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新能源大时代,谁是大赢家?——光伏、锂电、氢能行业全解析

题记:在30·60的号角下,中国正进入一个全新的且富有绝对想象空间的新能源大时代,这其中既有浮沉十年走向平价的光伏,也有逐步大放异彩的锂电池、储能以及被寄予厚望的氢能,它们将共同推动中国走向碳中和的星辰大海。

同样是新能源,上述几个行业,既有共性与融合,也有其独特的发展路径与特点。本文作者试图从技术路线、发展路径、潜力空间、数据测算等多个维度就新能源涉及的多个行业进行剖析。

2021年宁德时代(CATL)的全球市场份额将进一步攀升,比亚迪刀片电池批量供应,刀片一出安天下。预计前五大:宁德时代(CATL)、LG、松下、比亚迪、三星会占据全球市场份额的85%以上,前十名占据95%的份额。锂电池行业既是资金密集型行业,又是技术密集型行业。

锂电池行业竞争比光伏更加惨烈,光伏设备投资也会面临技术路线和成本之争,但是一般不会清零。而锂电如果没有合适的客户和过硬的产品,极有可能面临设备投资打水漂,这方面已经有案例出现。

本质上光伏产品及组件相对标准化同质化,一线品牌和一般产品差异不大,很难卖出产品溢价;而锂电池涉及到电化学,易学难精,一线产品往往比一般产品溢价5%以上,有些细分产品甚至会更极端;导致有效优质产能严重不够,差的产品即使低价也无人问津。

关于磷酸铁锂和三元:宁德时代董事长曾毓群认为,磷酸铁锂电池的增长速度会非常快,因为它比较便宜。随着充电桩越来越多,电动 汽车 的续航里程就不需要那么长。“没开过电动车的人比较焦虑,真正开过的人就不大焦虑,所以应该来说磷酸铁锂比例会逐渐的增加,三元占比会减少。”

随着磷酸铁锂占有率提高,现阶段再布局锂电池首先得明确产品定位,确保产品有市场机会,市场得精准细分,专注做好一款磷酸铁锂动力电芯兼顾储能可能有大的市场机会。

磷酸铁锂的巨大想象空间不仅体现在对续航要求较低的乘用车上,更大空间在对寿命要求更高的商用车领域,储能领域。

电池是能源的储存介质,大能源领域本质是成本为王,效率优先;光伏、锂电概莫如是。

像早年的光伏领域,2016年前都是成本更低的多晶硅片电池占据主流,一度市占率超过85%。在光伏巨头隆基持续产业投入的影响下,金刚线切割硅片工艺异军突起,彻底打破单晶硅片成本瓶颈,2020年单晶市占率超过85%。在下一代大硅片,薄片化工艺趋势下,N型单晶topcon工艺将引领下一代光伏技术变革,单晶将淘汰掉多晶硅片;N型topcon电池与HJT电池之争,同样基于成本考虑,topcon将成为下一代光伏电池主流;

主要考虑以下三方面因素:1、即使量产情况下,设备投资HJT是topcon的2倍左右,而且老产线没有办法改造,所有产线得重置,这是所有巨头们最头疼的;2、HJT及topcon效率相当,在叠加钙钛矿方面机会均等(钙钛矿市场机会尚未出现),需处决于钙钛矿的成本和方案;3、耗材成本HJT的银浆远远高于topcon,topcon浆料未来有可能全面使用更低成本浆料,成本差距会更加巨大。

电动车领域的电池情况稍微温和些,三元和铁锂,不存在谁淘汰谁,基于用户多元化选择。

三元能量密度更高,体积更小,低温性能更好,将在部分高端车型始终占据一席之地。而磷酸铁锂以低成本长寿命等特性快速抢占其他其他市场,尤其以电动重卡,工程机械,储能领域最为瞩目。

2021年将是大力出奇迹的一年,电动车及动力电池领域将迎来未来十年增长最快的一年,也是行业巨擘疯狂布局奠定江湖地位的一年;之前的各种预测都有可能出现极大偏差。半年前笔者曾做过一个预测,回头看行业已经发生重大变化,新能源替代的脚步,正以大家难以估量的速度在加速替代;我们通常会高估1-2年的变化,而低估未来10年的变化,确实替代的速度将更加猛烈。

2021年动力电池出货量,全球大概率超过350gwh,比2020年增长150%,全球电动车2021年出货量达到600万辆以上,中国市场有机会成倍增长到250万台,发展势不可挡。笔者之前调研到部分厂家出货量甚至增长3-500%,磷酸铁锂用量接近60%,这种惊人的发展速度可能持续一段时间。锂电前5名,甚至前10名都在疯狂布局产能。

2025年,全球电动车占有率超过35%,达到3000万辆,按平均60度/车计算,电池用量达到1800gwh,C公司产能可能达到1000gwh,巨头正式步入TWH时代。储能及商用车领域用量估计超过500gwh,三元与磷酸铁锂的比例可能接近35:65,磷酸铁锂将占据市场绝对主流。

展望2030年,全球电动车出货量会整体超过90% ,达到9000万辆,动力电池用量超过6000gwh,0.6元/kwh,则动力电池市场为3.6万亿人民币,燃油车无限接近禁售,算上储能市场锂电池的出货量极有可能接近1万亿美元。

2030年,以光伏+储能为代表的新能源将颠覆整个传统能源生产的格局!

全面颠覆传统能源需要解决的问题?实现低成本光伏+低成本储能,综合成本低于火电。光伏的系统成本已经降到3元/W,部分分布式电站已经降到2.35元/W的成本,遥想2007年系统成本达到60元/W,13年时间,成本降到5%;很快磷酸铁锂储能系统降到1元/wh以下,充放次数可以达到10000次。

2025年光伏系统成本到2元/W,摊到25年折旧加财务成本,1500小时/年发电小时数,度电成本0.1元每度电以内;储能系统成本低于1元/WH,充放次数10000次,按15年折旧,度电存储成本低于0.1元每度,;光伏+储能系统成本0.2元/kw,2030年成本有望降到0.15元每度电以内,成本远低于化石能源。

2020年全球用电量约30万亿度,随着电动化的迅速发展,则2030年全 社会 用电量将达到50万亿度。2030年大概率发生事件,光伏+储能可以占领全球电力市场30%,约15万亿度电。按全球范围发电条件来看,平均1250小时的年发电量可以期待,1GW(100万千瓦)装机量约12.5亿度电。

则15万亿度电,需要总装机量12000GW,地面装机占地面积约12万平方公里。预测光伏地面系统成本2025年2元/W(组件1元/W);2030年1.8元/W(组件0.8元/W),光伏市场未来需求10年需求,12000*18-=216000亿,21.6万亿人民币。

2040年全球电力需求将达到70万亿度,2040年占领全球电力市场60%,约42万亿度电,需要总装机量33600GW,2030-2040年得新增21600GW光伏装机量,地面装机新增土地面积21万平方公里。

成本方面,2035年1.6元/W(组件0.7元/W),2040年1.5元/W(组件0.6元/W),整体光伏市场21600*15=32.4万亿人民币,进入平稳发展期。

2021-2030将是光伏行业的白金十年。

2030年,15万亿度电约需要60%储能,9万亿度电储能,平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要7.5万亿kwh储能,需要250亿kwh储能装机量,约25000GWH。

储能市场按照均价0.8元/kwh计算,市场总量20万亿,跟光伏市场相当并驾齐驱。

2040年,42万亿度电约需要60%储能,25.2万亿度电储能。平均每天充放1.2次计算,工作按300天计算,需要21万亿kwh储能,需要700亿kwh储能装机量,约70000GWH;新增45000gwh。

储能市场按照均价0.65元/kwh计算,市场总量29.25万亿,跟光伏市场体量相当。

未来十年毫无疑问是光伏和储能最为辉煌的十年,诞生的机会不可估量。

隆基股份与朱雀投资布局氢燃料,光伏龙头布局氢燃料,给了大家很多想象空间,光伏+氢能战略浮出水面,利用越来越廉价的光伏发电来制备储存氢气,既解决了光伏发展的天花板,也生产出大量可替代石油的清洁能源。日本最近投产了全球最大的光伏制氢项目,国内领先企业阳光电源,隆基抓紧产业布局。中石油,中石化等传统能源企业同样在加快光伏+储能+制氢的产业布局。

实际上最近中东的光伏招标电价以及达到1.04美分/kwh,真是没有最低只有更低,技术的迅速发展大大超过我们的想象,中东地区的光伏+储能有可能在2025年达到2美分/kwh,那中国鄂尔多斯高原,青海格尔木地区2025年光伏+储能成本将达到2.5美分/kwh,折合0.1625元/kwh,光储联合制氢将大行其道,电解水制氢的直接能源成本将低于10元/KG。

氢能市场将异军突起,氢能来源广泛,燃烧性能好且零排放,有望成为碳中和战略中的核心一环。氢是宇宙中分布最广泛的物质,约占宇宙质量的 75%。氢气燃烧性能良好,且安全无毒。氢气空气混合时可燃范围大,具有良好的燃烧性能,而且燃烧速度快。

同时氢气燃烧时主要生成水和少量氨气,不会产生诸如一氧化碳、碳氢化合物等,与其他燃料相比更清洁。同时氢气导热性能、发热值高。氢气的导热系数高出一般气体导热系数的10倍左右,是良好的传热载体。

氢的发热值 142,351kJ/kg,是汽油发热值的 3 倍,远高于化石燃料、化工燃料和生物燃料的发热值。氢的获取途径多、热值高、燃烧性能好、清洁低碳,更重要的是反应后生成的水,又可在一定条件下分解出氢,实现循环再生可持续发展。

作为燃料广泛应用于交通运输行业,用于氢燃料电池或者直接燃烧;供热:钢铁水泥造纸氨气应用或者建筑行业直接供热;作为冶金及钢铁行业还原剂还有石化行业的原材料。水泥行业燃烧大量的天然气和煤炭,为了碳减排,需要氢气来中和二氧化碳生产甲醇。

现阶段大量氢气来源于煤制氢及天然气制氢,即所谓的灰氢,随着风光发电成本进一步下降以及电解水制氢设备成本的快速下降,未来2-3年,绿氢的制备成本可以到10元每公斤,不用储存加压,纯化直接用于石化行业作为原料,水泥行业,冶金钢铁等行业,需求将暴增。

煤制氢成本约7元每公斤,天然气制氢约10元每公斤,则绿氢的制备成本接近天然气制氢,考虑到未来的碳税和碳交易收益,绿氢将极大的替代现有的煤制氢以及天然气制氢。

2500万吨的氢气存量空间将形成一定替代,新增场景体现在陆地交通运输场景,海上货运、邮轮、飞机、水泥、冶金等领域将全面采用氢气。

氢气用途展望:低成本氢气除氢燃料电池车辆使用,石油化工,炼钢等都将得到更大规模使用。

工业副产氢的热值价值相当于12元/KG,理论上氢气终端销售价格在当下这个是底线价格,按氢燃料电池用于交通行业,16度电/kg氢气的水平,则氢气转化为电能的价格为每度电0.75元,这个是极限假设的价格。

如果绿氢的价格可以低于12元/Kg,需要考虑制氢设备的折旧和效率,需要光伏风电的价格低于0.15元/kwh,则氢气可以掺杂在天然气管道中,掺杂比例在5-10%,对管道的影响会比较少。可以考虑在天然气管道的周边建设大规模的风光互补电站来来联合制氢。

这个场景12元/公斤的氢气如果用在电动车上,通过储能、运输、加注到车端成本则可能接近30元每公斤,成本偏高。而直接用于石化,钢铁则减少了大量中间环节。也可以考虑用在水泥行业碳捕捉,将二氧化碳+氢气,制取甲醇。石化,钢铁,水泥行业如果大规模推广氢气应用,需求量将不低于1亿吨,二氧化碳的减排量更是惊人,极大加快推动碳中和。

按照现阶段城市氢气补贴后的价格一般高于30元/KG,换算成度电成本接近2元/度电,远远高于现在的工业电价:谷电约0.3元/度电,平电约0.6元/度电,峰值约电价1.2元/度。氢燃料电池的使用成本会一直高于锂电,乘用车用氢燃料电池的必要性大打折扣。

那么,氢燃料电池在交通运输的使用应该在广阔的长途运输,商用大卡车,远洋货轮,该场景需要能量密度较高的氢燃料。

以商用车领域为例:然而续航超过300公里的49吨牵引车,配置6组氢瓶+110kw燃料电池系统+130kwh锂电,整个系统约2.5吨,比传统天然气车及柴油车的质量多1吨左右。解决方案是氢瓶减重,用全氢燃料电池系统。氢燃料的大规模使用,最终必须满足成本低于化石能源,才有机会普及。目前来看任重道远,而跟纯电动拼使用成本尚不具备优势,只能拼场景;如果能够得到15元/KG的绿色氢气,长途货运,远洋货轮,炼钢这些场景则可以大规模应用氢气。

光照条件充足的中东地区,可利用光伏+储能+制氢,考虑到光伏和储能成本接近2美分/kwh,在中东地区制氢将变得实际可行。

用高能量密度氢气来储存新能源以替代石油资源,将是沙特及中东地区最大的机会。如果沙特建设庞大的光伏电站约3000GW,占地面积3万平方公里,年发电量可以达到6.3万亿度,考虑到全天候制氢,则60%需要通过锂电储能,其中6万亿度电用来电解水制取氢气,产生1亿吨氢气,10元每公斤的氢气通过海运将占领全球市场,每年收入1万亿人民币,与沙特现阶段的石油规模相当。

电解海水制氢还可得到副产品氘氚,又是人类终极能源核聚变的主要原材料,实现商用航天的关键。

全球大规模光伏发电成本最低为沙特等中东地区,沙特土地面积超过190万平方公里,有大量的土地建设光伏系统。传统石油巨头可全面转型为新能源巨头,以提供高能量密度的氢气为主,2025年沙特光伏成本降到0.8美分/kwh,折合人民币约5.2分/kwh。沙特氢气能源成本低于5元人民币每公斤,全部成本将低于7元/KG,运往全球价格约12元/KG,全球终端销售价格约12-15元人民币每公斤。

低于15元/KG的氢气,在长途货运,远洋航海,炼钢,石化,建材等都将占有一席之地。考虑沙特得天独厚的地理位置,亚非欧板块中心,从红海通过苏伊士运河运往欧美,马六甲海峡运往亚太地区都将具有成本优势。

笔者2018年造访日本,曾与软银孙正义的高参岛聪先生交流,岛聪提及:孙正义曾经构想在沙特建设全球最大的光伏基地,再找中国最好的光伏及锂电技术去沙特联合设厂,打造光伏+锂电的黄金能源组合。生产全世界最便宜的电力通过中国的特高压技术建设涵盖中亚、东北亚的电力网络,经过伊朗,中亚,中国,将清洁的电力输送给日本,因为日本的平均电价超过0.2美金/kwh。不得不佩服孙的雄才伟略,异想天开。

光伏电站易建,不过经过这么多国家建电力网络难度就大了,而光伏储能制氢则就变得更容易实现了,然后通过远洋运输更有可落地性。

很多人会问,中国会成为新能源领域的沙特吗?中国不一定成为新能源领域的沙特,倒可以成为产业输出方;沙特源于独到的地理位置,如果和中国联手有机会在未来的五十年,仍然成为全球的新能源中心。

在于中国目前是全球最大的光伏生产基地,光伏技术领先全球,光伏技术具有标准化,可复制的特点。而且形成了独立的装备能力和材料开发能力,行业内又有普遍后进入者优势,可后发制人。

那么就可以在中东地区发展光伏+锂电储能产业,低成本足以改变全球能源格局,同样中国的锂电技术具有跟光伏类似的特点。沙特可以和中国强强联手共同发展光伏及锂电储能产业,中国通过技术输出在沙特建设全球最大的光伏基地和光伏储能电站,沙特利用强大的资本实力实现从石油到新能源的转型。

沙特的光伏产品可以行销全球,光伏产生的电可以销售到欧洲及非洲、印度等亚洲缺电国家。光伏制氢可以远销亚洲,欧美,沙特有机会成为新的全球能源中心。

阿联酋三个国有实体组成了阿布扎比氢能联盟,将富含化石燃料的酋长国定位于未来绿氢气的主要出口国,海湾国家已经认识到了这种替代燃料的重要性,氢能的开发在下一步是至关重要的。从最大的石油输出国成为最大的氢气出口国,这样的机会将刺激沙特阿拉伯以及阿联酋,沙特王国已经计划在特大未来城市中建造世界上最大的由光伏和风能联合制氢工厂,整个城市将是绿色电力,沙特也想实现氢气出口国的伟大的计划,他们认为沙特将成为氢气的全球领导者,给沙特下一个50年机会。

当然全世界其他的地方,尤其是光照和风电特别发达的地区,例如澳大利亚也在计划发展氢气,宣布要投资1500亿美金用于绿色氢气的制造;中国的西北地区正在大力发展光伏风电联合制氢。沙特有全球最好的光伏资源,全球的光照时间最长,最长时间甚至可以达到一年2800个小时;如果可以全力以赴的发展绿色的氢气,将有机会成为全球最大的绿色氢气的制造基地,同时成本可以做到全球最低。

总之,平价的新能源将在下个十年惠及全球,实现大部分国家的能源独立、自由和平。

作者简介:陈方明,易津资本博雷顿 科技 创始人,博雷顿 科技 正成为电动工程机械、重卡及相关领域配套储能的领军企业。作为有超过十年风险投资经验的专家,在新能源、新材料领域做了深厚布局。

他着眼于高精尖技术,聚焦新能源领域的硬 科技 ,投资过常州聚和、拉普拉斯、凯世通、南通天盛、杭州瞩日及量孚等一大批新能源企业。其中量孚作为磷酸铁锂正极材料公司,其利用独特工艺,一步法合成磷酸铁锂,有望将磷酸铁锂正极材料成本降低20%。

陈方明是上海市五一劳动奖章获得者,他创立的博雷顿获得了高新技术企业、高新技术成果转化、市重点人工智能示范项目、高端装备首台套、交通部国家级行业研究中心、上海市专精特新项目等一系列名号和荣誉。

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当然,随着电价调高,或许有一些风电可以盈利,但还是存在很大不确定性。

当然,对设备商来说要好一些,电厂要投资风电,就会买设备。只是现在参与的人越来越多,设备竞争也很激烈了。特别是没有核心技术能力的设备,利润空间一路在下降中。

包含李俊峰:中国的风电和新能源汽车技术与美国、欧洲和日本相似,甚至更好的词条  第1张

目前世界各国的新能源汽车发展现状和趋势是怎样的

一、发展新能源汽车已经成为世界各国的共识

国研网:目前世界各主要国家的新能源汽车发展现状和趋势是怎样的?

王晓明:目前,全球能源和环境系统面临巨大的挑战,汽车作为石油消耗和二氧化碳排放的大户,需要进行革命性的变革。目前全球新能源汽车发展已经形成了共识,从长期来看,包括纯电动、燃料电池技术在内的纯电驱动将是新能源汽车的主要技术方向,在短期内,油电混合、插电式混合动力将是重要的过渡路线。目前来看,全球新能源汽车的发展还面临着一些共同的难题,例如关键技术的突破、汽车工业的转型、基础设施的建设以及消费者的接受度等。

具体到各国,应该说,引领新能源汽车发展的主要还是美国、日本以及欧洲的一些国家,这些国家起步比我国要早很多,它们的发展也各有侧重。

美国长期侧重降低石油依赖、确保新能源安全的战略,将发展新能源汽车作为交通领域实现根本上摆脱石油依赖的重要措施,并以法律法规的形式确定了新能源汽车的战略地位。早在克林顿时期,美国就提出了以提高燃油经济性为目标的计划,混合动力是当时主要的技术解决方案。到了布什时期,变为追求零排放和零石油依赖,技术解决方案主要是氢燃料电池汽车,后来还有一个计划,想用十年的时间实现20%的石油替代和节约,主要措施是生物质燃料。国际金融危机以后,奥巴马政府将大力发展电动汽车作为实施新能源战略的重要内容,提出了总额40亿美元的动力电池以及电动汽车研发和产业化的计划,产品上,选择了以插电式混合动力电动车为重点。

日本长期坚持确保能源安全和提高产业竞争力的双重战略,通过制订国家目标引导新能源汽车产业的发展,同时高度重视技术创新。2006年,日本提出了新的国家能源战略,目标是到2030年交通领域对石油的依赖从100%降到80%,为了配合这个新能源战略的实施,提出了下一代汽车燃料计划,明确提出改善和提高汽车燃油经济性标准,推进生物质燃料的应用,促进电动汽车和燃料电池汽车的应用等。近期,日本又将大力发展电动汽车作为低碳革命的重要内容,并且计划到2020年普及以电动汽车为主体的下一代汽车。目前,日本正全面发展三类电动汽车,其混合动力全球销量第一;在纯电驱动方面,规划和产业化推进步伐也是最快的;另外,日本燃料电池产品的研发和产业化推进也优于其他国家。

相对于美国和日本,欧洲更加侧重于温室气体减排战略。满足日益严格的二氧化碳排放限制要求已经成为欧洲对新能源汽车发展的主要驱动力。欧洲的新能源汽车发展在早期主要以生物质燃料、天然气以及氢燃料为主,本世纪初曾经提出到2020年23%的石油替代目标。近期,欧洲则对电动汽车给予高度关注。例如德国2009年下半年发布电动汽车计划,高度重视纯电驱动的电动汽车发展,以纯电为重点,分别提出了2012年、2016年、2020年的产业化和市场化目标。

二、我国发展节能与新能源汽车有较好的基础

国研网:我国发展节能与新能源汽车的背景是怎样的?

王晓明:我国发展新能源汽车,是应对节能减排重大挑战的需要,同时也是汽车产业跨越式发展和提升国际竞争力的需要。欧美日这些国家,都把新能源汽车作为战略制高点来考虑,国家投入力量加强产业的发展。我国传统汽车领域和国外相比还比较落后,但在新能源汽车方面,我们和发达国家是站在同一个起跑线上,说法较多的是“弯道超车”,我们有机会在新能源汽车领域与西方发达国家在一个平衡的层面上创新。我国汽车工业以纯电驱动作为技术转型的主要战略方向,重点突破电池、电机和电控技术,推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化,实现汽车工业跨越式发展。近期以混合动力汽车为重点,大力推广普及节能汽车,逐步提高我国汽车燃油经济性水平。“十二五”期间我国将大力发展节能汽车,中度、重度混合动力乘用车保有量计划超过100万辆,但是占总体汽车保有量的比重还是小的。2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化,市场保有量有望超过500万辆。

从2001年开始,我国“863”项目共投入20亿元研发经费,形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”,以动力蓄电池、驱动电机、动力总成控制系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。共计有200多家整车及零部件企业、高校和科研院所,以及3000多名科技人员直接参加了电动汽车专项研发。到目前为止,共有160多款各类电动汽车进入了我国汽车产品公告,建成30多个电动汽车国家重点实验室等国家级别的技术创新平台,制定电动汽车相关标准40多项。

我国发展节能与新能源汽车有较好的基础。首先,我国是仅次于日本、韩国的全球第三大锂电池生产国,占全球约25%的市场份额。虽然目前来看,产品还多用于手机、电动工具、电动自行车等领域,但产业规模庞大、产业链基础较好、生产工艺共性点多,具备大规模发展汽车用动力电池的条件。另外,我国也是锂资源储量大国,锂离子动力电池生产已经形成了一个比较完整的产业链。经过近些年的发展,我国动力电池的主要性能明显进步,初步具备了产业化的能力。第二,在车用驱动电机方面,我国电机产业规模位居全球首位,产品量大、面广。我国又是工业电机的生产大国,在电机生产方面有较强的技术基础。目前,我国电动汽车整车已经进入规模化应用阶段,包括动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已经达到国际水平,前期是城市公交,现在乘用车产品也越来越多,比如比亚迪(002594)、郑州日产、奇瑞、长安等都有混合动力性汽车生产上市。

近几年,我国陆续出台了节能与新能源汽车示范推广以及私人消费补贴的相关政策,并在不断扩大试点的范围。在政策的支持下,我国新能源汽车消费市场开始启动,电动汽车基础设施建设也得到了初步发展,部分城市已经形成了网络雏形。随着2009年“十城千辆”工程的实施,电动汽车能源供给基础设施的潜在机会开始受到重视,国家电网公司、南方电网公司、普天海油公司等能源企业,围绕国家新能源汽车发展战略,强势介入充电基础设施建设,各示范城市和社会各界也积极响应。截至2010年年底,已经建设各种类型充电站大约100座,充电桩300多个。

三、发展新能源汽车需标准先行私人消费大规模启动尚需时日

国研网:目前新能源汽车相关标准的制定情况如何?私人消费开展的情况又是怎样的?

王晓明:新能源汽车的标准体系建设是一个大问题,国家标准委目前正在制定新能源汽车的相关标准。新能源汽车驱动方式、驱动结构、电源结构的变化,充电设施、充电站的变化,都需要制定新的标准来规范。有了标准之后,产业的发展才有依据,否则,不同企业制定不同的标准,导致接口不统一,会造成社会资源的重大浪费。现在据我了解,新能源汽车充电的接口标准已经有了,充电设施也有了一些初步的标准。当然,标准的制定本身是一个不断完善的过程,需要新能源汽车大量的生产和使用,在这个过程中不断的完善和更新。有一种说法,叫“标准先行”,用标准来引导企业,但这在实际执行过程中很难做到,有些存在的问题没有通过大规模的使用是反映不出来的,也就很难把这些问题吸收到标准的调整之中。国外也是如此,有关新能源汽车的相关标准都在制定和完善之中。

新能源汽车的私人消费是业界普遍关心的一个问题。现在新能源汽车真正的走入家庭,还存在几个方面瓶颈的制约。第一个瓶颈是,受动力电池本身能量密度的影响,新能源汽车充一次电行驶的里程较短。比如轻型车目前大约是120-160公里左右,对于消费者来说,在城市内短距离行驶尚可以接受,长距离就很难满足他们的需求。另外,新能源汽车受电池成本过高的影响,整体的价格竞争优势还不明显。新能源汽车的优势在于,行驶同样的距离,其使用电能的成本要比传统内燃机动力汽车使用油的成本要低,但是新能源汽车的购置成本较高,而且比传统汽车要高很多,目前政府要靠补贴才能使新能源汽车的购置成本看起来有竞争力。这也是消费者考虑比较多的一个方面。另外从充电的基础设施来说,家庭的慢充,要对车库和停车场进行改造,目前很多家用的车库和停车场还没有这样的设施,改造也需要花费一定的成本。另外公共场合的快充设施目前还没有到位,所以从充电的便利性来看,也是消费者的一个顾虑。最后一个制约是,新能源汽车的驾驶感觉和体验与传统汽车还存在差距。消费者买车,一定会首先从使用的因素、成本的因素全都考虑过之后,再从舒适性、驾驶体验等方面与传统汽车做一个比较,看是不是有优势。现阶段真正面世的高混、插电式混合动力汽车和纯电动汽车并不多,因此在这些方面的消费者体验还没有真正建立起来,造成消费者在购买这些汽车的时候,心里会打个问号,从一定程度上也影响了消费者对新能源汽车的选择。我个人认为,厂家对这些问题也有比较清醒的认识,所以现在把新能源汽车的发展也分成了几个阶段:近期看私家车、乘用车还是以混合动力为主,逐渐从轻混向中混、高混,中间加电机驱动发展,最后再发展到纯电动汽车。具体到市场来看,还是放到城市公交等领域。例如比亚迪现在把重点就放到了大巴、公交等领域,因为这些车型行驶路线比较固定,充电问题比较好解决,另一方面,在公交领域政府的补贴力度也较大,这部分车型在政府政策的推动下已经形成了市场。但是私人汽车方面,大规模的启动还需要一定的时间,不是短期内可以实现的。

新能源汽车从国家的角度已经列入到七大战略性新兴产业,从发展的战略上已经明确了,具体的支持政策也正在陆续出台,力度上也越来越大,除了新能源汽车的购买补贴外,以后地方政府还会陆续出台一些优惠政策,例如购置税优惠,停车收费优惠,还将会提供一些行驶上的便利,比如传统汽车的限行,对新能源汽车是没有的。所有这些措施,都是为了努力营造一个新能源汽车使用的良好环境和氛围,引导消费者来加深认识,主动购买。从未来的趋势来看,选择新能源汽车的消费者会越来越多,因为不论从技术、成本还是驾驶体验方面,都会越来越好。

四、新能源汽车发展要与能源结构调整相结合

国研网:目前来看,新能源汽车的节能和减排效果怎样?

王晓明:新能源汽车的节能、二氧化碳减排效果不能仅从新能源汽车本身使用的环节来看,还得看上游能源的结构,也就是说要从新能源汽车的全生命周期来考虑。我们也做过测算,分成几种不同的技术路线来考虑,相对于传统的汽油车,在中国现有的能源结构下,纯电动汽车节能是有效果的,要好于传统的内燃机汽车,但在减排方面,二氧化碳排放目前还略高于内燃机汽车。为什么在这种情况下,我们还是在积极发展纯电动汽车?原因就是上游的能源结构趋势是可变的,比如我国就在逐步提高清洁能源、低碳能源的比重,核电、风能、太阳能、水电的比重越高,电动汽车全生命周期的节能减排效果就会越好,即使依靠现在火电为主的能源结构,如果未来采用IGCC、超超临界等发电技术之后,发电效率大概能够提高40%,下游用电来驱动的新能源汽车,它的减排效果就能好于传统的内燃机汽车。总结起来就是两个方面,一方面传统的火力发电技术还在进步,另一方面从结构上看,我国的一次能源结构也在进一步改善,风电、太阳能等新能源的比重会越来越高,一次能源向电能转换过程中二氧化碳的排放也会逐步减少,这样,新能源汽车的减排效果会逐渐地体现出来。

针对节能减排效果来说,根据我们的研究结果,着眼于长期应该将电动汽车作为汽车产业发展的主要方向。无论是提升传统汽车的燃油经济性,还是大规模普及混合动力汽车与其他类型的节能汽车,所能够带来的耗油和排放减少最终都将遇到瓶颈制约。因此从长远来看,纯电动汽车才是汽车工业未来的发展方向。然而,纯电动汽车对于技术的要求也最高,普及起来比混合动力汽车困难得多,短期内尚不具备全面推广的条件。因此,至少在未来二三十年中,混合动力汽车仍将会是汽车工业走向低碳之路的重要过渡。

国研网:新能源汽车大规模推广以后,会不会对电网造成更大的压力?

王晓明:新能源汽车的发展从社会上来说是一个系统工程,不仅仅是驱动方式的改变,同时对能源基础设施、能源结构的调整也有它的需求。从能源,尤其是电网来说,现在发展智能电网也是一个方向,全球各个国家,包括中国,都在大力推进。智能电网很重要的一个方面就是适应了新能源以及新能源汽车发展趋势的变化。新能源汽车有充电的需求,但是可以利用峰谷的方式充电。比如家庭用的新能源汽车,可以在夜间采用慢充的方式,用7到8个小时完成充电,这个时间正好是电网负荷比较低的时候,这种方式本身可以起到调峰的作用,利用峰谷电来完成新能源汽车的充电对整个电网的稳定是有好处的。另外,新能源汽车可以加强对电网分布式的利用,比如在一个区域,一个局部的城市或者一个社区使用新能源汽车,就形成了一个分布式的储能系统。新能源汽车的电池起到储能的作用,每辆车都是一个小的储能单位,整个车辆汇总起来,就变成一个储能系统,这个储能系统和电网配合就能实现一些功能上的互补。就目前的情况和未来的发展趋势来看,新能源汽车对电网运行不会造成大的冲击。

五、小型低速电动车发展尚存在争议

国研网:目前我国的一些地方,小型低速电动车发展很快,能否为我们介绍一下这方面的情况?

王晓明:在山东等一些地方,正在发展一些小型低速电动车,实际应该称之为小型低速低成本电动车,这些车型之所以发展的快,不是因为小型和低速,而是因为它的低成本,消费者的门槛比较低。低成本的主要原因还是因为使用一些传统上低成本的铅酸电池,另外整车的设计、制造方面牺牲了一些舒适性、安全性。从小型低速电动车的发展上来说,行业内的争论比较多。有专家认为,小型低速电动车在新能源汽车市场化的方面提供了一个很好的切入点,基于现有平台的这些电动汽车,价格都比较高,主要是电池的价格比较高,市场接受起来还比较困难。而小型低速电动车由于大多是在一些中小城市、城乡结合部来使用,很多购买者是第一次购买,没有传统汽车做一个参照和比较,另外由于电费较低造成使用成本较低,加上购置成本也比较低,因此接受度比较高,市场就形成了,以后可以通过电池的不断改进,车辆整体设计的不断改进提高整车的技术水平。这是一种观点,认为不能否定小型低速电动车的发展,而是要引导它的发展,不断地进行技术升级。另一种观点认为,这种小型低速电动车,与国家鼓励发展的战略性新兴产业方向不一致。战略性新兴产业有两个判断的重要前提条件,其中一个非常重要的就是重大的技术创新,具体到新能源汽车领域,主要是围绕动力电池、电机、电控方向的技术创新,而小型低速电动车很难说是重大的技术创新。第三种观点认为,要分开来看,国家鼓励的战略性新兴产业,不一定要把小型低速电动车纳入到里面,而小型低速电动车的发展现在也不一定要出台政策去限制,而是可以通过一种引导的方式把这两种路线结合起来是最好的。

有哪些了不起的“中国智造”正在影响全球?

现在的手机支付,(包括微信支付,支付宝,翼支付等等)扫行程码,还有我国的航天技术,精湛的医术,高铁,这些都是了不起的“中国智造”甚至影响了全球,带动了全球!

碳达峰、碳中和不是一个筐,别什么都往里装

在“二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值李俊峰:中国的风电和新能源汽车技术与美国、欧洲和日本相似,甚至更好,努力争取2060年前实现碳中和”的目标定调下,“全国上下一盘棋”局面火热发展,许多城市已经积极启动李俊峰:中国的风电和新能源汽车技术与美国、欧洲和日本相似,甚至更好了行动计划。

5月的最后一天,上海浦东上线“智慧能源双碳云平台”,用以开展低碳零碳负碳技术的开发应用,打造“双碳”示范区。

往前推10天,浙江省召开碳达峰碳中和工作推进会,全面部署推进碳达峰碳中和工作,提出要“为全国实现碳达峰碳中和多作贡献、勇当先锋,打造‘重要窗口’重大标志性成果”。

中国国家气候变化专家委员会副主任何建坤认为,对我国而言,碳达峰时间越早,峰值排放量越低,就越有利于实现长期碳中和目标。当前最主要的是控制和减少二氧化碳排放的增量,推进碳排放尽早达到峰值,并迅速转为下降趋势,持续降低排放总量,走上长期碳中和的发展路径。

值得注意的是,当前,也有一些地方在碳达峰、碳中和上出现焦虑心态,一些企业做起李俊峰:中国的风电和新能源汽车技术与美国、欧洲和日本相似,甚至更好了碳达峰概念营销,甚至有的地区“破罐子破摔”,企图借碳达峰“攀高峰”“冲高峰”,有了发展高能耗、高排放产业的歪心思。

那么,到底应该怎么认识碳达峰?碳排放怎样才算真正达峰,达峰之后又出现了增长,该怎么办?碳达峰、碳中和有望提前实现吗?需要付出哪些努力甚至代价?

围绕这些问题,国内一线气候、能源、经济专家给出了一些思考。

关于“双碳”,学术界和产业界时常提及的一个说法是:欧洲主要国家约在上世纪90年代碳达峰,计划2050年实现碳中和,其间有60年时间,而中国只有30年时间,这个过程能否保证平稳和安全,是一个艰巨任务。

在中国国家应对气候变化战略研究和国际合作中心首任主任、学术委员会主任李俊峰看来,“3060”的碳排放目标的确有挑战,要付出努力才能实现,但不一定是艰苦卓绝的努力。

李俊峰提醒,正确认知碳达峰、碳中和目标,首先要认识到,这个目标不是心血来潮的决定,是党中央经过深思熟虑作出的重大决策。

从政策层面看,1992年至1994年,原国家计划委员会和国家环保局就进行了《中国温室气体排放问题与控制策略》研究,向中央提出了减排温室气体的三项主要措施,分别是提高能源效率,发展可再生能源,增加森林碳汇。

2005年,国家发展和改革委组织了关于制定国家应对气候变化方案的研究,既为2007年国务院出台《中国应对气候变化国家方案》提供了技术支持,也为2009年我国首次提出减排措施提供了支持。

2013年,国家启动关于2050年中国低碳发展宏观战略研究,提出了2030年国家应对气候变化的总体目标,以及本世纪中叶低碳发展的宏观战略愿景和技术路径。

2016年国家低排放发展战略研究启动,基本形成了本世纪中叶的国家低排放总体战略,也即碳中和的目标。

到了2020年,我国开始部署实现碳达峰、碳中和问题的研究,提出了目标、技术路径和路线图。

从产业角度来看,过去30年里,人工智能技术、能源技术、交通技术、环保技术、生物技术、互联网技术、碳汇技术等一批崭新的技术应运而生,技术进步推动产业发展不断更新。

尤其是经过“十一五”期间的能源双控,我国碳排放过快增长的势头在“十二五”期间得到有效遏制,“十三五”期间,已有部分省市实现碳达峰或接近达峰状态。

“我们是一步步走过来的,每个时期都有相应的政策和产业积累。”李俊峰认为,中国走向碳中和是 历史 传承的结果,如果没有这些 历史 传承,不会突然冒出来一个碳达峰、碳中和目标,“碳中和就是一个潮流,大家必须按照这个方向走。”

尽管各地区在推进“双碳”目标上表现积极,但仍有一些地方政府存在紧张、焦虑的心态:到底怎样才算是真正的碳达峰?万一以为到了峰值,结果之后又出现增长呢?

欧洲的碳达峰是一个自然的过程,是事后才得出什么是碳排放峰值。根据英国石油公司(BP)发布的《BP世界能源统计年鉴》的数据,欧盟碳排放于上世纪70年代末达到最高,欧洲主要国家于上世纪90年代实现碳达峰,此后经历了长达10余年的平台期,才开始缓慢下降,目前即将步入快速下降阶段。

我国与欧洲情况不同,是人为地设定了碳达峰的时间表,从逻辑出发,要想为之后的碳中和争取时间,那么就需要将碳达峰的日子提前。但目前,我国碳排放整体仍处在爬坡阶段,还没有看到峰顶。未知之下,碳达峰恐惧症在部分地区形成。

李俊峰认为,这种焦虑心态,大可不必。

支撑这一说法的理由是,2012年至2016年期间,我国出现了二氧化碳排放的负增长,扣除2011年的数据调整和2018年、2019年两年的反弹,我国在2011年已经达到了碳排放峰值,“十三五”期间二氧化碳排放的增长主要来自于石油和天然气(约占80%)。

“碳达峰只是一个过程、一个拐点,达峰后仍会出现一些波动,包括小幅的增长、下降等反复,不必过度计较。”李俊峰认为,从能源消费增长来看,中国大部分省份已经出现了拐点,海南省、深圳市等省市已经可以开始讨论碳中和问题了。

既然已经有省市实现达峰或接近达峰,那么,全国的碳达峰、碳中和有望提前实现吗?

厦门大学中国能源政策研究院院长林伯强认为,之前保守估计2025或2026年就可以实现碳达峰,但以我国目前这种增长的态势来看,应该还得提前一两年,但是具体多少量达到净排放峰值比较难以判断。

“还是要取决于这几年的经济走向是怎么样的,这跟经济是相辅相成的。如果经济增长没有准确判断,就很难判断高点。另外还得考虑到最近的产业结构调整等等,这些都是不确定因素。”林伯强说。

与此同时,要提前实现目标,当前阶段一些走歪路的想法和做法也要摒弃。

在李俊峰看来,提前实现碳达峰,发达地区的难度不一定会很小,要防止一两个项目就突破防线;落后地区要防止“破罐破摔”,拉高排放水平。“一定要把碳达峰与稳中有降和碳中和的目标联系起来。”

中国工程院院士、国家能源咨询专家委员会副主任、国家气候变化专家委员会名誉主任杜祥琬提醒,要防止一些地方借碳达峰来“攀高峰”“冲高峰”,防止发展高耗能、高排放产业的冲动,抓住产业调整的机遇,指向高质量发展。

“‘十四五’是实现碳达峰的窗口期和关键期,期间,中国70%-75%的地区碳排放能够实现达峰,这样才能在2030年前顺利实现达峰目标。”李俊峰说。

约50年前,美国就开启了能源创新革命,大力发展光伏、氢能,欧盟也开始通过对民众力量的唤醒,不断加快减碳技术及机制的研究。日本也在能源计划方面不断加大 科技 研发及人才培养投入,致力于颠覆性技术的创造创新。

从这些国家的实践来看,碳达峰、碳中和表面上是应对气候变化的环境问题,实则是事关经济 社会 系统性变革的发展问题。它不仅涉及能源结构升级,还包括增长方式、生活方式的转变,关系到国家经济高质量发展,是推动国家从资源依赖走向技术依赖的重要力量。

从这个意义而言,我国目前制定的碳达峰、碳中和目标,绝非单纯意义上的环保竞赛,而是全新一轮的 科技 创新竞赛、绿色创新竞赛。

“所有的问题都可以通过创新来解决,因此必须提高创新能力,包括技术创新和体制创新。”李俊峰说。

与此同时,所有的国家意志和国家努力,最终都要由地方来落实。碳达峰、碳中和目标的实现,同样如此。

多位专家认为,要想全国按时甚至提前实现碳达峰、碳中和目标,一方面离不开长三角、珠三角等碳排放重点区域率先实践 探索 。

以海南为例,可以靠自身政策的灵活性,在交通电气、高速公路充电桩基建进行布局,同时在新能源光伏、海上风电、核电等领域施展拳脚。

再比如光伏制造产业链最完整、产量最大、企业和人才最集聚的长三角地区,可以在压降煤炭消费的同时,以应用拓展市场,加快建设世界级的低碳产业集群,建设一批高碳企业及脱碳技术的试点示范项目。

通过这些地区的经验,找到实现碳中和的路径,可以为全国未来的碳中和积累经验。当然,这其中也包括央企、大型企业等率先 探索 转型之路。

另一方面,可按照空间、区位、能源和资源禀赋及产业布局比较优势,统筹优化全国不同地区在发展、资源能源和产业方面的功能,分类施策,推动各地方逐步碳达峰、碳中和。

比如,可以考虑要求中东部地区率先达峰,为西部及落后地区发展留出空间;鼓励有条件或创造条件提前达峰,允许落后地区2030年以后达峰。

再者,抓住主要矛盾,推动行业依次达峰。比如让工业行业率先达峰,特别是钢铁、水泥、电解铝等高排放领域率先达峰,建筑、交通等可以在2030年左右达峰,个别行业可以在2035年以后达峰。

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