未来交通出行全是电车吗?院士解读:未必,未来交通体系将是多元化的【附动力电池行业发展情况】
【/h/]图片来源:摄图网
【/h/]随着环保意识的提高和政府对碳排放的限制,消费者对电动汽车的需求越来越大。随着电动汽车技术的不断成熟和充电基础设施的不断完善,燃油车的市场份额可能会受到挑战。不过,燃油车将在一定时期内继续存在,尤其是在长途出行和特定领域的需求。随着技术的发展,燃油车也在不断提高效率和降低排放以适应市场变化。
【/h/]2024年4月,中国汽车市场发生了一件“里程碑”事件。乘联会最新数据显示,2024年4月上半月,中国乘用车市场零售51.6万辆,其中新能源汽车市场零售26万辆,渗透率首次超过50%,市场份额首次超过燃油车。这一数据意味着,曾经被消费者视为“非主流”的新能源汽车完成了替代燃油车的使命,得到了消费者的认可,身份发生了变化。同时,新能源汽车这一“里程碑”节点的实现也比原定的2035年提前了11年。
【/h/]上述数据也充分表明,新能源汽车已取代燃油车成为市场主流,未来渗透率将持续提升,燃油车生存时间将持续缩短。新能源汽车的发展是必然趋势。很难吗?人类未来的交通会不会全是电车?
【/h/]中国工程院院士孙世刚指出,尽管新能源汽车在减少碳排放和促进可再生能源发展方面具有明显优势,但未来交通的发展不应仅限于新能源。
【/h/]虽然新能源汽车为环境保护做出了巨大贡献,但在发展过程中也面临着许多问题。其中包括续航里程不足、充电基础设施不完善、成本高、电池回收和再利用等环境问题。此外,消费者对新能源汽车的接受程度和购买意愿也存在一定程度的不确定性。政策的不稳定和补贴的减少也可能影响新能源汽车市场的发展。此外,新能源汽车的安全性和可靠性也是发展过程中需要解决的问题。
【/h/]孙世刚院士强调,未来的交通系统将是多元化的,包括燃料电池汽车、混合动力汽车和其他新能源技术,所有这些都将发挥重要作用。我们国家的《新能源汽车产业发展规划(2021-2035年)》和科技部的“十五”计划,国家自然科学基金委员会去年实施了一项重大研究计划,其中包括超越传统电池系统。固态电池发展的核心问题之一是固态电池本身如何提高其离子电导率和离子迁移率,如何扩大其电化学窗口并形成良好的固-固界面,界面的兼容性和稳定性是我们的两个核心问题。
【/h/]再来看看中国交通动态的发展:
【/h/]——动力锂电池发展迅速,但仍有诸多痛点亟待解决。
【/h/]锂离子电池是目前动力电池研发的重点,具有能量损耗低、转换效率高、加速快等明显优势。高工产业研究院(GGII)调研数据显示,2021年中国动力电池市场供需规模较2019年大幅增长。2021年中国动力锂电池装机量为154.5 GWh,同比增长142.9%。出货量为220 GWh,同比增长175%。
【/h/]电气化是双碳愿景下交通强国的主要发展方向。电动汽车和混合动力汽车排放的废气比内燃机少。如果电力来自可再生能源,那么电动汽车是交通领域实现碳中和的重要途径。然而,锂电池作为运输动力的缺点是电池寿命短。其次,充电时间长也是动力锂电池的一个缺点。此外,安全风险让消费者望而却步。
【/h/]——氢燃料电池技术难度大,与锂电池互补是最佳发展方向。
【/h/]氢燃料电池在电池寿命短、充电和能耗长、安全隐患大等问题上具有明显优势,且氢燃料电池的回收利用不会对环境造成污染,因此被认为是未来低碳交通动力的一大发展方向。然而,氢燃料电池的商业应用面临着技术困难和催化剂成本高的问题。
【/h/]氢燃料电池汽车是交通领域氢能的重要载体。从目前的销售情况来看,截至2021年底,全国氢燃料电池汽车累计销量仅为9246辆。可以看出,氢燃料电池汽车在中国市场刚刚起步,市场还不成熟,处于起步阶段。根据工信部2021年初发布的《节能与新能源汽车技术路线图2.0》,预测2025年我国氢燃料电池汽车保有量将达到10万辆左右。
【/h/]与燃料相比,氢燃料电池具有零碳排放和高转换效率的比较优势。与锂离子电池相比,氢燃料电池具有续航里程长、充电和能耗时间短、安全隐患可控等比较优势。这些比较优势决定了氢燃料电池在长距离、长连续工作时间和重负荷等应用场景中具有较高的适用性。鉴于加氢站建设成本较高,发展氢燃料电池可从应用场景明确、行驶路线固定的特种车辆(如物流车、环卫车)入手,有利于加氢站的布局和建设。
【/h/]-燃料份额将逐步减少,但短时间内难以完全替代。
【/h/]在“双碳”愿景下,国家相继出台了一系列“降碳减排”相关目标规划,对新能源汽车在新型交通工具中的占比做出了明确规划。未来,燃料作为交通动力的份额将不可避免地呈现下降趋势。
【/h/]——传统汽车制造商持续发力内燃机技术研发。
【/h/]与此同时,内燃机技术正朝着高效低碳的方向发展。提高发动机热效率是降低燃油车碳排放的主要途径。目前世界主流发动机热效率在30%-38%区间,少数发动机量产热效率已超过40%。比亚迪的小云-插电式专用1.5L高效发动机的热效率为43.04%,超过丰田、本田和马自达,成为世界上最高效的量产汽油发动机。热效率的提高有助于燃油车节能减排。未来随着内燃机技术的进一步发展,燃油动力与新能源的差距有望缩小。相对而言,发展更成熟和稳定的内燃机技术可能仍然更受商业应用的青睐。
【/h/]基于上述分析,前瞻碳中和战略研究院认为,燃油动力因其长期积累的稳定需求和不可替代的性能,短时间内不会被新能源动力完全替代。锂离子电池和氢燃料电池在各自的比较优势中发展,可以形成良性互补。未来几十年,交通动力市场将由燃料、锂离子电池和氢燃料电池主导。
【/h/]未来经济学家应用程序信息部分
【/h/]更多行业研究分析请参考前瞻产业研究院《中国新能源汽车产业市场前瞻与投资战略规划分析报告》。
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