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中國引領全球新能源汽車革命
2022/11/25 16:32
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中國引領全球新能源汽車革命

 

一、發展電動汽車是世界趨勢 

   燃油汽車的交通工具及火力發電都是空氣污染及排放二氧化碳的主要來源,許多國家已相繼宣布禁用燃油汽車的時間表,電動車與其他綠能車勢必成為主流,台灣須及早因應。2020年是中國電動車產業的轉捩點,「中國汽車工程學會」發布《節能與新能源汽車技術路線圖2.0》,規劃在2035年之前新車銷售將全部為環保車,其中50%為純電動車,另外50%為油電混合動力車,再不到20年,全球主要國家都可能全面禁止純燃油汽車銷售。中國大陸在推展電動車方面採取彎道超車,電動車和燃油車相比,核心零組件大量地簡化,且西方也是從零開始,大家都在同一起跑線上。中國又有龐大數量的工程師,所以中國選擇電動車為前瞻項目甚為明智。國際能源署預計到 2030 年,中國電動車的國際市場佔有率可達 57%,中國十四五規劃也將其納入發展重點。電動車一方面可減輕對石油的依賴,一方面又可形成帶動經濟發展的新產業,中國世界第一的高鐵就是在此同樣戰略思維下的產物。中國在氫能源、鋰電池和石墨烯等諸多新能源技術中選擇了鋰電池作為技術方向,由於中國市場龐大,鋰電池技術必將成為世界主流。中國正引領全球新能源汽車革命是改變世界格局的偉大經濟成就。中國於2009年超越美國,成為全球最大的汽車生產國和消費國。今年1至8月,中國出口汽車近182萬輛,同比增長52.8%,一舉超過德國,成為世界第二大汽車出口國,明年將超過日本成第一大出口國,中國汽車產業正引領著全球汽車革命並邁向電動車強國。 

汽車工業可衡量一個國家的工業水平,其產業鏈很長,包括鋼鐵、石油、冶煉、運輸、旅游及金融保險等,而新能源汽車的產業鏈還包括上游有色金屬及化工原材料、中游的零部件製造、下游的整車製造、軟件應用。2001年,中國通過“863計劃”電動車重大專項研究論證,新能源電動車成為國家戰略,一方面可減少對石油的依賴,一方面另闢賽道實現汽車工業飛躍發展。從“十三五”後明確把汽車智能化趨勢作為重點。中國偉大的科學家錢學森目光深遠,在1992年就建議跳過燃油車,直接進入新能源汽車時代,此真知灼見令人敬佩。在技術方面,中國抓住了鋰礦和電池續航力等關鍵環節,很早意識到鋰礦的重要在海內外佈局,確保鋰資源不被“卡脖子”。中國鋰電池專利申請數量已經遙遙領先美國和日本。2021年中國有6家電池企業市場規模進入全球前十,更是出現了像寧德時代、比亞迪等世界級的電池公司。引進美國特斯拉電動汽車助力中國建成世界一流且最完整的新能源汽車產業鏈。隨著中國互聯網廣泛應用,中國積累了電池、電機、電控等「三電」技術,電動車的智能化、網聯化迅速發展,形成了完全獨立自主的產品技術開發。新能源汽車與中國蓬勃發展的互聯網形成優勢互補,中國的衛星導航、車聯網、自動駕駛、5G通信,都引導了中國新能源車的發展方向,中國今天已經形成了最完整的電動車產業生態,國家政策始終扶持新能源汽車,從國家戰略“雙碳”目標的要求到新能源發展激勵政策,各級政府都有力地推動新能源車的生產和消費。中國新能源汽車的崛起,完美實現習近平提出的創新、協調、綠色、開放、共享等理念。 

二、中國電動車發展迅速嶄露頭角 

   11月15日,G20峰會在印尼巴厘島舉行,中國的上汽通用五菱作為2022 G20峰會官方用車合作夥伴,300臺五菱Air ev作為官方用電動車正式亮相巴厘島會場,為峰會出行提供高品質環保服務,展示“中國智造”和中國新能源汽車的魅力,上汽通用五菱貫徹新發展理念,響應“一帶一路”倡議和“走出去”的發展戰略,為創新驅動發展貢獻“五菱力量”。五菱首款新能源全球車Air ev亮相G20峰會,是中國新能源汽車加速駛向全球的例證。除自用小轎車外,公共交通採用電動巴士的趨勢正在全世界擴大,其中大部分為中國製造。在日本關西地區,阪急巴士從2022年4月起引進了中國電動巴士。據國際能源署統計,2021年全球銷售電動巴士約9萬輛,率先引進的是中國和歐洲。2021年在英國格拉斯哥召開的《聯合國氣候變化框架公約》第26次大會(COP26)也是由電動巴士往來於市內主要地點和會場之間,比亞迪共計給格拉斯哥市的交通局供應120多輛電動巴士。IEA預測,電動巴士到2030年將達到300~500萬輛,在生産和供應上佔有優勢的是比亞迪等中國廠商。低廉的價格和技術實力具備絕對優勢。最近在中東富人國家卡塔爾舉辦的世界盃足球賽中,中國宇通客車向卡塔爾供應了約1500輛電動巴士,用於服務各國球迷、使節以及FIFA官員的比賽出行。卡塔爾政府有意將比賽打造成碳中和賽事,其中公共交通的電動巴士化是極重要的環節。宇通本次與卡塔爾世界杯的合作,是國際大型體育賽事中首次大批量引入中國新能源客車,同時也是中國新能源技術實力得到國際認可的證明,是中國製造“走出去”的新里程碑。得益於長期研發創新和中國新能源產業鏈優勢,宇通的新能源客車在全球競爭中已經處於領先地位。 

   英國《金融時報》報導,電動汽車讓中國加速崛起為汽車出口大國,中國電動汽車產業規模化快速發展下,恐顛覆全球製造業結構。在2021年,中國出口了50萬輛汽車,在歐洲的市占僅次於德國。中國汽車工業協會統計數據顯示,2021年中國新能源汽車銷量352.1萬輛,連續7年產銷全球第一。工信部稱截至2022年第1季,中國新能源汽車已累計推廣1033萬輛,產業已進入規模化快速發展新階段。美國《福布斯》雙周刊網站發表文章,稱中國征服歐洲電動汽車市場的長期計劃正在悄然推進。從2022年上半年全球新車銷量來看,美國特斯拉和中國比亞迪的銷量大幅擴大,以純電動汽車為中心開展業務的比亞迪銷量增至64萬輛,是上年同期的2.6倍,躍居第14位。 

三、電動車的電池是核心技術 

   鋰電池種類很多,通常由正極材料、負極材料、電解液、隔離膜所組成,鋰電池的特色是能量密度高,約為鎳氫電池的2倍、鉛酸電池的2.5倍,且幾乎沒有記憶效應,在不使用時自放電率也相當低。由於具有這些優點,鋰電池被大量運用在3C及消費電子產品上。鋰離子電池種類差異在於「正極材料」,常見的種類如鋰鈷電池、鋰錳電池、 鋰鎳電池、磷酸鋰鐵電池等。針對形狀,因應電子產品的設計,鋰離子電池也有不同種類的包裝方式,如圓柱型、方型、鈕扣型、軟包型等。2030~2040年,全球被認為將迎來「電池時代」,日本九州大學將開發採用氟、氯和溴的電池,存儲電力的容量超過鋰,利用空氣産生電力的終極蓄電池或許會在不遠的將來實現,與以往的電池不同,不需要電極,重量也僅為現有的鋰離子電池的5分之1。鋰離子電池自1990年問世以來,性能不斷進步,對發展電動車影響很大。由於鋰離子電池及正負極、電解質等材料之技術進步,使得鋰電池能在不同使用情境下展現出優異的特性,同時其每度電成本也大幅下降至130美元以下。以目前發展趨勢來看,鋰離子電池已成為電動車、電動垂直起降飛機及儲能應用所需大型儲電系統之主流。 

   中國第四大電池企業國軒高科計劃到2030年,將價格低廉但性能較差的磷酸鐵類(LFP)鋰電池的能量密度提升至目前的約2倍,超過目前主流三元鋰電池的水平。使用磷酸鐵鋰電池的純電動汽車(EV)的續航距離將實現倍增,有可能徹底改變電池的競爭格局。磷酸鐵鋰電池不使用價格高的鎳和鈷能量密度低,但現在其用途開始由超低價純電動汽車擴大到續航距離更長的普通市售電動汽車。美國特斯拉2022年1~3月銷售的汽車中,約一半配備了寧德時代新能源科技生産的磷酸鐵鋰電池。磷酸鐵鋰電池應用變多的背景是三元鋰電池所需的鎳和鈷的供求緊張。磷酸鐵鋰電池的主要原料鐵和磷的礦藏豐富。中國比亞迪的電動車採用磷酸鐵鋰(LFP)電池,電池能量密度較三元鋰離子電池低,不過穩定性、安全性佳,成本較低。2020年3月底,比亞迪宣布推出「刀片電池」,號稱電池的空間利用率可達60%以上,大幅縮小電池體積。「刀片電池」是將磷酸鐵鋰電池芯做成了刀片般的細長形狀,長度可以根據電池包的尺寸進行定製,最長可達2公尺以上,能量密度較傳統的鋰離子電池高。「刀片電池」的安全性高,並且可減少稀有金屬使用量,提高電動車的續航里程。「刀片電池」成為比亞迪的利器,現在所有比亞迪電動車皆採用「刀片電池」。除了自用外,比亞迪也對外銷售「刀片電池」,豐田甚至特斯拉未來都可能成為比亞迪「刀片電池」的大客戶。 

四、電動汽車才是前瞻工業 

    蔡政府前些時候推展的輕軌建設其實不是前瞻性政策,中國大陸建立強大的電動汽車工業爭取全世界市場才是前瞻性政策。政府雖訂出2040年汽車產業全面電動化的政策目標,但實施細節卻付之闕如,相對傳統汽車三大核心部件(引擎、變速箱、底盤),新進廠必須累積電動汽車四大核心部件:底盤、電池、電機、電池控制系統關鍵核心技術。真正的挑戰在於如何掌握電池控制系統以及車輛底盤設計,而這涉及到造車的核心--車身安全。中國大陸的鋰電池行業正變成世界最強,正在出現超大型的鋰電池工廠大都集中在中國。雖然超大型鋰電池工廠始於美國特斯拉,但是中國的鋰電池生產巨頭如比亞迪,新能源(ATL)和力神新建工廠的70%都位於中國。中國鋰電池產能在2020年將佔全世界的62%,對電動汽車需求增加,政府加強了對節能燈要求以及其他因素都促進了鋰電池市場的發展。投資鋰電池以及同主要技術公司合作建造新型的電動車輛對於中國十分重要,能夠讓中國保持領先地位。在過去車展中,象徵未來發展方向的電動車始終是鎂光燈的焦點,伴隨著中國電動車銷量躍昇至全球第一,中國自主主品牌近年也開始研發節能動力,汽車是最大的二氧化碳排放源,隨著溫室效應的威脅日漸上昇,開發國家對於大幅降低二氧化碳排放的壓力愈來愈大。在節能減碳的大前提下,「電池動力」似乎成為新能源汽車的主流,由於產品線逐漸擴大,近兩年來美國Tesla的銷量與全球排名都快速上昇,已成為電動車的代表品牌。    

     電動車已成未來世界潮流,台灣若不及早規劃,充電站的增設伴隨加油站的減少,勢必牽動一波就業人口的流動。相較於歐美及中國大陸等國家積極推動電動車上路,已從基礎建設、政策支持及等方面著手,台灣對於推動電動車仍停留在政策宣示階段,不但步調過慢,也缺乏明確的推動方向。隨著溫室效應對地球影響加劇,電動車對於抑減二氧化碳具有很大助益。當前電動車面臨4個最主要的挑戰是:昂貴的使用成本、有限的續航里程、充電基礎設施的匱乏和人們對於電動汽車的接受程度。隨著技術的不斷發展和電池供應商產能的增加,電池的總體價格還是會明顯下降。總的來看,電動車的整體成本會繼續下降,讓其面對傳統汽車的競爭力大幅上升。近幾年,感應充電技術的發展也同樣不可小視,這種新技術可以讓電動汽車摒棄沉重的充電線纜,汽車將通過無線技術進行充電。新能源汽車,實際上是新能源革命,包括動力電氣化革命、能源低碳化革命和係統智能化革命。電動車有三種動力,油電混合動力、純電動動力、氫能燃料電池動力,三種動力目前是工程科技前沿。

 

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