电动汽车“下半场”就位 产业生态亟待完善
来源:中国汽车报网 发布时间:2022-09-23 08:31:09

“电动汽车的‘下半场’刚刚开始!”在不久前召开的第四届世界新能源汽车大会(WNEVC 2022)上,中国汽车动力电池产业创新联盟理事长董扬强调,尽管汽车产业转型“上半场”是电动化、“下半场”是智能化已成为行业共识,但必须意识到,电动化转型本身也分“上下半场”。

在董扬看来,如今我国电动汽车市场已初具规模,初期技术有所进步,产业生态雏形渐显,但一切只是刚刚开始。他称:“内燃机发展至今已历经130多年,而现代意义上的电动汽车目前仅发展了三四十年,(离最终产业发展至臻完善)至少还需要150年。电动汽车产业的“创业”之难,既已往矣,而面对“守成”之难,产业链上下游企业如何才能做到有备无患?

产业生态亟待完善

经历了从无到有的起步阶段,电动汽车如何翻越从有到好、由大及强的高山?在董扬看来,下半场的发展中,产业生态的完善,尤其是电池回收等领域的体系建设至关重要。“现在哪里生产、谁来检测、用完给谁、怎么回收等问题都还没彻底解决,整个电池产业的闭环体系远未建成,电池回收行业十分混乱。”他直言。

伊维经济研究院研究部总经理、中国电池产业研究院院长吴辉告诉《中国汽车报》记者,由于电池生产标准尚未明确,导致回收环节难以对电池进行标准化处理。只有从生产端开始强化回收意识,保证动力电池全产业链的标准化,才能为后续电池回收提供便利。此外,在他看来,当前废旧电池总量还不足以支撑建立大规模、标准化的电池回收体系。相关数据显示,2021年,我国废旧动力电池理论回收量为29.4万吨,其中大部分在回收过程中流入小作坊,正规的电池回收企业大多无法真正盈利。吴辉表示,若想让电池回收产业变得有利可图,一家龙头企业至少需要处理10万吨/年的废旧电池,这就需要废旧电池总量达到60万吨/年以上。

针对电池回收问题,工信部最召开了新能源汽车动力电池综合利用工作座谈会,提出要研究制定《新能源汽车动力蓄电池回收利用管理办法》和行业急需标准,健全动力电池回收利用体系。对此,宁德时代方面在接受记者采访时称,希望政府能从政策上明确回收主体,并在售后、维保、整车保费环节建立强有力的管控和惩罚机制。

事实上,动力电池产业链上下游企业早已围绕回收利用环节加强布局。据悉,宁德时代的镍、钴和锰的回收率已达99.3%,锂的回收率也超90%。今年一季度,宁德时代共计回收2.13万吨废旧电池,并利用这些废旧电池生产了1.8万吨电池前驱体。国轩高科也布局了锂电池回收产线,并在合肥肥东建设包括上游原材料及电池回收在内的生产基地。此外,比亚迪、宝马、广汽埃安等整车企业也相继参与到电池回收产业中。

“未来电池银行正式推向市场后,电池回收的局面会逐渐向好。”汽车行业资深专家邵元骏称,将电池作为独立资产管理的电池银行模式,除了能在消费端降低购车门槛,使用端减少由于车辆和电池能衰退周期不匹配造成的损失,还能更好地推进退役电池回收利用,真正从电池全生命周期完善动力电池体系建设。目前,国家电网、南方电网、特来电、蔚来汽车、上汽、宁德时代等产业链上下游多方均已开始布局电池银行业务,摸索如何在企业、用户和电池资产公司之间形成商业闭环。如何以电池银行模式盘活整个动力电池生态圈,将是电动汽车“下半场”全产业链要解决的一大关键课题。

邵元骏还向记者表示,电动汽车产业进入“下半场”,维保服务、整车保值、保险等广阔的汽车后市场的发展也需要紧跟步伐,快速顺应电动化转型大势。有市场研究报告指出,与传统燃油车需对发动机、变速器、底盘三大零部件进行定期维修保养不同,新能源汽车一年仅需保养2次左右,这势必对未来汽车维保市场提出巨大挑战。面对车辆维保频次减少的特点,后市场必须重新发掘用户新需求,加大对汽车美容、改色、智能化相关功能服务以及新能源汽车金融服务等方面的重视程度。

电池技术路线仍需细化

电动汽车“下半场”的发展,既要“大”到产业生态的日趋完善,又要“小”到技术路线的不断细化。工信部副部长辛国斌指出,年来,我国新能源汽车产业技术创新步伐加快,新型成组技术、高镍无钴电池、半固态电池等突破应用,新技术、新模式、新业态不断涌现。新兴电池技术的不断涌现,彰显了电动汽车“下半场”电池技术路线进一步细化的趋势。

宁德时代方面回复记者称,随着电池研发投入加大,动力电池技术将沿着“长寿命、真安全、超快充、高比能”的市场需求实现更快速的迭代。以宁德时代期推出的麒麟电池为例,该款产品完成了从CTP1.0到2.0再到3.0的持续迭代,体积利用率突破72%。据介绍,麒麟电池可将三元电池系统能量密度提升至255Wh/kg,磷酸铁锂电池系统能量密度提升至160Wh/kg,整车可实现1000公里续驶。在整合了最高集成度、4倍大面积水冷等能优势的同时,麒麟电池还具备强大的兼容,不仅适用于方壳,还适用于软包。

另据中创新航高级副总裁谢秋介绍,该公司研发的One-stop高锰铁锂电池已完成中试,目前正在搭载配套车型进行可靠实验,计划2024年左右面市。据悉,第二代One-stop开发的过程中,采用了TPP 2.0技术,行业首创热电分离技术,以确保动力电池高安全。该电池能量密度将达180Wh/kg,续驶里程700公里,循环使用寿命可达到2500次。

比克电池方面在接受记者采访时提出,未来5~10年,工艺简单、高标准化、成本较低的大圆柱电池,将成为中高端电动汽车的最优解和提高电动汽车渗透率的突破口。为此,比克电池全面布局了全极耳大圆柱电池,现已有46系和26系两个系列产品。其中,46系电芯2021年开始陆续有样品批量交付,26系采用的26105铝壳电芯计划于2024年量产,届时能量密度将高达285Wh/kg。

日前,孚能科技最新发布了从电芯到系统、制造到回收的动力电池解决方案SPS,集大软包电芯、大软包电池系统、大软包电池制造和直接回收四大创新技术于一体。据了解,SPS使电池系统部件减少50%,材料成本降低33%,提升体积利用率到75%。此外,孚能科技还计划在2023年推出钠离子电池、磷酸铁锂、磷酸锰铁锂等第一代产品。

“无论是刀片电池,还是麒麟电池,主要是实现了结构的创新,而更重要、更本质的应该是材料体系的变化。”吴辉认为,当前电池企业多围绕结构创新“大秀肌肉”,而为了本质上提升能量密度,在电动汽车的“下半场”,电池材料的变化恐怕才是焦点。为控制产品成本,保证高能量密度,动力电池行业将持续减少对锂、钴等贵金属的依赖,通过高镍或半固态、固态的方式提升能量密度,这就对动力电池的技术迭代提出了更严峻的挑战。针对钠离子电池,吴辉表示,结合钠离子电池的基本属,其未来将更多应用于电动两轮车、低速电动汽车和储能等领域。不过,当前钠离子电池产业链布局尚不完善,生产设备、制备工艺尚不成熟,估计完全装机出货至少在2023年初,实现产业化发展将在2025年之后。

中国科学院物理研究所研究员黄学杰同样指出,化学体系的迭代是动力电池行业发展的核心。在他看来,未来动力电池需在安全、可靠得到保障的基础上,能量密度可提升50%、成本下降30%。对此,在当前磷酸铁锂电池和三元锂电池的基础上,黄学杰明确了第三代动力电池发展方向:高电压镍锰酸锂电池和1000Wh/L高能量密度电池,分别较磷酸铁锂电池和三元锂电池能量密度可提升50%。“到2030年,市场上大多数汽车会是电动汽车,大多数电动汽车仍将采用锂离子电池,大多数锂离子电池多为第三代锂离子电池,大多数充电的电力将来自于清洁能源。”他说道。

而在固态电池的过渡产品半固态电池上,行业也有一些最新进展。9月14日,国轩高科在互动台上表示,360Wh/kg的三元半固态电池,通过最为严格的针刺测试,电池包能量密度260Wh/kg,续驶里程1000公里,预计今年量产,今年年底实现装车,明年批量交付。9月9日,孚能科技董事长王瑀在公司战略及新品发布会上透露,孚能科技将在本月量产半固态电池。

充电网络要多维布局

随着电动汽车增长逐步进入快车道,补能焦虑或将替代里程焦虑成为主要矛盾。董扬强调,电动汽车“下半场”,充电基础设施要更加好用、充电网络要愈发完善。“在充换电上,必须该换就换、该充就冲,该快就快、该慢就慢,坚持多维布局。”他说。

年来,伴随着电动汽车的快速发展,我国充电基础设施建设日渐完善,大功率快充、慢充桩、换电站等多线并举。今年6月,国家能源局局长章建华表示,我国已建成全球最大规模的充电基础设施,预计2025年将满足超2000万辆电动汽车的充电需求。截至今年8月,全国充电基础设施累计数量为431.5万台,同比增长105.0%。相关数据显示,今年前8个月,我国充电基础设施增量为169.8万台,其中公共充电桩增量同比上涨232.9%,随车配建私人充电桩同比增加540.5%。在高速公路充电网络布局上,目前全国6618个高速公路服务区中,已有3102个服务区建成13374根充电桩,基本满足当前电动汽车充电需求。

尽管网络布局日趋完善,但仍处于发展阶段的充换电服务市场还存在诸多痛点、难点、堵点。南方电网电动汽车服务有限公司董事长邹大中指出,对于用户来说,充电设备在可用、充电速度、安全上还需提升;运营商则饱受盈利问题困扰,充电设施利用率低、运营模式单一;充换电随机强,无序、单向、不可调对电网提出了挑战。为此,南方电网从“端-边-网-云”多个维度展开诸多探索,推出了第四代充电桩、导轨式智慧共享充电桩、移动储能车、第三代TCU等产品和技术。

针对尚处于初期探索阶段的换电模式,中国电动重卡换电产业促进联盟秘书长李立国称,当前已有20余家换电设备企业,换电技术正在蓬勃发展,但标准化问题严重制约了发展步伐。在他看来,当前换电设备和车载系统是一对一绑定,只有换电产品实现跨品牌兼容互换,才能推动行业更加开放。

此外,在高速公路充换电上,交通运输部公路局方面表示,与迅猛发展的新能源汽车相比,目前高速公路充电基础设施总量不够、覆盖面不足等问题还较为突出,普通国省干线和农村公路充电基础设施建设工作尚未全面起步。为此,交通运输部等四部门联合印发《加快推进公路沿线充电基础设施建设行动方案》,提出力争到2022年底前,全国除高寒高海拔以外区域的高速公路服务区能够提供基本充电服务;2023年底前,具备条件的普通国省干线公路服务区(站)能够提供基本充电服务;到2025年底前,高速公路和普通国省干线公路服务区(站)充电基础设施进一步加密优化。

“今年6月,我国电动汽车规模已破千万辆,仅仅依靠原有充电网络和模式已不足以支撑。”特来电新能源股份有限公司董事长于德翔就此提出了虚拟电厂的概念,即充电网+微电网+储能。电动汽车充电需求不断增长,给电网带来的冲击不容小觑,推进有序充电势在必行。中国科学院院士欧阳明高指出,未来充电设施将进入V2G(车到电网)阶段,从一家一户和园区做起,实现车与车、车与家、车与园区、车与微电网的互动,利用大量的电动汽车形成一个“虚拟电厂”。据他预计,电动汽车保有量较大的城市将在未来5年内大规模开展V2G布局。

补贴“退位”,市场站上中心位

“当前我国新能源汽车渗透率已突破20%,从市场规模上看,可以说已经进入了‘下半场’,主要目标就是如何实现从20%到50%的跨越。”邵元骏表示,一般而言,渗透率超10%是市场爆发的迹象,2021年实则是新能源汽车市场爆发的节点。受益于补贴政策,我国新能源汽车市场初具规模,产业进入良发展期,消费者的购买观念也逐渐发生转变。“上半场”打下了基础,“下半场”则将进入实打实的市场决定成败阶段,政策导向将不再是主要动力。

行业人士认为,政府在电动汽车的“下半场”应学会“放手”,把产业发展的主要任务交予市场。“如果到了‘下半场’,还想要谋求补贴,就太不现实了。‘下半场’的一个特征就是电动汽车补贴退坡直至消失。”他告诉记者。

不过,政府“放手”不意味着放任。董扬强调,在电动汽车“下半场”的市场发展中,政府要有担当。“要把镍、钴、锂当作石油来对待,进行全国、长期产业布局,对政策进行深入研究。”他指出。无论何时,电动汽车产业的发展离不开政府的导向作用,在标准建设、政策制定、台搭建、跨界协同等方面,还需政府强有力的支持和引导。

邵元骏认为,尽管补贴仍然是吸引消费者购买新能源汽车的抓手之一,但未来还需依靠产品征服消费者。为此,企业必须在产品技术上下足功夫。比克电池方面在接受记者采访时表示,年来,动力电池行业各环节投资扩张较快,呈现出“总体产能过剩、产品价格下降”的趋势,但优质产能仍处于匮乏状态。这就导致未来动力电池企业间的竞争将更加依赖核心技术和资本实力。对于企业而言,技术驱动才是立足之本。吴辉则表示,无论是整车企业、电池供应商还是充换电企业,必须要根据自身的资源禀赋,选择自己所擅长的路径。“企业依据自身优势选择发展方向,整个行业就是多元发展的,这对产业来说才是健康的。”他说道。据悉,宁德时代目前正在从材料体系创新、结构创新两大方面入手提升电池能,今年上半年创新研发投入达到57.7亿元。

此外,电动汽车的快速发展要围绕零碳目标展开,依靠智能制造实现低碳智造就显得不可或缺。在绿色制造上,宁德时代打造了全球首个电池零碳工厂和灯塔工厂,推动制造智能化、零碳化。上汽大众新能源汽车工厂则实现了工业无线网络全覆盖,通过中央监控系统、智能设备管理系统、智能生产管理系统以及智能能源管理系统实现对工厂整体制造的把控。

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