電氣化與石油消費“此消彼長”十分明顯,發(fā)展中國家石油消費尚未見頂。
1)電力消費全球占比從9%提高到了18%。OECD國家從11%到22%;非OECD國家從6.5%到16.5%。
2)石油消費全球占比從最高48%降到了40%。OECD國家從最高56%降到47%;非OECD國家總體在30%左右波動,變化不大。


電力與石油的分部門占比:工業(yè)
工業(yè)領(lǐng)域:“電能替代”進程在OECD似乎開始“見頂”,非OECD國家仍有50%提升空間。“燃油替代”趨勢明顯,進一步下降空間較為有限。
1)電力占比:全球從14.5%提升至26.2%;OECD從15.6%提高到32.1%;非OECD從12.8%提高到23.8%。OECD在電能占比達到30%之后增速放緩。
2)石油占比:從70年代后期進入穩(wěn)步下降趨勢,發(fā)展中國家和發(fā)達國家呈現(xiàn)趨同趨勢。


分部門占比:居民、商業(yè)及其他
商業(yè)領(lǐng)域:“電能替代”進程在OECD國家有所放緩,“天花板”或高于工業(yè)領(lǐng)域,非OECD國家有翻倍空間。“燃油替代”主要貢獻為OECD國家,下降空間同樣較為有限。
1)電力全球從9%提升至29.2%;OECD從15.4%提高到41.2%;非OECD從3.6%提高到21.1%。OECD電能占比達到40%之后增速放緩。
2)石油從1971年到2013年呈現(xiàn)全球同步下降趨勢,全球下降幅度接近2/3,OECD是下降的主要原因,非OECD變化不大,呈緩慢下行趨勢。


分部門占比:交通領(lǐng)域
交通領(lǐng)域:“電能替代”與“燃油替代”進程尚未真正起步。
1)電能全球占比僅有1.1%,OECD國家僅占0.8%左右,非OECD國家則從3%下降到1.6%左右。
2)石油全球占比僅從93.5%下降到92.5%,僅下降1個百分點;OECD從95%下降到93%;非OECD則從82%提升到接近90%。


小結(jié)
1)非交通領(lǐng)域:發(fā)達國家該領(lǐng)域的“電能替代”和“石油替代”進程已進入后半段,潛力空間有限;發(fā)展中國家“電能替代”仍有很大潛力。
2)從能源消費結(jié)構(gòu)看,交通領(lǐng)域,尤其是發(fā)展中國家交通用能是增長最快和空間最大的領(lǐng)域,該領(lǐng)域“電能替代”與“石油替代”進程未真正起步,使全球電能占比整體被拉低10個百分點,原油占比整體被抬高了27.5個百分點。
3)交通領(lǐng)域是未來幾十年能源和電力消費結(jié)構(gòu)變革的“重頭戲”,將有力帶動全球能源供應(yīng)向電氣化、清潔化和低碳化轉(zhuǎn)型。


推演1:傳統(tǒng)燃油車路徑
按照傳統(tǒng)燃油汽車路徑發(fā)展,全球電能替代空間有限
OECD國家:在非交通用能領(lǐng)域的電能替代已經(jīng)進入“增速換擋期”,若不能在交通領(lǐng)域取得突破,未來電能占比提升和化石能源替代空間較小。
非OECD國家:非交通用能領(lǐng)域的電能替代仍有很大空間,但邊際效應(yīng)呈現(xiàn)遞減趨勢,傳統(tǒng)模式下,交通領(lǐng)域的石油消費將持續(xù)快速增長。
初步測算,如果交通領(lǐng)域沒有突破,照2013年能源結(jié)構(gòu),即使非OECD國家在非交通領(lǐng)域達到OECD同樣電能占比水平,全社會電能在終端能源的占比也僅能夠提高6個百分點,達到24%。
推演2:電動汽車路徑
電動汽車推動交通領(lǐng)域電氣化轉(zhuǎn)型有望使全社會電能占比提升至30-40%,對應(yīng)未來一個長期歷史進程。
按照2013年消費結(jié)構(gòu),假定交通領(lǐng)域電能占比達到非交通領(lǐng)域相當水平(28%),對應(yīng)交通領(lǐng)域的石油消費總量下降62%,全社會石油消費總量下降37%,全社會石油消費占比由40%下降至29%。
達到當前非交通領(lǐng)域相當水平意味著電動汽車在汽車總保有量的占比要超過60%,必然要經(jīng)歷一個長期的歷史過程。
過去40年非交通領(lǐng)域電氣化快速提升與電力“供給側(cè)的規(guī)模發(fā)展(廣泛聯(lián)網(wǎng))+需求側(cè)的驅(qū)動控制技術(shù)進步”的發(fā)展模式密不可分;包括鐵路等交通領(lǐng)域的電能替代進展明顯。
在電力存儲的經(jīng)濟性和便捷性上沒有突破,無法解決“移動中供能”是制約交通電氣化深入推進的根本原因。
二、如何判斷電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展前景?
核心關(guān)鍵還是電池技術(shù)
回顧歷史:電動汽車先后兩次在電池上“敗走麥城”。
1890-1920:初期受歡迎,1900年1/3市場份額,但在后續(xù)主流市場競爭中失敗。
內(nèi)因:動力電池技術(shù)停滯,不能規(guī)模進入大眾市場(Ford考慮過量產(chǎn)電動汽車)。
愛迪生鎳鐵電池:能量密度:19-25Wh/kg;效率:65%–80%;價格昂貴。
外因:電氣化和城鎮(zhèn)化水平低,電力成本和便利性都不如燃油。
1加侖燃油5美分,而1度電要20美分,
很多便利店、市場和鐵匠店都儲備大桶石油提供加油服務(wù),到2020年已經(jīng)形成全國性的加油站網(wǎng)絡(luò),電氣化覆蓋不足,17年才有第一條輸電線路。
鄉(xiāng)村人口多數(shù),公路少,燃油車重量輕,續(xù)航長。
1990-2003:加州CARB發(fā)布ZEV法案,通用等推出電動車型,但中途夭折。
內(nèi)因:鉛酸電池主導(dǎo)的動力電池技術(shù)不足以支撐市場可持續(xù)發(fā)展。
外因:整車企業(yè)巨頭的反對與抗議。幾大車企訴訟下2003年CARB終止法案。
“事不過三”(2008至今):鋰離子電池帶來的新希望。
鋰離子的成功商業(yè)應(yīng)用為政策再次發(fā)力提供了底氣。
鋰離子規(guī)?;瘧?yīng)用在20世紀初,在能量密度、壽命方面展現(xiàn)了良好前景,與加州CARB2008年再次推出ZEV法案具有很好的契合度。
近幾年鋰離子的技術(shù)性能和成本進展展現(xiàn)了良好的前景。
從2011年到現(xiàn)在,成本下降了50%,能量密度提升超過40%,高能量密度的三元材料也得到了廣泛應(yīng)用。
展望前景:2020年具備與主流燃油車相當?shù)慕?jīng)濟性競爭力。
當前電池成本水平下,政府補貼已經(jīng)能夠為規(guī)模量產(chǎn)車型提供良好盈利保障。
目前我國國家和地方政府補貼對純電動乘用車合計在2-3元/kWh水平,已經(jīng)可以覆蓋電池對應(yīng)成本,再結(jié)合油電差價效益,領(lǐng)軍企業(yè)能夠在政策補貼下收回研發(fā)投入并獲得較高回報。公交與插電式車型的補貼力度和利潤率更高。
到2020年,電池成本有望降低到0.75-1元/kWh,可通過油電差價彌補。
按照續(xù)航里程300公里,油價6元/L水平,年里程1.5萬公里,按照0.5元/kWh的電價,8年折舊,具備家庭充電條件電動車用戶全周期成本比燃油車低0.03-0.12元/公里,8年合計節(jié)約成本約3000-15000元。
若年均行駛里程提高,電池折舊可進一步攤薄。按照1000次有效循環(huán)壽命,年里程達到3.8萬公里時,全生命周期成本可節(jié)約8.4-9.7萬元。
“胡蘿卜+大棒”政策推動效應(yīng)持續(xù)發(fā)酵
1)已成為未來全球產(chǎn)業(yè)競爭焦點,政策力度不會明顯減弱。
德國在今年年中推出補貼政策;
美國在7月出臺了最新一攬子計劃,45億美元充電設(shè)施政府擔保貸款,大幅提升其電池發(fā)展目標(500Wh/kg,100美元/kwh)。
2)“獎勵”政策更穩(wěn)定和到位。
“十三五”補貼政策正在優(yōu)化完善,有助于形成優(yōu)勝劣汰和統(tǒng)一市場,有效穩(wěn)定市場預(yù)期和培育領(lǐng)軍企業(yè),產(chǎn)業(yè)規(guī)模經(jīng)濟能夠抵消補貼退坡影響。中央部委聯(lián)動支持力度前所未有,主要部委已出臺或正在醞釀配套支持政策,地方財政政策可操作性顯著提高,并進一步向支持運營環(huán)節(jié)聚焦。
3)“約束”政策加快,保障安全規(guī)范和市場化發(fā)展。
“騙補”整頓,標準體系、檢測認證、市場準入與監(jiān)管等顯著加強。
引入乘用車平均燃料消耗量限值(2020年5L/100km)、引入碳積分和碳配額等強制性新能源汽車比例指標約束,實現(xiàn)企業(yè)間交差補貼,將顯著加速產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級進程,已進入征求意見階段。
“用戶體驗”優(yōu)勢將得到更多用戶認可
部分領(lǐng)軍企業(yè)已經(jīng)展示除了超越同價位燃油車的用戶體驗優(yōu)勢,市場接受度逐步提高。
電動汽車+充電的特點:加速快、安靜、重心平穩(wěn);易于實現(xiàn)四驅(qū);環(huán)保、節(jié)能以及對應(yīng)的不限行、不限號、免費通行等特權(quán);通過家+單位固定充電樁補電;易于維護保養(yǎng);純電動汽車儲物空間大;戶外移動發(fā)電;適合在線升級。
用戶體驗提升(VS燃油車):較低價位享受豪車動力、舒適與操縱性的“富人”體驗;精神優(yōu)越感的“好人”體驗;很少依賴公共設(shè)施、降低保養(yǎng)頻率的“懶人”體驗;兩個儲物箱,逆變交流輸出等“潮人”體驗。
2015年,斯拉ModelS在美國同價位大型豪華轎車這一細分市場占有率達到了第一(25%),超越了眾多重量級燃油汽車巨頭。
過去幾年市場銷售情況
中國、美國、歐洲、日本是全球電動汽車銷量最高的國家或地區(qū),2015年,我國市場規(guī)模與累計銷量雙雙躍居世界第一。2015年,受油價大幅下滑和新車型推退出滯后等因素影響,美、日電動汽車市場規(guī)模略有下滑;但歐洲地區(qū)隨著更多車型上市,仍保持較快增長;在國務(wù)院和有關(guān)部門推動下,我國電動汽車同比增長341%,成為全球增長最快的國家。

世界主要國家電動汽車銷量(單位:萬輛)
2016年1-8月,在政策調(diào)整的不利影響下,我國新能源汽車銷量依然達到25.8萬輛,同比增長1.1倍,預(yù)計全年銷量有望達到50萬輛左右。
國際主要結(jié)構(gòu)對未來情景的預(yù)判
國際主流機構(gòu)預(yù)測結(jié)果:到2020年,全球電動汽車市場份額在4%~10%之間,部分國家可能超過20%;到2030年,全球電動汽車市場份額將超過20%,中國等領(lǐng)先國家將超過25%。

主要國際機構(gòu)對未來電動汽車市場份額的預(yù)測結(jié)果
2020-2030年我國電動汽車情景預(yù)測

電動汽車保有量2020年能達到500萬輛的國家規(guī)劃目標,2030年將突破5000萬輛。預(yù)計到2020年,政策目標情景下我國電動汽車保有量為648萬輛,比國家既定規(guī)劃目標高出30%,政策修正情景下也將達到496萬輛;到2030年,政策目標情景下達到6242萬輛,政策修正情景下達到5486萬輛。

2020年電動汽車用電量達到578~714.5億kWh,占全社會總用電量的0.8~1%,到2030年,達到3892~4378億kWh,占全社會用電量的3.7~4.2%。
預(yù)計2020、2030年通過“以電代油”可以將石油對外依存度降低1個和7個百分點左右,控制在70%以內(nèi)。

三、如何看待配套充電基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展前景?

2015年國家明確充電基礎(chǔ)設(shè)施頂層設(shè)計
1年調(diào)查研究,3輪專家、百人會、地方意見征集,3輪相關(guān)部委意見征集。
《關(guān)于加快電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的指導(dǎo)意見》(國辦發(fā)〔2015〕73號)
《電動汽車充電基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展指南(2015-2020)》(發(fā)改能源〔2015〕1454號)
凝聚了當前政府、行業(yè)與公眾的最大共識;由最高行政機關(guān)、多部門印發(fā)實施。
國家充電基礎(chǔ)設(shè)施頂層設(shè)計文件
總體定位:新型的城市基礎(chǔ)設(shè)施。
體系層次(“三個層次設(shè)施”+信息服務(wù)平臺):
用戶居住地停車位、單位停車場、公交及出租車場站等配建的專用充電設(shè)施為主體;
公共建筑物停車場、社會公共停車場、臨時停車位等配建的公共充電設(shè)施為輔助;
獨立占地的城市快充站、換電站和高速公路服務(wù)區(qū)配建的城際快充站為補充;
以充電智能服務(wù)平臺為支撐。
充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)目標分類引導(dǎo)

集中式充換電站

分散式充電樁
分區(qū)域引導(dǎo)

分場所引導(dǎo)

城際互聯(lián)目標引導(dǎo)

分類施策,先易后難,跨界融合

【來源:充電樁視界】
發(fā)布日期:2016-10-27