《2018全球电动汽车展望(中文版)》

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2018
全球电动汽车展望
Towards cross-modal electrification
国际能源署(IEA)
国际能源署研究分析了各种能源问题,包括石油,天然气和煤炭供应和需求,可再生能源技
术,电力市场,能源效率,能源使用,需求方管理等等。 通过其工作,国际能源署倡导的
政策将提高其30个成员国,7个协会国家及其他国家的能源的可靠性、可负担性和可持续
性。国际能源署重点关注的四个主要领域是:.
n 能源安全:促进所有燃料和能源的多样性,效率,灵活性和可靠性;
n 经济发展:支持自由市场促进经济增长和消除能源贫困;
n 环境意识:分析政策选择以抵消影响能源生产和使用对环境的影响,特别是应
对气候变化和空气污染。
n 全球参与:与各相关国家密切合作,特别是主要的新兴经
济体,以寻求关于共享能源和环境问题的解决方案。
国际能源署成员国:
Australia
Austria
Belgium
Canada
Czech Republic
Denmark
Estonia
Finland
France
Germany
Greece
Secure
Sustainable
Hungary
Together
Ireland
Italy
Japan
Korea
Luxembourg
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Poland
Portugal
Slovak Republic
© OECD/IEA, 2018
Spain
International Energy Agency
Sweden
Website: www.iea.org
Switzerland
Turkey
United Kingdom
United States
Please note that this publication
is subject to specific restrictions
that limit its use and distribution.
The terms and conditions are
available online at www.iea.org/t&c/
The European Commission
also participates in
the work of the IEA.
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
编制说明
《全球电动汽车展望2018》由国际能源署(IEA)组织编制,能源署可持续发展技术和展望局
(STO)的 Pierpaolo Cazzola负责项目协调。
电动汽车倡议成员国(EVI)的专家,代表相关政府提供了数据和技术支持,并对报告进行了审
核,这些专家主要来自美国、中国、英国、法国、德国、加拿大、挪威、瑞典、芬兰、印度、墨西
哥等国。鉴于参与报告拟制和审核的专家人数较多,此处不一一列举,具体专家信息请参见报告的
英文版本。
国际能源署从2016年开始,连续三年发布《全球电动汽车展望》报告。2018年5月30日发布了年度报
告,英文版报告全文可从国际能源署网站下载。
《全球电动汽车展望2018》全文由浙江泓源汽车集团洪伟宏翻译,由于电动汽车发展涉及面广,专
业性强,翻译难免存在不准确之处,如有疑问,可参考原文阅读,并请多提宝贵意见,以便完善报
告。
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Global EV Outlook 2018
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Towards cross-modal electrification
摘 要
根据最新版国际能源署的全球电动车展望,2017年全球纯电动轿车和插电式混合动力轿车
Page | 4 保有量超过300万辆,比2016年增加54%。
中国仍然是世界上最大的电动轿车市场,占去年销量的一半。 2017年中国销售电动轿车近
58万辆,比上年增长72%。美国排名第二,2017年销量约为28万辆,高于2016年的16万辆。
北欧国家仍然是市场份额的领导者。电动轿车占挪威新车销量的39%,使其成为电动汽车
市场份额的全球领导者。在冰岛,新的电动轿车销售额占总数的12%,而瑞典的份额达到
6%。德国和日本也实现了强劲增长,两国的销售额比2016年增长了一倍以上。
发展不仅限于轿车。 2017年,电动公交车保有量从2016年的34.5万辆增加到37万辆,电动两
轮车达到2.5亿辆。这些运输方式的电气化几乎完全由中国推动,中国占电动公交车和两轮
车的99%以上,尽管欧洲和印度的注册量也在增长。
充电基础设施也在加快步伐。2017年,全世界家庭和工作场所的私人充电桩数量估计接近
300万。此外,2017年全球约有43万个公共充电桩,其中四分之一是快速充电桩。快速充电
桩在人口稠密的城市中尤为重要,并且有助于实现长途驾行,在提升电动汽车吸引力方面
发挥着重要作用。
电动汽车的增长在很大程度上受到政府政策的推动,包括公共采购、降低购买成本的财政
激励、严格的燃油经济性标准以及污染排放法规,低排放和零排放车辆强制要求,以及各
地措施,例如根据污染物排放性能限制车辆的行驶。
电动汽车的快速发展也得益于近年来在改善锂离子电池性能和降低锂离子电池成本方面取
得的进展。然而,进一步降低电池成本和提高性能对于提高电动汽车的吸引力至关重要。
这些都可以通过改进的电池化学成分、增加生产规模和加大电池尺寸来实现。锂离子电池
后的新技术将进一步改进电池性能。
由于镍、锂和钴等锂离子电池的核心元件存在供应问题,因此还需要创新电池化学以保持
增长。钴的供应特别容易受到影响,因为全球近60%的钴生产集中在刚果民主共和国。
此外,精炼和加工原钴的能力高度集中,中国控制着90%的加工能力。即使考虑到电池化
学的持续发展,到2030年,对电动汽车的钴需求预计将比目前高出10到25倍。
报告指出,在满足社会和环境可持续性目标的同时,要实施劳动力和环境保护要求的最低
标准。环境的可持续发展,还需要加强废旧电池回收处理工作。
报告采用了国际能源署的新政策情景模型,以及国际电动车协会的EV30 @ 30情景模型,预
测了2030年发展。展望未来,政府的政策支持、以及车辆成本降低,将使得电动汽车市场
持续显著增长。新政策情景中,考虑到当前和计划中的政策实施,预计到2030年电动汽车
的数量将达到1.25亿辆。如果要实现气候目标和其他可持续性目标,还需要进一步提高政
策要求,如同EV30 @ 30情景,预测2030年电动汽车保有量可能高达2.2亿。
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Global EV Outlook 2018
Towards cross-modal electrification
内容索引
概述...................................................................................................................................... 9
Page | 5
1.
介绍 ....................................................................................................................................... 15
电动汽车倡议............................................................................................................................15
The [email protected] 运动................................................................................................................ 16
内容和范围.............................................................................................................................16
2.
车辆 ...............................................................................................................................19
轿车和轻型商用车 ................................................................................................................19
保有量.....................................................................................................................................19
销售量和市场................................................................................................................. 20
市场驱动..........................................................................................................................22
关键的政策......................................................................................................................23
两轮和三轮车......................................................................................................................... 27
低速电动车............................................................................................................................. 29
中型和重型电动车 ................................................................................................................ 29
电动车部署目标..................................................................................................................... 33
燃油车禁止和限制......................................................................................................... 35
提高汽车制造商电动车生产 ......................................................................................... 37
3.
电动车充电基础设施......................................................................................................41
充电标准................................................................................................................................. 41
目前状态 ......................................................................................................................... 41
最新部署 ......................................................................................................................... 43
不同车型的使用标准..................................................................................................... 43
充电设施的发展和可用性...................................................................................................... 44
私人充电桩...................................................................................................................... 45
公共充电桩...................................................................................................................... 46
最新的政策支持...................................................................................................................... 47
国家和跨国家层面.......................................................................................................... 47
当地政策...........................................................................................................................51
私营利益攸关方的倡议..........................................................................................................53
4.
能源需求和排放.............................................................................................................55
电动汽车对能源需求的影响 ................................................................................................ 55
对石油需求的变化......................................................................................................... 55
排放......................................................................................................................................... 58
温室气体 ......................................................................................................................... 58
当地空气污染................................................................................................................. 59
5.
电池..............................................................................................................................61
当前状态 ................................................................................................................................ 61
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
成本和性能驱动.................................................................................................................... 62
电池化学........................................................................................................................ 62
制造能力........................................................................................................................ 63
电池尺寸 ....................................................................................................................... 64
充电速度........................................................................................................................ 64
技术发展前景........................................................................................................................ 65
成本估计 ............................................................................................................................... 66
轻型车 ........................................................................................................................... .66
其他交通模式................................................................................................................ 67
电池技术发展对电动汽车应用的影响................................................................................ 68
轻型车 ............................................................................................................................68
两轮车............................................................................................................................ 72
城市公交 ........................................................................................................................ 73
卡车................................................................................................................................ 74
Page | 6
6.
2030年前展望 ..............................................................................................................77
关于情景的定义 ................................................................................................................... 77
电动汽车 ................................................................................................................................77
全球情况........................................................................................................................ 77
地区................................................................................................................................ 82
电池容量................................................................................................................................ 85
原材料需求 ............................................................................................................................86
镍 ................................................................................................................................... 87
电动车充电基础设施............................................................................................................ 89
轻型车私人充电桩........................................................................................................ 90
轻型车和公交车的公共充电桩.................................................................................... 90
对能源需求和CO2 排放的影响............................................................................................. 93
油井到车轮的温室效应................................................................................................ 95
CO2 排放量预估和减排................................................................................................. 96
7.
政策考虑.......................................................................................................................99
介绍和结构 ........................................................................................................................... 99
确保政策环境对增加电动汽车的市场接受度有利 ........................................................... 100
促进公共采购 ............................................................................................................... 100
弥合价格差距 ............................................................................................................... 101
支持充电桩部署........................................................................ ...................................102
通过国家政策规范排放标准........................................................................................ 104
制定地方措施规范使用区域 ...................................................................................... 105
抓住从传统出行到提供服务变化的契机.................................................................... 106
通过道路收费补充燃油税........................................................................................... 106
发展以需求和商业为驱动的充电基础设施................................................................ 106
确保电动汽车和电力网络有效结合 ........................................................................... 107
管理电动汽车原材料需求变化.................................................................................... 108
最大限度确保电池的经济价值,同时确保环境可持续性 .........................................109
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Towards cross-modal electrification
统计附件 ............................................................................................................................ 111
电动轿车保有量 ........................................................................................................... 111
新车销售量 .................................................................................................................. 113
电动轿车市场份额....................................................................................................... 114
充电基础设施保有量................................................................................................... 116
参考 .................................................................................................................................... 119
缩略语,缩写和度量单位.................................................................................................... 143
附图明细
图 2.1
图 2.2
图 2.3
图 3.1
图 3.2
图 3.3
图 3.4
图 3.5
图 3.6
图 4.1
图 4.2
图 4.3
图 5.1
图 5.2
图 5.3
图 5.4
图 5.5
图 5.6
图 5.7
图 5.8
图 5.9
图 6.1
图 6.2
图 6.3
图 6.4
Passenger electric car stock in major regions and the top-ten EVI countries ......... 19
Electric car sales and market share in the top-ten EVI countries and Europe,
2013-17 .................................................................................................................... 21
Heavy-duty electric truck models announced for commercialization (GVW > 15
tonnes) ..................................................................................................................... 33
Global EV charging outlets, 2010-17 ........................................................................ 44
Electric car stock and publicly accessible charging outlets by type and country,
2017......................................................................................................................... 46
Ratio of publicly accessible charging outlets per electric car for selected
countries, 2017 ........................................................................................................ 47
Number of highway charging stations and distribution targets in selected
regions ...................................................................................................................... 48
Recent investment announcements for EV infrastructure development in
selected countries .................................................................................................... 49
Examples of recent policy instruments promoting charging infrastructure
deployment in major cities ...................................................................................... 52
Total electricity demand from EVs by country, 2017............................................... 55
Road traffic and power demand profile during an average weekday ..................... 56
CO2 emissions avoided due to EVs worldwide, 2017 .............................................. 59
Lithium-ion storage technology price developments .............................................. 61
Effect of change in battery chemistry on costs ........................................................ 62
Effect of changes in size and manufacturing scale on battery costs ....................... 64
Expected battery technology commercialisation timeline ...................................... 66
Comparative total cost of ownership of a different sized BEV and ICE at three
battery price levels ................................................................................................... 70
Comparative total cost of ownership of a PHEV and ICE at three battery price levels
.................................................................................................................................. 71
Comparative total cost of ownership of an electric and an ICE two-wheeler ......... 72
Total cost of ownership gap between ICE (diesel) and electric buses ..................... 73
Total cost of ownership versus driving range at various battery pack costs for
medium and heavy freight trucks ............................................................................ 75
Global EV stock by scenario, 2017-30 ...................................................................... 78
Comparison of scenario projections and manufacturers’ targets for electric LDVs,
2017-30 .................................................................................................................... 81
EV market share by type and scenario in selected regions, 2030 ........................... 83
Battery demand for EVs to 2030 by scenario .......................................................... 86
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Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
图 6.5
图 6.6
图 6.7
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图 6.8
图 6.9
图 6.10
Cobalt and lithium demand, 2017 and 2030............................................................ 89
Publicly accessible charger to electric LDV ratios by region split in lower, central,
and upper scenarios (2017 and 2030) ..................................................................... 92
Global LDV private chargers and publicly accessible LDV and bus chargers by
scenario (2017-30) ................................................................................................... 93
Electricity demand attributable to EVs by mode, region and scenario, 2030 ......... 95
Power generation mix and carbon intensity by region, 2017 and 2030 .................. 96
GHG emissions from electric vehicles ...................................................................... 97
附表明细
表 2.1
表 2.2
表 2.3
表 2.4
表 2.5
表 2.6
表 3.1
表 3.2
表 5.1
表 6.1
Minimum range requirements and credits per electric vehicle under China’s NEV
credit system ............................................................................................................ 24
Announced country targets and objectives for EV deployment, 2020-30............... 34
Announced sales bans for ICE vehicles .................................................................... 36
Announced access restriction mandates in local jurisdictions ................................ 36
OEM announcements related to electric cars ......................................................... 38
Announcements by OEMs related to curbing or halting production of diesel
ICE cars ..................................................................................................................... 39
Overview of the EVSE characteristics in the main regions....................................... 42
Publicly accessible highway charging deployment objectives by selected companies
and manufacturing consortia ................................................................................... 53
Sample of main operational and announced Li-ion battery factories ..................... 63
Overview of critical material intensity of key battery chemistries ......................... 87
专栏明细
专栏 2.1
专栏 2.2
专栏 2.3
专栏 2.4
专栏 3.1
专栏 3.2
专栏 4.1
Fuel-cell electric vehicle stock status ....................................................................... 20
Electrification of light commercial vehicles: The of case of Deutsche Post – DHL
and StreetScooter .................................................................................................... 20
Use of public procurement programmes to stimulate the initial roll-out of EVs .... 22
Why are electric two-wheelers widespread in China and not in other parts
of Asia? ..................................................................................................................... 28
State of FCEV refuelling infrastructure .................................................................... 41
Workplace charging stations .................................................................................... 54
Grid implications of EVs ........................................................................................... 56
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Towards cross-modal electrification
概 述
新车销售
2017年全球共销售了超过一百万辆电动轿车,创造了新的记录,相比2016年增加了54%。在
挪威,2017年电动车型占了轿车新车销售的39%,是全球最先进的电动车市场。随后是冰岛
和瑞典,2017 年电动轿车销售量分别占市场的11.7%和6.3%。
中国销售了全球电动轿车总量的一半,占国内车辆销售的2.2%,比第二大市场美国的销售
量大一倍。
其他交通工具的电动化也非常快,特别是两轮电动车和公交车。2017年,共销售了大约10
万辆公交车,以及3000万辆两轮电动车,绝大部分在中国。
汽车保有量
到2017年,全球电动轿车保有量累计达300万辆。其中2015年,2016年分别突破了100万和
200万辆关口。2017年相比2016年增长了56%。中国保有量最大,占全球的40%。
图1 全球电动轿车保有量化变化,2013-2017
电动轿车保有量(百万辆)
3.5
其他国家
3.0
2.5
美国
2.0
欧洲
1.5
中国
1.0
纯电动
0.5
0.0
2013
2014
2015
2016
2017
电动+插电混动
注:显示的电动轿车保有量主要根据自2005年以来的累计销售额进行估算。使用官方国家统计数据中的保有量数据。
Sources: IEA analysis based on country submissions, complemented by ACEA (2018); EAFO (2018a).
关键点:
全球电动轿车保有量正快速扩展,2017年达到300万辆。
本文所指的电动汽车包括纯电动,插电混动和燃料电池汽车。从类型上,包含轻型乘用车、新型商用车、公交车、卡
车,以及两轮和三轮车。报告主要关注点在纯电动车和插电混动车。
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Global EV Outlook 2018
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2017年,电动公交保有量达到37万辆,电动两轮车为2.5亿辆。它们绝大多数在中国,占
全球份额的99%。欧洲和印度的数量也在不断上升。
充电桩
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电动汽车被接受的程度从充电桩增长可以明显反映出来。2017年,全球家庭或工作场所的
私人充电桩约300万个。公共充电桩作为私人充电桩的补充,构成电动汽车充电桩的重要组
成。大多数的公共充电桩是慢充,2017年全球数量为32万座,其余11万座快充作为补充。
快充的设置在城市中特别重要,主要是土地限制的原因,比如在亚洲人口稠密的城市。此
外,快充对电动汽车长途行驶是必不可少的。重要市场如中国、欧洲、美国等,对于增加
充电桩、提高网络密度的目标非常清晰。
政策支持
车辆
目前为止,电动汽车发展主要靠政策驱动。在最大的市场中国,以及份额占比最高的市场
挪威,政策驱动力最强。对于轻型车、公交车、两轮电摩托都如此。目前最大的电动公交
车、两轮电摩托车保有量在中国,在电动化政策的支持上最长。
往前看,中国、美国的加利福尼亚州,以及欧盟最近关于二氧化碳的2030年的排放标准,
都对电动汽车发展显示了强烈的政策信号。印度政府,以及其他一些国家也在推进电动汽
车发展。
充电桩
政策也支持发展私人和共用充电桩。当更多的能源公司、汽车厂商、电网服务商建立合作
联盟,发展电动汽车所需的基础设施,公共的资金将逐渐从公共充电桩中撤离,转向更有
持续性、商业驱动的解决方案。确保对公共设施更高的使用率,是提高这种转移的关键。
由于要在完整的公路网络上,保持公共充电桩,需要向一些充电服务供应商提供支持 ,成
本的回收与适当的充电站建设之间存在矛盾。
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锂电池的发展及其成本降低
消费电子类电池的发展,为锂电生产提供了宝贵的经验,它促进产能的增加,并证明了高
研发投入的合理性,从而大大降低了费用并改进性能。最近几年已取得了重要成果,使得
锂电池在汽车行业得到应用,并且正为持续改进提供了契机。
关键的费用和性能改进方向包括电池化学、储能能力、生产规模、充电速度。这显示锂电
在未来十年内将仍然是电动汽车的选择。锂电的一些新技术也显示了在提高性能和降低费
用上潜力,但目前技术成熟度还比较低。
电池是现阶段造成电动汽车比燃油车价格高的主要原因。对电动汽车和燃油汽车全寿期费
用的分析表明,降低电池成本对于用户决策购买电动汽车至关重要。特别是对于使用强度
高的用户,如公交、出租车、专车服务、共享汽车等,其成本优势更明显。
对大规模的电池生产设施投资,进一步增强了未来电动出行的信心。产能的增加也将促使
电池成本的进一步降低。
展望
电动汽车市场化
在可预期的2030年前,政策的支持和价格的下降,导致了对电动汽车市场接受度的明显
提升。根据新政策情景分析,在2030年路上行驶的电动轻型汽车将达到1.25亿辆。如果
对环境和可持续发展的目标进一步提升,如[email protected]情景预测那样,2030年将可能达到2.2
亿辆,其中1.3亿辆电动汽车,0.9亿辆插电式混动汽车。
通过增加电动汽车销售来扩大电池生产和降低成本的快速发展,主要是受针对轻型电动
车的政策推动,对其他运输方式的影响产生了积极的影响:
•
即便目前电动两轮摩托并不是主要地区的政策关注点,但它们将在2030年前显著增
长,届时全球39%的两轮车辆将电动化。这一比例反映中国在两轮车电动化的持续承
诺,以及印度在电动化的雄心。在欧洲,燃油税使得车辆全寿期费用迅速增加,也
处于转型的前夜。如果实施更加严格的规则,以更好利用经济和环境优势,到2030
年前50%的两轮车将采用电动化。
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Global EV Outlook 2018
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Towards cross-modal electrification
•
城市公交表现出了明显的转型特征,尽管面临公交车采购价格高,以及城市中充电
桩安装复杂的挑战。中国和欧洲将引领转型,例如,中国很多城市的政策支持,使
得城市公交的电动化突飞猛进。在欧洲,政策、城市向提高空气质量、以及高的燃
油附加税是主要驱动力。
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百万辆
图 2 • 新政策情景和 [email protected] 情景预估的电动车保有量, 2017-30
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2017
PLDVs - BEV
新政策情景
2020
PLDVs - PHEV
2025
LCVs - BEV
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2030 2017
LCVs - PHEV
Buses - BEV
[email protected] 情景
2020
Buses - PHEV
2025
Trucks - BEV
2030
Trucks - PHEV
注:PLDVs =轻型客车; LCV =轻型商用车; BEVs =纯电动车; PHEV =插电式混合动力电动汽车。
Source: IEA analysis developed with the IEA Mobility Model (IEA, 2018a).
关键点:在EV30 @ 30 Scenario中,到2030年电动车将达到2.28亿辆(不包括两轮和三轮),
比新政策情景预测多出约1亿辆。
充电桩
2030年前电动汽车的增加,也带动了充电桩数量的同步增长。届时,私人充电桩将比
电动车数量多10%。这考虑了在家里安装充电桩的数量,增加了工作场所充电桩的可用性。
同样也降低了充电桩相比每辆电动车的配置比例,特别是在中国或日本人口稠密的地区。
公共充电桩的规模与欧盟替代燃料基础设施(AFI)指令推荐的一致,一个公共充电桩为10
辆电动车服务。根据挪威情况,在这个2017年电动汽车市场份额最高的国家,公共充电桩
与电动车超过1:10的比例后,充电桩服务效率将显著下降。在挪威,目前比例是1:19。
具体的公共充电桩的布置,很大程度取决于国家和地区的战略和政策,对于公共区域内充
电桩的可用性。
公交车的充电无一例外使用快充(最小50千瓦),一个快充一晚上可为两辆公交车充电。
材料需求
随着电动汽车发展,原材料需求也将增加。钴和锂需求的快速增长可能会带来风险。
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Towards cross-modal electrification
钴原料特别突出,因为其开采和加工主要集中在有限的几个国家。电池化学的发展方向是
降低电池的钴含量,通过使用较少钴获得更高的能量和功率密度,但这也带来了较低的热
稳定性。根据新政策情景评估,到2030年电动汽车的钴需求将比当前高出10倍,[email protected]评
估则高出25倍以上。由于未来钴需求增长的不确定性,以及历史上钴的低需求量,近年来
价格飙升。
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为顺利过渡到电动出行,需要确保钴原料的价格合理稳定。监管者在这方面的作用应集中
于减少电动汽车市场接受度的不确定性,因为这将促进开采能力的投资,以及长周期的合
同安排。
政策分析
要及时和可持续地过渡到电动汽车,政策上需要采取一系列具体举措。它们必须适应特定
的市场环境。此外,政策要随着电动汽车的大规模应用而调整。
在电动汽车发展早期,公共采购(例如公交汽车和市政车辆)具备向公众展示技术,并体现
政府以身作则的双重好处。重要的是,它们通过行业生产和交付大宗订单,形成规模经
济。与CO2排放量相关的税收,有助于增加公众对电动汽车的接受度。购买车辆的财政奖
励,以及提高电动汽车使用效费比的措施(例如优惠停车、道路通行费退税和设置低排放
区),对于吸引消费者和企业使用电动车辆至关重要。
更全面的政策对汽车向电动化过渡至关重要。越来越严格的CO2尾气排放法规,以及对汽
车制造商零排放或低排放汽车销售份额的要求,对于实现目标非常关键。
政策制定者还需要为充电基础设施和电网运营企业明确目标,形成可行的商业模式,并促
进电动汽车与电网运营中的整合。要推进交通电气化与可再生能源供应协同发展。尤其是
改变电网运营管理,例如允许非公用事业单位进入充电服务市场(目前在许多国家是不允
许的),可以很容易地消除在创新和投资上的主要障碍。针对新建筑物或老建筑改造的法
规,也有利于提高电动汽车充电准备,促进消费者采用电动汽车。
我们的两个情景预测都表明,在2020年,燃油税方法需进行调整。根据车辆活动情况制定
税收政策(例如,基于距离的定价),非常适合于回收投资和维护运输基础设施所需的资
金。根据汽车污染物对健康和环境的影响,确定排放定价,减少交通拥堵。
电动汽车的应用与社会可持续性发展、自然资源密切相关。比如在电池生产回收方面,
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需要有明确的规范,确保电池供应链的可追溯性。监管者可以制定与劳工和环境条件有关
的最低标准,以确保这些要求得到正确执行。监管框架不仅应针对电动汽车电池材料供应
链,还应针对电池报废和材料回收过程,以降低电池回收的成本,并在电池使用寿命终了
时最大化电池的剩余价值。
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1.概述
电动汽车提高了能源效率,由于采用电力,不需要直接消耗燃烧,能够采用多样化能源,
有助于实现交通政策目标。如增强能源安全、改善空气质量、减少噪音,与低碳发电相配
合,减少温室气体排放。此外,电动汽车作为汽车行业最具创新性的方向,在增强经济和
产业竞争力,吸引投资开拓市场方面具有巨大的潜力。
电动汽车已逐渐为市场接受。政策制定者和汽车产业对电动汽车持续支持表明,这一趋势
在未来十年不会减弱。事实上,随着销售量的增加以及新技术开发的竞争加剧,电池成本
将持续降低—这是电动汽车最重要的成本组成。与燃油车相比,电动汽车相关技术的成本
降低进一步增强了其竞争力。由此强化了电动汽车扩大市场份额,将在出行方式的演变中
起着主导作用。
这份报告旨在详细分析影响电动汽车近期发展的因素,快速发展背后的动态,对未来电气
化前景的影响以及对政策发展的影响。
电动汽车倡议
电动汽车倡议(EVI)是一个政府间清洁能源部长政策论坛,成立于2009年。它致力于加速
世界范围内电动汽车的应用。
EVI促进了政策制定者之间的交流,致力于支持电动车发展,建立合作伙伴关系,每年聚集
两次。EVI也是支持电动汽车应用政策和方案的知识共享平台。
目前在EVI中活跃的政府包括加拿大、中国、芬兰、法国、德国、印度、日本、墨西哥、荷
兰、挪威、瑞典、英国和美国。其中包括全球最大和增长最快的电动汽车市场,涵盖了
2017年全球电动汽车销量的绝大多数国家。加拿大和中国是这一倡议的领头羊。国际能源
署担任EVI协调员。
为了发展EVI活动,国际能源署秘书处与能源署先进燃料电池技术协作项目组,以及混合动
力和电动汽车技术协作项目组相互合作。他合作伙伴包括:阿贡国家实验室、澳大利亚气
候工程会;气候工程基金会;电气化联盟;欧洲电力流动协会;瑞典改革、创业和可持续
发展论坛;全球环境基金;马来西亚绿色科技;国际清洁运输(主办国际零排放车辆联盟
秘书处);国际电工委员会;国际经济氢和燃料电池伙伴关系;国际可再生能源休利特基
金会;蒙古特国王科技大学TunBuri(泰国);劳伦斯伯克利国家实验室;任务2020;自然
资源保护委员会;美国国家可再生能源实验室;北欧能源研究;Su伙伴关系可持续低碳运
输;落基山研究所(RMI);瑞典能源机构;气候小组;联合国环境(联合国环境);联
合国人类住区规划署(人居署);联合国工业发展组织世界资源研究所(WRI)和城市远
景。
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迄今为止,EVI已经完成了多个版本的全球电动汽车展望、北欧电动汽车展望和两个版本
的电动汽车城市案例书,重点关注当地层面的倡议。EVI还成功地让私营部门利益攸关方参
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与2010年在巴黎、2012年在斯图加特、2015年巴黎和2016年马拉喀什举行的圆桌会议,讨
论工业和政府在电动汽车发展中的作用,以及今后的机会和挑战。
The [email protected] 运动
在2017年第八届清洁能源部长会议上发起的“[email protected]”运动,重新定义了电动汽车联盟国
(EVI)的雄心壮志 ,即到2030年,为所有EVI成员设定一个集体目标,即电动汽车在所有
车辆(双轮车除外)中占30%的市场份额。
该运动涵盖每个EVI国家的优先事项和方案,包括:
•
•
•
•
•
支持电动汽车充电桩的部署并跟踪进度。
鼓励公共和私营部门对公司和供应商车队采用电动汽车。
扩大政策研究,包括政策效能分析、信息和经验分享以及能力建设。
通过培训和能力建设,支持需要政策方案和技术援助的政府。
建立全球电动汽车试点城市计划,这是一项全球合作计划,旨在促进经验交流和推
广城市电动汽车最佳实践。
内容及范围
本报告分析了电动汽车市场在2017年底前的发展情况,包括电动汽车上牌(汽车销售),
库存估算(主要基于累计销售额)以及所需充电基础设施的可用性和特性。 它回顾了与
电动汽车和电动汽车充电基础设施部署主要市场的最新政策实施情况。 这些分析可在第2
章和第3章中找到。
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该报告包括对电动汽车所产生的电力需求,燃油车辆更换所带来的石油节约,温室气体
(GHG)减排量化评估,以及减少空气污染物排放因素的评估。 除了以前版本的全球电动
车展望中的乘用车之外,该版本的范围不仅限于轻型车辆,还包括电动公交车,轻型商用
车,卡车和两轮车。
这些分析得益于对电池技术的现状和前景的总体判断,基于国际能源署和EVI于2018年3月
召开的动力电池技术研讨会上形成的共识。后面的章节将论述由于电池技术发展和电动汽
车市场增长引起的成本降低,转化为电动汽车总成本降低的问题(第5章)。
报告的展望部分(第6章)以政策评估、技术分析和总成本评估意见为基础,概述了到2030
年期间电动车应用的两种情景,即新政策情景和EV30 @ 30情景:
•
•
第一种情景是对世界能源展望中的新政策情景进行更新。报告第一部分已经审视了交
通和电动汽车发展的相关政策,以及它们对技术进步和交通的影响 溢出效应。
第二种情景反映了一个政策案例,与全球EV30 @ 30运动倡导的一致,电动汽车将得
到更广泛的应用。
这些情景根据电动汽车库存,相关电池生产能力和材料需求,充电基础设施部署,电力需
求,石油节约和温室气体减排等方面进行分析。
最后,第7章致力于讨论根据前几章的分析,所需要制定的政策方案。
报告涉及的国家包括EVI成员,欧洲替代燃料观察站的成员,以及其他一些对参与EVI活动
兴趣日益浓厚的国家,如:澳大利亚,巴西,智利,韩国,马来西亚,新西兰,葡萄牙,
南非和泰国。
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2.车 辆
轿车和轻型商用车
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保有量
2017年全球电动乘用车数量达到310万辆,相比前一年增加了57%。基本与2015年、2016
年的60%增长率持平。纯电动汽车(BEV)占了全球电动汽车的三分之二。(见图2.1)
图 2.1 • 主要国家和地区的电动乘用车总量和前十个电动车国家
其他国家
3.0
2.5
美国
2.0
欧洲
1.5
中国
1.0
纯电动
0.5
0.0
电动汽车总量 (百万)
2013
1.4
1.2
1.0
0.8
0.6
0.4
0.2
0.0
2014
2015
2016
纯电动+插电混动
2017
2017年
7%
6%
5%
4%
3%
2%
1%
0%
插电混动
Stock share
电动轿车保有量 (百万)
3.5
纯电动
电动汽车占比 (%)
备注:汽车份额比例是根据各国提交的数据和对IEA滚动车辆保有量模型估算的。车辆保有量是基于新的车辆登记数
据,13-18年的使用寿命范围,以及在车辆寿命期最后五年的报废率来估计的。
Source: IEA analysis based on country submissions, complemented ACEA (2018), EAFO (2018a).
关键点: 2017年在路上行驶的电动乘用车超过300万辆,其中40%在中国。
2017年全球电动乘用车数量达到310万辆,相比前一年增加了57%。其中40%的车辆在中
国,路上行驶的电动车辆超过100万辆。欧盟和美国各占了四分之一。
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目前挪威车型保有量中,6.4%是电动车,这在全球是最高比例。虽然电动车数量在增
长,但在EVI联盟中,只有三个国家电动车存量超过1%(挪威6.4%,荷兰1.6%,瑞典
1.0%)
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专栏 2.1
燃料电池汽车保有量
燃料电池汽车是另外一种形式的电动汽车,和纯电动、插电式混动不同的是,燃
料电池采用氢而不是电作为燃料。2017年,全球燃料汽车存量超过7200辆,明显
少于电动汽车。
美国超过3500辆(主要在加利福利亚洲),占世界的一半。日本是第二大,2300
辆,有着最高的比例(1.1%)。到2017年底,大约1200辆燃料电池汽车在欧洲道
路上行驶,主要在德国和法国。
除了310万辆的电动乘用车,还有接近25万辆电动轻型商用车。最大的商用车队是在中国
(17万辆),紧接下来是法国(3.3万辆),德国1.1万辆。99%都是纯电动。
专栏 2.2 轻型商用车的电动化:荷兰邮政的例子
荷兰邮政,一个主要的物流公司。在私营企业应用电动车辆方面处于前沿,公司旨在
2050年实现物流车尾气零排放,目前在德国运营着最大的电动车队,包括1.6万辆厢式
车,自行车,三轮车)。它也自己研发制造电动车。从2011年开始,其分公司
streetscooter 生产和运营5500辆电动厢式车。
销售和市场份额
2017年,全球电动乘用车市场销售超过100万辆关口。2016年增幅(35%)比2015年下
降,但到了2017年,同比增长了54%。
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中国是最大的电动乘用车市场,2017年销售了58万辆,相比之前增长了72%。占了世界电
动乘用车市场的一半。
挪威在市场份额上处于绝对领先,新车销量的39%是电动,其次是冰岛12%,第三是瑞典
6%。2017年销售增长最强劲的是德国和日本,比2016年几乎翻了一番。
2017年三分之二的电动乘用车采用纯电池驱动,虽然插电式混动汽车的比例近年来在增
加。在中国、法国、荷兰,2017年向纯电动发展的方向很强劲,而插电混动汽车在日
本、瑞典、英国份额较高。
2013-2017年全球前十个国家和欧洲地区电动车销量和市场份额
100%
中国
75%
欧洲
50%
美国
25%
挪威
0%
德国
40%
560
35%
480
30%
400
25%
320
20%
240
15%
160
10%
英国
法国
瑞典
加拿大
荷兰
Market share of new
electric cars
2017
2013
2017
2013
2017
2013
2017
2013
2017
2013
2017
2013
2017
2013
2017
2013
2017
0%
2017
2013
0
2013
5%
2017
80
日本
电动轿车市场份额
640
2013
新电动车销售 (千辆)
插电混动轿车在新电动车
销售中的比例
图 2.2
备注:图2.2中的国家代表十个主要的EVI国家。该排名与全球十大主要销售国家非常相似,唯一的例外是韩国(不是EVI会
员),2017年的电动汽车销量为14 780辆,位前十个国家之列。
Source: IEA analysis based on country submissions, complemented by (ACEA, 2018; EAFO, 2018a).
关键点: 中国电动车销售量最高,其次是美国。挪威市场份额领先。
荷兰电动汽车占有率虽然是世界第二大,但在销量和市场占比上,从2013到2017年呈下降
趋势。这反映出荷兰税收体质和私营企业用车的关系,2017年插电式混动汽车取消税务激
励,但保留了纯电动汽车。
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2016年之前,荷兰的电动汽车销售主要是插电式混动,但2017年,当纯电动销量持续增
加后,插电式混动销量近乎停止。
市场驱动
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公众对电动车的接受,大部分还是受政策驱动。在电动汽车使用上领先的十个国家,在
推进电动汽车市场化上,出台了一系列政策。有效的政策使得电动车对消费者更有吸引
力,降低了投资者风险,鼓励制造商扩大生产。国家和地方政府支持电动车发展的关键
政策包括:公共采购,财政刺激以降低使用费用,以及各种监管措施,比如燃油经济性
标准,根据汽车尾气排放性能对车辆限行等。
在挪威,调查显示,金融刺激如附加税,购置税减免,在收费路段免费,行驶税退税等
政策,是影响电动车主采购的主要因素。在荷兰,金融政策上的改变,使得插电式混动汽
车在市场份额上显著下降。在丹麦,2016年车辆购置税的改变,引起了电动汽车在采购
成本上优势的下降,使得电动汽车销量显著下降。这些例子说明,金融激励,特别是减
少整车初期采购价格,是驱动今天电动车市场占有率的主要政策。
专栏 2.3 •
采用公共采购项目刺激电动车生产
公共采购可以在提高电动汽车在公共场所的可见度,促进汽车生产的扩大和充电基础
设施建设,降低成本,刺激相关专业知识和业务方面发挥重要作用。认识到公共采购
作为电动汽车转型的发起者及其对空气质量和气候目标的贡献的好处,八个主要国家
在2016年马拉喀什签署并发布了“政府车队宣言”(CEM-EVI,2016)。
法国的主
要承诺包括在国家层面新车采用低排放车辆的最低门槛为50%,地方政府层面为20%,
2025年实现新公共汽车采购全面电气化。加拿大最近宣布,2019年政府新采购车辆中
有75%将是混合动力车、插电式混合动力车或纯电动汽车,2030年政府新车采购中将
有80%是零排放车辆。在美国,联邦政府提出,到2020年电动乘用车的购买份额目标为
20%,到2025年达到50%。在印度,能源效率服务有限公司(在电力部下成立的合资
企业)打算在批量采购和需求汇总的基础上,采购和应用电动汽车,将国家政府车辆
(约50万辆汽车)全部替换为电动汽车。
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插电混动和纯电动的比例主要取决于技术特性、费用、以及很大程度上受政策影响。最近
的IEA分析显示,在小型和中型汽车市场,纯电动更占优,而插电混动主要在中型、大型
乘用车市场。分析也表明,采用最低采购价格的电动汽车技术,将赢得最大的市场份额。
要确保财政激励从国家预算的角度可控,再加上关键电动汽车零部件(即电池)成本降低
的前景,主要政策杠杆应构建自我维持的金融机制(如差异化税收等)或逐步转向标准、
法规或强制要求。这样使政府能够为汽车市场提供强有力的方向,并保持技术中立。强制
和激励措施,促进了零排放技术。所有这些政策工具都允许政府当局根据其政策设定目
标,以使交通使用的能源结构多样化,并减少二氧化碳排放和空气污染。
从去年宣布的一些关键政策看,中国和欧盟已经从财政支持转向标准、法规或强制要求转
变。
关键政策
中国,欧盟,印度和美国的主要发展
2017年,中国,欧盟和印度共占全球轻型乘用车市场的约60%,提出或实施了重大的政
策,将加速电动汽车的逐步使用,并改变在全球范围内的应用。另一方面,最近有关美国
汽车燃油经济性联邦法规撤回的公告,预计将对电动汽车的使用产生负面影响。
中 国
2017年9月,中国政府颁布了新能源汽车(新能源汽车)积分政策,将于2018年生效(工
信部,2017年)。政策规定了汽车行业对新能源汽车(插电混动、纯电动和燃料电池汽
车)生产的最低要求,并通过积分交易机制提供一定的灵活性。对汽车制造商设定了新能
源汽车积分的年度强制性最低要求。积分可以通过生产或进口新能源汽车,或通过从其他
制造商购买。
只有在车辆满足最小里程要求时才能获得新能源积分,并且取决于车辆的里程和能效水平
(或燃料电池系统的额定功率)。每种车型的分配数量也设定了最大值( 表2.1)。
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新能源汽车积分的目标是,2019年乘用车市场的10%和2020年的12%。这个比例不应与实
际销售份额混淆,因为电动汽车可以获得超过一个信用点的评级。因此,根据强制要求
生产和进口的电动汽车总数,受到动力系统和新能源汽车相关性能的混合影响(这会影
响分配给生产和进口的新能源汽车的平均分)。 例如,如果2020年生产或进口的每辆新
Page | 24 能源汽车平均NEV积分为2,那么将要求生产和进口约170万辆电动汽车,或6%的电动汽车
市场份额; 如果每辆车的平均NEV积分是4,那么电动汽车的总产量将会降低,达到90万
辆,电动车市场份额将达到3%。
表2.1
中国的新能源汽车积分系统中,每辆电动车最小行驶里程和对应积分
燃料电池汽车
车辆类型
纯电动车
最小电动化行驶里程 (公里)
100
50
300
每辆车的NEV积分范围
1-6
1-2
2-5
插电混动
备注:纯电动车的每辆车的积分值计算如下:(0.012 x行驶里程+ 0.8)x效率调整系数。 对于插电混动车型,计算结果为:2
x效率调整系数。 对于燃料电池汽车:0.16 x 燃料电池系统额定功率x效率调整系数。 如果车辆以每千公里千瓦时(千瓦
时/ 100公里)为单位的能量消耗相对于其以千克(kg)为单位的整备质量在参考值范围内,则调整系数为1。如果它与参考值
范围相比更高或更低,则效率调整因子分别为0.5或1.2(仅在纯电动车的情况下为1.2)。
值范围为12-20 kWh / 100 km。 每种车型的最大积分为此表中的最大值。
对于质量为800kg的纯电动车,参考
Source: ICCT (2018).
关键点:零排放和续航里程远的车辆新能源积分高。
此外,国家电动汽车补贴计划还为购买电动汽车提供补贴。分配的补贴水平取决于三个特
征:车辆行驶里程,以公里为单位;能量效率,以千瓦时/ 100公里为单位,以及和电池组
能量密度,单位为瓦时/千克。 2018年2月,该计划进行了修订,降低了插电混动车型和低续
航里程纯电动车(<300公里)的补贴水平,并提高了续航大的纯电动车(> 300公里)的补贴
水平。这意味着相比燃油车而言,那些在技术方面成本增幅最大的车型获得了更大的补贴。
此外,最终的补贴取决于汽车的能量密度和电池包效率,具有更高的能量密度和车辆的电池
技术的车辆积分更高。这些变化旨在推动整车制造商投资制造续航里程更接近燃油车的电动
汽车(2017年最受欢迎的是低续航里程的车型),对电池性能的关注也将促使汽车制造商向
更高能力密度的电池化学转变。 中国电动车补贴的调整2018年6月生效,过渡期内,按上一
年度补贴标准的70%执行。
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2017年9月,据报道中国政府正考虑在国家层面禁止生产和销售燃油车,当没有具体的时间
表。
欧 盟
2017年11月,欧盟委员会提议更新二氧化碳排放标准,目标是到2025年,新乘用车和轻型商
用车每公里二氧化碳排放量减少15%,到2030年减少30%。为了便于从当前过渡到未来的方
案,提议还包括了在2020、2021年,乘用车二氧化碳排放达到95克每百公里,轻型商用车二
氧化碳排放147克每百公里的目标。这些目标都基于新的欧洲驾驶循环(NEDC),但自2021
年起,将根据2017年9月推出的全球统一轻型车辆测试程序(WLTP)进行测量,以克服NEDC
的一些缺点。
目前混合动力汽车欧洲平均排放标准接近80克每百公里,到2030年,零排放或者低排放标准
的汽车成为必须。通过这个规则也展示了前景,零排放、低排放汽车的产量比例在2025年达
到15%,2030年达到30%或者更多。
建议的监管措施包括为每个制造商分配特定排放目标,如果制造商超过其特定排放目标,超
过部分按照每克二氧化碳 /公里罚款95欧元。
鉴于具有与欧洲普通汽车相似的性能特征的混合动力汽车的排放水平接近80 克二氧化碳 /
公里(NEDC),这意味到2030年内,为满足总体目标,必须采用低排放和零排放的车辆。拟
议的法规概述了包括生产在内的愿景,低排放和零排放车辆的份额在2025年达到15%,在
2030年达到30%或更多。还包括一激励措施,以刺激低排放和零排放车辆的使用。对于实现
低排放和零排放车辆份额的制造商(高于建议的基准水平),将能够以不太严格的总体二氧
化碳排放目标(最高达5%)得到奖励。这意味着制造商能够在一些高排放车型上有相对高
的生产和销售量,比如SUV,其通常以较高价格销售。即使拟议法规对实现克二氧化碳/ 公
里总体降低的需要具有约束力,其激励部分也与强制部分明显区分,因为没有到达到低排放
或零排放的目标的份额将不会受到处罚。
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在其低碳经济路线图中,欧盟委员会表示,其目标是在2050年将温室气体排放量比1990年减
少80%。为达到这一目标,到2050年,交通运输排放量应比1990年的水平减少60%以上。实
现这些长期承诺将需要增加低排放和零排放车辆的比例,因此在2030年之后将逐步实施更严
格的二氧化碳排放标准。
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印 度
过去一年,印度当局和利益相关者制定了一系列和电动车发展相关的政策公告。他们表现
出坚定的承诺,具体的行动以及将国家汽车市场转变为电动汽车的雄心壮志。
•
2017年4月,印度政府出提了一项旨在到2030年建立全电动车队的愿景。这是继2012年
提出2020年国家电动交通计划,以及FAME计划(即推进混合动力和电动车的快速应用
和制造)后的一项工作。 FAME是2015年提出的一项激励计划,目的是降低混合动力和
电动汽车的前期购买价格,以刺激其市场应用。
•
2017年5月,国家转型研究所(NITI Aayog)描述了交通转型的愿景,提出了一系列可
行的解决方案,以加速印度在先进交通方面的领导地位。
•
2017年9月,塔塔汽车赢得了能源效率服务有限公司(EESL)在印度的首次公开采购电
动汽车招标。
•
2017年12月,印度汽车行业发布了一份白皮书,提出了2047年所有新车销售都是电动
车,以及2030年市区公交实现100%电动化的目标。
•
2018年2月,重工业和公共企业部表示,它没有为2030年制定任何电动汽车目标,并
将FAME计划作为更广泛应用电动汽车的指导。
•
•此后不久,国家电力部启动了由EESL公司实施的国家电动交通计划。EESL公司将继续
关注公共采购,以促进印度电动汽车的需求创造。 它于2018年3月启动了电动汽车采
购招标。 国家电力部启动了国家电动交通计划,并宣布将重点放在建立充电基础设
施和政策框架,以便到2030年印度超过30%的汽车是电动汽车。
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尽管印度政府提出的举措表现出了积极的行动,但不同时期和不同行动者传达的愿景和措施
缺乏一致性,印度需要确保在制定电动汽车政策时更加协调。
美 国
2018年4月,美国环境保护署(EPA)宣布2022年至2025年之间在美国销售的轻型车辆的温
室气体排放标准。这是在对2012年确定的2017-25年期间温室气体排放标准进行中期评估之
后,作出的监管要求。在中期审查时,美国环保署审查了一系列因素,如燃油节能技术,
燃料价格,汽车电气化和消费者可接受的技术。美国环保署认为,上届政府制定的标准过
于严格,必须修改为更适当的标准,具体细节尚未确定。
根据2012年的规则,美国环保署估计2025年约有5%的国内新增轻型汽车需要使用插电技
术,以符合标准。这可能会减少全国电动汽车的使用量水平。
加利福尼亚州坚持采用更严格的标准,即使联邦标准被撤销。这么做也为利益相关方带来
风险,因为它最终可能导致加利福尼亚和各州销售的汽车标准不统一,并创造了两个市
场。加利福尼亚州的零排放汽车(ZEV)计划本身就是一项支持电动汽车的政策。该计划指
定每个制造商的ZEV积分,类似于中国新能源汽车的积分政策,制造商需要通过直接销售电
动车或通过购买来满足一定比例的ZEV积分。
2016年,加利福尼亚州州长发布行政命令,要求2025年达到150万辆零排放汽车。在2018年
1月,这个雄心壮志进一步增强,要求到2030年在加利福尼亚州实现500万零排放车辆的目
标,此外,还提出了一项新计划,以继续推行该州的清洁汽车退税,并刺激更多的基础设
施投资。
两轮和三轮车
目前在东南亚国家联盟、中国、印度,有接近9亿辆两轮车在使用,这个数量和全球轻型乘
车车数量相当。两轮车占这三个地区私人用车的80%。
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历史上,两轮车主要采用汽油发动机驱动。但是,近年来,电动两轮车数量显著增长。中
国占了主要部分,远远领先于其他地区。2017年,在中国道路上行驶的轮车接近2.5亿辆,
并以每年销售3000万辆速度增长。这个保有量比全球轻型电动车数量高100倍以上。中国还
有接近5000万辆电动三轮车。
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专栏 2.4 •
为什么电动两轮车在中国而不是其他亚洲地区流行
中国两轮车的电气化得益于中央政策:首先,在1999年,政府指定某些电动两轮车按
照自行车管理,能够在自行车道上旅行,并免除它们的登记需要以及驾驶执照要求。
其次,许多城市严格限制在城市核心拥有和使用汽油摩托车。
中国电动两轮车的特点是成本低,低于燃油踏板车,主要是因为相对简单的制造工艺
和有限的电池要求。由于最高速度的限制(通常低于20公里/小时)和额定功率,电
池尺寸适合每日通勤需求(通常不到40公里)。
在亚洲的其他地区,许多因素阻碍了两轮、三轮电动车的商业化。
包括:
• 缺乏限制两轮、三轮燃油车中使用的法规。
• 缺乏专用基础设施,例如中国常见的指定车道。
• 亚洲其他地区两轮车最高速度和承载能力高于中国,对动力提出了高要求。
• 其他亚洲国家的两轮车平均每日行驶距离更高,需要更大的电池。
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低速车
低速车在中国作为两轮、三轮电动车,以及纯电动乘用车的竞争者出现(低速车指小型四
轮车,最大速度一般在40-70公里/小时,行驶里程也更短)。低的速度使得他们可以受更
少的规则限制。因为低速车速车上牌数量少,很难准确统计中国究竟有多少低速车,但评
估显示约400万辆。
低速车领域在中国曾经是监管的灰色地带,但中国最近更多地区已经严格了控制,指定特
定的低速车行驶道路或者干脆禁止低速车。例如,山东省采取路边临检措施,这个省低速
车占国内低速车市场销量的60%。在临近省份河南,也采取限制措施。
中型和重型电动汽车
快速发展的轻型电动汽车,为中型、重型汽车的发展提供了机遇。公交,以及其他的在规
则路途上行驶的汽车(如城市清洁车),成为最早的应用例子。迄今为止,电动卡车的使
用已经在城市中运行的大型商用和服务货车车队中得到最显著的应用。今天,区域和长途
作业的中型和重型货运电动卡车处于试点或示范阶段,通常认为它们不太可能电气化。下
面的部分对比了城市客车和卡车的最新发展。
快速市场渗透:以城市客车为例
从EVI成员国提交的数据和从公布的来源收集的数据表明,中国占全球电池电动客车和小
型客车销售的绝大部分。尽管2017年的电动客车销量略有下降,估计略高于10万辆(其中
85%是纯电动),但去年版的全球电动车展望中提到的电动客车的高销量,在今年的数据
得到证实。
截至2017年底,中国电动和插电混动客车达到近37万辆。如果加上其他商用电动汽车,则
超过50万辆。其他国家的累计销售表明,在欧洲、日本和美国,2100辆电动公交车在运
行。在2017年,250辆燃料电池公交车在世界范围内运行。
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中国电动公交车的驱动因素
电动客车在中国的销售推广得益于自2009年开始的国家补贴,补贴也随着时间的推移逐渐
减少。国家支持计划的目标是选择“试点城市”。中央政府在2015年度购买商用电动汽车
Page | 30 的补贴总额高达460亿元人民币,约为84亿美元。中央政府直接向制造商提供补贴,同时当
地政府还提供地区补贴,在许多情况下与中央补贴匹配。2013年以来,中国政府为试点城
市发展充电基础设施提供额外补贴。以防止骗补,2017年补贴政策进行了调整,总体补贴
额减少,并将其转化为运营补贴,以支持电动公交运营商。这些改革是在削减对依赖传统
燃料(柴油)的过境经营者的补贴的同时实施的。
在深圳、北京和天津等城市,补贴使电动公交车购买价格和柴油公交车持平,从而大大降
低采用电动公交的障碍。到2017年底,深圳市将16359辆城市公交车更换为全电动车型,下
步的目标是出租车,物流车、邮车和环卫车。
除了深圳的全电动公交车外,从2013年开始,北京、天津的地方补贴和销售目标,以及河
北省、京津冀地区的销售目标,促进了电动公交车的销售。采购激励条款经常根据当地目
标变化而调整。以北京为例,对电动公交车的补贴最初与公交车长度挂钩,但在2016年,
补贴调整为根据单位负载能耗(即每公里千克瓦时)计算。
大多数情况下,由于城市是新发展的,城市建设者能够在城市规划阶段,就将充电基础设
施和电力公交路线整合在一起。
电动公交车在城市的接受度
中国以外的其他城市,并未出现象深圳、北京和天津等城市电动公交车销量的增长。尽管
如此,一些北美和欧洲城市以及诸如C40网络的成员城市等全球联盟,也已经开始部署电动
公交车,或承诺在短期内只购买电动车辆用于公交车更新。
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北欧城市,如奥斯陆、特隆赫姆和哥德堡,正在运营电动公交车;哥德堡在2015年6月推出
的三辆沃尔沃电动公交车是这个地区的先驱。奥斯陆的目标是在2025年至2030年内过渡到
完全依靠可再生能源车队。2017年,代表五大洲城市的12位市长宣布,作为2015年《C40清
洁公交车宣言法》的延伸,从2025年起,市政用车将只增加电动车。同时承诺在其城市设
置低排放区。监测情况和状态报告每两年公开一次。其他项目,如气候和清洁空气联盟
(CCAC)的无烟公交车项目,目标是在20个主要世界城市采用无烟、零排放(主要是电
动)公交车。
在欧盟一级,越来越多的城市正在建设试点项目,其中大多数是在过去五年开始的。ZeEUS
项目(零排放城市公交系统)由40个合作伙伴(包括公共交通当局和运营商、汽车制造
商、能源供应商、学术和研究中心、工程公司和协会)组成。ZeEUS项目在欧洲十个城市设
立了十个示范点,以监测和改善电动城市客车的技术、经济和运行性能
(ZeEUS,2018)。JIVE和JIVE 2示范项目于2017年1月启动,旨在首先在欧洲九个城市或
地区部署氢燃料电池城市公交车车队,然后延伸到另外14个城市。
一些欧洲城市已经将运营范围扩大到商业规模,定期运营大型电车。荷兰的雄心也扩展到
国家层面:荷兰的目标是在2025年之前向所有无排放公交车销售过渡,到2030年实现全电
力车队。自2016以来,瑞典一直保持电动公交车的支持政策。
电动客车技术
决定电动客车的设计方案的有两个主要参数:车身材料和充电策略。
典型的常规客车车身采用钢框架建造,以确保良好的结构性能和低成本。一些电动公交车
制造商正在开发基于铝或碳纤维的替代结构设计。这些较轻的材料降低了整车重量,从而
降低了车辆能耗。例如,Linkker和Ebuscog公司的电动客车都采用铝制的车架,它们的整
备重量在10.5到12吨之间,动力能量消耗大约为90千瓦时/100公里。相比之下,采用钢结
构的电动客车整备质量约14吨,能量消耗达110-130千瓦时/100公里。
电动公交车可以设计成单次充电,全天运行,晚上在车站充电,那时电价较低。这种策略被
称为过夜充电。这种设计需要超过250千瓦时的电池,以满足行驶里程要求,充电可以在停
车点中用慢充完成。另一种充电方式,称为机会充电,依赖于公交站点或沿线的快速设施。
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快速充电器通常通过一个受电弓,它既可以从公交车顶延伸,也可以从悬链线下延伸,充
电时间在5到10分钟之间。这种策略的好处是,电动客车只需要小得多的电池(大约80千瓦
时),从而降低了采购价格。因为其重量更轻,乘客的空间大,也使得能量消耗降低。快
充需要大功率容量(200-400千瓦),与公交停电点充电相比,需要更高的设备采购和维护成
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本。此外,为容纳非常大的充电负载,电池需使用更昂贵的钛酸锂阳极。这些化学品用于
Solaris和PoTura公共汽车,它们支持机会充电。
与其他动力系统相比,电动客车的一个具体挑战是空调负荷对能耗的影响,特别是在寒冷
的气候中。辅助负载的功率在6-14千瓦之间,相当于20-40千瓦时/100千瓦的能量消耗。
在极端寒冷的气候中,电动公交车有时配备采用柴油动力的加热器。
电动客车制造商
迄今为止,大多数电动汽车都是由中国制造商为国内市场制造的。虽然许多汽车制造商都
生产电动公交车,但中国两大公交车制造商(比亚迪和宇通)在国际电动公交车市场也比
较活跃。两家公司都生产各种尺寸的城市电动公交车。最畅销的比亚迪12米城市公交车的
电池容量约为330千瓦,行驶里程超过250公里。车辆有不同配置。
在欧洲有很多制造电动公共汽车的制造商。这些公司包括已经开始提供电动车型的已有汽
车生产商(如沃尔沃、Solaris和VDL),以及许多专注于电动车的新进入者。客车制造商
的多样性,带来了欧洲市场上车型的多样。一些欧洲生产商(如Ebusco和Linkker)使用铝
制车身部件来减轻车辆重量、扩大其行驶里程或减少电池需求。
在美国,主要的参与者是Proterra,一家由特斯拉公司前雇员创立的汽车公司,专门经营
电动公共汽车。Proterra使用碳纤维制造客车车身部件,电池容量高达440千瓦时,客车行
驶里程480公里。
卡车——从示范到商业规模的道路
目前,电动卡车的使用仅限于小型示范车队,以及针对企业社会责任制定的方案。早期推
出的电动卡车基本上是由物流公司领导推动,这些项目需要对传统的燃油卡车进行改装或重
新制造。直到2017年,行驶中的大多数电动卡车都是翻新过的。一个具有代表性的例子是荷
兰Heineken公司正在进行的饮料配送测试。
迄今为止引入的大多数插电式和纯电动汽车是在城市或地区运行的中型货运卡车(总重量在
3.5至15吨之间)。
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其余的是为试点项目开发了数量较少但数量不断增加的电动重型货车(总重量超过15
吨)。图2.3显示了已经或正在为商业市场开发的纯电动、采用燃料电池增程的混合动
力,以及燃料电池车型的里程、装载。
从2017年开始,许多主要汽车制造商宣布了电动卡车车型,如特斯拉Semi车,戴姆勒宣布
从2021年开始生产系列车。也有越来越多的概念车和原型车正在测试中,包括中型和重型
电动卡车、混合电动、燃料电池混动车型,表明了在批量生产电动卡车上面的兴趣和意
愿。
插电式和纯电动卡车,以及动态充电或电力道路概念的示范和试验项目势头不减。这些车
辆的性能和经济性、示范性都在稳步改进。大多数项目在加利福尼亚、瑞典、德国和荷兰
实施,得到地方或国家政府、工业伙伴(包括公用事业公司、OEM和车队运营商)以及研
究和倡导团体的支持。
图2.3 • 商业化的电动卡车车型(总质量 > 15 吨)
1200
Tesla Semi - Long range
1000
里程 (公里)
总质量(吨)
800
36
600
Emoss range extender
400
Tesla Semi - Large version
Daimler E-Fuso One
Eforce One E44
VW MAN City truck
2016
2017
8
Volvo FL Electric
200
0
2015
22
2018
Cummins AEOS
2019
2020
Year
2021
2022
2023
2024
2025
备注:该图概述了最近推向市场或将在近期推出的部分电动卡车。 该清单主要针对远程货运车辆,不包括用于街道清洁和垃
圾收集的服务车辆。 该清单包括一个带有氢燃料电池增程器的电动卡车(EMOSS 增程器)。 该图分别显示了最大里程和最大
重量的可用车型。
Sources: E Force One, 2018; Rathmann, 2018; EMOSS, 2018; Allison Transmission, 2018; Baumann, 2018; Daimler, 2018b; MAN Truck
Germany, 2018; Volvo Group, 2018; Tesla, 2018a; Ayre, 2018; Daimler, 2018a.
关键点: 越来越多的电动重型货车将很快上市,提供更大的里程和更大的载重量范围。
电动汽车应用目标
越来越多的政府正在为电动汽车的应用制定目标,通过向制造商和其他工业利益攸关方提
供越来越明确的信号,建立对未来政策的信心,并调动投资。
表2.2总结了2020年到2030年前应用目标。
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此外,10个代表全球电动汽车保有量的60%以上的国家,承诺寻求2030年电动汽车销售达
到市场30%的共同目标。
表 2.2
各国对电动汽车的发展目标,2020-30年
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国家或地区
加拿大
EV
1
[email protected]
2020-30 电动车目标
-
✓
2020年实现500万辆电动汽车, 包括460万辆轻型乘用
车,20万辆公交车和20万辆卡车。
• 2020年新能源汽车积分比例达到12%
State Council
(2012), EVI (2016b)
MIIT (2017)
电动汽车销售份额: 2020年达到7-10% , 2025年达
到15-20%,2030年达到50%。
Marklines (2017b)
•
中国
✓
来源
•
•
欧盟
到2025年电动汽车销售额增长15%,到2030年达到
30%(超过这些基准标准允许汽车制造商采用不那
么严格的特定二氧化碳排放目标)。
EC (2018b)
芬兰
✓
•
2030年达到25万辆电动车。
MEAEF (2017)
法国
✓
•
计划目标正在审核。
EVI (2018)
印度
✓
• 2030年电动轿车销售达到30%的市场份额。
2030年实现100% 纯电动公交车销售。
Government of
India (2018c)
SIAM (2017)
• 2030年实现100%电动车销售,总数量50万辆。
DPER (2018)
• 2030年实现 20-30% 电动轿车销售
METI (2014)
爱尔兰
日本
✓
墨西哥
✓
EVI (2016)
Rijksoverheid
• 2025年实现100% 电动公交销售,2030年实现公交全电 (2017)
IPO (2016)
动化。
• 2020年实现10% 电动轿车市场份额。
荷兰
✓
• 2030年实现100%电动乘用车销售。
• 2021年达到6.4万辆电动车。
新西兰
• 2025年实现100% 电动乘用车、公交销售。
挪威
韩国
✓
•2030年实现75%长途巴士 75%销售份额。
• 2020年达到20万辆电动乘用车。
Ministry of
Transport (2018)
National Transport
Plan (2016)
MOTIE (2015)
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国家或地区
EV
1
[email protected]
• 2030年实现100% 电动轿车销售
斯洛文尼亚
瑞典
英国
2020-30 电动车目标
来源
(Novak, 2017)
-
✓
•
2020年达到39.6 到 43.1 万辆电动轿车
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EC (2017a)
8个州2025年前达到330万辆电动车
ZEV PITF (2014)
10个州2025年实现乘用车和轻型卡车零排放车辆措施 CARB (2016)
6
5
ZEV mandate in ten states : 22% ZEV credit sales in
State of California
• 加州: 2025年达到150万辆电动车和 15%的占比。
(2018; 2016a)
• ,2030年达到500万辆 。
•
美国(有关州)
其他欧盟国家
•
•
•
2020年达到45万 to 76万辆电动车。
2030年达到542 万辆 to 627 万辆电动轿车。
EC (2017b)
关键点:到2018年上半年,主要的电动汽车市场和其他国家已经制定了EV部署目标以及
2020-30时期的行业目标。
燃油车限制
作为对实现新能源汽车目标的补充,一些国家政府宣布,它们打算在特定时间结束新的燃
油车辆的销售或上牌。此外,一些地方行政已承诺实施限制措施,禁止燃油车进入某些地
区。表2.3和表2.4概述了这些限制。
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表 2.3 • 宣布禁止燃油车销售的国家
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注:所有这些国家燃油车禁令均指的是宣布终止销售或注册新柴油和汽油车(不包括PHEV)的公告。 就斯里兰卡而言,规定
政府的目标是到2040年用电动或混合动力车型取代所有车辆。除了表中列出的禁令外,据报道中国正在考虑全国禁止生产和
销售燃油车。
关键点:一些国家政府承诺打算终止新内燃机车辆的销售或注册。
表 2.4 • 在当地司法管辖区宣布禁行限制
备注:大多数城市仅在某些区域(例如市中心)对特定车型(例如轿车)限制使用。哥本哈根的情况是独特的,因为宣布的
柴油禁令将仅适用于新的柴油车辆。C40化石燃料无燃料街道宣言,承诺从2025年开始使用零排放公交车,到2030年在城市
主要地区实现零排放。巴黎和墨西哥城是首批宣布2025年限制柴油车的城市。
关键点:一些地方政府已承诺实施禁止燃油车进入某些区域的限制。
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需要注意的是,德国联邦行政法院授权各城市,可以根据NO2排放标准,设定行驶区域。德
国政府驳回了全国范围内禁止使用柴油的想法,但据报道,德国正考虑使用一个全国性基
于车辆排放性能的标签计划,类似于2017年7月在法国实施的情况。这将有助于各市根据车
辆环保性能,考虑使用合适的车辆。
提高汽车制造商电气化生产的相关性
除了各国的政策发展外,汽车制造商也行动起来。过去一年中,汽车制造商发布了大量的
与电动汽车相关的声明。
几乎所有主要的制造商都表达了与电动汽车发展相关的雄心。在未来几年,业界将坚定地
致力于投资于电动移动出行,并加大力度推进电动汽车技术。
在“柴油门”丑闻之后,柴油车的普及率下降,特别是在欧洲,许多汽车制造商还表达了
他们减少或停止生产柴油车型的意图。鉴于欧洲许多汽车制造商制造是基于柴油车相比汽
油车CO2排放量低,有利于实现排放标准,电动汽车将是更好的替代手段。
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表2.5 • 汽车制造商宣布的电动汽车目标
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注:此表根据国际能源署对公司公告的理解提供概述,可能不完整。它打算发布仅与电动汽车(PHEV和BEV)有关的公告,
因此汽车制造商的其他公告(包括混合动力汽车,并未给出关于PHEV / BEV份额的具体指示)不包括在此表中。作为大众汽车
集团的一部分,奥迪宣布将在2020年推出三款新型电动车型。丰田宣布在2030年销售混合动力车和插电式混合动力车的目标
为450万辆。捷豹路虎宣布,所有新车型的电气化版本将从2020年开始。雷诺日产宣布其20%的销售额将在2022年是零排放
辆,30%的销售额将成为插电混动或混合动力。沃尔沃的目标是到2025年实现销售混合动力,插电混动和纯电动车100万辆。
到2030年,本田正在争取将三分之二的销售量作为燃料电池,混合动力或电动车。中国汽车制造商(如北汽新能源,比亚
迪,吉利等)的销售数量代表了产能目标而非销售目标。其他中国汽车制造商包括:戴姆勒-北汽,江淮汽车,上汽,长城汽
车,奇瑞新能源,长安汽车,广汽集团,江铃汽车,力帆汽车,闽安汽车,万向集团,YUDO汽车,重庆索康实业集团,中兴
通讯,国家电动汽车,乐视汽车,蔚来汽车,车和家,奇点汽车等。
关键点:几家汽车制造商宣布增加电动汽车的生产和新型电动车型。
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表 2.6 • 汽车制造商关于限制或停止生产柴油轿车的公告
制造商
行动
Fiat Chrysler
截至2022年,在其车型系列中逐步淘汰柴油。
Honda
停止在欧洲生产和销售旗舰柴油动力汽车。
Porsche
该品牌的主要型号没有柴油机组; 专注于优化的燃油车,插电混动车和纯电动车。
Subaru
到2020财年退出柴油车的生产和销售。
Toyota
到2018年底,停止在欧洲销售柴油车。
Volvo
停止开发柴油发动机。
Sources: Campbell (2018) for Fiat Chrysler; Nikkei (2017a) for Honda; Porsche (2018) for Porsche; Nikkei (2017b) for Subaru; Toyota
Europe (2018) for Toyota; Reuters (2017e) for Volvo.
关键点:许多制造商宣布他们将停止生产或开发柴油动力系统。
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3. 电动汽车充电基础设施
充电标准
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目前状态
本节着眼于电动汽车支持设备,如私人和公共充电桩,可能的额定功率等。过去一年政
策实施上,对快速充电桩格外关注,尽管事实上,它们被视为对私人充电桩的补充,而
不是替代——特别是长途旅行。
区分充电桩的三个主要特性包括:
•
水平:充电桩的功率输出范围。
•
类型:用于充电的插座和连接器。
•
模式:车辆与充电器之间的通讯协议。.
表3.1建立在为全球EV展望2017分析的基础上,提供对各个全球区域的最流行的充电标准
(包括电平、电流、额定功率和类型,即插座和连接器的详细信息)的概述。关于FCEV基础
设施的状态。
除了表3.1中所报告的信息之外,不同充电协议的通信方法也存在差异。协议依赖于不同的
物理连接,并且几乎难以兼容。在2级和3 AC充电器的情况下,每种类型有单独的协议,
这些协议也用于特斯拉连接器。在DC快速充电器的情况下,联合充电系统(CCS)连接器是
电力线通信(PLC)的协议(通常用在智能电网通信)匹配,而CHAdeMO、特斯拉和GB/T使
用网络通信。
专栏 3.1 •
燃料电池汽车燃料加注基础设施
在燃料电池电动车辆中,氢气以35-70兆帕(MPa)的压力储存在专用罐中的车辆中。
用于35和70MPa氢加注的连接器已经标准化(ISO,2012)。
迄今为止,氢燃料加注基础设施的安装受到限制。2017年,全球共有330个加氢站投入
运营,其中大部分在日本。全球平均水平,每百辆FCEV汽车大约有四个加氢站,在FCEV
汽车普及率较高的国家(日本和美国)的覆盖率较低。 然而,在加利福尼亚、中国、
德国、日本和韩国等各个市场出现了令人鼓舞的加氢站基础设施和车辆应用迹象。
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主要地区的充电桩特征概述
常规插电
1级
电流
交流
2级
3级
交流
交流,三相
直流
> 22 kW and
≤ 43.5 kW
< 200 kW
≤ 3.7 kW
> 3.7 kW
and ≤ 22
kW
中国
Type I
GB/T 20234 AC
日本
Type B
SAE
J1772
Type 1
欧洲
Type C/F/G
IEC 62196-2 Type 2
IEC 62196-2
Type 2
CCS Combo
2 (IEC
62196-3)
北美
Type B; SAE
J1772 Type 1
SAE
J1772
Type 1
(Under
development)
SAE J3068
CCS Combo
1 (SAE
J1772 & IEC
62196-3)
功率
≤ 22 kW
GB/T 20234
DC
Accepts all
IEC 62196-3
standards
Tesla
Tesla
类型
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级别
快充
慢充
澳大利亚 Type 1
韩国
印度
Type A/C
Type C/D/M
IEC 62196-2 Type 2
Accepts all
IEC 62196-3
standards
IEC 62196-2 Type 2
CCS Combo
1 (IEC
62196-3)
(Draft) IEC 60309
industrial socket
(two wheelers) and
IEC 62196-2 Type 2
(other vehicles)
(Draft) GB/T
20234 DC
(< 20 kW)
and
CCS Combo
2 (IEC
62196-3)
(≥ 20 kW)
(Draft) IEC
62196-2 Type
2
Tesla and CHAdeMO (IEC 62196-3 Type 4)
表 3.1 •
(Draft)
CHAdeMO
allowed
注:kW =千瓦; AC =交流电; DC =直流电; CCS =联合收费系统; CHAdeMo =充电移动。 2类IEC 62196-2和62196-3(CCS Combo 2)
连接器由欧盟2014/94指令强制要求。 传统充电插头是指安装在私人家庭中的设备,其主要目的不是为电动车充电。 自2013
年以来,特斯拉已经有一个适配器可以连接特斯拉插头和CHAdeMO插头。 表中的灰色阴影区域表示正在开发或尚未确定的标
准。
关键点:电动汽车主要区域使用的各种充电插头和连接器。
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最新进展
2017年的关键进展包括:
•
韩国采用CCS Combo 1作为电动车主要标准(CHARIN,2018C)。
•
印度发布了一份草案,以指导电动汽车充电基础设施部署,并确定了充电桩、车
辆连接器接口。
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200千瓦及更高功率的充电
2017年充电标准的主要进展是,数个快速充电标准组织发布了到200kw级充电的新官方协议
(中国电力协会;Nari集团;CHADEMO;CharIN)。有限数量的大功率充电桩已经安装,虽
然目前适合这种充电桩充电的车辆不多。CHAdeMO已经正式发布了功率达到200千瓦的协
议,400千瓦的协议草案将于2018年发布。中国GB/T 20234.1充电标准自2015以来开始执
行,最大功率为200千瓦。尽管充电功率小于200千瓦,特斯拉在超级充电桩的部署上起到
了重要作用,这使得他们的车型充电功率达到120千瓦,比目前任何其它技术都快。
不同车型的使用标准
下文所讨论的充电标准和通信协议主要针对汽车和轻型商用车辆开发。尽管如此,它们也
被用于其他车型。
•
电动两轮车主要使用1级充电,而三轮车也适用于2级。
•
公交车有两种主要的充电解决方案:在公交停车场过夜充电或在特定公交车站进行
大功率机会充电。
•
由于电池容量大,公交车在停车场充电需要一定程度的快速充电(22千瓦以上),以便
能够完成夜间充电。在大多数情况下,直流快速充电起始点是50千瓦,较新的公交车
允许150千瓦的充电。
•
鉴于中国电动公交车数量与其他国家相比多,并且更依赖停车场充电,目前大多数中
型和重型电动车辆使用GB/T标准进行直流快速充电。
•
CHAdeMO和CCS还支持使用公共汽车和卡车的受电弓。为受电弓充电而开发的另一标
准是OppCharge标准,该标准描述了150-450千瓦(正在开发中的600千瓦)的充电水
平,并且符合IEC 61851-23(DC连接)和ISO 15118标准(OppCharge,2018)
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•
随着更多交通工具的电气化,需要进一步完善现有标准。卡车尤其相关,因为最近
关于重型远程卡车的应用评估表明,需要大功率的充电桩。如Tesla及其半卡车。
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充电设施的发展及可用性
图3.1展示了到目前为止部署的充电桩数量。从2010年到2017年各类充电桩都呈上升趋
势。
图 3.1 •全球充电桩数量, 2010-17
4 000
3 500
充电桩数量 (千个)
3 000
2 500
公用快充
2 000
公用慢充
私用慢充 (巴士)
1 500
私用慢充 (轿车)
1 000
500
0
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
备注:
-
- 假设除了中国和日本外,每辆电动车对应家庭或工作场所的1.1个私人充电桩(1级或2级)相连。根据中国电动汽车充电器基
础设施促进联盟的一项调查报告(大约三分之一的中国电动汽车拥有者样本),中国和日本每辆电动汽车对应0.8个充电桩,说
明在电动车保有量和私人充电基础设施上,中国出售给私人电动车车主的车桩比接近80%。
-
假设电动两轮车主要用1级插座充电,并未包括在此评估中。
将私有快速充电桩计算在内,在中国每三辆公共汽车有一个快速充电桩。这是根据深圳报告的比例,并推广到全国水平。
充电桩可以配备不同的连接器(例如DC CCS和CHAdeMO);如果充电桩配备一个交流连接器和一个直流连接器,则可以同时
为两辆车充电。但是,如果充电桩有两个不同的直流连接器,通常并非如此。此评估根据可以最大功率同时充电的汽车数量来
计算充电插座数量。
Sources: IEA analysis based on EVI country submissions, complemented by Zheng (2018) and EAFO (2018b).
关键点:私人充电桩数量超过公共充电桩的数量。
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私人充电桩
轻型车辆:汽车和两轮车
一级充电桩的数量,由于不专门用于电动汽车,其统计比较困难。同时二级充电器也缺
乏在家庭的安装情况的统计,因此数据存在不确定性。
图3.1所示的数据是基于这样的假设,即除中国外,每辆电动车对应1个家用或工作场所
私人充电桩(1级或2级)。这个简单的假设意在强调电动汽车中私有和公共使用的充电
桩之间的数量差异。主要基于以下考虑:
•
在欧洲,即在北欧地区,调查表明对家庭和工作场所充电桩有明显的偏好:挪威和瑞
典90%以上的电动汽车车主每天或每周在家充电,20-40%的车主在工作时充电。
•
在美国,估计每辆电动汽车大约有0.9个家用充电桩,在工作场所还有平均0.325个充
电桩。
•
除中国和日本外,所有国家使用的比率(每辆电动汽车1.1个充电桩)也说明,工作
场所充电桩与私人住宅充电点互为补充。
中国的数据显示,2017年度共有23.2万私人充电桩。然而,中国电动汽车充电基础设施促
进联盟进行的一项调查(调查了约三分之一的中国电动汽车车主)表明,在中国,出售给
私人电动汽车车主的充电桩中所示的中国数据,车桩比为0.8。中国2020年的目标是为460
万辆电动汽车提供430万个私人充电网点,这也意味着每个电动车对应充电桩数量为0.93。
鉴于可用的数据范围和高度不确定性,图3.1中显示的数据假设每辆电动车对应0.8个充电
桩,适用于中国道路上行驶的120万辆电动汽车的比率。
•
类似的限制适用于日本人口稠密的城市。 例如,东京60%以上的人口居住在多户住
宅中。 这促使市政当局以充电基础设施支持政策为目标,开发住宅多户住宅建筑的
充电网点。 鉴于可获得的信息有限,但考虑到每个电动车对应的快速充电器的高比
例,日本的私人充电桩在这里使用与中国相同的比率进行估计。
•
电假设电动两轮车主要在1级插座上充电,而电动三轮车可以使用1级或2级充电器。
图3.1所示的数据中没有包含两轮和三轮车。
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中型和重型车
由于可获得的信息有限,估计中型和重型车辆车队专用充电插座的数量也具有挑战性。
到目前为止,中国对电动车辆的应用部署一直是最活跃。特别是深圳,除了轻型车辆和两
轮车以外,是应用部署电动车的最重要城市。
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鉴于中国在城市公交应用和充电桩部署方面的强大领导力,图3.1中私人快速充电器的价值
基本上反映了中国公交车队的情况,公交车总量与每三辆电动公交车的一个充电桩的情况
相匹配。该数据主要根据深圳情况。
公共充电桩
将2017年公共充电桩的国家级数据与电动汽车存量进行比较,反映了不同市场的显着差异
(图3.2)。
图 3.2 • 2017年不同国家电动车存量和公共充电桩数量
电 动汽车总存量
310万辆
公共充电桩 (慢充)
31.8万个
公共充电桩(快充)
11.2 万个
1%
12%
2%
22%
6%
4%
2%
40%
3%
41%
3%
中国
1%
7%
日本
美国
6%
英国
7%
德国
4%
4%
法国
7%
24%
74%
4%
7%
12%
7%
挪威
其他国家
Sources: IEA analysis based on EVI country submissions, complemented by EAFO, 2018b.
关键点:中国拥有世界大约有四分之三的公共快速充电桩,以及主要的慢速充电桩。
许多国家的电动汽车市场仍处于发展的早期阶段。 因此,找到各国车桩比率差异的解释
并不简单。
图3.2以及图3.3中每辆电动汽车可用的公共充电基础设施比例有助于确定几个关键方面:
•
与其他国家相比,中国和日本对快速充电器的依赖程度更高。 这符合适用于人口稠
密城市私人充电桩的限制,以及中国每辆电动车对应私人充电桩数量少的情况。
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•
中国公共快速充电桩与电动车比率高,也可以解释为非私人车辆的高利用率,例如
政府车队和出租车,可能更依赖快速充电来完成他们的每日行程。另一个证实这一点
的因素是,与在其他国家销售的纯电动车相比,中国的纯电动车行驶里程相对较低
•
挪威,这个2017年电动汽车销售份额最高的国家,在充电桩建设上取得了领导地
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位。尽管与电动汽车保有量相比,其公共可用充电基础设施的份额相当低,但反映了
挪威消费者对家庭充电桩的偏好。
0%
BEV share in total electric car sales
0.00
总数
20%
美国
0.06
英国
40%
瑞典
0.12
挪威
60%
荷兰
0.18
日本
80%
德国
0.24
法国
100%
中国
0.30
加拿大
充电桩/电动车
图 3.3 • 2017年每辆电动车公共充电桩的数量
充电桩/电动车
(累计)
充电桩/电动车
(慢充)
充电桩/电动车r
(快充)
欧盟2020 目标
纯电动车在所有电动车中的销售比例l
(右轴)
注:数据基于与图3.1和图3.2相同的假设,2020 车桩比目标是欧盟AFI指令的目标,该指令规定成员国应确保可公开获取
的充电桩建立在足够的区域覆盖范围内,每十辆电动车最少一个充电桩。
Sources: IEA analysis based on EVI country submissions, complemented by EAFO, 2018b.
政策支持
国家和跨国层面
充电基础设施发展取决于当地情况、国家政策框架,包括明确的目标、制度、资金和财
政支持。有效的政策可促进充电桩的部署,通过降低发展充电设施费用,提供足够资金来
促进充电桩部署。
设定充电桩部署目标,有助于确定与电动汽车发展相匹配的总体规划。并非所有确定电
动车发展目标的国家都制定了充电桩建设目标,有许多只重视公共充电桩。一些例子包
括:
•
中国计划到2020年部署1.2万个电池更换站点、430万个私有充电网点和50万个公共充
电桩。在不同地理区域,设置了不同目标以解决与电动车发展同步的问题,如西部地
区为推广区、中部地区为示范区、和东部地区为加速区。一些地区的充电桩/电动车
比例是0.13(即1:8),一些地方有着严格的比例限制0.07(1:15)。
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•
欧盟委员会已要求其成员国制定2020、2025和2030年的部署目标,以便与AFI指令
(EC,2014)所要求的基础设施水平相匹配。2017年,只有80%的欧盟国家提交了目
标,表明到2020年,只有35%的公共充电桩已经部署。然而,由于电动汽车发展的延
迟和几个国家超出了EVSE部署目标,到2020年,每十辆汽车就有一个公共充电桩可
用。
•
加州已经修订了其2025年的基础设施部署目标,以及2030年的500万辆电动汽车的目
标:行政命令B-48-18更新了2016年的ZEV行动计划,并建议在2025年之前投资9亿美
元部署25万辆电动汽车销售点,其中大约1万辆应该是直流的快速充电器。
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公路充电桩
由于长途行驶的电动汽车与充电桩密切相关,如中国,欧盟和美国正加快在公路沿线部
署快速充电桩(图3.4)。
图3.4
选定地区的公路充电站数量和分布目标
1 000
120
900
700
80
目标充电站数量
600
500
60
400
40
300
200
20
100
0
China
EU
US
0
两个公路充电器之间的最小距离(右轴)
备注:中国的值是指政府目标(2020年)。 欧盟的值指的是AFI指令(2020)中设定的目标。 美国的值指的是Electrify
America项目(2030年)设定的目标。
Sources: Ou, 2017; China Daily, 2017; European Commission, 2017c; Electrify America, 2018b.
关键点:沿主要公路的电动汽车充电基础设施的目标部署间隔为45-115公里。
km/charging station
100
800
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财政政策
财政对充电桩的支持,可采取财政激励、税收减免和直接投资的形式。过去几年,各国
对公共充电网点提供直接投资的程度有所下降,而采用财政奖励的国家数量大幅增加。总
的来说,近年来政府在基础设施建设方面的支出大幅增加。图3.5中的示例的选择提供了
当前动员资金的概述。
图 3.5 • 最近关于电动汽车充电基础设施发展的投资公告
印度
2018
2018
2017
2018-2021
日本
加拿大
英国
2017-2020
德国
2017-2020
欧盟 美国
2017-2027
0
0.5
1
1.5
2
2.5
投资额(十亿美元)
备注:此图基于可用数据,可能不完整。在欧盟,这种支持旨在用于跨欧洲运输网络城市地区。在日本,政府与东京市作,
为充电基础设施提供财政支持。 在美国,电气美国公司将在2017年至2027年之间投资购买充电基础设施。2016年,德国宣布
了一项国家政策,支持公共充电基础设施,到2020年前以3亿欧元建立15000个充电桩。
关键点:美国已经为电动汽车基础设施发展拨出了最大的投资。
尽管用于充电桩发展的资金增加,但并非所有的政策都按计划进行。在英国,450万英镑
(580万美元)用于街头充电桩的基金,尚未被大多数有资格获得该基金的地方当局使用。
许多委员会努力建立合适的项目来利用该基金。这说明,在分配对基础设施安装收费的预
算的同时,需要考虑对申请者资助的援助。
监管政策
建筑规范和许可证
由于私人充电在大多数国家占主导地位,所以让车主在停放的地方安装私人充电桩就很重
要。到目前为止,欧洲和美国的大多数电动车主都有自己的车库或车位。然而,居住在公
寓楼、公寓和城市中心住宅中的电动车车主也需要充电桩。许多建筑法规禁止安装车辆停
放设施,虽然仍有很少一部分允许安装充电桩。
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建筑物规章中的障碍是改变现有建筑物中的汽车停车位(安装充电插座)的程序,以确保新
建筑物具有在需要时易于安装充电基础设施的能力,以及付款方的责任。确保电动汽车在
私人家庭中更大范围使用的关键监管政策之一,是制定涉及“电动汽车充电准备”要求的
建筑法规。
Page | 50
最显著的变化是2017年更新《欧洲建筑能源性能指令》协议。该协议规定,新建和翻新的
非住宅建筑(>10个停车位)必须安装至少一个充电点,另外五分之一的空间必须安装电
路管道。新建、改建的居住建筑(>10个停车位),每一个停车位都必须设置一个电路管
道。此外,要求各成员国制定一项要求,要求所有拥有25个以上停车位的建筑物安装最少
数量的充电点,包括在新建和翻修的建筑物和公共停车场安装充电桩最低要求的规定。在
挪威,停车场和新建筑物的面积,必须至少分配6%给电动汽车。其他最近政策集中在城市
层面,如图3.6所示。
关于配电的监管框架
电动汽车充电站集成在电力系统中,因此受电力部门监管。监管结构对新兴充电基础设施
的所有权结构和组织安排具有很强的影响。
•
在中国,电力系统属于国有的垂向垄断企业,这推动了充电基础设施的扩展。私营
公司已进入充电业务,特别是在城市地区,其中国家发展和改革委员会颁发经营许可
证和地方调节价格。
•
在德国和英国,配电公司不允许经营充电基础设施。
•
在印度,立法考虑将将充电基础设施作为电力配送的一部分,需要行政许可。这个许
可要求限制了小规模玩家的市场准入。在2018年初,政府出台了临时政策,使充电站
能够在没有许可证的情况下运行,从而可能改善充电条件。
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•
在美国,零售企业不允许经营充电桩建设,但许多州正在改变这一限制。在加利福
尼亚,一种积极主动的方法旨在将电动汽车充电站排除在公用事业的定义之外,以允
许公用事业发展和执行与电动汽车安全相关的项目。加利福尼亚正在积极寻求简化
充电桩建设的许可程序。自2017年9月30日起,所有城市或县都需要采取改进的许可
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做法。伊利诺伊州、科罗拉多州和安大略省等十多个州也对电动汽车充电基础设施
实行立法豁免。
根据一个国家的具体监管方法,以及立法是否将电动汽车充电站视为零售商或电力分销
商,监管环境可以促进或阻碍电力部门和私营公司的投资。 ICCT(2017d)描述了监管改
革如何促进充电基础设施投资:
在许多国家,监管环境限制了公用事业投资或拥有充电基础设施的可能性。这是因为它们
接受来自网络运营的规范收入,这与在市场上没有固定收入流的企业进行基础设施收费相
比具有优势。放宽这些限制并允许公用事业投资充电基础设施,可以促进充电设施的扩
张,如加利福尼亚的监管改革。ICCT(2017D)所描述的一种更为先进的方法,是基于速
率的,其中公用事业为所有网络用户收取基础设施的投资费用。在需求侧管理(DSM)中
集成充电基础设施的可能性可以降低整个系统成本,降低网络费用,并使所有网络用户受
益,而不管它们是否是电动车拥有者。
一般来说,公用事业的利润法规下的收入上限限制了对基础设施投资的激励,基础设施具
有降低系统成本的能力,因为公用事业不能保留增加的利润。国际清洁技术理事会(ICCT)
(2017d)建议改革监管环境,以奖励能够降低系统成本的投资行为者,参照公用事业和电动
汽车所有者可以分担投资成本和利润的V2G应用程序。ICCT还建议,市场监管必须向电动汽
车所有者或所有者群体提供准入,以便他们能够提供电动汽车在市场中的承载能力,以促
进未来DSM组合中可能的V2G集成。
最近,公用事业收费基础设施的投资集中在公共充电桩项目上。在家庭充电桩中推广公用
事业的投资或所有权可以最大化他们对DSM的贡献。这是因为配电系统运营商具有通过智能
充电或延迟充电来集成充电桩所需的系统洞察力,并且能够通过提高系统性能来抵消投资
成本。电动汽车用户较少有动机调整充电模式以优化系统,因此在投资于家用充电桩时,
不会优先考虑系统成本。
地方政策
鉴于地方政府在土地利用和交通管制(包括停车条例和区域划分行动)方面的能力,它们通
常最有能力确保充电基础设施的部署符合城市流动模式和当地地理特点。在某些情况下
(例如,中国、联合王国),城市也有能力为充电基础设施提供国家财政支持。
全球电动汽车展望2017和EVI报告中讨论了对城市EVSE网络的发展具有明确影响的地方政策
工具的实例,例如EV City Casebook。
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ICCT的两份报告也关注全球电动汽车资本中正在推行的重大举措。图3.6以这些报告中的信
息为基础,重点介绍了为促进主要城部署充电设施而采用的最新措施的例子。
图 3.6 • 促进充电基础设施的最新政策示例
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主要城市部署情况
备注:这不是详尽的政策列表,而是说明已实施EVSE政策的城市示例。
关键点:城市正在采取各种措施来促进充电基础设施的发展。
图3.6表明,有许多政策工具用于激励大城市充电基础设施的发展。 这些政策显然符合四
种不同的类型:聚焦要建造的充电点数量;充电设施的财政激励;更改建筑规范以便于安装;
直接安装充电点。 很明显,建筑规范是更广泛采用的选择之一,所有关键地区的城市都要
求新住宅单元的配建要求,以促进电动汽车充电网络的扩展。
监管框架不仅与电动车采用相关,而且间接与发展相关。
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私营利益攸关方的倡议
除政府目标和发展计划外,各个公司和汽车制造商联盟也积极参与高速公路快速充电桩的
开发(表3.2)。这些公告表明,越来越多的参与者正在进入充电基础设施市场。 除了公
用事业公司之外,许多汽车制造商最近已经创建了财团来部署公路充电网点。显然,这些
原始设备制造商的目标是弥补长途驾行的有限公共基础设施或高强度用户的差距,而这已
经成为其采用电动汽车的障碍。为了解决这个问题,他们正在沿着公路走廊战略性地开发
充电站。
Table 3.2 • 部分企业高速公路充电桩部署目标
充电站数量
充电桩总数量
注意:此表基于可用数据可能不完整。上市公司表示,他们的高速公路充电桩将具有快速充电能力。表中的目标仅适用于高
速公路充电基础设施:许多其他公告已经包括公路和城市,但没有详细说明充电类型之间的划分,因此不包括在此表中。
Ionity是一个联合电动汽车充电网络,包括宝马,梅赛德斯,福特和大众。壳牌现已加入网络承诺,以建立上述指定的附加站
点。 Ultra-E充电网络由Allego,Audi,BMW,Magna,Renault和Hubject组成。 Mega-E网络是Allego和Fortnum之间的合作伙
伴关系。 NEXT-E充电网络包括MOL,E.ON,Hrvatska elektroprivreda(HEP),日产和宝马。在英国,国家电网承诺建设100个
公路站(Hanley,2018),但目标部署日期尚未确定。SMATRICS(奥地利)的目标是在eva+项目下建立另外20个站点(enel
和SMATRICS,2017),但目标部署日期未指定。
关键点:私营部门的利益相关者 - 包括汽车制造商,石油公司和公用事业公司 - 正计划
在高速公路上部署快速充电点。
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表3.2中详述的许多目标具有较短的时间范围,表明即将建成。由于每个车站有多个充电
桩,很明显这些车站将可同时保障多辆车,随着电动车数量的增长,还有可能扩大。公告
主要来自欧洲公司,以便在整个欧盟范围内部署。其他市场也有重要参与者,如美国的特
斯拉和中国的公用事业公司。其他发展包括在工作场所建立充电基础设施(专栏3.2)。
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专栏 3.2 •
公共场所充电基础设施
工作场所充电器正在全球范围内推广,越来越多的公司签署了气候组织的EV100倡议。在
此框架下开发的举措包括以下示例:HP Inc.和联合利华在其许多办事处提供充电站;宜
家集团已经在其半数以上的商店安装了电动汽车充电,中国互联网巨头百度投资了工作
场所充电以及校园内的员工运输电动公交车。在美国,一些私人和公共倡议正在考虑开
发工作场所充电桩。在加利福尼亚,很可能是由于许多科技公司的存在,例如,特斯拉
已开始为特斯拉用户向公司和商业业主提供免费的工作场所充电桩。圣地亚哥燃气和电
力公司开发了Power Your Drive计划,在多户建筑和工作场所支持多达3500个充电桩。
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4. 能源需求及排放
电动汽车对能源需求的影响
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能源需求与石油需求变化
2017年,全球电动汽车电力总需求估计为54太瓦时(TWh)(图4.1),略高于希腊的总用
电量。其中大多数(91%)在中国,主要是两轮车和公共汽车。这两种模式合计占世界电
动汽车用电需求的87%。但就增长速度而言,2015年以来,轻型车电力需求增长最快,达
到143%,其次是公共汽车110%和两轮车的13%。
图 4.1 •各国电动汽车电力需求
60
电动汽车电力消耗 (太瓦时)
50
美国
40
中国
30
20
10
0
2015
两轮车
2016
公交车
2017
其他
法国
挪威
德国
日本
英国
荷兰
加拿大
其他国家
轻型乘用车
备注: 饼图是指2017年的数据。 假设是:乘用车消耗20-27千瓦时/ 100千米,年行驶里程8500-18800千米; 两轮车消耗3-5千瓦
时/ 100千米,年行驶里程5900-7 500千米; 电动城市公交车消耗135-170千瓦时/ 100公里,年里程28,000-47 000公里。 插电混动
车的电动驾驶比例假设为年度里程的36%。 假设充电具有90%的效率。
Source: IEA analysis based on country submissions; IEA, 2018c.
关键点:中国占全球电动汽车电力需求的绝大部分。电力需求同比增长最快的是轻型车。
用电量的0.2%。中国和挪威,分别拥有最多的电动汽车和最大的市场份额,其电动汽车电
力需求分别占用电总量的0.45%和0.78%。
迄今为止,电动汽车数量增加对电力的影响有限,从而使得能够更大规模采用电动汽车。
随着电动汽车数量增长,必将增加电力需求并影响输电和配电网。框4.1显示了潜在的问题
和解决方案,以便在电网中整合电动汽车电力需求。
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专栏 4.1 •
电动汽车对电网的影响
充电影响
工作日的上午和傍晚是交通的高峰。电力需求也在上午和晚上出现峰值,而夜间
和下午较低。通常在夏季由于使用空调冷却,冬季因为加热,使得电力需求变化
不那么明显。
图4.2显示了三个城市(中国香港,美国长滩和英国曼彻斯特)的交通流量日变
化,以及各地区的电力负荷曲线。
图 4.2 •
1
指数
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平均工作日期间的道路交通和电力需求情况
中国香港
1
美国长滩
1
0.8
0.8
0.8
0.6
0.6
0.6
0.4
0.4
0.4
0.2
0.2
0.2
0
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
电力需求
英国曼切斯特
0
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22
交通流
注:这两条线旨在描述道路交通的变化,使用0到1的指数剖面,以及平均工作日期间的电力需求,分别作为最大日常道路交通和电力需求的
一部分。 该图使用来自对道路交通测量的三项研究数据和代表各城市电力需求的负荷曲线。 电力需求曲线指长滩和曼彻斯特的四月份,香港
的年平均值。
Sources: IEA analysis based on Smith, Lindley, and Levermore, 2009; Chinkin et al., 2003; Xia and Shao, 2005; CAISO, 2018;
ENTSOE, 2018.
关键点:电力需求和道路机动性需求在早上和晚上都有两个高峰期,在夜间需求很低。
在这三个城市中,在夜间电力需求低迷之后,早晨的交通活动达到高峰。这些电力
需求和交通活动的特征表明,电动汽车应在早晨使用前完成夜间充电,这也将最大
限度地减少对发电能力和对配电基础设施升级投资。
傍晚,电力的高峰往往跟随交通高峰。傍晚交通高峰后将电动汽车接入电网可能会
加剧电力高峰。这就增加了配电网过载的风险,需要升级电网,例如更换配电变压
器和电缆。如果电力管理不当,高峰段增加的电力可能需要额外的发电容量。为了
避免傍晚高峰负荷增加对的经济和环境的影响,理想的是将电力负荷转移到夜间。
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管理电动车对电力系统的影响
需求侧管理作为一种重要的方法,可以显著减少由于道路运输电气化而导致的电
网升级和额外发电能力的需要,以及促进可再生能源的整合。
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监管机构、公用事业、输电系统运营商、配电系统运营商和零售商已经在采取需
求侧管理措施,并设计政策机制,以确保电动车的使用不会使电网过载。对于电
动汽车来说,需求侧管理主要包括优化充电时间、调整负载时间段以确保电力供
应与需求的匹配,将电动汽车充电从傍晚高峰移动到晚上。除了减轻配电网的负
荷和减少对电网加强的投资需求之外,还有许多潜在好处,包括:
•
通过将充电负荷转移到需求较低的时期(由于可能依赖边际价格较低的发电资产产生的
电力,这可以转化为较低的电价),减少对额外发电能力的需求。
•
白天优化电网资产的使用,提高其利用率,并使其利润最大化,从而减少每千瓦时的成
本。
•
通过将电动汽车充电与可再生能源的高输出周期相适配,减少可再生发电的削减,例如
在风力发电机的发电量经常是最高时的夜间充电,或在光伏发电高峰时的中午充电。
利用需求侧管理实现这些好处,是通过动态收费实现的,例如根据使用时间段定价或实时定
价。使用时间段定价的机制,激励消费者以电力价格低时最大化电力消耗的方式为电动汽车充
电,并在电力价格高时将其降至最低。
通常情况下,动态定价旨在阻止电动车车主在高峰时段为车辆充电。但是,它也可以用来将需
求转移到可再生能源发电量充足的时候,或同时获得所有这些好处。充电过程可以通过智能充
电应用程序来辅助实施。像宝马这样的制造商已经开发出能够自动优化家庭充电的产品,以便
从低电费中受益。 需求侧管理产品还可用于优化导致电力峰值负荷的其他住宅设备(例如加热
和冷却设备)的使用模式。集成系统可使消费者能够处理电器的优先使用级,例如通过暂时减
少电加热以抵消电动汽车在高峰充电的额外负载。
需求侧管理还可以为电网提供有价值的辅助服务,包括频率调节,电压支持和功率因数校正,
以及平衡配电网络负载的可能性。通过双向“车辆到电网”(V2G)功能可以进一步增强需求侧
措施的有效性。 V2G是电动汽车和电网之间的双向连接,电力可以通过该连接从电网流向车
辆,反之亦然。2018年世界能源展望报告,将对电动汽车不断扩大的影响和需求侧管理进行重
点分析。
电动汽车的效率比燃油车动力系统高出两到四倍。 这是由于动力传动系统的更高效率和电
动汽车在制动时再生动能的能力。 据估计,2017年全球电动汽车的柴油和汽油需求量为
0.74 艾焦(EJ)(相当于1750万吨油,每天38万桶)。 大部分归因于两轮车和三轮车
(73%),其余是公交车车辆(15%)和轻型车(12%)。
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尾气排放
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温室气体
国家的发电和车辆制造的碳排强度决定了纯电动车的二氧化碳强度。电动机的高能效和低
碳电力的结合使得电动汽车相对于燃油车显著地减少二氧化碳排放。国际能源署指出,在
2015年,欧洲电动汽车在“油井到车轮”全流程上的二氧化碳排放比汽油车减少50%,比柴
油车减少40%。如果包括与车辆制造相关的炭排放,所产生的二氧化碳排放减少会低一
些。Ellingsen等人论证,当考虑到车辆的整个生命周期(制造、使用和处置)时,目前的欧
洲混合动力车与汽油内燃机车相比,能够节省大约30%的温室气体排放量。这些减少量在美
国和日本都比较低,主要是其发电的碳强度高于欧洲。电动汽车从油井到车轮二氧化碳排
放方面,相对于燃油车车辆优势有限,而且在考虑碳密集型发电国家的周期排放时,甚至
可能导致净增加(例如印度和中国)。为了确保在碳密集型发电的国家电动汽车比燃油车
对气候影响更低,降低发电的二氧化碳强度,并减少电池生产和车辆制造阶段的排放影响
是至关重要的。
2017年,全球共排放约3570万吨二氧化碳,由于使用电动汽车,减少了2940万吨二氧化碳
的排放。中国作为减少总排放量的第一贡献者(图4.3)。这主要是因为电动两轮车非常高
的保有量,而不是通过电动车与燃油车相比在二氧化碳排放方面的显著比较优势获得的。
这一事实也说明,尽管中国轻型电动车占全球的42%,其相应的二氧化碳减排量也仅占全球
3%。
世界上几乎所有国家都在《巴黎气候协定》承诺减少温室气体排放。随着时间推移,发电
的碳排放强度将逐步降低,从而也相应减少用于电力出行的炭排放。为了保证电动汽车在
短期内开始脱碳,各国可以引入“硬耦合”政策框架,使电动汽车总量比例与可再生能源
产出目标一致。
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图 4.3 • 采用电动汽车后CO2 减排量, 2017
全球减排:
2940万吨 CO2
北美 7%
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中国两轮车 81%
其他 19%
欧洲 5%
其他亚洲国家 1%
中国公交车3%
中 国轻型汽车3%
备注:除非另有说明,否则排放节省是指整个电动车队。 此处的里程和燃油经济性假设与图4.1中的相同。CO2强度在2017年
世界能源展望(IEA,2017b)中详细阐述。
Source: IEA analysis based on country submissions; IEA (2017b).
关键点: 由电动汽车引起的全球二氧化碳减排主要在中国,虽然其发电仍然是高炭。
地区空气污染
由于电动汽车不排放尾气,因此与传统燃油车相比,NOx排放量显著降低。由于采用再生制
动,电动汽车还可以减少道路交通的非废气排放。
空气污染物的排放量较低,是快速发展中国家(如印度和中国)对电动交通感兴趣的主要
驱动因素,因为其对大城市空气质量的担忧日益增加。
空气污染也是欧洲转向电动汽车的驱动因素,柴油化加上车辆测试程序的漏洞,以及汽车
制造商利用它们的企图,已成为城市空气污染危险程度的主要原因之一。
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5. 电池
当前状态
图5.1说明了在各种应用中使用的锂离子存储技术相对于累积产能的成本降低。这图5.1显
示了锂离子电池成本相对于电池累积产能的关系。表明锂离子电池从1990年开始使用以
来,成本显著降低。
消费电子产品用电池的早期发展提供了生产锂离子电池的宝贵经验,为到2010年实现100千
兆瓦时(GWh)的累积生产能力提供了支持,从而能够在过去十年里实现非常显著的成本和性
能改进。行业的发展使得电动汽车采用锂离子电池组越来越可行。在过去五年中,电动汽
车电池组的成本和性能改进,促进了消费电子领域的持续技术进步,也成为锂离子存储系
统竞争力的主要驱动力。
图 5.1 • 锂电存储技术价格发展
10 000
消费电子
价格 (美元/千瓦时)
电动汽车
住宅存储
公共设施存储
1 000
100
0.0
0.1
1.0
10.0
累积产能 (GWh)
100.0
1000.0
注意:轴以对数刻度表示。 电子设备是指电力电子电池(仅电池); 电动汽车是指电动汽车的电池组; 公用设施和住宅存储是
指锂离子电池组和电力转换系统,包括工程,采购和施工成本。
Source: Adapted and updated from (Schmidt et al., 2017).
关键点: 随着制造量的增加,锂离子存储技术的价格已经下降。制造消费电子产品电池的
经验降低了成本,有利于电池包和固定存储。
今天,电动汽车中使用的典型电池是基于锂离子技术,该技术发展已能与电动车性能要求
相匹配。用于轻型汽车的电池组具有每千克200瓦时的重量能量密度和每升200-300瓦时的
体积能量密度。电池的寿命是另一个重要参数。一个好的电池产品要有与电池寿命相关联
的行驶里程,以及保持初始电池容量(通常为80%)的能力。现有文献表明,电池现代锂离
子化学可以经受1000次循环。假设电池容量为35千瓦时、每公里耗电量0.2千瓦时,那么该
循环寿命至少能保证行驶17.5万公里,电池寿命与汽车寿命匹配。
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成本和性能驱动
尽管锂离子电池的设计和制造很复杂,但是四个关键的成本和性能因素很重要:电池化
学、容量、制造能力和充电速度。
电池化学
电池由阴极(正极)和阳极(负极)组成,电池的性能受所选择的化学物质的影响。对
于阴极,这些包括锂镍锰钴(NMC)、锂镍钴铝氧化物(NCA)、锂锰氧化物(LMO)和磷
酸铁锂(LFP)。在大多数当前设计中,阳极材料是石墨,但是钛酸锂(LTO)也被使用,特
别是在重型车的应用中,因为它具有延长循环寿命的能力。
NMC和NCA的主要好处是它们比其他成分具有更高的能量密度,这对轻型车中至关重要,
从而也在轻型车电池市场占主导。尽管磷酸铁锂比NMC和NCA具有更低的能量密度,但是
磷酸铁锂是重型电动汽车(即公共汽车)采用的主要化学物质,它有更高的循环寿命和安
全性能。
图 5.2 • 电池化学成分对电池成本的影响
250
其他材料
200
电池价格 (美元/千瓦时)
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电池防护
模组硬件
150
电解液
隔离膜
100
负极材料
正级材料
50
其他
0
LFP-Gr
NMC 111-Gr
NCA-Gr
NMC622-Gr NMC 811-Gr
阳极化学物质
Notes: Gr = graphite. 使用BatPaC V3.1软件评估每年生产100000包的35 千瓦时电动车电池的电池成本。软件默认设置用于成本
份额和阴极成本(20美元/克)。阴极成本意味着金属价格约为:镍为9美元/千克,锰为2美元/千克,钴为30美元/克,Li2CO3
为8美元/千克。NMC811技术参数基于专家判断,是在与S.Ahmed(阿贡国家实验室)的个人交流基础上开发的。.
Source: IEA analysis based on ANL (2018).
关键点: 由于不同的能量密度和材料的需求,每千瓦时电池成本有所不同。
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NMC的能量密度与镍含量成正比。更高的能量密度需要增加特定活性材料的储存能量,并
降低了每单位能量存储的生产成本。例如,从NMC 111电池材料比镍占阴极60%的NMC 622
成本降低 7% (图5.2)。镍含量的增加也导致电池组热稳定性降低,在利用好这些元素
前,这是必须克服的挑战。
镍含量影响成本的另一因素,是它影响了在活性物质中发现的材料。降低电池对关键和
昂贵材料(如钴)的依赖,能够降低成本并降低对钴价格的敏感性(图5.2)。钴的价格
从80美元/公斤增加到120美元/公斤,对NMC 111成分的电池成本增加了9%,而对NMC 811
电池仅增加2.5%。
扩大用于电池生产的工业设施对成本控制有益,因为投资成本得以分散,实现规模经济。
我们的分析表明,目前典型的工厂产能范围大约0.5GWh/年到8GWh/年,但大多数最大的工
厂产能大约为3GWh/年(表5.1)。考虑到20-75kWh的典型电池包容量,这些工厂年产能换
算为6000-40万包。通过模型计算,从年产1万包到年产5万包的转变,可以使电池成本降
低9%(图5.3),而从10万包增加到50万包则意味着成本降低12%。
表 5.1 • 目前正在运行和拟建设中的锂电池工厂
国家
生产商
产能
(GWh/year)
完工时间
信息来源
当前产能
中国
比亚迪
8
2016
TL Ogan (2016)
美国
LG化学
2.6
2013
BNEF (2018)
日本
松下
3.5
2017
BNEF (2018)
中国
宁德时代
7
2016
BNEF (2018)
预告产能
德国
TerraE
34
2028
TerraE (2017)
美国
特斯拉
35
2018
Tesla (2018b)
印度
Reliance
25
2022
Factor Daily (2017)
中国
宁德时代
24
2020
Reuters (2017f)
瑞典
Northvolt
32
2023
Northvolt (2017)
匈牙利
SK innovation
7.5
2020
SK innovation (2018)
Note: CATL = Contemporary Amperex Technology Limited.
关键点: 今天的电池生产厂商达到了 8 GWh/年 的生产能力。据其宣称,到2030年将实
现 35 GWh/年的产能。
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使用BatPaC模型对电池制造能力进行了分析,可以估计从年产10000包到50000包可以将电
池成本降低9%(图5.3),同时从10万包增加到50万包意味着成本降低12%。
电池尺寸
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•
电动汽车电池尺寸差别很大。对于轻型纯电动车,容量约为20至100千瓦时。三款中
国最畅销的电动车电池容量在18.3-23千瓦时之间,由于是小型车辆,侧重于经济
性。欧洲和北美中型车的电池容量在23-60千瓦时。大型车和越野车的电池容量在
70-100千瓦时。
•
大型电池往往具有较低的成本。70千瓦时的电池每单位能量成本比30千瓦时电池低
25%,这是因为大电池具有较高的电池封装比。电池管理和冷却系统的成本也分布在
较大的能量容量上,显著降低了每单位能量存储成本。然而,在使用具有更高的特定
成本的特殊单体电池的情况下,效果将被减轻。图5.3(左)根据BatPaC运行的结果
概述了电池尺寸的假设变化对每kWh的成本的影响。
图 5.3 • 电池大小和制造能力对电池成本的影响
备注:电池成本是指使用BatPaC(3.1版)评估的中型汽车电池。电池的技术规格为:功率100千瓦,容量35千瓦时,每年生
产100 000包和NMC 111-石墨化学。阴影区域代表与BatPaC成本估算相关的15%不确定性。
Source: IEA analysis based on ANL (2018).
关键点:电池尺寸和制造能力对每千瓦时的电池成本有相当大的影响。
充电速度
当前充电速度可实现约40-60分钟内充电80%。这种充电速度不构成当前电池设计的挑战。
虽然世界各国的充电实践不同,但将充电的最大速度提高到超快充电(300-400千瓦),是
减少电动汽车与燃油车性能差距的期望手段。
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可采用超快充电的电池更加复杂,使用寿命也缩短。适合快速充电的电池需专门设计,
例如减小电极的厚度。这些会增加电池的成本并降低其能量密度。
如果电池和热管理系统设计合理,增加快速充电不会影响电池寿命。另一方面,美国能
源部分析表明,采用400千瓦的充电将使电池成本翻倍。
技术发展前景
最近对电池技术评估表明,锂离子电池有望成为未来十年的首选技术(图5.4)。
未来几年可能应用的电池技术发展主要包括:
•
对于阴极,减少现有阴极化学物中的钴含量,目的是降低成本并增加能量密度,即
到2020年从今天的NMC 111增加到NMC 622,或从当前NCA电池的80%镍和15%钴,
增加到镍的更高份额。
•
对于阳极,进一步改善石墨结构,实现更快的充电速率。
•
对于电解质,发展凝胶状电解质材料。
预计2025年左右进入大规模生产市场的下一代锂离子电池将具有低钴含量、高能量密度和
NMC 811阴极。可以向石墨阳极中少量添加硅,将能量密度提高50%,而能够承受较高电
压的电解质盐也将有助于改善性能。
在2025-30年期间,显著提高能量密度的技术可能开始进入市场,并将推动锂离子电池
(高级锂离子)的性能限制。例如,对于锂离子电池,锂金属阴极是一种有前途的途径,
在不依赖钴的情况下,其性能得到改善,而由硅复合材料制成的阳极可能进入设计方案。
在此期间,固态电解质也可能被引入,并进一步提高能量密度和电池安全性。
锂离子技术可能被其他电池设计所取代,这些电池设计具有较高的理论能量密度以及较低
的理论成本。例如锂空气和锂硫电池。然而,它们的技术成熟度非常低,实际性能尚待测
试,并且性能优于锂离子的优势也未得到证实。
即使有较大区别的新型电池2030进入市场,由于生产能力建设所需时间,这些先进技术广
泛应用的时间也将被延迟。这就是为什么大多数下一代电池预计2030年后出现。
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图 5.4 • 电池技术商业化时间表
当前技术
正在应用中
下一代锂电
后锂电时代
高级锂电
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NMC111
N0.8C0.15A0.05
负极
Graphite
正极
NMC622
N0.9C0.05A0.05
Carbon alloys
Organic solvent +
LiPF6 salts
电解液
2017
Gel Polymer
2020
NMC811
Li Metal,
HVS
Graphite +
Graphite/Silicon composite
5-10% Silicon
5V electrolyte
salts
2025
Li-Air
Li-Sulphur
Polymer
2030
备注: HVS = high voltage spinel. 该图显示了各种电池技术商业化的可能时间。
Sources: IEA analysis based on Meeus (2018); Nationale Plattform Elektromobilitat (2016); NEDO (2018); Howell (2016); Pillot (2017).
重点:锂离子有望在未来十年继续成为首选技术,届时它可望利用多项改进来提高电池性
能。其他技术预计将在2030之后进入市场。
成本预估
轻型车辆
根据目前的技术和市场条件,估算2017年生产的电池的成本范围。以20kWh到75kWh的电池
容量和0.5GWh/年到8GWh/年的产能估算,小批量生产的小电池成本在360美元/千瓦时,大批
量生产的大电池在155美元/千瓦时。
其中间值与274美元/千瓦时的电池组价格匹配,通过比较燃油汽车和电动汽车动力系统
(如大众e-Golf车型)可得出。通用汽车公司发布的电池价格为145美元/千瓦时,与估值
的低端一致。
一旦电池成本基于生产量进行平均,预计结果将倾向于155-360美元/千瓦时范围的低端。
这是因为采用了较低成本的包装,实现更大的生产量。
虽然插电式混合动力汽车可从纯电动汽车的规模经济中受益,但是由于插电式混动汽车有
着更高的电池包比电池单元比率,单位能量上的电池包更加昂贵。因此,典型的插电混动
汽车电池比纯电动汽车电池的成本要高出20%。
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在2030年间电池的成本降低可能来自三个主要驱动因素
•
电池容量足以提供较大的行驶里程。
•
电池制造将在具有大规模生产能力的工厂中进行,形成规模经济。
•
电池化学将演变成具有更高能量密度和更低钴依赖性。
以NMC811为准,生产能力为7.5-35GWh/年,电池容量为70-80千瓦时,使用数学模型计
算,成本从100美元/千瓦时到122美元/千瓦时不等。这与欧盟2030年电动汽车电池成本降
低目标93美元/千瓦时、中国116美元/千瓦时和日本92美元/千瓦时的目标相一致。
其他交通模式
两轮车
两轮车电池容量介于1.5千瓦时至4千瓦时之间。相比起来,两轮车电池包成本比汽车低。
因为对于汽车电池包的冷却系统,两轮车是不必要的。两轮车的功率相对较低,不需要快
速充电;即使采用慢充,充电时间也比较短。
与汽车电池组相比,两轮车电池包的结构简单。因此,假设电池可以以类似的成本生产,
即使两轮车的电池容量显著降低,双轮车的电池成本(240-550美元/千瓦时)可能比电动
汽车估计的范围多大约50-60%。由LDV带电驱动的尺寸的省略可能对双轮车产生积极的溢
出效应,为在双轮车中使用锂离子电池开辟了重要的机会。
重型车
对于重型车辆应用,非常大的电池组具有提高电池与电池组比例的优点。这对实现成本降
低的可能性有积极的影响。然而,用于重型车的电池单元必须具有较高的循环寿命。这通
常涉及使用磷酸铁锂阴极,具有比典型NMC设计更高的特定成本。此外,重型车的电池必
须成能承受持续的高充电负载,使得充电时间合理。这是导致每千瓦时成本增加的一个因
素,这既是由于化学(LTO经常用于代替石墨),也由于更复杂的热管理系统。
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因此,有充分的理由认为,即使采用更大的电池、在耐用性和充电功率方面的要求更
高,导致重型车的每单位能量的电池包成本变化,也没有明显偏离本章讨论的成本范围。
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电池技术发展对电动汽车应用的影响
该部分着眼于三种主要的运输模式:轻型车,两轮车和公交车,目的是确定导致向电动
汽车过渡的有利条件的案例。
在之前关于电池成本的讨论的基础上,使用100-350美元/千瓦时的成本范围来评估电池
价格变化可能对购买价格的变化和汽车的总成本的影响。虽然此评估主要旨在分析当前
市场条件下电动汽车的成本竞争力,但包含低至100美元/千瓦时的成本估算有助于了解
2030框架中可能发生的情况。
在此评估中,假设插电混动车的电池成本比纯电动车高20%。假设电动汽车和重型汽车
的电池处于上一节讨论的成本范围内,而假设两轮车的电池每千瓦时的电池价格高出
50%。所有成本估算都增加了10-15%的增量,以说明生产成本和销售价格之间的差
异。图5.5和图5.6比较了三种电池价格水平的电动轻型车与燃油车的总成本。尽管由于
电池的技术特性(主要是电池尺寸和存储容量)导致价格差异,但这些视图使得能够跨
车辆类型对电池技术进行“苹果到苹果”的比较。
轻型车
电动轿车的总拥有成本高于燃油车,这是目前限制电动轿车使用的最重要因素。今天电
动轿车的购买价格明显高于燃油车,并且在大多数情况下,价格差超过了减少的燃料和
维护成本。但是,电池价格的下降将产生重大影响。因此,更好地了解电动轿车和燃油
车轿车是否以及在何种情况下可以达到成本持平是有用的。
电动轿车与燃油车的总成本差异如图5.5所示,比较以燃油车为基准(即与燃油车相比,
电池电动汽车的增量成本)。该图突出了四个关键参数变化的影响:电池价格;汽车尺寸
(影响燃油经济性和电池的尺寸);燃油价格和年度里程。电池价格评估在两种情况下详
细说明:当前和大型,以反映优化纯电动车的结果。
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用于此总成本分析也旨在反映不同车辆规格的特点(例如,根据电池尺寸和车辆功率)。
从图5.54中可以得出一些经验认识,包括:
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•
对于年度里程较高的车辆,纯电动车和燃油汽车之间的总成本差距显着缩小。
•
电池和汽油价格对总成本差距的影响大于汽车大小的影响。
•
当电池价格为120美元/千瓦时,汽油价格处于高位(与欧洲今天的价格水平相
当),纯电动车是所有行驶里程曲线的经济选择。
•
电池价格为260美元/千瓦时,纯电动车在年度里程高和汽油价格高的情况下具有竞
争力。
•
尽管小型电动车与燃油车相比更具竞争力,但大型电动汽车也存在类似优势,特别
是当前其年度里程行驶高和汽油价格高的时候。
•
当电池价格较高时(例如在初始生产阶段),采用限制电池容量(将由此减少续
航)的方法,会对降低纯电车和燃油车之间的总成本差别产生重大影响。
•
该分析还证实,燃油税和购买价格补贴可能对燃油车和电动汽车之间的总成本差距
产生很大影响,从而降低两种技术之间的成本差距。
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图 5.5 • 三种电池价格水平下,不同尺寸的电动车和燃油车拥有成本
小型轿车 - 汽油价格: 1.5 美元/升
20
成本差 (千美元)
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10
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- 5 10
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大型轿车 -汽油价格: 1.5 美元/升
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成本差(千美元)
20
年行驶里程 (千公里)
小型轿车 -汽油价格: 0.8美元/升
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5
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- 5 10
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30
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- 10
- 15
- 15
年行驶里程(千公里)
电池价格:
大型轿车 -汽油价格: 0.8 美元/升
0
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- 10
- 20
年行驶里程(千公里)
- 20
20
30
40
50
年行驶里程(千公里)
400 美元/千瓦时: 大型电池
260 美元/千瓦时: 大型电池
120 美元/千瓦时: 大型电池
400 美元/千瓦时:当前电池
260 美元/千瓦时: 当前电池
120 美元/千瓦时: 当前电池
备注:高油价水平:每升汽油1.5美元。低油价水平:0.8美元/升。用于小型车的假设示例:功率为85千瓦,大型电池组为60
千瓦时,当前电池为40 千瓦时,电动车燃油经济性为0.20 千瓦时 / 公里,燃油车的道路燃油经济性为6.6 升/ 100公里。
用于大型轿车的假设示例:功率为172千瓦,大电池示例为93千瓦时,当前电池情况为62千瓦时,电动车燃油经济性为0.31 千
瓦时 / 100 公里,燃烧车的道路燃油经济性为10.3 升 / 100公里。这些假设与两种车型的约300公里的里程一致。计算假设电
价为0.12美元/千瓦时,额外收费为0.04美元/千瓦时。
根据动力总成本的差异,购买车辆的资本成本在纯电动车和燃油车之间进行区分。这些成本受年度折旧率的影响,该折旧率
根据年度里程水平而变化(较高水平的年度折旧率较高)。假设平均拥有时间为3.5年。电动车的年度维护成本约为燃油车成
本的20%。与燃油车相比,纯电动车的每公里轮胎成本几乎是双倍。大型电池包代表我们预计在2030年左右的电池尺寸。目
前的电池包反映了2020年左右的电池尺寸。此处显示的结果假设燃油车和纯电动车的每公里能量使用量恒定。
关键点:在电池成本低、燃油价格高、日行驶里程长的情况下,选择纯电动车比燃油车,
对小型轿车更具吸引力低。
图5.6显示了插电混动汽车与燃油汽车的总成本差别。图中的关键点包括:
•
与图5.5相比,总成本曲线斜率是相反的。对于每年行驶里程低,并且尽量以电动模
式驾驶,插电混动汽车就可以与燃油车竞争。另一方面,如果年度里程较高,插电混
动车竞争力就较弱。这是由于电池容量的限制,使得电动驾驶的部分低于高行驶里
程。
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这种电池的限制也表明,在低油价环境下,大型插电混动汽车在成本上难以形成有
效竞争力,除非其电动行驶里程增加。
•
插电混动与燃油车总成本相等的值,还取决于插电混动汽车的燃油税制度,在燃料税
较高的情况下,其值要低得多。
•
相比纯电动车,插电混动汽车电池包价格增加20%,因此其与燃油车总成本相等的值更
高。
•
此外,重要的是要注意,如果燃油车的燃油经济性提升,比电动机能量消耗提高得更
快,那么插电混动汽车成本竞争力明显降低。
图 5.6 • 三种电池价格水平下,不同尺寸的插电混动车和燃油车拥有成本
大型轿车 - 汽油价格: 1.5 美元/升
成本差(千美元)
小型轿车 - 汽油价格: 1.5 美元/升
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
- 1 10
30
40
-2
5
0
50 - 1 10
-3
年行驶里程 (千公里))
小型轿车 - 汽油价格: 0.8 美元/升
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
- 1 10
20
30
30
40
50
40
年行驶里程 (千公里)
大型轿车 - 汽油价格: 0.8 美元/升
0
50 - 1 10
20
30
40
50
-2
-2
-3
20
-2
-3
成本差(千美元)
20
年行驶里程 (千公里)
510 美元/千瓦时
-3
年行驶里程 (千公里)
330 美元/千瓦时
150美元/千瓦时
注意:此图中使用的大多数假设与图5.5中的相同(参见注释)。然而,假定的电池尺寸较低:大型轿车的情况下为12千瓦
时,小型车的情况下为8千瓦时。假设插电混动汽车的电动驱动能力被充分利用。插电混动汽车的假设年度维护成本约为燃油
车的40%,而PHEV和ICEV的轮胎/公里成本相同。同时假设插电混动和纯电动车每公里能量使用相同。
关键点:如果电池价格低且燃料价格高,选择插电混动车比燃油车,相对小型轿车来说更具
吸引力。 插电混动车的依赖电力驾驶的比例也极大地影响了成本。
不同区域的特点,影响电动车和燃油车总成本差距。图5.5和图5.6所示的高汽油价格水平与
当今欧洲的汽油价格水平相当,而低油价水平与今天的美国水平相当。 在北美,汽车的
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总体尺寸大于欧洲和亚洲,每年行驶里程更高。 车辆尺寸和功率也因地而异。 巴西、中
国和南非等国家的轻型车的尺寸和功率范围与欧洲、日本和韩国相当。 相比之下,印度的
车辆平均尺寸和额定功率较小。气候条件也会对电动汽车的情况产生影响。例如,在北欧
国家进行的冬季测试表明,由于需要使用能源进行内部车辆加热,纯电动车在非常寒冷的
日子里的平均里程要低27%。 同样,气候炎热且需要空调的国家需要更大的电池才能覆盖
相同的距离。
本报告第6章讨论了这种成本评估的影响,以及区域差异和各区域不同的政策框架。
两轮车
图5.7显示燃油车型和电动车型之间的总成本差距很小。对于使用期3.5年,续航里程为70公
里,额定功率为6.5千瓦的电动两轮车,如果车主年均使用7000公里(即27公里/平日),
在汽油税较高(类似于欧洲目前的水平)的情况下,即使电池包成本达到600美元/千瓦
时,电动两轮车仍然是比较经济的选择。如果电池组成本为400美元/千瓦时,则盈亏平衡
里程将降至约5000公里/年(19公里/平日)。相同的电池价格,当行驶里程超过9000公里/
年(35公里/日),电动两轮车比燃油车型,即使在燃油税低的情况下也具有竞争力。如果
电池包价格为180美元/千瓦时,电动两轮车可以在低于2000公里/年(8公里/平日)、汽油
税与欧洲相当的情况下有竞争力;在其他地区可以在4000公里/年(15公里/平日)情况下
有竞争力。由于即使在人口稠密的城市地区,两轮车的平均里程通常超过6000公里/年,因
此电动两轮车有非常好的经济性,特别是在汽油燃油税高的地区,由于电池制造的规模扩
大,成本上更有优势。
图 5.7 •电动两轮车和燃油车的成本比较
600
汽油价格: 0.8 美元/升
600
400
200
4000
7000
- 400
- 600
- 800
-1 000
年行驶里程(公里)
180 美元/千瓦时
10000
成本差距 (美元)
0
1000
- 200
汽油价格: 1.5 美元/升
400
200
成本差距 (美元)
Page | 72
0
1000
- 200
4000
7000
10000
- 400
- 600
- 800
年行驶里程(公里)
400 美元/千瓦时
600 美元/千瓦时
备注:高油价水平为每升汽油当量1.5美元,低油价水平为0.8美元/升。对于发动机成本的计算,假设两种型号的额定功率均
为6.5 kW,两轮燃油车的公路燃油经济性为2升 / 100公里,电动两轮车的公路燃油经济性为0.04 千瓦时 / 公里。 对于电动车
型,当电池为2.5千瓦时,可以达到70公里的行驶里程。 计算假设电价为0.12美元/千瓦时,无额外收费。 假设动力系统和燃
料存储成本是电池电动和燃油车两轮车之间购买成本差异的唯一决定因素。 购买成本以年折旧率为准。 所有计算都是在考虑
到平均所有权为3.5年的情况下进行的。
关键点:电动两轮车的经济性很强劲。在燃油税高的国家,电动两轮车已经具备了与汽油
车型的成本竞争力。
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城市公交
电动公交和传统公交的总成本比较见图 5.8.
图 5.8 • 燃油(柴油)公交和电动公交成本比较
Page | 73
高收入地区
柴油价格0.9美元 /升, 电价 0.13美元 /千瓦时
0.2
0.2
0.15
0.15
成本差别
(燃油车-纯电动) (美元/公里)
成本差别
(燃油车-纯电动) (美元/公里)
柴油价格1.4美元 /升, 电价 0.13美元 /千瓦时
0.1
0.05
0
-0.05
25
30
35
40
45
50
55
-0.1
-0.15
-0.2
0.1
0.05
0
-0.05
25
30
40
45
55
50
-0.1
-0.15
-0.2
年行驶里程 (千公里)
35
年行驶里程 (千公里)
低收入地区
柴油价格0.9美元 /升, 电价 0.13美元 /千瓦时
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-0.05
25
30
35
40
45
50
-0.1
-0.15
-0.2
55
成本差别
(燃油车-纯电动) (美元/公里)
成本差别
(燃油车-纯电动) (美元/公里)
柴油价格1.4美元 /升, 电价 0.13美元 /千瓦时
0.2
0.15
0.1
0.05
0
-0.05
25
30
35
40
45
50
55
-0.1
-0.15
-0.2
年行驶里程 (千公里)
400 美元/千瓦时
260美元/千瓦时
年行驶里程 (千公里)
120 美元/千瓦时
备注:按照电动公交车配备330千瓦时电池,续航里程约240公里计算。假设电动公交车在晚上使用50千瓦充电桩充电。考虑
到车辆折旧(每年25%)和电池折旧(每年35%),并使用5%的折扣率来计算未来成本,总成本的差异在十年的寿命期内进
行评估。柴油和电动公交车车身和部件成本随收入水平而变化:高收入地区使用的公共汽车假设车身部件价格较高。估计价
格差距反映当地市场状况。假设一个高收入地区的配柴油机的公共汽车价格25万美元,电动车价格29万美元。假设低收入地
区的车身部件成本为柴油公交车12万美元和电动公交车16万美元。假设高燃油税导致柴油价格为1.4美元/升,柴油价格低燃油
税为0.9美元/升。假设电动公交车的维护成本是柴油公交车的一半,因为易磨损的零件少得多。与充电基础设施相关的成本
(每个电动公交车一个快速充电桩)包含在评估中。
关键点: 当电动公交车年行驶4万至5万公里,如果电池价格低于260美元/千瓦时,在高
柴油税制度下,电动公交具备成本竞争力。预期减少电池价格成为这些地区公交电气化的
一个引人注目的案例。
成本比较表明,电动公交车在平均每年4.5万公里(相当于每个工作日使用9小时,平
均速度为19公里/小时),使用隔夜充电,柴油税水平与欧洲相当,当电池组的价格低于
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260美元/千瓦时,在高收入和低收入地区都具有成本竞争力。
当其他条件相同时,在柴油税较低的地区运营的公交车的里程门槛要高得多。图5.8还显
示,收入水平不同的国家的盈亏平衡点相似。其微小的差异表明,柴油和电动公交车之间
Page | 74
的投资成本差距并不强烈依赖于收入水平。
鉴于中国适用税率低,处于图5.8税率范围的低端,分析结果支持这样的结论:中国近期电
动公交车普及率的上升是由补贴和监管推动的,而不是经济驱动因素。
由于电池技术改进和产量增加引起的成本降低,使得在燃料税相当于欧洲的国家中,电动
公交与燃油公交在成本上形成负差距。这解释了在欧洲存在令人信服的公交电气化案例。
卡车
评估中型卡车、重型卡车电气化后能否收支平衡,取决于以下要素:
•
柴油和电力成本上的区别。
•
年度行驶里程,卡车在城市物流、地区和长途运输的情况不同。
•
一次充电的续航里程。
图5.9显示了这三个因素对纯电动中型卡车(总质量3.5-15吨)和重型卡车(总质量大于15
吨)范围内的行驶范围的影响。
按照能源价格应用范例分析,一旦电池价格低于260美元/千瓦时,卡车才开始成为可行的
竞争对手。在这个价格门槛,最大行驶里程约为180公里的中型卡车在欧洲变得具有竞争
力,而那些行程不到150公里的中型卡车在美国具有竞争力。电池价格为260美元/千瓦时,
重型卡车对于持续使用10年,续航里程300公里以内的欧洲用户具有竞争力。电池组价格低
于170美元/千瓦时,重型卡车对于每天300公里运行的用户具有竞争力。
该分析表明,在柴油价格高的地区,纯电动卡车可能会用于城市和区域物流。由于要经过
多年运营后才能获得回报,电动卡车可能首先会被大型车队运营商购买,因为他们可以拿
到低的折扣价,并且可以接受长期投资回收期。事实上,迄今为止,大型运营商几乎占据
了市场上销售的电池电动卡车的所有订单。但即使在欧洲和美国等发达市场,公路货运也
是一个非常不合理的行业;大多数卡车由个人或者少于5人的公司运营。
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图 5.9 • 中型和重型卡车各种电池包下总费用的情况
中型卡车
重型卡车
柴油价格 1.4美元/升 电价 0.14美元/千万时 (欧洲市场)
0.50
0.50
0.30
TCO gap (USD/km)
TCO gap (USD/km)
0.30
0.20
0.10
0.00
-0.10 100
200
300
400
-0.20
0.20
0.10
0.00
-0.10 300
500
700
900
-0.20
-0.30
-0.30
-0.40
-0.40
-0.50
Page | 75
0.40
0.40
-0.50
行驶里程 (公里)
Range (kilometres)
0.50
0.50
0.40
0.40
0.30
0.30
0.20
0.20
0.10
0.00
-0.10 100
200
300
-0.20
400
TCO gap (USD/km)
TCO gap (USD/km)
Diesel price USD 0.9/L and electricity price USD 0.1/kWh (North American market)
0.10
0.00
-0.10 300
-0.30
-0.30
-0.40
-0.40
-0.50
行驶里程 (公里)
400 美元/千瓦时
500
700
900
-0.20
-0.50
260 美元/千瓦时
行驶里程(公里)
120 美元/千瓦时
备注:全寿期成本曲线,以按照十年使用期,折旧率率10%计算。假设中型卡车年均行驶里程4.5万公里,重型卡车年均里程
为9万公里。在运营的最初几年里程较高,随着时间的推移,里程数逐渐下降。 全寿期成本曲线考虑了行驶里程,加上每公里
的燃料使用量,确定了电池的容量(以kWh为单位)。两种价格体系,代表欧洲价格(柴油为1.4美元/升,电力为0.14美元/
kWh)和北美价格(柴油为0.9美元/升,电力为0.10美元/ kWh)。所有其他参数保持不变。收取基础设施成本(假设使用重型
货车的1200 kW和8.6万美元的超级充电器,以及180 kW的快速充电桩和中型货车的130 000美元),每日使用率30%,包括年
度寿命和10%的摊销费用折扣率。
关键点: 纯电动卡车单次充电行驶里程是决定与燃油车成本竞争力的至关重要的因素。
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6. 2030年展望
两种情景的定义
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这一章节展示了两种不同情景对于2030年电动汽车发展的展望。
•
新政策情景 (The New Policies Scenario),是国际能源局世界能源展望的核心
部分。该方案包含了世界各国政府已经制定的政策和措施,以及政府计划可能产生的
影响。本报告包括了关键政策的最新更新。
•
The [email protected] 情景,符合电动车联盟国家在EV30 @ 30运动宣言中承诺的目标,即到
2030年,全球轻型车,公共汽车和卡车的电动化占汽车市场份额的30%。 随着2030
年后电动汽车的持续增长,加上2030年发电的碳排放强度降低超过50%的目标,符
合“巴黎协定”精神。
电动汽车
全球结果
按新政策情景,到2020年,全球电动汽车的保有量将达1300万辆(而2017年是370万
辆),到2030年将近1.3亿辆(不包括两轮和三轮车)(图6.1)。2020的电动汽车销售将
约400万(2017年是140万),2030年扩大至2150万辆。这相当于每年平均销售额同比增长
24%。
按[email protected]情景,全球2030年电动汽车的保有量为2.28亿辆(不包括两轮和三轮)(图
6.1)。这比新政测策的情况多了1亿。实现这些水平需要迅速扩大规模和扩大政策承诺,
并尽快启动。
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Million vehicles
图 6.1 • 2017-2030年两种情景下电动汽车总量预测
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2017
PLDVs - BEV
新政策情景
2020
PLDVs - PHEV
2025
LCVs - BEV
240
220
200
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
2030 2017
LCVs - PHEV
Buses - BEV
[email protected] 情景
2020
Buses - PHEV
2025
Trucks - BEV
2030
Trucks - PHEV
备注: PLDVs = 轻型乘用车; LCVs = 轻型商用车; BEVs = 纯电动车; PHEV =插电混动车
Source: IEA analysis developed with the IEA Mobility Model (IEA, 2018a).
关键点:[email protected]情景预测,到2030年,将 有 2.28亿辆电动汽车(不包含两轮和三轮车)在路
上行驶, 绝大多数是轻型电动车。这比新政策情景预测的多1亿辆。
两轮、三轮车
在新政策情景中,道路上电动二轮和三轮车的数量,将从2017年的3亿辆增加到2030年的
4.55亿辆;在[email protected]情景中,则增加到5.85亿辆。这些模式的电气化增长是显著的。到
2030年,新政策情景中电动两轮车市场份额将都达到39%;在[email protected]方案中,达到50%。到
2030年,进入市场的二轮和三轮车大多数在中国、印度和东盟国家。
这些预测反映了向电动双轮车过渡的良好经济情况,并表明汽车应用的电池生产能力的预
期增加,提高了适合于双轮车的廉价电池组的可用性。新政策情景中两轮车的部署水平较
低,也反映了与轻型车相比,不太支持两轮车的电气化的政策前景。例如,在中国以外的
国家,缺乏两轮车的燃油经济性标准,很少使用进出和流通限制。
这些预测不包括插入式混合动力在两轮、三个轮车上的应用。这是因为纯电动车最适合于
轻型、短程车辆,因为它们不会产生与使用复杂的插电混动动力系统架构相关的成本。
轻型车
在这两种情景中,到2030年,轻型电动车数量是两轮、三轮车之后的最大车型。如果不算
两轮、三轮车型,2030年轻型电动车将占整个电动车市场的97%,反映了其在道路车辆中的
优势,其电动化市场率高于中型、重型车辆。
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新政策情景
图6.1显示,新政策情景中,轻型电动车保有量在2020年达到1200万辆,占世界轻型车总
量的1%,2030年达到全球轻型车总量的近6%,达到1.25亿辆。在销售方面,在新政策情
景中,2020年销售了390万辆轻型电动车(占全球轻型车销售的3%),2030年达到2100万
辆(占全球轻型车销售市场的13%)。保有量和销售增长主要是轻型乘用车,占2020年和
2030年轻型电动车总量的90%。
这一增长反映了地方,国家和跨国层面的政策影响。电动汽车销售的政策驱动增长,巩固
了规模经济、促进了技术发展、降低了电池包成本,并降低电动车购买价格、改善了性
能。
预计在城市地区,轻型电动车的使用将更频繁,这是因其平均日均行驶里程和可用的充电
桩的特点决定的。地方政府采取措施减少有害空气污染,为电动汽车的应用提供了动力
(表2.3和表2.4)。出租车和乘车服务车辆在城市地区很常见,并且由于每日行驶里程较
高,因此具有良好的电气化特性 。出租车等特别容易在交通高峰期使用(因此在非高峰
时段可以免费充电)。城市也可能受到自动驾驶车辆发展的影响,对电气化具有显着影响
在新政策情景中,2020年在轻型车保有量和销售量方面,插电混动和纯电动车型基本相
当,2030年倾向于插电混动。这是区域差异的结果,一些市场对纯电动车的初始定位更
强,而其他市场则是更多以插电混动为重点(主要反映政策措施,特别是财政激励措
施)。这里概述的轻型电动车市场演变试图考虑以下因素:
•
插电混动在低里程时具有更好的成本竞争力,在传统的车辆所有权模式下,有利于插
电混动车超过纯电动车,特别是在单车的家庭中。
•
购买插电混动车的个人因使用选择更加灵活,加上纯电动车主在长途旅行时遇到更
高的障碍,也有利于插电混动车。
•
对于容易进入夜间充电的车辆而言,在高里程中增加BEV的优势,因此更适合出租车
服务。
•
更大容量的电池降低成本的机会更大(虽然前期成本更高),这表明汽车市场的高附
加值部分可能存在BEV的空间,而不仅仅是小型车辆(前期成本) 由于电池容量要求
较低,因此会降低。
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[email protected]情景
[email protected]情景预测,到2030年,轻型电动车总量将达到2.2亿辆,占轻型车保有量12%,比
新政策情景多1亿辆。轻型电动车2030年销售量达到3800万。两种情景中,纯电动车和插电
混动车的渗透率差异很大:新政策情景中,到2030年,三分之一的车型是纯电动车;在
Page | 80 [email protected]情景中,接近60%是纯电动车。这反映了该情景中,更易获取的充电基础设施,更
严格的燃油经济性标准,有利于零排放车辆的监管激励,以及对燃油车使用的更多限制。
这也导致插电混动汽车依赖电力而不是燃油的行驶里程数越来越大。对纯电动车的更高依
赖性,也与内燃机车辆的更快贬值,以及在燃油上更高的税收要求相一致。
针对制造商电动车生产目标的基准测试结果
对电动汽车的预测,一个重要参数是模型的未来有效性。许多制造商仍在加速生产,因此
评估他们能够向市场供应车辆的程度仍取决于制造商的公告(表2.5)。 大多数制造商通
常会发布公告,表明2020年或2025年的计划产量。这些公告(图6.2)显示了一些有趣的迹
象:
•
制造商公告与2020年的新政策情景预测完全一致,并有很好的机会在2025年超越它
们;如果2025年公告的产能目标能够实现,那么2025年可以比较容易达到相应的市场
规模。
•
制造商公告中,2020年的目标通常比2020年更大胆,这反映出人们对2020年后对装备
大容量电池的电动汽车的预期。
•
EEV30 @ 30情景对电动汽车保有量的预测,超过了制造商宣布的2020年产能,并且预
测处于2025年制造商公告范围的顶部。
•
在全球范围内实现EV30 @ 30目标(到2030年保有量达到2.2亿辆),不仅需要成功进
行电动车的市场部署,还需要增加各厂商宣布的2025年之后的产能。
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图 6.2 • 2017-30年制造商轻型电动车发展计划与两种情景预测的比较
轻型车数量(百万辆)
250
200
Page | 81
150
100
50
0
2017
2018
2019
2020
2021
2022
2023
制造商宣布的计划
2024
2025
新政策情景
2026
2027
2028
2029
2030
[email protected]情景
备注:汽车制造商的2020年和2025年预测基于表2.5中列出的公告。2020年和2025年,中国制造商的生产能力上限为520万
辆。此上限的计算方法是考虑到宣布的2020年770万辆汽车产能,和66%的产能利用率。中国的汽车生产和近年来的产能
(IHS Markit,2015)。 假设2020年中国汽车产量下限为200万辆,远低于同年评估的产能。 对于宣布部署多种型号的公司,
本分析中的假设认为2020年时间范围内的销售模型比率范围为10 000-30 000,2025年为30 000-50 000。
Source: IEA analysis developed with the IEA Mobility Model (IEA, 2018a).
关键点:基于制造商预测的估计值表明,电动轻型车的采用范围介于新政策情景和EV30 @
30情景之间。
公交车
新政策情景和[email protected]情景,都预测了电动公交车的快速发展,主要应用是城市纯电动汽
车。到2030年,新政策情景预测电动公交车数量达到150万辆,[email protected]预测电动公交车数
量达到450万辆,而2017年的道路行驶的电动公交车总量为37万辆。
2030年,电动公交占公交车总销售份额,新政策情景预测略低于15%,[email protected]预测略低于
35%。这些高份额,反映了由于公交车每日高行驶里程,在使用成本上的优势,以及夜间
充电的可行性(图5.8)。另外,城市电动公交车可以根据服务区域的充电基础设施的具体
情况,优化其电池尺寸。
在[email protected]情景中,电动化进程更快,主要是因为公共和私营利益相关者之间,在充电设施
部署方面的强大政策驱动力和协调一致的规划。这将有助于在城市地区安装有效电网连接
的高功率充电容量(50千瓦或更高)。在这种情况下,向电动公交车的过渡还包括使用插
电混动和纯电动技术的城际公交车。
卡车
新政策情景中,2030年世界电动卡车的保有量接近100万辆,[email protected]情境中,达到250万
辆,而2017年只有几百辆。但是,电动卡车在卡车总量的份额仍很低,2030年新政策情景
为1%,[email protected]情景为3%。大多数卡车运输,特别是重型卡车,都在高速公路上使用,而
且往往是长途运输。这与在城市环境中城市公交车的使用,以及充电基础设施的情况大不
相同 。
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因此,考虑到卡车在长途运输的使用情况,加上其较大尺寸和重量,按照目前预测的电池
价格下降速度,2030年大规模使用电动卡车的空间相比更小。从技术和经济性而言,卡车
在高速公路上快速充电也存在一些障碍,因为要在理想的时间完成高能量需求的卡车充电
仍比较难。
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地区情况
中国和欧洲
中国和欧洲是电动汽车在两种情况下和几乎所有车型中发展最快的全球区域(图6.3)。
在新政策情景中,对所有车型(两轮车和三轮车除外)而言,到2030年电动汽车在中国的
市场份额(或销售份额)将达到26%,在欧洲占23%。
对于轻型电动,主要由以下因素驱动:
•
2017年9月宣布的新能源汽车积分政策和中国电动汽车补贴计划。
•
欧盟委员会最近提出的修订2030年乘用车和轻型汽车二氧化碳排放标准的建议
,以及适用于欧洲石油燃料的高税收制度。
在两种情中,这两个地区的电动公交车的市场份额也高于其他地区。在欧洲,这主要是
由柴油的燃油税水平高于世界其他任何地方,这使得电力转型在早期阶段就具有经济可行
性。欧洲的额外政策还将进一步增加这种预测。在中国,这与2017年已经出现的本地电
动公交行业以及在主要城市开始转型的强大政策相一致。城市电动公交车的采用也受到
城市的推动,这些城市明确承诺对其公交车队和旨在实施低排放或零排放区域的地方政
府进行电气化(表2.3)。
在[email protected]情景中,到2030年,中国的电动轻型车,公共汽车和卡车将占汽车市场份额接
近40%,欧洲为35%。特别是,欧洲插电混动和纯电动卡车的市场渗透率很高。这是由
于欧洲对柴油征收高额税款,使得重型电动卡车总体成本降低。
到2030年,中国的电动两轮车和三轮车的市场份额超过90%,高于2017年的55%,这反
映了实施强有力的法规带来的巨大转变。其他地区紧随其后,但速度较慢,反映出措施不
那么严格。在所有地区,轻型电动车的进步带来的溢出效应(如电池成本)也对两轮车
产生了积极影响,导致2030年的市场份额高于其他两种车型。
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图 6.3 • 2030年不同地区各类电动汽车市场份额
Market share (%)
100%
中国
欧洲
100%
80%
80%
80%
60%
60%
60%
40%
40%
40%
20%
20%
20%
0%
0%
0%
新政策情景
100%
Market share (%)
100%
BEV
[email protected]
PHEV
美国
NPS
100%
BEV
[email protected]
PHEV
印度
100%
80%
80%
60%
60%
60%
40%
40%
40%
20%
20%
20%
0%
0%
0%
BEV
[email protected]
PHEV
NPS
BEV
[email protected]
PHEV
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BEV
[email protected]
PHEV
BEV
[email protected]
PHEV
NPS
80%
NPS
日本
其他地区
NPS
备注: NPS 指新政策情景; 2-3Ws 指两轮或三轮车;LDVs指轻型汽车;Buses指公交车;Trucks指卡车;BEV指纯电动车;PHEV
指插电混动车。
Source: IEA Mobility Model (2018).
关键点: 在新政策情景和[email protected]情境下,中国和欧洲都领导了电动车市场。
日本
日本是世界第五大电动汽车市场,并已表明了未来的目标(表2.2)。该国在混合动力车
辆方面拥有强大的设计和制造经验,并且拥有日产、丰田等比其他制造商更快实现向电动
汽车过渡的公司。许多日本制造商也在为汽车电池(如松下)的部署进行重大投资。日本
的密集城市化也使其比其他地区更容易部署全面的充电基础设施网络。尽管如此,新政策
情景中,日本电动汽车份额略低于中国和欧洲,因为政策环境没有明确包括对轻型车辆的
纯电动化或插电混动的要求,也不补贴电动公交车。作为清洁运输未来的一部分,日本也
是促进氢燃料电池汽车的全球领导者。
在[email protected]情景中,日本的电动汽车市场份额接近2030年欧洲和中国市场,巩固了日本作为
汽车电气化过渡的全球领导者的作用。
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美国
美国在电动汽车的部署上表现出两种不同的速度:
•
一方面,市场领导者如加利福尼亚州,有明确的雄心,并出台新能源车辆积分政策,
实现了快速的市场渗透(表2.2)。
•
另一方面,其燃油税低于中国,欧洲和日本; 车辆特性(功率,尺寸,重量和占地面
积)比世界其他地区大得多; 加上目前对联邦政府认为过于严格的二氧化碳标准的公
布修订的不确定性,导致新政策情景中,美国的电动汽车市场渗透率低于其他国家。
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在[email protected]情景中,假设美国将迅速采用受到广泛支持的政策。在这种情况下,轻型电动车
的市场份将额达到与中国、欧洲和日本相当的水平,而电动公交车的份额则较低。因为燃
油税仍将低于欧洲,城市纯电动公交车的成本竞争力较低。
印度
在新政策情景中,印度到2030年的电动汽车市场份额达到11%(不包括两轮和三轮车)。
这反映了该国对电动汽车发展的雄心和行动,包括当地汽车行业的积极参与,以及政府采
购电动汽车的举动。考虑到需要进一步制定支持电动汽车的综合政策,新政策情景中的预
测认为,印度的电动汽车普及率低于世界其他主要地区。
在[email protected]情景展望中,印度推动了电动汽车转型,形成了有利的政策环境,到2030年所有
车型的电动汽车市场份额均达到25%(两轮车和三轮车除外,当年销售的车辆中电动化率
约占70%)。由于汽车的增加和共享交通的普及,印度某种程度上可能从个人车辆拥有较低
的国家率跳跃到共享交通模式,而道路也正在同步增长。
其他地区
图6.3中包括“世界其他地区”的最大电动汽车市场,包括亚洲(不包括中国和日本)、非
洲、澳大利亚、中东、加拿大、拉丁美洲、中东、新西兰、土耳其和俄罗斯联邦。在2030
年的新政策情景中,与中国,欧洲,日本,印度和美国相比,这些地区的轻型电动车市场
占有率较低。这反映了大多数处于政策前沿的全球主要经济体在电动汽车发展方面,采用
政策的有效性。其他地区的电动公交车累计份额高于美国,反映了在采用较高燃油税的国
家中追求经济性的要求,尽管在一些地区购买电动公交车获得资金的难度更大。
[email protected]情景中的轻型电动车份额与印度类似,反映了快速的政策行动能够为充电设施部署
和电动汽车应用做出相当大的承诺。电动公交车也经历了快速转型,几乎可以与之相媲
美。
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欧洲的情况,许多例子表明公交电气化将会降低总成本。如果政府和其他利益相关方主动
采取消除障碍的措施,包括资金方面的问题,将利于目标实现。
电池容量
在两种情形下,电动车辆的应用随着电池生产能力增加。到2030年,电动汽车将有更长的
续航,在350公里到400公里之间。按里程换算需转换为70-80千瓦时的电池容量。 目前,
中国轻型电动车的平均电池容量在20千瓦时,美国为60千瓦时,因此每辆汽车的平均电池
容量会增加。对于插电式混合动力汽车,预计里程平均为60-70公里,每年行驶里程将主要
依赖电力驱动。插电混动汽车的平均电池容量预计车将达到约15千瓦时的稳定水平。
•
在新政策情景中,电动汽车电池容量的年需求将增长15倍,从2017年的约68吉瓦时增
加到2030年的775吉瓦时。电池存储增加主要由轻型电动车推动(84%),其中插电混
动车贡献很大;其次是两轮车(10%),以及公交车和卡车等重型车辆(7%)。中国
将保持其在全球领先地位,占全球电池容量需求的一半,其次是欧洲(18%),印度
(12%)和美国(7%)。
•
在[email protected]情景中,电池的年需求量,比新政策情景2030年预测值提前5年达到,并
在2030年达到2.25太赫时,轻型电动车占总数的87%(图6.4)。中国仍然是全球电
池容量需求的主要区域,占总量的三分之一。欧洲和北美合计占总容量的28%。印度
占全球总量的12%,日本占3%。
这些结果意味着电动汽车电池供应市场将在未来几年内进行大幅扩张。新政策情景认
为,2025年前将需要建造大约10个具有特斯拉Gigafactory生产能力的电池生产厂。有迹象
表明,主要电池制造商以及新的市场进入者正在扩大对电池生产的投资。制造商关于未来生
产设施的公告正在全球所有地区进行规划,其容量超过30GW/年(见表5.1)。
电池容量需求的增长可能会对电池成本产生重要影响,这是由于产能扩张,以及对传导金属
(钴,镍和锂)的需求增长所致。下一节将讨论电池容量需求增加对原材料需求的影响。
(电池容量扩大对成本的影响将在第5章中讨论)。
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2 500
2 500
2 000
2 000
1 500
1 000
500
0
2017
2020
2025
新政策情景
[email protected]情景
2030
电池容量增长 (GWh/year), 2030
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电池容量增长 (GWh/year), 2030
图 6.4 • 2030年电动车电池需求预测
1 500
1 000
500
0
[email protected]情景
新政策情景
纯电动车
轻型车
插电混动
轻型车
公交车
卡车
两轮和三轮车
备注:电池容量预测基于估计的电动车销售额和特定地区电动汽车的电池容量。对于轻型电动车,2017年电池容量范围为
30-70千瓦时,2030年电动车电池容量范围为70-80千瓦时。对于插电式混动汽车,电池容量范围在2017年为8-12千瓦时,在
2030年达到12-15千瓦时。北美和中东由于车辆有更大的里程和功率、重量,其值远高于全球平均水平。其中,假设公共汽
车使用250千瓦时的电池,两轮车使用3-4千瓦时的电池。卡车电池的范围介于150-350 千瓦时之间。
关键点: 2030年,电动汽车电池容量需求预计在[email protected]情景中增加到每年2.2TWh,在新政
策情景中增加到每年0.78TWh。
原材料需求
对电动汽车的需求增加将导致相关材料需求增加(表6.1)。三个重要的变化是铜的使用增
加,在电动机中使用稀土材料以及在电池中使用贵金属。铜和稀土供应都不会对电动汽车
的应用构成风险;电动汽车对铜的需求仅占铜需求的一小部分,对稀土的依赖可以用采用
不同类型的电动机方案解决。另一方面,已经确定了来自电池材料供应的潜在风险。
新政策和EV30 @ 30情景中,清楚地表明电动汽车的市场份额将会增长。电动车电池八到
十年的寿命,再加上电池容量需求的快速增长,意味着至少到2030年前,几乎所有对电池
容量增加的材料需求都必须通过资源提取来提供。
鉴于其在汽车应用中的重要性,这种发展对于广泛用于锂离子电池的材料需求的增长具有
重要意义。关键材料包括镍,钴和锂。
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表 6.1 • 不同锂电池的关键化学物质
Li
Ni
Co
Mn
NCA
0.10
0.67
0.13
0.00
NMC 111
0.15
0.40
0.40
0.37
NMC 433
0.14
0.47
0.35
0.35
NMC 532
0.14
0.59
0.23
0.35
NMC 622
0.13
0.61
0.19
0.20
NMC 811
0.11
0.75
0.09
0.09
LFP
0.10
千克/千瓦时
Notes: NCA refers to nickel cobalt aluminium oxide, NMC refers to nickel manganese cobalt oxide (numbers indicate the atomic share
of each metal), LFP refers lithium iron phosphate oxide.
Source: ANL BatPaC.
关键点:阴极化学的变化直接影响材料的需求。例如,电池制造商越来越感兴趣的NMC 811
能够显着降低钴含量。
镍
镍广泛用于各种应用领域,并且拥有完善的供应链。如今,镍的供应量每年2000千吨,主
要用于高等级钢铁生产。电池只占镍需求总量的一小部分。到目前为止,镍价格并未真正
受到电动汽车需求变化的影响,而是受到与2015年供应过剩相关的市场波动,以及此后市
场紧张的影响,导致此前累积的库存量下降。即使镍受到电池容量增长预期需求结构变化
的影响,这种影响也会因这种新需求的整合将在更广泛的背景下进行而减轻。尽管不同应
用需求存在的差异,可能导致两种市场的出现,但电动车电池容量增长对镍的影响比其他
材料小。
钴和锂
钴和锂受到的影响更为显着。电动汽车采用电池容量增加,以及投机性储备和战略采
购,已经导致过去两年这两种商品的现货价格发生了相当大的变化(2015年1月至2018年1
月,钴价格升高了 250%,锂价格升高了400%) 。 这并不是说缺乏足够的储备,而是如
果与镍相比,目前对钴和锂的需求(分别为110 千吨/年和40千吨/年)的规模要小得多,
而且电动汽车电池占了相当部分的比例。预计2017年100万辆电动汽车电池(接近2017年实
际销售额)钴和锂的材料,约占钴总需求量的6%,占锂总需求量的9%。相比之下,相同
数量的电动汽车只占了镍总需求量的0.4%。
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钴
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钴目前主要是作为镍和铜的副产品开采的,因为它出现在同一矿石中,也由于其有限的市
场规模和价格。这意味着今天的钴供应与其他材料联系紧密,并对电动汽车需求增长的快
速反应有限。目前全球钴产量的约60%集中在刚果民主共和国,这个地区过去一直是不稳
定的。不断增长的需求刺激了刚果对手工采矿者提取钴的兴趣,已发现有童工在使用。
此外,精炼和加工原料钴的能力高度集中,中国拥有90%的冶炼能力。这些特性使钴的供
应受到风险。
锂
锂主要在南美和澳大利亚生产。自2015年底以来的价格上涨归因于智利的复杂限制导致供
应滞后,加上对电动汽车的需求激增。尽管如此,由于现有智利生产商的产能增加,以及
澳大利亚、巴西、阿根廷的新开采投资,预计将有大量锂供应应对措施。
需求预测
图6.5预测了新政策情景和[email protected]情景中,钴和锂需求预测和电动车发展的关系。这些预
测解释了未来十年将装备车辆的电池化学成分变化的敏感性。
图6.5表明钴和锂的需求预计将在未来十年内出现大幅增长。这是一个重要信号,指出生产
投资是限制供应瓶颈风险的必要条件。图6.5还表明,未来对钴和锂的需求受到两种不确定
性的影响:第一,将销售多少电动汽车,第二,将使用什么样的电池化学。
假设2030年不同电池的市场份额为50%NMC811,40%NMC622,和10%NCA。根据这一假设,
新政策情景中2030年钴需求为101千吨/年,锂需求达到91千吨/年(图6.5)。在EV30 @
30情景中,这些值要高得多,2030年钴需求量达到291千吨/年,锂需求量为263千吨/年。
如果NMC 811阴极在2030年普及,那么对锂的需求预计将高于对钴的需求。 EV30 @ 30情景
中锂需求增加的主要原因之一是重型车辆的需求增加,假设主要基于磷酸铁锂,因此不会
影响钴需求。
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图 6.5 • 2017和2030年,钴和锂的需求
钴
锂
400
350
350
300
300
250
250
材料需求 (千吨)
材料需求 (千吨)
400
200
150
100
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200
150
100
50
50
0
新政策情景
2017
历史 l
[email protected]情景
2030
低钴化学电池
0
新政策情景
2017
高钴化学电池
[email protected]情景
2030
平均预估
备注:预计的电池容量和销售数据用于估算2030年的材料需求。需求数据是指纯金属含量。在低钴方案中,NMC 811在2030
年占电池销售额的90%,其余为NCA。在高钴方案中,NMC 622占销售额的90%,其余为NCA。在所有情况下,HDV的电池需
求假定为80%LFP和20%NMC 622。
关键点:两种情况下电动汽车对锂和钴的需求都会增加。对于钴,未来电池化学成分的不确定性会
增加2030年需求的动态性。
图6.5所示结果表明,阴极化学的变化对锂的需求影响明显大于锂。这反映了电池制造商通过从
NMC111过渡到NMC622和NMC811阴极来提高电池能量密度的研究和开发,对钴的需求产生了重大影
响。另一方面,对于锂电池而言,只有主要的电池设计变化(例如超越锂离子电池技术,预计在
2030年之后才会出现)可能会产生类似的影响。
钴和锂需求的快速增长需要对原材料供应进行投资。然而,面临需求高度不确定性的材料,供应商
可能不愿做出必要的投资。一个潜在的工具可能是供应商和制造商之间的长期协议,因为钴的需求
在未来十年内不太可能减少。在这种背景下,公共政策的主要作用是通过为公路运输的电气化提出
明确的愿景,通过降低电动汽车销售未来的不确定性来促进投资。
电动汽车充电基础设施部署
随着电动汽车渗透率的增加,充电桩数量也在增加。充电基础设施将部署在私人场所,包括个人车
辆(家庭和工作)和车队(即LCV和出租车或专车服务),并辅以公共充电桩。 充电设施的部署最
初将在城市中进行,随着时间的推移,逐渐扩展到城际道路网络的主要干道,包括高速公路。
这里概述的情景结果反映了这一点,假设充电基础设施的未来发展将受到电动汽车发展的巨大影
响。他们还试图解释在充电习惯方面做出的选择的差异,查看更多依赖私人充电桩的案例,以及其
他公共充电桩发挥更重要作用的案例。
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轻型车的私人充电桩
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目前,全球大多数地区的私人充电桩(例如家庭和工作)比例,估计约为每辆电动汽车1.1
个充电桩。北欧地区和美国的情况证实这一点。这也反映了一个事实,即在电动汽车转型
的早期阶段,几乎每个车主都会从带有安装充电桩的私人停车位中受益,工作场所充电点
的出现提供额外的充电机会,为在家中可以或不可以充电的电动汽车采用者提供服务。
现有统计数据表明,人口稠密地区可能是例外。中国和日本与其他地区相比,公共充电桩
与电动汽车数量的比率较高,特别是在考虑快速充电(图6.6)。同样,2017年每辆电动汽
车私人充电桩的比率略低于上述其他国家,约为0.8。
尽管起点较低,但中国政府的目标是到2020年为每辆电动汽车提供0.9个私人可用的充电器
(国家发改委,2015),开发部署充电设施建立在以下关键假设之上:
•
随着电动汽车的应用范围越来越广,并影响到所有轻型车的客户,包括那些在家中
没有私人停车位的客户,在家中充电的车主数量会减少。
•
与此同时,全球工作场所的充电桩继续增加,弥补了家用充电桩的数量。
•
在除中国和日本之外的所有全球地区,有助于保持每辆电动汽车1.1个私人充电桩的
比例。
•
鉴于中国有意实现增加私人充电桩供应的目标,预计到2030年,中国每辆电动汽车的
私人充电桩数量将达到0.9。
在新政策情景中,全球部署的私人慢速充电桩(最高7千瓦)的数量到2030年将达到1.25
亿。假设上一个假设的上限和下限,每个电动车1.2个私人充电桩和1个充电桩。新政策情
景下,到2030年,每辆电动汽车的私人充电桩总数将介于1.15亿和1.35亿之间。在2030年
的[email protected]情景中,私人充电桩数量将达到2.3亿,中央估计在2.1亿至2.5亿辆之间(图
6.7)。
公共充电基础设施
与私人充电基础设施的预测类似,对公用充电设施的预测的评估考虑了一个上下限的例
子。 它的定义基于三个主要考虑因素:
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Towards cross-modal electrification
•
挪威是全球市场份额第一的电动汽车市场(39%),2017年电动汽车与公共充电桩
数量比例为19:1。在另一个市场瑞典(2017年市场份额为6%),电动车与公共
充电桩数量比例为12:1。 这两个值都明显低于2017年观察到的全球电动车与充电
桩7:1的比例平均值。
•
欧盟AFI指令(EC,2014)建议为每10辆电动汽车配备一个公用充电桩。
•
中国和日本等人口密集的城市,已经拥有比其他城市更强大的公共充电设施,中国
有电动车与公共充电桩数量比例为6:1,日本为7:1。
此处评估的案例定义为:
•
根据AFI指令的建议,假设所有国家在2030年前实现电动汽车与公共充电桩10:1的
比例,这是对渗透率的平均估计。 在此基础上,中国和日本等人口密集的国家在拿
出了30%的公共快速充电桩来弥补私人充电桩的不足,而其他地区仅拿出了10%的快
速充电桩。
•
低估计情况,考虑到挪威19辆电动汽车的1个充电桩的比例,充电基础设施渗透率较
低。在这种情况下,日本和中国在公共充电桩总数中实现了40%的快充,而到2030
年,其他国家的快充占15%。
•
高估计情况,按2030年前每七辆电动汽车(接近全球2017年比率)有一个公共充电桩
的比例。在这种情况下,日本和中国在公共充电桩中有30%的快充,其他国家快充占
10%。
图6.6总结的这些估算旨在为公共充电设施的部署提供合理的范围,将和新政策情景以及
[email protected]情景预测的2030年的电动车市场增长向适应,同时因为对可用数据的重大不确定
性,使用了简化的方法。
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图 6.6 • 公共充电桩与轻型车数量比(2017-2030,其中2030年按上中下三种可能预测)
0.20
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充电桩数量 /轻型电动车数量
0.18
0.16
0.14
0.12
0.10
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00
2017
2030 2030 2030
upper central lower
中国
慢充
2017
2030 2030 2030
upper central lower
日本
快充
慢充
2017
2030 2030 2030
upper central lower
其他地区
快充
慢充
快充
关键点:2030年,人口稠密地区私人充电桩数量将少于其他地区,将部署更多的公共快速充
电桩用于补充。
图6.7表明,到2030年,新政策情景预测中,公用充电桩上下限约为800到1700万个,而
[email protected]情景上,大约是1400到3000万个。平均估计,在新政策情景中,总共有1300万个可
公开使用的充电桩,分为1000万个慢充和300万个快充,而2030年的电动车数量将达到1.25
亿。在[email protected] 30情景平均估计,到2030年,公用充电桩的数量达到2200万个,包括慢充
1800万个,快充400万个。
专用于公交车的充电桩预测如图6.7所示。[email protected]建议在2030年前安装到230万快速充电
器,新政策情景建议安装70万各。这些专用于公交的充电桩应提供最低功率50千瓦,并且
一个快充桩匹配三辆电动公交车。目前在深圳观察到,这是世界上唯一完全转变为电动公
交车的城市。从2020年和到2030年,公交充电基础设施实施障碍将被消除,公交车充电桩
的数量逐渐增加。每个充电桩服务两辆公交车,相当于每晚以50千瓦的功率,完成200千瓦
时的两辆公交车充电(每辆4小时)充电。
6
This is consistent with the charging needs (at 50 kW) of a bus consuming 1.3kWh/km and covering 160 km daily
(8 hours daily operation at 20 km/hour on average).
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图 6.7 • 全球轻型车和公交车私有和公共充电桩数量(2017-2030)
200
充电桩数量(百万)
200
150
100
50
充电桩数量(百万)
0
其他充电桩
[email protected]情景
250
2017
2020
2025
100
50
35
35
30
30
25
25
20
15
10
5
0
2017
2020
私有充电桩 (轻型车)
中间值
2025
2030
Page | 93
150
0
2030
充电桩数量(百万))
充电桩数量(百万)
私有充电桩
新政策情景
250
2017
2020
2025
2030
20
15
10
5
0
2017
2020
2025
2030
AFID-driven scenario (上限) 和 挪威驾驶模式 (下限)
快速充电桩 (公交车)
公共快速充电桩 (轻型车)
公共慢速充电桩 (轻型车)
关键点: [email protected]情景下,轻型车和公交车充电桩数量从2017年的55万上升到2030年的330
对能源需求和CO2排放的影响
新政策情景和EV30 @ 30情景预测,电动汽车的增长导致每个地区的电力需求增加。 2030
年,电动汽车的全球电力消耗在新政策情景中达到404 TWh,在EV30 @ 30情景中达到928
TWh。 与2017年电动汽车消耗的电量相比,这些值分别增加了7倍和17倍。
电力需求的结构:新政策情景
在新政策情景中,电动汽车预计将在2030年消耗大约404TWh的电力。轻型汽车在2030年超
过两轮和三轮汽车并成为电动汽车的主要电力消费者(占62%电动汽车总需求量),其次
是两轮车和三轮车(20%),公共汽车(13%)和卡车(5%)。电动汽车的电力消耗地理
分布显示,中国的电动汽车仍然是最大的消费者,即使中国在电动汽车全球电力消耗中的
份额从2017年的91%下降到2030年的47%。欧洲国家和美国分别占总用电量的18%和
10%。在这种情况下,预计2030年,电动车队将取代5EJ的柴油和汽油需求量。
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电力需求结构: [email protected] 情景
在2030年,轻型车是[email protected]情景中消耗最高功率(64%)的运输模式,其次是公交车
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(14%),两轮车和三轮车(11%)以及卡车(11%)。 2030年各地区电动汽车消耗的
总电力分配表明,中国电动车仍然是最大的消费者,尽管与2017年相比显着下降(从91%
降至29%)。美国成为第二大电力消费国,占总数的20%左右。电动汽车的第三大电力消
费者是欧洲,约占17%。电动汽车的电力消耗在印度大幅增加,到2030年,占全球电动汽
车总耗电量的7%。
在中国这个以电动汽车市场份额最高为特征的国家,2030年电动汽车的总电力消耗量是今
天电动汽车电力消耗量的五倍。美国,是第二大电动车机队,2030年的电动汽车电力需求
约为中国的70%。在[email protected]情景中,2030年的电动汽车保有量取代了9.2EJ的汽油和柴
油,这几乎是新政策情景的两倍。
图6.8比较了2030年关键地区的新政策情景和[email protected]情景下的电力消耗情况。它表明,新
政策情景下,中国、美国和欧洲的电动车队占全球电动汽车总耗电量的75%左右;EV30 @
30情景约为66%。两种情景中电动汽车的电力消耗差异最大的是美国。这反映了与中国和
欧洲相比在电动汽车部署的差距,中国和欧洲的电动车,在新政策情景中有相当大的渗透
率。
印度的特点是在两种情况下都有类似的电力消费。这在一定程度上是因为印度对电动交通
的雄心壮志被纳入新政策情景中,部分原因是由于电动两轮车和三轮车的电力需求占很大
比例,因此新政策中的电气化将大幅转向场景。
在美国,欧洲和日本,轻型车是电动汽车功耗的主要贡献者。图6.8中出现的另一个迹象
是,2030年中国的电动公交车和小巴占总电消费的大份额,在新政策情景(20%)和EV30
@ 30情景(35%)预测都是如此,相对低一些的是欧洲。
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图 6.8 • 2030年不同地区的电动车电力需求
TWh
300
300
250
250
250
200
200
200
150
150
150
100
100
100
50
50
50
0
0
新政策情景
新政策情景
[email protected]情景
印度
日本
TWh
中国
欧洲
美国
300
0
[email protected]情
景
300
300
250
250
250
200
200
200
150
150
150
100
100
100
50
50
50
新政策情景
0
[email protected]情景
PLDV
LCV
新政策情景
Bus and Minibus
[email protected]情景
HDV
新政策情景
[email protected]情景
其他地区
300
0
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0
新政策情景
[email protected]情景
2/3 wheelers
注:NPS =新政策情景; PLDV =轻型客车; LCV =轻型商用车; 欧洲包括经合组织欧洲和欧盟6国。 使用以下假设,范围表示各国
之间的差异。 油耗:PLDV 20-27 kWh / 100 km; LCV 31-53千瓦时/ 100千米; 公交车132-170千瓦时/ 100公里; 小巴37-97千瓦时/
100千米; 中型和重型卡车113-138千瓦时/ 100千米; 两轮三轮车4-7千瓦时/ 100千米。 年里程:PLDV 7 100-18 200 km; LCV 7
300-20 300公里; 公共汽车14 400-49 300公里; 小巴27 000-45 000公里; 中型和重型卡车18 500-91 100 km; 两轮三轮车3 800-7 600
公里。 假设充电器损失为10%。 2030年PHEV的电动驾驶比例是每年里程的80%。
关键点:在两种情况下,两轮车和公共汽车的电力需求使中国成为电动汽车用电的最高消
费者。在EV30 @ 30情景中,电动汽车的电力需求在地理上更为广泛。
“油井到车轮”温室气体排放的影响
图6.9显示了应用电动汽车的四个主要地区,2017年至2030年的发电组合和碳强度的变化。
新政策情景和EV30 @ 30情景都预测,到2030年,发电产生的二氧化碳强度将降低。EV30 @
30情景中的电力碳强度遵循可持续发展情景路径(国际能源署,2017年)。
在两种情景中预测,全球所有地区电动汽车每公里产生的碳强度降低,导致温室气体减
少。 这些发展将进一步增加与电动汽车相关的气候效益。 两种情景也都表明,到2030
年,由于电动汽车的使用,每公里使用二氧化碳排放量将更低。
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图 6.9 • Power generation mix and carbon intensity by region, 2017 and 2030
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Note: NPS = New Policies Scenario; SDS = Sustainable Development Scenario.
Source: IEA (2017b).
关键点: 今天,不同地区的发电碳强度差别很大,但预计到2030年各地区的碳强度将下
降。.
CO2减排估计
未来二氧化碳排放量,由电动车保有量变化和发电产生的温室气体强度决定。在未来几
年,由于其卓越的能源效率和电力供应的脱碳,电动汽车有望实现减排。在新政策情景
中,如果所有预计流通的电动汽车都由燃油车替代,那么到2030年它们将产生418 Mt的
CO2(图6.10)。如果电动车队由2017年代的发动机组供电,这些车辆将减少297 Mt的CO2排
放。也就是说,在不考虑任何进一步的电网脱碳的情况下,CO2排放减少121Mt(63%)。
新政策情景脱碳途径将进一步有助于减少56MtCO2。
在新政策情景中,电动汽车在碳密集度低的电网中的高渗透率,以及电动汽车的能效较
高,是预期减排量的主要因素。在[email protected]情景中,电动汽车减少了241MtCO2,而没有对发
电组合进行任何改变。然而,在考虑可持续发展情景下的发电脱碳途径时,电网脱碳有助
于进一步减少273 MtCO2的排放。这表明,在全球范围内,可持续发展情景的电网脱碳,可
以使公路运输电气化的二氧化碳减排量增加一倍以上。
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图 6.10 • 电动车产生的温室气体排放
[email protected]情景
MtCO₂
800
700
700
600
600
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100
0
2017
2020
2025
新政策情景
800
2030
0
2017
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2020
2025
2030
减少的排放, 不计算电网去碳, 和等效的燃油车比较
电网去碳产生的减排
电动车排放
注:电动汽车的排放量是通过将电力消耗与电动汽车的电力消耗相乘(使用图4.3中描述的相同假设)乘以每个地区的二氧
化碳强度乘以每年的世界能源展望新政策和可持续发展情景。 通过将每个区域的2017年二氧化碳强度应用于每种情景中的预
计电力需求来计算由于脱碳而避免的排放。 没有电网脱碳的避免排放量计算为电动汽车的排放量与预计的电动汽车车队由
ICE驱动的井轮排放之间的差异,燃料经济性代表每年每个地区。
关键点:2030年,与电动车使用相关的二氧化碳排放量低于全球范围内等效的燃油车车
辆,即使发电量不能从当前水平脱碳。
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7. 政策考虑
概述
由于零尾气排放,可以依靠大规模电力提供最多样化能量载体,加上电池成本的的改
善,电动汽车正在成今天所有解决方案中最有前途的技术。
全球主要市场已采用一系列电动汽车推广政策。中国,欧洲,日本,美国和最近的印度通
过一系列政策,包括公共采购和投资计划、电动汽车购买和充电基础设施建设补贴,燃油
经济性标准等措施,来刺激电动汽车消费。
本章重点是从现有的政策经验中获得启发,指出如何应对电动汽车向大众市场的过渡,同
时满足经济和环境可持续性要求。为此,本章:
•
概述了促进电动车使用、同时解决传统燃油车外部负影响的货币和监管政策。
•
强调了政策必须向所有利益相关方提供市场确定性,和明确强烈的市场信号。这些相
关方包括:消费者,车辆和设备制造商,电池研发和制造商,充电基础设施供应商,
公用事业和电网服务运营商,以及矿业公司。
•
指出了可以鼓励过渡到广泛采用电动汽车的关键政策。
•
强调了随着电动汽车的推出加速,以及由于电池技术不断提高导致的电动汽车相对于
燃油车竞争力的强化,政策需要适应这一变化。财政激励措施需要自我维持或取消,
地方政府由于燃料税减少而产生的结构性挑战也需要解决。
本章的考虑源于目前对一个快速发展主题的理解,也有一定局限性。 例如,政策需求可
能随着消费者偏好变化而调整,我们对电池供应链整合、电池性能发展和电池二次使用的
理解还有个认识的过程。 因此,文章所提出的政策建议不应被视为一个秘方,而是提供
了供讨论和批判的机会。
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确保政策环境对增加电动汽车接受度的传导性
相比于燃油汽车,插电式和纯电动汽车的经济性依赖于其较低的使用成本。当然,汽油和
柴油的价格根据地区而不同,甚至在一个国家内,电力价格也是如此。燃油价格的变化常
Page | 100 常反映的是税收制度的不同。汽油和柴油税体现了由于燃油燃烧对气候变化和当地污染的
影响,以电力形式获得能源减少了燃油车的使用。
应该采取措施为电动车的应用创造更好的环境。最重要的是逐步取消燃油补贴,紧随其后
的是建立碳排放税收制度。其他重要的措施包括,通过严格燃料质量标准和对劣质燃料征
税等手段减少运输造成的空气污染,以及制定和执行车辆维护要求。这些措施对电动出行
至关重要。这种监管和金融措施将至少反映使用燃油车在其燃料成本中引起的负社会成本
以及在后期减少其废气排放的额外成本。
提升公共采购
零排放车辆的公共采购计划,例如补充市政车辆,可以为创造和扩展市场提供关键的激
励。通过支撑初始市场,公共采购为制造商、国际供应商和当地行业提供了一些保证,可
以调动资源来部署可用的车型。此外,它增加了公众对电动汽车的认可度,并由此产生了
了相关专业知识和业务。
公共采购支持了充电基础设施的早期开发,并有助于决策采用适合电动汽车使用的标
准。公共采购通常采用低排放和零排放车辆的最低门槛,用于各种车辆类型的车辆更新,
包括汽车,货车,轻型卡车和公共汽车,并且通常采用集中批量购买。这种方法降低了交
易成本,并支持制造商开发规模,同时还最大限度地降低了购买车辆的单位成本。电动车
倡议(EVI)成员国政府在2016年政府车辆采购宣言中,概述了公共采购计划的例子。最
近印度能源效率服务有限公司(EESL)补充了这些举措(见专栏2.3)。
当地政府实施公共采购计划,采购电动公交车和其他车辆,必须权衡采购成本与有限的资
本。多种融资机制可以解决这些问题。例如赠款和直接补贴、电池租赁、经营租赁和公用
事业费,它们将电池和充电基础设施的前期融资从车辆购买者(例如运输机构)转移到电
力供应商或电网运营商。可以通过增加电力存储方式,加速电动汽车的部署,从而增加电
力销售,并使他们能够在电池的保修期内收回成本,使得前期融资实体(在许多情况下是
公用事业)受益。
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对于公共汽车运营商来说,收益是从资本融资成本转变为有限的月电费,这确保了拥有和
运营电动公交车的总成本仍然低于传统的柴油公交车。
弥合价格差距
降低电动汽车购买价格的措施已被证明是刺激电动汽车市场应用的有效政策。这在北欧地
区的汽车市场以及中国的公交车市场都有很多证据。
由于有限的财政应针对可能产生最有效影响的优先领域,如果针对集中使用的车辆(如城
市公交车和市政服务车队),电动车辆的公共投资可能最有效。在新兴经济体的城市中尤
为重要,这些城市旨在解决当地空气污染对健康的影响。随着市场的发展以及由于电池成
本降低导致的车辆价格降低,使用率高的车辆可能比其他车辆更早地实现电动汽车与传统
燃油车的成本平衡。因此,随着市场的成熟,激励计划需要适应不断变化的条件。
公共服务车队的竞争性采购等方法是有用的,尽管车辆数量有限。然而要向低排放和零排
放出行过渡,就需要充分利用乘用车市场的大体量,来促进燃油车替代品(如纯电动车和
插电混动车)的推广。乘用车市场的销量潜力足以支持向电动汽车的过渡,通过供应链的
结构变化以及提供规模经济,达到降低成本。
降低采购成本
迄今为止,北欧地区的经验表明,车辆购置税是关系电动汽车大规模应用的主要因素。特
别是,车辆购置补贴或免除车辆购置税降低了价格差距,已被证明是提高电动车销售额的
最有效杠杆。尤其是在能够大幅度减少燃油车与电动车价格差距的情况下更是如此。
随着电动汽车销量的增加,政府将被迫逐步取消购买补贴或寻找其他方法,以确保以经济
可持续的方式,为零排放汽车提供财政支持。一个很好的例子是对车辆购置或流通,使用
差别税,在能源使用、污染物和温室气体排放方面与车辆性能挂钩。此类税收会对性能差
的车辆进行处罚,对符合要求的车辆有利。除了从预算角度来看更具可持续性之外,基于
排放的差异化税收使财政政策与预期结果相一致,而不是针对特定技术。
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技术中立的方法避免了阻碍替代品和锁定特定技术的市场竞争的风险。基于绩效的措施
(如费用折扣)可以获得广泛的支持。
汽车电池生产规模的好处将扩散到所有其他电动车:首先是两轮车,公共汽车,出租车和
Page | 102
轻型商用车,最后是卡车。如果没有乘用车市场细分的转变,这些溢出将更难以实现,这
样汽车制造商就能够成功地建设大规模电池生产能力和规模经济以降低成本。
降低使用费用
流通税是另一种有利于电动汽车运营的财政工具。然而,他们对消费者决策的影响较小,
因为消费者倾向于更多地关注车辆的前期价格而不是运营成本。
支持电动汽车发展的地方政府通常采取的措施,如免费或打折停车、免费充电、使用专用
车道、降低使用交通基础设施的费用等,也是对国家监管和财政政策的有效补充,并提高
电动汽车的使用价值。
支持充电设施部署
政策对充电桩部署的支持,有效地促进了电动汽车采购,但充电基础设施因各种运输方式
而异。
私人充电桩
私人充电桩(家庭和工作场所)是为个人电动汽车提供动力的最常用手段。在家中充电比
快速充电便宜得多,并且可以与智能计量相结合,因为私人车辆通常仅在停放的一小部分
时间内充电。
私人车队,例如商业配送服务,也广泛依赖私有充电设施。而由大型运营商管理的车队依
靠安装在专用停车场的充电桩。用于私人车队的充电桩设施将根据车辆运营情况进行优
化,即主要根据日常使用周期进行调整。用于家庭,工作场所和LCV车队充电的充电桩通常
是1级和2级充电,额定功率低于7kW。公交充电桩主要安装在专用停车设施中,其额定功率
目前约为50kW。两轮车不需要专用的充电设施,可以使用传统的电源插座,而中国台北也
正在进行换电解决方案的商业演示。
可以通过财政激励和监管措施支持私有充电桩安装。将这些安装优先于公共充电桩的要求
是合理的,因为通常其安装成本较低,并且对电网的影响较小,因为它能够实现夜间充
电,使用功率也比公共充电桩低。法规可以要求新建或翻新建筑物中的停车位满足充电要
求,即设置以便于电网连接的必要管线。应修改财产法,以简化和加快电动车车主安装和
使用充电桩的审批程序。
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财政激励措施还可以促进车队车辆的私人充电桩的安装。与车辆购买激励的情况一样,需
要仔细考虑这些工具,确保在市场出现时对其进行调整。车队车辆的利用率往往高于私家
车,因此更有可能在早期阶段实现与燃油车成本持平。
公共充电桩
公共充电桩需要和私人充电桩互为补充。尽管与当今的私人充电桩相比,公共充电桩使用
频率相当低,但它是充电基础设施的重要组成部分。公共充电桩在法规和市场结构方面受
到更多关注,因为它们需要迎合新参与者和新商业模式的出现。
促进公共充电桩部署的政策包括一系列工具。 主要例子包括:
•
明确清晰的部署目标(与车辆发展目标一并考虑)。
•
为直接投资筹集资金。
•
提供财政支持。 采取低利率公共实体,贷款担保,债务服务储备,次级债,债券
融资信用保险产品,公私合作伙伴关系的融资形式,其中商业风险由私营伙伴和公
共部门共同承担。
•
使用法规制度。例如,对于无法使用私人停车场的个人开放公用充电设施。
•
使用开放标准进行车辆充电点通信和支付,以实现充电网络之间的互操作性,增加
创新和竞争,并降低驾驶员的成本。
与多个利益相关方合作的协作方法和计划在促进早期充电基础设施的发展方面最为成功。
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例如,将驾驶员反馈整合到充电桩部署,实施智能充电系统,向地方政府分配资金,建立
PPP,以及咨询相关单位,以使得对电网影响最小化和并限制成本。ICCT(国际清洁交通委
员会)进一步指出,在电动汽车发展的早期阶段,诸如路边充电站和高速公路上的快速充
电站等困难的细分市场需要公众支持。中国,欧盟和美国等主要电动汽车市场正在这方面
Page | 104 采取措施(如第2章所述)。
标准化和互操作性
正如之前版本的全球电动汽车展望中所强调的那样,硬件和软件的标准化和互操作性 无论是标准还是协议 - 对于确保尽可能快速、平稳地过渡到电动汽车至关重要。 虽然
有充分理由使世界主要地区的基础设施收费不同,但重要的是确保充电点不仅可以跨城
市,省和单个县互操作,而且可以跨主要区域互操作(如欧盟)。
通过国家政策规范排放法规
在承诺实现气候变化目标和其他环境目标的背景下,国家制定逐步淘汰燃油车,向电动汽
车过渡的目标,其重要性不仅仅是象征性的或有抱负的 - 它向金融市场发出了明确的信
息。为了提供可靠的信息来激励投资,这些目标必须雄心勃勃,同时也是可以实现的。
燃油经济性和尾气排放的二氧化碳排放标准已经证明了其提高燃油车效率的有效性。监管
工作必须确保标准反映真实路面条件下的燃油消耗,这是对法规和验证制度进行全面检
查的重要信息。随着中国、欧盟和美国等主要市场的车辆排放标准变得更加严格,汽车
制造商将需要将其提供的动力系统多样化,除了传统混合动力车外,还应包括更多插电
式和电池式电动车型。
重要的是,燃油经济性和排放标准的设定时间表,允许汽车制造商、零部件供应商及其上
游供应商调整新车型和生产线(即汽车最多五年)。与此同时,标准必须足够严格,以
确保及时投资,并有助于提高生产和支持基础设施。至关重要的是,一旦立法,标准的执
行不应妥协,因为这会破坏未来立法和投资者信心的可信度,从而增加风险。如果汽车
制造商对这些标准的持续承诺产生怀疑,将最终导致其竞争力削弱。
能源部门的措施,如对低碳发电的强制要求和激励措施,和交通尾气排放限制互为补充,
共同促进向低排放和零排放交通的过渡。
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这样的政策导向以及有效沟通,可以向汽车制造商投资提供所需的信号,从而实现规模经
济,并刺激从金属采矿和加工到电池和电池组生产的整个供应链。它还有助于形成充电基
础设施架构的时间表。与其他政策选择相比,零排放要求提供更高程度的确定性。激励措
施为技术不确定性的管理提供了更灵活的空间。一旦主要利益相关者承诺实现雄心勃勃的
零排放指令要求或激励措施,他们就可以为顺利和快速过渡到电动汽车奠定基础。
零排放要求和激励措施的成功,首先的目标是轻型车辆,可以复制到其他车型。基于
过去的成功(和失败)以及之前的零排放政策,2016年,加州将其零排放政策扩展到中型
和重型车辆(包括卡车和公共汽车)。
越来越多的利益相关方提倡转向监管制度,这是基于更广泛和更系统的考虑。如果可以克
服与其他监管框架(例如管理燃料供应链排放)重叠的问题,并且只要将零排放要求或激
励等政策纳入政策结构,就可以实现比较理想的监管。
制定地方措施规范使用区域
在城市中建立低排放、超低排放或零排放区域的承诺,以及“C40无化石燃料城市街道宣
言”的12个主要城市的例子,对消费者喜好产生重大影响。这些承诺与燃油车禁令、电动
汽车销售目标密切相关,体现了国家对清洁生活环境的希望目标。鉴于选民与地区代表之
间的关系更为直接,以及其利益的一致性,这些目标更容易实施。
地方政府的声明可能不像在国家层面那样受汽车制造商欢迎,因为它们有可能将市场需求
分成多个区域。这是一个公平的观点。在全国甚至跨国范围,根据车辆排放性能设置标
志,明确其允许或拒绝进入的低排放和零排放区域,是一个让人感兴趣的方案。这不仅可
以使司机(尤其是在通常路线以外的目的地旅行)有章可循,而且还为利益相关者提供更
透明、清晰和一致的指导方针和规则。
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将特定区域行驶限制和财政措施结合起来的方法已开始实施。例如,在伦敦和米兰,电动
汽车可免收拥堵和城区行驶费用费用。其他例子包括中国许多城市实施的车牌摇号和上牌
限制措施。十多年前,摩托车的通行限制是导致中国大规模采用电动两轮车的措施之一
(见专栏2.4)。
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抓住从传统出行到提供服务变化的契机
对于使用强度大的车辆运营,例如公共汽车,出租车,专车服务和共享汽车,电动车的每
公里总拥有成本与传统汽车相比具有竞争力。政策对于城市交通向更广泛依赖综合服务转
型支持,例如采用公交和专车,将促进电动车辆的使用。车辆自动化(自动驾驶)方面的
进展,可以降低交通服务的成本,提供更加方便、可靠、经济和安全的传统私人乘用车替
代方案,促进转型。
通过道路收费补充燃油税
情景分析表明,随着电动汽车的份额越来越大,将减少柴油和汽油的销售。最终,这将转
化为燃油税的政府收入减少。2017年,由于中国电动两轮车和三轮车的保有量比例很高,
因此已经放弃了近26亿美元的燃油税收入。在新政策情景中,估计2030年放弃的石油税的
收入预计将达到470亿美元,而在[email protected]情景中,这一数字为920亿美元。鉴于2030年燃油
税收入减少,建议政府要保留足够的收入来投资和维护基础设施,需要发展替代税收制
度。
基于车辆使用的税收,例如基于距离或拥堵的收费,将确保技术中立,以及在基础设施与
车辆使用之间更直接的联系。道路收费也很适合于解释污染物排放的局部性质。在EV30 @
30情景中,如政府保持相同水平的总收入,那么美国和中国的每公里税收需要在0.01美元/
公里的范围内,在欧盟和日本需要0.08美元/公里。
发展以需求和商业为驱动的充电基础设施
国家、地方和区域利益攸关方必须共同努力,以实现充电基础设施的充分发展。 随着越
来越多的公司、汽车制造商、能源和电网服务提供商组成联盟来建立充电基础设施,对公
共资金的需求将会减弱。在初始部署阶段过后,充电基础设施应主要依赖向最终用户收
费,其开发应主要由需求驱动和商业主导。
确保公共充电桩的高频率使用对于实现这种转变至关重要。通过可以有效回收成本的额外
收入,例如停车费、或吸引客户使用商用充电设施,也可以促进成本回收。
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鉴于需要在整个道路网络中,维护公共充电桩,在成本回收与确保提供充足的充电桩相
冲突的情况下,需要针对某些充电桩安装采用针对性支持措施。如对强制采购订单的监
管;允许对高利用率的充电点进行补贴;或使用公共服务合同(在挪威得到应用)。
政府和社会资本结合(PPP),可以促进过渡的灵活性。从长远来看,PPP也是可行的,因
为确保公共充电桩的可用性不仅是商业驱动,而且是公共服务手段。对于商业不感兴趣的
真正的“灰色区域”,但基础设施对于促进向电动交通的过渡至关重要,它将受益于公众
的支持。确保公共资金用于在这些灰色区域建设充电基础设施非常重要,因为尽管它们不
是电动汽车价值链的主要贡献者,但缺乏充分发展的充电网络可能会危及电动汽车的部
署。加利福尼亚州通过强制要求电力分销商(或其他代理商)保证充电基础设施的最低部
署来解决这个问题。
确保电动汽车和电力网络有效结合
公路运输电气化增加对电力需求以及电网的影响可能相当大。确保满足这种需求的低碳电
力是一项重要任务。这一趋势令人鼓舞。 2016年,太阳能光伏产能增长超过任何其他形
式的发电量,自2010年以来,新太阳能光伏发电成本下降了70%,风力下降了25%,电池
成本下降了40%。预计未来五年风能和太阳能将占全球可再生能源增加量的80%以上。来
自可变能源的电力供应的区域和时间变化表明,电力系统将需要增强灵活性。虽然供应方
解决方案(如峰值发电)可以促进可再生能源发电的灵活性,但是对于最大化调节电力需
求的方案也越来越多。
监管可以通过授权电动车制造商安装软件,默认情况下将大部分充电分配在电力需求低谷
期间(例如在凌晨)。电动车买家可以根据需求选择退出默认充电算法。使用时间定价是
另一种有希望的选择,它提供了延迟或预测夜间在家中充电的电动车的大量电力负载,从
而在这些时间提供与电力系统中可变可再生能源的整合。工作场所充电和白天太阳能发电
的电源峰值也会产生类似的机会。同样的需求侧管理解决方案鼓励电动车负载从高峰时段
转变为电力需求低谷,这也可以显着降低(甚至可能完全抵消)电网升级和额外发电容量
的要求。考虑到这些强大的协同作用,国际能源署建议,通过将电动汽车普及率与可再生
能源目标和任务相结合,可以促进电动汽车与可再生电力供应的整合。
推动电动汽车和可变可再生能源互惠互利的措施,也使电动汽车能够为电网提供有价值的
辅助服务,包括频率调节,电压支持和功率因数校正,以及配电网络中的负载平衡。电动
汽车代表的存储容量显然是一项额外资产,可以通过V2G技术实现增强的需求响应服务。
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Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
监管机构应加速智能电表的推出,从而实现需求侧解决方案。鉴于在电力批发商存在的情
况下对价格信号的响应更强,监管机构还应确保批发商可以参与短期和系统服务电力市
场。对于V2G,对提供和使用电力网络的双重征税应该取消。
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有效和高效的电网整合的优势也表明,交通政策制定者和电力系统监管机构可以通过更紧
密的合作获得很多好处。考虑到安装新发电和升级电网所需的主要经济投资和较长的交付
周期,开展交通电气化的容量规划和可靠性研究,是适当确定未来电网基础设施和电力设
备规模的关键先决条件。政府应促进运输和能源政策制定者、监管机构、公用事业和电网
运营商之间的合作和信息交流。
管理电动汽车原材料需求变化
电池生产所需原材料开采的投资挑战正在成为一个关键问题,特别是对于钴,这可归因于
几个因素,包括:
•
面对快速的需求增长,钴市场规模较小。过去两年,钴价几乎翻了三倍。 供应链
中不同层面的储存活动以及采取投机性立场的交易商进一步加剧了这种情况。
•
钴被提取为镍和铜的副产品(金属市场需求量大得多)。 这对采矿公司承诺开展
绿地项目提出了挑战。
•
已知的钴生产集中在刚果民主共和国,这限制了供应多样化的范围。
由于缺乏客户对长期需求的承诺,对电池的投资受到影响,部分原因是与电池正极材料技
术发展相关的风险(如尽量减少对钴的依赖),部分原因是市场对电动汽车接受度的不确
定性。汽车生产商 /电池生产商和矿业公司之间的长期合同,将提供解决投资障碍的可能
方案。政策制定者可以采取促进发展的措施,如提供电动汽车的销售目标、积分政策等明
确的信号,来引导市场发展,减少不确定性。
劳工和环境方面的最低标准
监管机构可以在制定与劳工和环境要求的最低标准方面发挥重要作用,并在制定有效措施
以确保这些标准方面发挥重要作用。
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Global EV Outlook 2018
Towards cross-modal electrification
目前,这对于与原料提取有关的活动尤为重要。一些组织强调,刚果民主共和国手工采矿
中普遍存在的童工现象令人严重关切。这些措施将发挥企业的社会和环境责任,其中包括
改善电池材料供应链可追溯性的解决方案。
今天,电动汽车制造商的供应链可追溯性存在明显差距(部分原因是电池材料供应链的复
杂性和国际性)。政策制定者、国际机构、非政府组织和私营部门的多边参与,对于保证
供应链中电池相关业务的透明度和整个生命周期非常重要。这些标准越早开发和受到尊
重,电池行业在电池材料成本、供应渠道上就能越有保障,也能够增强电池材料供应的多
样化。
最大限度地确保电池的经济价值,同时确保环境可持续性
最大化电池的经济价值,将会为电池生产、使用和报废管理的环境可持续发展带来好处。
其主要方式包括扩大电池的应用范围、在电池使用寿命结束后实现剩余价值的最大化。
废旧电池处理的责任追究
电池制造商,汽车制造商,消费者或利益相关者是否应该对废旧电池负责,存在不确定
性。这种不确定性鼓励潜在责任者不用承担废旧电池处理的风险。指定在电池寿命期间或
处理阶段对电池负责的责任人,可以形成有效的激励,确保电池剩余价值最大化。在中
国,最近明确了电池回收处理的技术要求和法律责任。这些规则构成了新兴汽车电池回收
行业监管的第一步。有益的经验可以从二手消费电子产品贸易和再循环的国际法规中的缺
陷中得出,由于从发达地区向新兴国家大规模运输废弃物,并在那里进行非法回收和非法
填埋,对环境和当地居民造成了危害。
在整个电池生命周期内,明确相关利益方责任,有助于建立强大、透明的全球认证体系,
形成电池从原材料开采、生产,以及电池二次使用、报废的的可追溯机制。电池产品上的
可信标签,将使得在材料采购、产品制造、二次使用、和报废处理中,有助于消费者的选
择,并促使各相关方负责任地处理电池,跟踪和改善其供应和处置链。
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Global EV Outlook 2018
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Towards cross-modal electrification
建立一个减少废旧电池处理费用的规则框架
Page | 110
目前用于电池寿命终止处理的方法包括火法冶金,湿法冶金和物理处理。火法冶金和湿法
冶金都可以处理各种类型的电池,但这些工艺改变了原有的化学成分,降低了可以回收和
再循环的产品的价值。因为火法冶金采用了所需的高温,而湿法冶金使用了强力化学试
剂。物理分离具有回收活性物质并使其改变最小化的优点。物理分离的主要缺点是由于
各类电池包的制造标准不统一,回收需要量身定制而造成了高成本。
制定监管框架,促进废旧电池处理的隔离,可能是最大化电池剩余价值的好方法。物理
隔离可以更有效地回收高价值材料,并且可以通过能够实现自动化的标准来克服成本高的
障碍。另一方面,电池化学成分的潜在变化也可能对电池及其组件的设计和制造方式产
生重大影响。
鉴于该问题的复杂性,为实现可承受的高价值电池材料回收,需要利益相关方进行有效
对话。可以通过建立对话平台来解决,其目的是在遵守环境和社会标准的同时,最大限度
地降低电池回收成本。
在当前电动汽车应用阶段,建立利益相关方的协调机制,对于确保从环境和可持续性的
角度妥善处理大量废旧电池非常重要,因为它从市场角度看是有意义的。到2030年代初
期,早期应用投资回收法规的地区将会开始获得红利,它们将开发出替代主要金属材料
的替代品。
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Towards cross-modal electrification
统计附件
本附件介绍了本报告所涉及的44个国家的电动汽车和充电基础设施的时间序列数据。 其中
包括电动汽车计划(EVI)成员,属于欧洲替代燃料观测站活动范围的国家,以及向EVI报
告数据的国家。
主要数据来源是EVI成员提交的材料,欧洲替代燃料观测站提供的统计数据和指标,适用于
非EVI成员的欧洲国家,从商业数据库中提取的数据和相关利益方发布的信息。
在下表中,“其他”类别包括奥地利,比利时,保加利亚,克罗地亚,塞浦路斯,捷克共
和国,丹麦,爱沙尼亚,希腊,匈牙利,冰岛,爱尔兰,意大利,拉脱维亚,立陶宛,卢
森堡,马来西亚,马耳他,波兰, 罗马尼亚,斯洛伐克,斯洛文尼亚,西班牙。
电动汽车总存量
Table A.1: 2005-17年各国电动汽车总存量(单位:千辆)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
0.01
0.02
2006
0.01
0.02
2007
0.01
0.02
0.01
0.22
1.12
0.53
1.89
0.01
0.55
1.12
0.53
2.23
0.01
1.00
1.12
0.53
2.69
2008
2009
2010
2011
0.05
2012
0.30
2013
0.60
5.66
0.02
32.22
0.47
18.91
12.19
2.95
69.46
1.45
0.10
28.67
0.09
15.67
0.03
2.66
0.03
9.34
171.44
9.35
381.30
0.48
1.91
0.01
0.09
0.37
0.12
0.10
0.53
1.08
0.30
0.25
0.88
3.52
0.06
0.52
0.01
6.98
0.06
3.03
1.89
1.33
16.14
0.34
0.01
0.15
0.26
0.40
0.27
0.01
0.79
1.14
0.03
2.63
2.54
0.01
16.88
0.24
9.29
5.26
2.76
40.58
0.85
0.09
6.26
0.06
7.15
0.01
1.68
3.77
0.81
14.26
0.18
0.01
2.89
21.50
2.60
61.33
1.11
0.02
5.59
74.74
5.31
179.03
0.01
1.22
2.58
0.61
5.15
0.01
1.40
2.58
0.64
7.48
2014
1.92
0.06
10.73
0.03
105.39
0.93
31.54
24.93
3.35
101.74
2.76
0.15
43.76
0.41
35.44
2015
3.69
0.15
17.69
0.07
312.77
1.59
54.49
48.12
4.35
126.40
5.95
0.25
87.53
0.91
69.17
2016
2017
5.06
7.34
0.32
0.68
29.27
45.95
0.10
0.25
648.77 1 227.77
3.29
6.34
84.00
118.77
72.73
109.56
4.80
6.80
151.25 205.35
11.21
25.92
0.66
0.92
112.01 119.33
2.41
5.88
114.05 176.31
1.78
0.05
0.29
0.67
0.86
7.32
15.91
29.33
49.67
0.10
0.37
0.38
0.40
24.08
48.51
86.42
133.67
290.22 404.09 563.71 762.06
18.73
37.17
61.63
103.44
703.65 1 239.45 1 982.04 3 109.05
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Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
Table A.2: 2005-17年各国纯电动汽车总存量(单位:千辆)
2005
Page | 112
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
0.01
0.02
2006
0.01
0.02
2007
0.01
0.02
0.01
0.22
1.12
0.53
1.89
0.01
0.55
1.12
0.53
2.23
0.01
1.00
1.12
0.53
2.69
2008
2009
2010
2011
0.05
2012
0.22
2013
0.41
2.48
0.02
30.57
0.17
17.38
9.18
2.95
44.35
1.45
0.10
4.16
0.08
15.01
2014
0.78
0.06
5.31
0.02
79.48
0.36
27.94
17.52
3.35
60.46
2.76
0.15
6.83
0.19
33.10
0.03
0.88
0.03
7.25
75.86
8.23
220.58
0.05
2.12
0.04
14.06
139.28
15.23
409.09
0.48
1.57
0.01
0.09
0.37
0.12
0.10
0.53
1.08
0.30
0.25
0.88
3.52
0.06
0.22
0.01
6.32
0.06
2.93
1.65
1.33
16.13
0.34
0.01
0.00
0.26
0.15
0.00
0.40
0.27
0.01
0.79
1.12
0.03
2.63
0.84
0.01
15.96
0.11
8.60
3.86
2.76
29.60
0.85
0.09
1.91
0.05
6.81
0.01
1.65
3.77
0.79
13.87
0.18
0.01
2.87
13.52
2.56
51.95
0.45
0.02
4.57
28.17
4.85
109.72
0.01
1.22
2.58
0.61
5.16
0.01
1.40
2.58
0.64
7.48
2015
1.54
0.12
9.69
0.03
226.19
0.61
45.21
29.60
4.35
70.93
5.67
0.24
9.37
0.49
58.88
2016
2.21
0.25
14.91
0.05
483.19
0.84
66.97
40.92
4.80
86.39
10.77
0.57
13.11
1.65
83.10
2017
3.42
0.32
23.62
0.16
951.19
1.35
92.95
59.09
6.80
104.49
24.07
0.78
21.12
4.58
116.13
1.78
0.17
0.27
0.33
5.08
8.03
12.39
0.05
0.06
0.08
20.95
31.46
45.01
210.33 297.06 401.55
27.40
38.98
57.14
726.91 1 185.60 1 928.36
2015
2.15
0.03
8.00
0.04
86.58
0.97
9.28
18.52
2016
2.85
0.08
14.36
0.05
165.58
2.44
17.03
31.81
2017
3.92
0.36
22.33
0.09
276.58
4.99
25.82
50.47
64.86
0.44
0.09
98.90
0.76
30.95
100.86
1.84
0.13
98.22
1.30
60.18
0.40
0.53
21.29
37.28
0.32
0.32
54.96
88.66
266.65 360.51
22.65
46.29
796.44 1 180.69
Table A.3: 2005-17年插电混动汽车总存量(单位:千辆)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
2006
2007
2008
2009
2010
0.34
0.02
0.02
0.39
2011
2012
0.08
2013
0.18
2014
1.13
0.30
1.70
3.18
0.66
0.10
0.24
0.92
0.13
0.70
1.40
1.65
0.30
1.53
3.02
5.42
0.01
25.92
0.57
3.60
7.41
0.02
10.98
25.11
41.28
0.02
4.35
0.01
0.34
24.51
0.01
0.66
36.94
0.22
2.34
55.47
0.27
0.01
78.16
0.42
10.28
0.66
1.78
1.02
46.57
0.46
69.31
2.09
95.58
1.13
160.72
5.21
0.06
10.02
150.94
3.50
294.56
0.13
10.83
0.32
27.55
193.77
9.77
512.54
0.03
7.98
0.04
9.38
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
电动汽车新车销量
Table A.4:2005-17年各国电动汽车销量(纯电动和插电混动)(单位:千辆)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
0.01
0.02
2006
0.01
2007
0.48
1.43
0.07
0.37
0.01
0.02
0.16
1.08
0.19
0.14
0.35
2.44
0.06
0.52
0.01
5.07
0.03
2.73
1.65
0.45
12.62
0.27
0.01
0.03
0.24
0.15
0.12
0.01
0.39
0.72
0.88
0.01
1.84
0.19
2012
0.25
0.09
2.02
0.01
9.90
0.18
6.26
3.37
1.43
24.44
0.51
0.09
5.12
0.03
4.51
0.05
0.28
1.19
0.17
7.49
0.18
0.01
1.22
17.73
1.80
47.24
0.93
0.01
2.69
53.24
2.71
117.84
2011
0.05
0.01
0.01
0.22
1.12
0.53
1.89
2008
0.32
0.45
0.34
0.47
0.22
1.47
0.09
2.46
2009
2010
0.18
0.03
2.13
2011
0.05
2013
0.29
0.17
3.12
0.01
15.34
0.22
9.62
6.93
0.19
28.88
0.60
0.01
22.42
0.04
8.52
0.18
0.03
1.55
0.01
3.75
96.70
4.23
202.80
2014
1.32
0.06
5.07
0.01
73.17
0.44
12.64
12.74
0.41
32.29
1.31
0.05
15.09
0.32
19.77
0.20
0.01
4.67
0.07
14.74
118.78
9.55
322.70
2015
1.77
0.09
6.96
0.04
207.38
0.69
22.95
23.19
1.00
24.65
3.19
0.10
43.77
0.49
33.73
0.64
0.24
8.59
0.27
29.34
113.87
17.79
540.72
2016
1.37
0.17
11.58
0.03
336.00
1.43
29.51
24.61
0.45
24.85
5.26
0.27
24.48
1.50
44.89
1.47
0.38
13.42
2017
2.28
0.36
16.68
0.15
579.00
3.06
34.78
54.56
2.00
54.10
14.71
0.26
11.07
3.47
62.26
1.78
0.20
20.35
0.03
37.91
47.25
159.62 198.35
25.02
42.02
744.22 1 148.70
2013
0.19
0.13
1.64
0.01
14.61
0.05
8.78
5.31
0.19
14.76
0.60
0.01
2.25
0.03
8.20
0.14
0.03
0.43
0.01
2.68
47.69
3.57
111.32
2014
0.37
0.06
2.83
2015
0.76
0.06
4.38
0.01
146.72
0.24
17.27
12.08
1.00
10.47
2.92
0.09
2.54
0.30
25.78
0.64
0.12
2.96
0.01
10.10
71.04
11.51
321.00
2016
0.67
0.13
5.22
0.02
257.00
0.22
21.76
11.32
0.45
15.46
5.10
0.21
3.74
1.16
24.22
0.79
0.10
2.95
Table A.5: 2005-2017年各国纯电动汽车销量
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
0.01
0.02
2006
0.01
2007
0.48
1.09
0.07
0.37
0.01
0.02
0.16
1.08
0.19
0.14
0.35
2.44
0.06
0.22
0.01
4.75
0.03
2.63
1.40
0.45
12.61
0.27
0.01
0.03
0.24
0.15
0.12
0.01
0.39
0.72
0.86
0.01
1.84
0.19
2012
0.17
0.07
0.62
0.01
9.64
0.05
5.66
2.21
1.43
13.47
0.51
0.09
0.79
0.02
4.18
0.05
0.26
1.19
0.15
7.11
0.18
0.01
1.21
9.75
1.78
38.25
0.27
0.01
1.71
14.65
2.28
57.89
0.01
0.01
0.22
1.12
0.53
1.89
2008
0.32
0.45
0.34
0.47
0.22
1.47
0.09
2.46
2009
0.18
0.03
2.13
2010
48.91
0.18
10.57
8.35
0.41
16.11
1.31
0.05
2.66
0.11
18.09
0.19
0.01
1.24
0.01
6.81
63.42
7.18
188.86
10.51
86.73
12.15
459.91
2017
1.21
0.07
8.71
0.10
468.00
0.50
25.98
25.07
2.00
18.10
13.30
0.21
8.63
2.94
33.03
1.78
0.07
4.36
0.03
13.55
104.49
18.37
750.49
Page | 113
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
Table A.6: 2005-2017年各国插电混动电动汽车销量
2005
Page | 114
2006
2007
2008
2009
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
2010
2011
2012
0.08
0.02
1.40
2013
0.10
0.03
1.48
0.10
0.24
0.26
0.13
0.60
1.16
0.73
0.17
0.83
1.62
2.24
0.01
24.27
0.26
2.07
4.39
0.02
10.97
14.12
16.18
0.02
4.33
0.01
0.33
20.16
0.01
0.32
0.04
12.43
0.21
1.68
0.01
0.66
1.12
0.99
38.59
0.43
59.95
1.07
49.01
0.66
91.48
3.43
0.06
7.93
55.36
2.37
133.83
0.30
0.34
0.02
0.02
0.38
0.32
0.01
7.98
0.02
9.00
2014
0.95
2015
1.01
0.03
2.58
0.02
60.66
0.44
5.68
11.11
2016
0.70
0.05
6.36
0.01
79.00
1.21
7.75
13.29
2017
1.08
0.29
7.97
0.04
111.00
2.55
8.79
29.50
14.19
0.27
0.01
41.23
0.20
7.95
9.39
0.16
0.06
20.74
0.34
20.67
0.69
0.28
10.46
36.00
1.41
0.05
2.45
0.54
29.23
0.13
15.99
27.40
72.89
12.87
284.31
33.70
93.86
23.65
398.21
2016
0.1%
0.01%
0.8%
0.01%
1.4%
1.2%
1.4%
0.7%
0.02%
0.5%
0.5%
0.02%
6.4%
0.5%
29.0%
0.7%
0.1%
3.4%
2017
0.1%
0.02%
1.1%
0.1%
2.2%
2.6%
1.7%
1.6%
0.06%
1.0%
1.3%
0.02%
2.7%
1.1%
39.2%
0.8%
0.1%
6.3%
1.4%
1.0%
0.4%
1.7%
1.2%
0.7%
0.12
5.63
0.26
19.24
42.83
6.28
219.73
电动汽车的市场率
Table A.7: 2005-2017年各国电动汽车(含纯电动和插电混动)市场占有率 (%)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom 0.01%
United States
0.01%
Others
2006
2007
2008
2009
0.01%
2010
0.01%
0.01%
0.01%
0.02%
0.2%
0.01%
0.01%
2012
0.02%
2013
0.02%
2014
0.1%
2015
0.1%
0.04%
0.1%
0.2%
0.1%
0.2%
0.5%
0.2%
0.01%
0.6%
0.1%
0.3%
0.01%
0.4%
0.4%
0.7%
0.4%
0.02%
0.7%
0.1%
0.5%
0.02%
1.0%
0.6%
1.2%
0.7%
0.04%
0.6%
0.3%
0.01%
9.7%
0.1%
22.4%
0.4%
0.1%
2.4%
0.03%
1.1%
0.7%
0.3%
0.01%
0.03%
0.02%
0.1%
0.01%
0.04%
0.02%
0.1%
0.1%
0.02%
0.3%
0.02%
0.01%
0.02%
0.01%
0.3%
0.3%
0.15%
0.01%
1.3%
0.1%
0.1%
0.2%
0.3%
0.1%
0.05%
0.5%
0.04%
0.01%
1.02%
0.01%
3.3%
0.1%
0.1%
0.3%
5.4%
0.02%
6.0%
0.2%
0.01%
0.5%
0.1%
0.2%
0.03%
0.1%
0.4%
0.05%
0.2%
0.7%
0.1%
0.01%
0.02%
2011
0.01%
0.1%
0.01%
0.01%
0.01%
3.9%
0.1%
13.7%
0.1%
1.4%
0.01%
0.6%
0.8%
0.2%
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
Table A.8: 2005-17 年各国纯电动汽车市场占有率(%)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom 0.01%
United States
0.01%
Others
2006
2007
2008
2009
0.01%
2010
0.01%
0.01%
0.01%
0.02%
0.2%
0.01%
0.01%
2012
0.02%
2013
0.02%
2014
0.04%
2015
0.1%
0.38%
0.3%
0.01%
0.7%
0.2%
0.9%
0.4%
0.04%
0.3%
0.3%
0.01%
0.6%
0.1%
17.1%
0.4%
0.03%
0.82%
2016
0.1%
0.01%
0.4%
0.01%
1.0%
0.2%
1.1%
0.3%
0.02%
0.3%
0.4%
0.02%
1.0%
0.5%
15.7%
0.4%
0.03%
0.75%
0.02%
0.05%
0.1%
0.2%
0.1%
0.05%
0.5%
0.2%
0.01%
0.3%
0.1%
0.2%
0.2%
0.6%
0.3%
0.02%
0.3%
0.1%
0.7%
0.05%
12.5%
0.1%
2017
0.1%
0.6%
0.05%
1.8%
0.4%
1.3%
0.7%
0.06%
0.3%
1.1%
0.02%
2.1%
1.1%
20.8%
0.8%
0.02%
1.34%
0.01%
0.03%
0.02%
0.1%
0.0%
0.04%
0.02%
0.1%
0.04%
0.02%
0.3%
0.02%
0.01%
0.02%
0.01%
0.3%
0.3%
0.2%
0.01%
1.3%
0.1%
0.1%
0.05%
0.3%
0.1%
0.05%
0.3%
0.04%
0.01%
0.2%
0.01%
3.0%
0.1%
0.05%
0.09%
0.5%
0.02%
5.8%
0.1%
0.01%
0.15%
0.1%
0.1%
0.03%
0.1%
0.1%
0.05%
0.1%
0.3%
0.1%
0.3%
0.4%
0.2%
0.4%
0.4%
0.2%
0.4%
0.5%
0.2%
0.5%
0.6%
0.3%
0.01%
0.02%
2011
0.01%
0.1%
0.01%
0.01%
0.01%
Table A.9: 2005-17 年各国插电混动汽车的市场占有率(%)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
0.01%
2015
0.01%
2016
0.01%
0.02%
0.1%
0.1%
0.01%
0.2%
0.05%
0.1%
0.2%
0.0%
0.3%
0.4%
0.3%
0.3%
0.4%
0.1%
0.03%
0.04%
0.2%
0.0%
0.1%
0.2%
0.1%
0.1%
0.3%
1.0%
0.4%
0.4%
2017
0.01%
0.02%
0.5%
0.02%
0.4%
2.2%
0.4%
0.9%
0.2%
0.3%
0.3%
0.3%
0.02%
0.2%
0.01%
0.7%
0.1%
0.9%
4.8%
0.2%
0.2%
0.03%
3.2%
0.01%
1.2%
0.01%
9.2%
0.01%
5.3%
0.6%
0.02%
18.4%
0.2%
0.4%
5.4%
0.02%
13.4%
0.33%
0.08%
2.7%
0.05%
0.3%
0.05%
0.4%
0.01%
1.0%
0.4%
0.2%
1.2%
0.6%
0.4%
0.1%
1.1%
0.01%
0.3%
0.4%
0.05%
0.03%
1.6%
0.03%
0.7%
0.3%
0.1%
0.04%
4.9%
Page | 115
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
电动汽车充电设施存量
Table A.10: 2005-2017年各国公共充电桩数量 (含慢充和快充)
2005
Page | 116
2006
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
3
724
15
1179
17
809
1518
267
1802
2447
2321
26
30000
383
1827
2846
3508
30
58758
848
10568
5328
25
22110
790
4215
32
141254
858
15567
17509
25
24372
1566
2017
476
5841
51
213903
885
15978
24289
222
11517
28834
388
5612
1528
11981
18044
26448
33431
104
5385
5703
7758
9530
1189
1214
1233
1476
124
1165
1520
2162
4071
96
7742
9377
11208
13534
22633
31674
40473
45868
8237
14301
18887
24298
107 640 183 798 313 567 430 151
312
801
62
1381
177
1794
292
400
400
2803
5791
2800
3123
1086
3746
1135
4651
1171
505
1020
2840
13160
4145
32 958
5691
16867
5980
48 969
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
436
1
722
7
1172
9
800
1500
250
1700
2400
2266
16
21000
357
1700
2606
3361
20
46657
706
9865
4587
3900
20
86365
706
14250
16266
29
59
115
8640
151
16120
449
17260
1075
400
400
2782
5770
11860
17786
26088
5168
37
130508
706
14407
22213
222
21507
3081
1486
32976
2800
3105
1080
3688
1128
4511
1154
5185
1172
5185
1192
7040
1192
500
1000
1065
2804
11695
3940
29 625
5435
14990
5419
43 925
7182
20115
7533
90 848
374
381
419
542
374
381
419
4 054
1503
4392
1306
12 676
Table A.11: 2005-17年各国公共充电桩数量(慢充)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
2006
2007
2008
2009
2010
333
339
373
482
333
339
373
3 682
1503
3903
1299
11 320
8292
1322
87
1251
1737
3456
88
8174
9594
11497
28150
35089
39601
12518
16676
21038
156 021 237 258 318 128
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
Table A.12: 2005-17年各国充电桩数量(快充)
2005
Australia
Brazil
Canada
Chile
China
Finland
France
Germany
India
Japan
Korea
Mexico
Netherlands
New Zealand
Norway
Portugal
South Africa
Sweden
Thailand
United Kingdom
United States
Others
Total
2006
2007
2008
2009
2010
312
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
40
2
2
8
7
8
9
18
17
102
47
55
10
9000
26
127
240
1794
177
2877
237
315
12
54889
152
1317
1243
25
7112
491
673
14
83395
179
1571
2076
1381
118
147
10
12101
142
703
741
25
5990
341
21
21
121
258
360
58
7
140
17
200
17
518
22
718
41
5
20
100
269
425
36
1464
205
3 332
256
1877
561
5 044
560
2518
704
16 792
1203
3524
1783
27 777
1614
5384
2211
76 309
801
33
18
6
42
42
47
60
42
42
47
372
489
7
1 356
7327
2531
42
455
104
1238
154
37
615
8
2037
6267
3260
112 023
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Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
后
记
汽车的发展到了一个新阶段,未来十年新技术在汽车上的应用,将比前三十年
加起来都快。恩格斯曾预言:“一旦技术上的进步可以用于军事目的并且已经用于
军事目的,它们便立刻几乎强制地,而且往往是违反指挥官的意志而引起作战方式
上的改变甚至变革”。这句话也同样适用于汽车,因为汽车与人类生活的联系是如
此紧密,各项日新月异的技术,如新材料、新能源、互联网、人工智能、大数据、
高速通信、地理信息等等,将很快运用于汽车,实现更好的出行服务。整个汽车行
业已经形成共识,就是汽车正在向电动化、智能化、网络化、共享化加快迈进。而
这其中,引起汽车革命的首先是电动化,这是对过去100年汽车动力的颠覆,如同
当年内燃机车代替蒸汽火车,之后又被电气机车取代一样,汽车从机械时代向电气
时代的转变已经势不可挡。新能源汽车作为推进工业技术应用,解决能源危机和环
境污染,降低使用成本的最佳载体,已如一轮喷薄欲出的红日。
新能源汽车对于中国汽车产业而言,其意义更加深远。习主席指出,发展新能
源汽车是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。2014年被认为是中国新能源
汽车发展元年,从那一年开始,新能源汽车从示范推广阶段全面迈向市场化。中国
政府在政策上给与了最坚定和最有力的支持,新能源汽车销售量每年以50%以上的
速度增长,而这条优美的增长曲线正吸引无数英雄竞折腰。当下的中国新能源汽车
产业,如同战国时期,烽火连天,群雄四起,诸侯争霸,不知鹿死谁手。后补贴时
代,几家欢乐几家愁。莎士比亚说,生存还是死亡,这是一个问题。
很少有人能够冷静审视这个问题,中国新能源汽车究竟该如何发展,已经到了
需要政策制定者、汽车制造商、科研人员认真研究、系统思考的关键时刻。在新中
国汽车的发展道路上,我们历经曲折,开放的市场终究未能换回核心技术,路还要
一步一步走。问题在于,留给我们的时间已经不多,最多三年,外资和合资品牌将
再次占据这片沃土。我们有什么能力去改变这个局面?
他山之石可以攻玉。国际能源署《全球电动汽车展望2018》集世界电动汽车联
盟成员国专家之力,以严谨的论证和详实的数据,展示了电动汽车的全景,预测了
未来的方向,提出了科学的建议。这篇报告值得多次阅读。如果报告能够对中国新
能源汽车的发展起到一点借鉴和促进作用,那么这么多日夜的努力就没有白费。
再次对报告编写所有的参与者表达敬意。报告翻译过程中,尽管可以借助各类
工具软件,但是对于严谨复杂的科技文章,要做到翻译的“信、雅、达”,难度和
工作量还是非常大的。不妥之处,敬请指出。
洪伟宏
2018年10月30日
Global EV Outlook 2018
© OECD/IEA 2018
Towards cross-modal electrification
译 者
洪伟宏(1972-),现任浙江泓源汽车集团副总裁。毕业于海军工程大学,在海军
装备部二十多年的工作经历,承担过从导弹快艇到航空母舰等十余型装备的科研及
采购管理。历任海军驻柳州军代表室工程师,海军航空母舰专项办公室参谋、处
长。熟悉装备从预研、立项、科研、采购、交付、售后管理全过程。特别是有海军
机关十三年工作经验,具备较强的组织策划、协调能力,有丰富的复杂巨系统工程
管理经验,了解国防工业整体情况。非常强的文笔写作功底,组织拟制过海军重点
武器装备发展十二五、十三五规划,承担了大量的机关公文写作。在浙江泓源汽车
集团分管采购、综合管理部工作,熟悉新能源汽车产品开发、质量控制、零部件采
购流程,掌握国家新能源汽车发展政策,了解国外发展动向。
电子邮箱:[email protected]
联系电话:13911292384
© OECD/IEA 2018
Global EV Outlook 2018
Towards cross-modal electrification
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