电动汽车行业发展简史、挑战与前景

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对于三四线城市来说，目前电动汽车的销量很小，低速车是主要的。这些电动汽车大多使用铅酸电池作为电源，不支持快速充电。此外，他们的电动汽车车主通常有独立的车库，可以安装私人充电桩来完成室内充电。因此，在三四线城市建设的公共充电桩或专用充电桩效率低下，难以盈利。

正文:恒大研究院有一个席位

本报告主要分为三个部分。第一部分回顾了电动汽车产业发展的简史，第二部分分析了当前制约电动汽车产业发展的主要因素，第三部分展望了电动汽车产业的未来。

一、电动汽车发展简史

1.政策回顾:各国政府开发电动汽车以应对全球变暖，中国政府开发电动汽车以实现“弯道超车”

2.电池技术进展及代表性车型:磷酸铁锂电池(比亚迪(002594) f3dm)、锰酸锂电池(日产聆风)和三元电池(特斯拉S型)

3.全球电动汽车市场回顾:过去五年，全球销量增长了15倍以上。2015年，全球汽车拥有量超过100万辆

第二，电动汽车行业面临的三大挑战:成本、续航里程和充电便利性

1.成本:电动汽车的致命弱点

2.巡航范围是有限的

3.收费基础设施并不完善

三、电动汽车市场前景

1.成本方面:到2025年左右，电动汽车用户的总拥有成本预计将达到“石油和电力平价”

2.政策方面:从长远来看，政府已经声明禁止燃料汽车；在短期和中期，我们依靠补贴+积分政策组合拳击

3.行业方面:从2017年开始，更多纯电动汽车将加快上市步伐

4.市场规模:2025年全球电动汽车市场将达到3万亿

一、电动汽车发展简史

事实上，电动汽车不是一个新事物。历史上第一辆内燃机车是由德国工程师卡尔·本茨于1885年发明的，而电动车早在1832年到1839年就诞生了，当时苏格兰人罗伯特·安德森发明了使用一次性电池的汽车。1880年，爱迪生也制造了第一辆时速20英里的电动汽车。

在20世纪10年代，电动汽车的价格约为1750美元，而内燃汽车的价格仅为650美元。然而，因为当时汽油很贵，所以总拥有成本没有太大差别。因此，尽管电动汽车价格高，但电动汽车的销量超过了燃油汽车。1912年，美国和欧洲的电动汽车数量约为5万辆，占整个汽车市场的40%，而燃油汽车仅占22%，其余为蒸汽驱动汽车。20世纪20年代，随着世界范围内石油的发现，汽油价格迅速下降到可承受的水平，道路、加油站等基础设施建设逐步完善，使得燃料汽车的性价比越来越高。在此期间，电动汽车长期未能在电池技术和续航里程上取得突破，逐渐失去了比较优势，被内燃机驱动的燃油汽车所取代。到20世纪30年代，电动汽车已经基本消失了。

进入20世纪后半叶，在美国主导的全球最大汽车市场发生两次石油危机后，汽车企业和公众开始重新关注以电动汽车为主导的新能源汽车。20世纪90年代初，由于空的天然气质量不佳，加州空天然气资源管理委员会呼吁所有汽车公司减少新车型的平均排放量，于是排放更低、效率更高甚至零排放的新产品相继上市。

2010年，全球油价持续上涨，环保呼声越来越高，消费者对低碳生活的积极需求等诸多因素影响了电动汽车的发展，电动汽车再次被各国政府和各大汽车公司提上日程。事实上，2010年也是电动汽车市场爆发的关键一年。

回顾电动汽车的发展历史，我们可以发现，在行业的发展过程中，环境因素、政策因素、技术因素和市场因素交织在一起，行业的发展是各种因素共同努力的结果。

从全球来看，大力推广电动汽车的发展与控制温室气体排放和抑制全球气温上升密切相关。根据国际能源署的数据，运输占全球温室气体排放量的23%。为了控制全球温室气体排放，从长远来看，交通领域特别是汽车领域的电气化是有效的途径之一。

1992年的《联合国气候变化框架公约》、1997年的《京都议定书》和2015年的《巴黎协定》是人类历史上应对气候变化的三个里程碑式的国际法律文本。

1992年的《联合国气候变化框架公约》旨在控制二氧化碳、甲烷和其他在大气中造成“温室效应”的气体的排放，并将温室气体的浓度稳定在防止气候系统受到破坏的水平。《公约》要求发达国家作为温室气体的主要排放国，采取具体措施限制温室气体的排放，并向发展中国家提供资金，以支付其在《公约》下的义务。然而，发展中国家只承担提供国家温室气体源和汇清单的义务，制定和执行包含温室气体源和汇措施的方案，而不承担具有法律约束力的限制和控制义务。《公约》建立了一个财政机制，向发展中国家提供资金和技术，使它们能够履行《公约》规定的义务。

1997年，《京都议定书》建立了三个灵活的减排合作机制——国际排放交易机制、联合执行机制和清洁发展机制。这些机制允许发达国家通过碳交易市场灵活完成减排任务，而发展中国家可以获得相关技术和资金。

2015年的《联合国气候变化框架公约》为2020年后的全球应对气候变化做出了安排。《巴黎协定》指出:

a)将全球平均气温上升控制在高于工业化前水平且低于2℃，并努力将气温上升限制在高于工业化前水平1.5℃，同时认识到这将大大降低气候变化的风险和影响；

提高适应气候变化不利影响的能力，并以不威胁粮食生产的方式增强气候复原力和温室气体的低排放发展；

c)使资本流动符合低温室气体排放和适应气候发展的道路。

中国新能源(600617)汽车政策述评

中国新能源汽车产业政策变化大致可分为三个阶段，即政府宏观战略规划阶段(2001-2006年)、行业准入规则和综合补贴的制定阶段(2007 -2015年)和后补贴阶段(2016年至今)。

在第一阶段，新能源汽车的技术路线还没有完全确定，各国的重点都在氢燃料电池上，中国也不例外。此时，政府政策少之又少，大多是宏观战略指导政策，侧重于新能源汽车发展的规划和发展目标。例如，2001年，中国启动了主要电动汽车“863”计划，并建成了“三纵三横”新能源汽车发展布局；2004年，国家发改委发布了《汽车产业发展政策》，提出要突出发展节能环保和可持续发展的汽车技术；2005年，中央政府在《促进发展》中出台了优化汽车产业结构、清洁汽车和电动汽车的政策措施，提出了电动汽车未来五年和25年的发展目标。

第二阶段，中国新能源汽车在关键技术上取得重大突破。自2007年以来，中国自主研发的纯电动、插电式混合动力和燃料电池新能源汽车相继问世。在2008年北京奥运会上，科技部组织国内相关汽车制造商为奥运会提供了约500辆节能和新能源汽车的集中展示和使用，从而开启了中国新能源汽车的第一年。在这一阶段，政府的政策开始细化，行业准入条件和相应的规范和标准建立起来。同时，出台了一系列财政补贴政策，为后续行业的爆发奠定了坚实的基础。

从2007年11月1日起，《新能源汽车生产准入管理规定》正式开始实施。该规则对新能源汽车的定义、新能源汽车制造商的资质、生产准入条件和申报要求做出了具体规定。2009年，政府首次出台节能和新能源汽车补贴政策，对公共服务领域的节能和新能源汽车进行补贴。2010年，政府对私人购买新能源汽车进行了试点补贴，补贴金额为3000元/千瓦时，其中插电式混合动力汽车最高补贴5万元，纯电动汽车最高补贴6万元。

除财政补贴外，政府还出台了一系列针对消费者和汽车企业的税收优惠政策，包括对购买纯电动汽车和插电式混合动力汽车免征车辆购置税，以及将企业销售新能源汽车及其关键零部件的增值税税率调整至13%。除了配合地方补贴政策的出台，地方政府还采用了一系列非财政性的激励措施，如独立抽奖、无限制等。，鼓励消费者购买新能源汽车。

2014年5月24日，习近平主席在访问上汽集团时强调，发展新能源汽车是中国从汽车大国走向汽车强国的必由之路，新能源汽车的发展已经上升到国家战略的高度。2016年11月，国务院发布了《战略性新兴产业发展“十三五”规划》，规划到2020年，新能源汽车年产销量将超过200万辆，累计产销量将超过500万辆，整体技术水平将与国际接轨，形成一批具有国际竞争力的新能源汽车及关键零部件企业。

第三阶段，国家对补贴政策进行了一系列调整，包括对部分汽车企业的欺诈性补偿行为进行调查，对乘用车和特种车辆的补贴范围进行差别化调整，引入“双点”等长效机制，引导汽车企业转型升级(双点政策将在前景部分进一步讨论)。

对于乘用车而言，在后补贴时代，除了补贴范围集体下降外，不同巡航范围的补贴金额进行了差别调整。与2015年相比，2016年高续航里程车辆补贴金额增加，低续航里程车辆补贴金额进一步下降，政策对高续航里程和高能量密度的鼓励态度进一步明确。

1997年，丰田推出了配备镍氢电池的混合动力汽车普锐斯；2008年底，比亚迪推出了f3dm，一款装有磷酸铁锂电池的插电式混合动力车；2010年底，日产推出了装备锰酸锂电池的纯电动汽车leaf特斯拉在2008年推出了电动超级跑车，s型在2012年配备了三元电池(镍钴铝/nca)。可以说，动力电池和电动汽车的技术进步史也是一部产品开发史。由于丰田普锐斯是一个混合动力系统，它不在本报告纯电动汽车的讨论范围内。在这里我们主要梳理了近十年来三款具有代表性的纯电动汽车(虽然比亚迪f3dm不是纯电动汽车，但磷酸铁锂在电池发展史上扮演着重要的角色，所以也进行了讨论)，回顾了行业的技术发展史和产品的升级换代。

比亚迪最初是作为二次电池起家的，并有着深厚的磷酸铁锂电池技术积累。2008年，比亚迪推出装有磷酸铁锂电池的f3dm。f3dm是世界上第一款插电式混合动力汽车，最高时速150公里，纯电动模式下的续航里程为100公里，也创下了当时的世界纪录。

经过近十年的研发，2010年底，日产推出了一款配有锰酸锂电池的纯电动汽车聆风。第一代leaf的续航里程达到160公里，其锰酸锂电池由日本电气公司和日产公司合资的aesc提供，容量为24千瓦小时，能量密度为140千瓦小时/千克。作为“世界上第一款经济型零排放汽车”，从推出到2017年7月，据统计，日产聆风在全球已售出超过28万辆，这也是目前全球最畅销的纯电动汽车。

2012年，特斯拉推出了s型车，这是一款配备三元电池的豪华车。s型最高时速可达近200公里/小时。松下提供的三元电池能量密度为170瓦时/千克，85瓦时电池续航里程可达近500公里。

通过比较电动汽车历史上这三种有代表性的车型，可以发现新电池材料的开发和应用、能量密度和续航里程的提高贯穿于整个行业的发展。电池主要包括五个性能指标:能量密度、安全性能、循环性能、高低温性能和成本。在目前主流的正极材料中，磷酸铁锂具有最佳的安全性能、循环性能和最低的成本，但低温性能差和低能量密度是难以损伤的；锰酸锂在安全性能、循环性能和成本方面相对一般，但高温性能差和能量密度低是严重的伤害；三元材料的安全性能相对较差，成本较高，但其能量密度高于其他两种材料。由于乘用车对续航里程的要求，三元材料，尤其是高镍三元材料，越来越受到业界的青睐，其市场份额也在不断增加。

随着比亚迪在2008年推出f3dm，日产在2010年推出leaf，全球电动汽车市场在2010年左右开始快速增长。2011年，全球电动汽车(phev+bev)销量达到45，000辆，2012年至2016年的销售增长率分别达到151%/83%/57%/70%/36%。2015年全球电动汽车数量首次超过100万辆，2016年超过200万辆。

自2009年和2010年中国政府开始补贴新能源汽车后，国内电动汽车市场也开始蓬勃发展。2011年，国内电动汽车销量仅为8000辆，而2012年至2016年的销售增长率分别达到54%/40%/324%/178%/62%。2016年，国内电动汽车销量达到33.6万辆，占全球份额的近45%，超过美国成为全球最大的电动汽车市场。2014年可以说是国产电动汽车的第一年。2015年，它迎来了行业的全面爆发。主要原因是2010年至2013年国内新能源汽车发展低于预期。为完成《2012-2020年节能与新能源汽车产业发展规划》，政府设定了2015年累计生产销售50万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车(包括公交车和专用车)的阶段性目标。2014年，政府推出了该计划。

从国内电动汽车销售的内部结构来看，纯电动汽车的销量从2011年的5600辆增长到2016年的257000辆，五年间增长了近50倍，插电式混合动力汽车的销量从2011年的2600辆增长到2016年的79000辆，五年间增长了30倍。总的来说，bev取得了比phev更快的增长水平，bev在总销量中的比重基本保持在70%左右。

第二，电动汽车行业面临的三大挑战:成本、续航里程和充电便利性

2016年9月，瑞银发布了一份关于消费者接受电动汽车的报告。该报告选取了全球六大汽车市场的1万名消费者作为调查对象，最终发现消费者对纯电动汽车的主要担忧集中在价格高、续航里程有限、充电站数量不足、电池寿命短等方面。其中，高价格是目前大多数人不愿意购买电动汽车的主要原因。

高盛(Goldman Sachs)在2016年进行的一项调查还发现，50%的消费者认为，高价是影响购买电动汽车的主要因素，其次是续航里程有限和充电不便。

对国内消费者的调查显示，电池寿命和电池价格、续航里程和充电桩配置是消费者最担心的三个因素，与国外消费者基本一致。

一百多年前，亨利？福特和他的团队在美国高地公园启动了世界上第一条装配线。装配线的出现简化了福特T型车的装配流程，将原来涉及3000个装配零件的流程简化为84个流程。新的生产工艺给汽车的大规模生产带来了革命性的进步，将每辆汽车的生产时间从原来的12小时缩短到90分钟，从而大大减少了汽车生产所需的时间、成本和人力资源，并因此将福特T型车的价格从850美元降低到300美元以下，从而使高质量的汽车成为消费者负担得起的交通工具。可以说，正是由于生产效率的提高带来了成本的快速下降，汽车的普及才得以加速。

电动汽车作为燃料汽车替代品的出现，类似于燃料汽车开始迅速普及时所面临的情况。能否通过技术进步和效率提高迅速降低成本，已成为影响电动汽车普及速度的主要因素。

电动汽车和燃油汽车都由动力系统、车身、底盘、汽车电子系统、内外部装饰等部分组成，但各部分的成本比例不同。对于纯电动汽车，电池和动力系统占总成本的50%，而对于燃油汽车，发动机和动力系统仅占总成本的15%。这种成本结构的差异是电动汽车的成本高于燃油汽车的主要原因。

燃料汽车与电动汽车动力系统的区别在于燃料汽车动力系统由发动机总成、变速箱总成和油箱组成，而电动汽车动力系统由动力电池组、驱动电机和电控系统组成，其中动力电池组代替油箱，驱动电机代替发动机，电控系统代替变速箱总成。

下面，我们选择定位和主要性能相似的雪佛兰纯电动汽车bolt(历史上第一款面向大众的电池续航时间超过300公里的纯电动汽车)和大众高尔夫(欧洲最畅销的燃油汽车)，分析纯电动汽车和燃油汽车动力系统的主要区别。

经济型轿车都是掀背车，轴距和车厢尺寸基本相同。雪佛兰博尔特在加速性能上略胜一筹，大众高尔夫在最大速度和巡航范围上更胜一筹。但是它们之间的差价大约是13，000美元。

螺栓很贵，因为螺栓的动力电池组很贵。根据通用汽车的披露数据(螺栓使用lg Chem提供的电池)，螺栓锂电池的购买成本为145美元/千瓦时，螺栓动力电池组的总成本为8700美元(螺栓电池组容量为60千瓦时)。添加电池管理系统(bms)、电池热管理系统和所有其他电池组部件后，动力电池系统的总成本(电池组成本)为11500-12522美元。考虑到其他系统部件，如电机和直流/直流，动力系统的系统成本在14949-16763美元之间。可以看出，在电动汽车的动力系统中，锂电池的组成成本占50%以上，而动力电池系统的成本占近75%。因此，锂电池的组成对动力系统的成本有着至关重要的影响。

对于像大众高尔夫这样的燃料车，内燃机(ice)的成本约为2000美元，变速箱总成的成本约为1500美元，油箱的成本约为600美元，其他部件的成本约为900美元，整个动力系统的成本约为5000美元。也就是说，两种燃料汽车和性能相似的电动汽车的动力系统的成本差约为10，000美元。

如何通过技术进步和规模效应降低成本，缩小1万美元的差距，是摆在行业面前需要解决的首要问题。在前景部分，我们将详细讨论这个问题。

在车辆重量和气温等外部条件相同的情况下，电动汽车的续航里程主要由电池容量决定。电池容量越大，续航里程就越高。正常情况下，电站的巡航范围为6-7公里。因此，为了实现电动车辆更高的巡航范围，一方面，可以增加单个自行车的电池容量；另一方面，因为单个自行车可以携带的电池的体积和重量总是有限的，所以也可以通过增加电池每单位体积或重量所能携带的能量密度来提高电池的总容量。前者的核心是成本，而后者的核心是技术和材料。

在2017年国内新能源乘用车前10名中，共有7辆为纯电动汽车，其余3辆为插电式混合动力汽车。在七款热销的纯电动汽车中，只有吉利的帝豪电动汽车和比亚迪e5的续航里程超过300公里，其他五款车型的续航里程在200公里左右或以下，只能满足城市交通或短途出行的需求。对于一般的燃料卡车(油箱容量为40-50升)，满载燃料通常可以行驶500多公里。

与燃油汽车相比，电池容量和续航里程明显高于国内竞争对手，一般达到30千瓦小时以上的电池容量和300公里以上的续航里程。特别是，特斯拉发布的s型和x 100d型版本的续航里程超过500公里，基本上可以满足城市间的交通需求；即将量产的3型汽车的续航里程接近350公里，而高端车型的续航里程高达500公里。

根据中国电动汽车充电基础设施促进联盟的统计，截至2016年12月，中国有14.1万个在建和运营的公共充电站，电动汽车总数达到109万辆，比例为7.7: 1。欧洲、美国、日本等主要电动汽车消费国/地区的车堆比也在4: 1以上。从全球来看，与电动汽车的数量相比，充电基础设施的数量仍然供不应求。

自2013年以来，尽管中国充电设施的数量增加了近10倍，但仍赶不上电动汽车数量的快速增长。目前，车辆与桩柱的比例仍处于接近8: 1的高水平。尽管在过去的16年中，车辆与车辆的比例有所下降，但过去17年的下降趋势并未持续。截至9月17日，车堆比略有上升，达到7.8: 1。根据《电动汽车充电基础设施发展指南》(2015-2020年)的要求，到2020年，我国的车堆比将达到1: 1的合理水平，而目前的车堆比水平仍远未达到这一目标。

目前，制约收费设施建设的主要因素包括:用电周期长、成本高；还原表安装困难；目前城市土地供应紧张；选址困难。然而，私人桩基施工中存在一些问题，如物业合作程度低、桩基申报和备案周期复杂、停车位不足等。在收费运营服务方面，存在缴费互联、新旧车桩标准切换、收费安全、燃料车占用、收费设施布局不合理、用户找桩困难、设施利用率低、收费运营企业盈利困难等问题。

由于一些限购城市允许免费发放新能源汽车牌照，在这一政策的推动下，电动汽车的购买者主要集中在有购车限制的一线和二线城市，如北京、上海和杭州；从电动客车的销售情况来看，限行城市的电动客车销量占总销量的近80%。对于北京、上海等一线城市来说，目前停车位不足，而拥有固定的停车位往往是城市住宅区居民安装充电桩的先决条件，这使得北京、上海等城市超过一半的电动汽车车主仍依赖公共停车场的充电设施。

据计算，DC充电桩(快速充电)在城市公共场所的成本回收期约为7年，而家用交流充电桩(慢速充电)的成本回收期约为4年，大型城际充电站的成本回收期长达25年。目前，电动汽车车主所依赖的公共场所速效设施面临恢复周期长的问题，而恢复周期短的交流充电桩面临城市土地供应困难、停车位短缺的问题，导致目前整体充电基础设施建设跟不上车辆保有量的增长。

至于三四线城市，目前电动汽车的销量较小，主要是低速车。这些电动汽车大多使用铅酸电池作为电源(600405)，不支持快速充电。此外，他们的电动汽车车主通常有独立的车库，可以安装私人充电桩，并在室内完成充电。因此，在三四线城市建设的公共充电桩或专用充电桩效率低下，难以盈利。