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新能源汽车产业 加速演进中的几个重要问题
发布时间:2024-08-13 作者:申小林 朱孝忠 信息来源:国新研究院/国新咨询 字体: 【 】

2023年10月,国新研究院推出《新能源汽车产业发展和演进的逻辑与范式》研究报告,从资本运营视角,针对新能源汽车产业的规律性、方向性及趋势性议题进行了系统研究。一年来,我国新能源汽车产业加速演进,有力推动汽车制造业营业收入首次突破10万亿元,出口量跃居世界第一,在促进国内国际双循环和构建新发展格局中发挥了越来越重要的作用,对全球汽车产业和经济恢复也产生了越来越重要的影响。近期,国新研究院对产业发展中的若干重要问题,如新能源替代进程、全球汽车竞争格局、汽车央企专业化整合、智能驾驶安全性、电动汽车储能等进行了深入研究。报告所作结论和建议,供领导和相关部门参考。

在汽车产业发展和演进中,新能源汽车对传统燃油车的替代是必然的历史进程,新能源汽车的替代速度到底有多快?何时能超越燃油车成为行业主导?在大变革时代,这是决定整个汽车行业发展的首要问题。从产业组织变革来看,在新能源汽车替代燃油车的进程中,全球汽车产业竞争格局将会发生怎样的变化?中国汽车品牌能否成为世界主导?新能源汽车异军突起后,做出重大历史贡献的汽车央企在新时期是否需要通过专业化整合以更好发挥功能作用?从产业社会影响来看,汽车诞生百余年来,安全问题一直没有得到解决,每年超百万人死于交通事故,智能驾驶能否从根本上扭转这一局面?这可能是新能源汽车在esg(环境、社会和治理)领域对环境贡献之外更大的社会贡献。随着新能源发电占比越来越高,储能问题越来越突出,电动汽车作为分布式储能工具能否实现“跨界颠覆”?

一、新能源替代进程:加速迹象明显

2024年以来,新能源汽车替代燃油车呈现出两个迹象:一是由于政策引导、技术进步、成本下降、配套完善等因素的影响,新能源汽车替代速度相较于以往每12个月左右渗透率提高10%的规律似乎有加快的迹象,有望在2024年下半年提前跨越50%的拐点;二是从结构看,由于插电混动技术的革命性突破,插电混动汽车有望继续保持高速增长,预计2025年销量将首次超过纯电动汽车,占比突破50%。

(一)技术向上:技术的快速迭代进一步增强了新能源汽车的竞争优势

插电混动技术的革命性突破将加速终结传统燃油车。2024年5月底,比亚迪第五代dm-i双模混动系统发布上市,该系统可让发动机热效率达到46.06%,百公里亏电油耗2.9l,综合续航2100公里,且基本实现了油电同价(搭载该系统的秦l dm-i和海豹06 dm-i两款车的官方指导价为9.98万元~13.98万元)。可以说,无论是综合续航里程、油耗水平,还是智能化都全面碾压传统燃油车。对纯电动汽车有续航焦虑的燃油车主,这类插电汽车将是最好的替代品。可以预见,随着先进插电混动技术的快速应用和扩散普及,传统燃油车将被加速替代,从而大致形成两条替代路径:一部分燃油车直接被纯电动汽车替代;另一部分燃油车先被插电混动汽车替代,未来再逐步被纯电动汽车替代。

新能源汽车出现类似电子产品的技术迭代特性。相较之下,传统燃油车的更新周期较长,这主要归因于其技术已经成熟,一个车型在市场上可能持续销售十数年至数十年,期间仅对内饰等细节进行微调。然而,新能源汽车则呈现出类似电子产品的技术迭代特性,其在电池续航、电机电控、智能驾驶系统以及外观造型等多个方面均持续进行更新,几乎每年都会有新版本推出,且每年的产品性能与性价比均有所提升。以比亚迪旗下的宋系列产品为例,宋(2015年)— 宋max(2017年)— 宋pro(2019年)— 宋plus(2020年)— 宋plus冠军版(2023年)— 宋l(2023年)— 宋plus荣耀版(2024年)— 宋l第五代混动(2024年)。

(二)价格向下:成本下降和价格战促使“油电同价”甚至“电比油低”

随着技术的不断进步和市场竞争的加剧,成本持续下降和价格战频发成为了新能源汽车行业现阶段的常态。其中,成本下降主要得益于电池技术突破和规模化生产。随着电池能量密度的提高,单位成本逐步降低。同时,新能源汽车产量的快速提高,也带来了规模效应,促使成本进一步降低。此外,在激烈的市场竞争状况下,为争夺市场份额,各大新能源汽车品牌纷纷推出优惠政策和降价措施,以吸引更多消费者。成本下降和价格战不仅推动了“油电同价”的实现,甚至在某些情况下,新能源汽车的价格已经低于同等级别的燃油汽车,形成了“电比油低”的现象。这使得新能源汽车不仅在使用成本上占据优势,在购置成本上也逐渐将劣势转变为优势,显著的经济性带动消费者更多地选择新能源汽车。

(三)用户扩大:新进入者自带产业资源和用户优势推动新能源车普及

传统燃油汽车行业的进入壁垒较高。进入壁垒的存在不仅限制了新进入者的数量,也确保了现有企业的市场地位和竞争优势得以稳固。传统燃油车行业的进入壁垒主要包括专利技术壁垒、政策壁垒、品牌壁垒、资本壁垒等。各大汽车制造商拥有大量的燃油车专利,涵盖了从发动机到传动系统,汽车设计到生产工艺各个环节,新进入者想要绕开这些关键专利难上加难。政策壁垒是政府对汽车行业进行管理和调控的重要手段,《国务院关于发布政府核准的投资项目目录(2016年本)的通知》要求,严格控制新增传统燃油汽车产能,原则上不再核准新建传统燃油汽车生产企业。品牌壁垒是指历史悠久的汽车厂商建立的品牌认知度和品牌声誉,已经占领了消费者心智,这使得新品牌获得消费者的认可困难重重。资本壁垒也是传统汽车行业的一个重要特征,汽车制造是一个资金密集型产业,需要大量的资金投入。从研发、生产到销售,每一个环节都需要庞大的资金支持。这使得新进入者往往难以承受如此巨大的资金压力,从而使得多数潜在进入者望而却步。

电动化显著降低了汽车产业的进入壁垒,头部手机厂商入场助力新能源汽车普及。随着终端电动化和智能化趋势的发展,人类社会中越来越多的机械设备逐步演变成大号电子产品,汽车也从传统机械设备变成大号移动终端,这从两个方面降低了汽车行业的进入壁垒。一方面,新能源汽车作为一个新领域,新进入者与传统汽车厂商基本站在同一起跑线,只要拥有足够的资本支持,就可以入场同台竞技。许多造车新势力就是这种情况,比如中国的理想、蔚来、小鹏,美国的rivian、lucid,越南的vinfast等。另一方面,电动汽车的电子产品属性增强,使得手机等电子厂商在进入汽车领域时具有先天的优势,而且手机厂商本身拥有数亿用户(小米全球miui月活跃用户超6亿,华为鸿蒙生态设备数量超8亿),有助于电动汽车普及。从华为的鸿蒙智行夺得汽车新势力月度销量第一,到小米汽车首款产品su7上市首月锁单8.8万辆,手机厂商造车的优势已经得到实践证明。苹果2014年也启动了造车计划(即“titan计划”),最多时约5000名员工参与其中,不过2024年苹果决定终止该项目,并将重点转向了生成式人工智能领域。

(四)配套完善:充电设施日益完善缓解里程焦虑

我国已建成世界上数量最多、辐射面积最大、服务车辆最全的充电基础设施体系。2023年,我国充电基础设施新增338.6万台,同比增长30.6%。其中,新增公共充电桩92.9万台,同比增加42.7%;新增随车配建私人充电桩245.8万台,同比上升26.6%。在公共充电桩中,快充桩数量占比已提升至44%。2023年,我国新增换电站1594座,累计建成换电站3567座。纵向来看,2015年底,我国充电基础累计数量约为5.78万台,新能源汽车保有量约为58.32万辆,桩车比约为1:10;2023年底,我国充电基础设施累计达859.6万台,全国新能源汽车保有量为2041万辆,桩车比为1:2.4,基本满足新能源汽车快速发展需求。

公路充电基础设施快速覆盖,解决跨城通行里程焦虑。截至2023年10月底,全国已建成充电停车位的服务区共计6257个,占高速公路服务区总数的94%。全国高速公路服务区累计建成充电桩2万个,可覆盖4.9万个小型客车停车位。北京、辽宁、吉林、上海、浙江等11个省份高速公路服务区充电设施覆盖率达到100%。2024年2月,交通运输部印发《关于加快推进2024年公路服务区充电基础设施建设工作的通知》。《通知》明确,2024年全国计划新增公路服务区充电桩3000个、充电停车位5000个,持续提升公路沿线充电服务保障能力。2024年年底前,除高寒高海拔区域以外的高速公路服务区充电桩覆盖率要达到100%。鼓励在服务区建设超快充、大功率充电设施,并因地制宜推动普通国省干线公路服务区(站)建设充电基础设施。

(五)趋势展望

乘用车新能源替代进程有望加速。我们在2023年10月《新能源汽车产业发展和演进的逻辑与范式》报告中发现一个产业规律:2020年以来中国乘用车新能源渗透率每12个月左右提高10%。据此,我们利用2020年1月~2023年8月共44个月份样本数据线性外推,预测2025年新能源渗透率将达到50%,2028年新能源渗透率将达到80%。2024年3月,我国乘用车新能源渗透率站稳40%,距离站稳30%间隔13个月,这一规律继续有效。但如前文所述,在新能源汽车技术快速迭代、成本下降和价格战、新进入者自带资源和用户,以及充电设施日益完善等因素的共同推动下,2024年6月新能源渗透率已经达到48.44%,且替代曲线更加陡峭。因此,2024年下半年,乘用车市场渗透率有望提前突破50%的大关,相较于原先每12个月左右提升10%的速度,呈现出更为迅猛的替代趋势。

商用车新能源渗透率有待进一步提高。2020年国内新能源商用车的渗透率为2%,2021年为3%,2022年达到9%,2023年达到11%,2024年上半年渗透率为16%。2024年6月,我国商用车新能源渗透率为21%,其中卡车渗透率为12%,客车渗透率为56%。比较乘用车、客车和卡车三大类型,客车销量占比最低,但新能源渗透率最高;乘用车销量占比最高,新能源渗透率居中;卡车销量占比居中,但新能源渗透率最低。卡车新能源渗透率的落后拉低了我国新能源汽车的整体渗透率,不过最近1年来卡车的替代速度开始显著加快(2023年6月~2024年6月卡车新能源渗透率从6%上涨为12%,实现了翻倍)。

2025年我国插电混动汽车销量有望超过纯电动汽车。近年来,我国插电混动汽车的增长率显著快于纯电动汽车。2020~2023年,国内插电式混动车型销量增长了10倍,中国市场插电式混动渗透率由1.1%增至11.1%。以比亚迪为代表的车企集体发力推广插电式混动,以“油电同价”甚至“电比油低”的优势推动其销量快速提升。2022年,我国纯电动汽车销量为501.2万辆,同比增长83.3%;插电式混动汽车销量为148.6万辆,同比增长157.8%(增速差超70个百分点)。2023年,纯电动汽车销量为611.3万辆,增速达21.9%;插电式混动汽车销量为275.1万辆,同比增长85.6%(增速差超60个百分点)。2024年1~6月,纯电动汽车销量为273.6万辆,同比增长8.3%;插电式混动汽车销量为188.4万辆,同比增长84.8%(增速差超75个百分点)。如果2025年两者增速差继续保持在50百分点以上,那么2025年插电式混动汽车销量将首次超过纯电动汽车。

二、全球汽车竞争格局:中国车企有望成为主导

中国车企产销规模进入全球前列是中国成为汽车强国的重要标志。2009年,中国首次实现年产超1000万辆汽车的历史性突破。时任工业和信息化部副部长苗圩被记者问道:“中国已经是汽车大国了,但并不是汽车强国,您认为汽车强国的标志是什么?”苗圩答复道:“我认为有三个标志:第一是拥有产销规模进入全球前几位的汽车大企业;第二是有自己的专有技术,这些专有技术为汽车产品所广泛使用,引领全球汽车产业的发展;第三是产品不只针对国内市场,还能够批量出口,在国际汽车市场上占有一席之地。”由此可见,与中国企业进入世界500强数量是经济大国的重要标志一样,中国汽车企业进入全球前10的数量也是汽车强国的重要标志。因此,研究未来全球前10汽车企业的竞争格局具有重要的价值。

(一)当前我国车企的全球竞争地位

目前,中国已有5家车企进入全球销量前20,1家车企进入前10。2023年,全球销量前20的车企中,日本车企占据5席,欧洲车企占据5席(德国3席,法国和荷兰各1席),中国车企占据5席,美国车企占据3席,韩国车企占据1席,印度车企占据1席。全球销量前10的车企中,日本车企占据4席,欧洲车企2席(德国和荷兰各1席),美国车企占据2席,韩国车企占据1席,中国车企占据1席。

中国车企销量平均增长率远高于市场平均水平。2023年位居全球前20名的5家中国车企中,比亚迪、吉利、长安、奇瑞和上汽的增长率分别为62%、20%、10%、53%和19%。前20名车企中,如果去除5家中国车企和特斯拉,另外14家企业中,仅有2家企业增速略高于10%,其余12家企业增速全部为个位数。2023年全球汽车销量一改前几年的颓势,大涨11.9%,国外传统车企才全部实现增速为正,未来恐难以持续快速上涨。

(二)2030年预计有5家左右中国车企进入全球销量前10

吉利集团和奇瑞集团有望最近两三年进入全球销量前10。2024年上半年,吉利汽车的销量增速为25%,假设全年保持该速度,那么2024年全年销量将达到349万辆,超越铃木汽车甚至日产汽车,进入全球销量前10名。2024年上半年,奇瑞汽车销量增速为48.4%,假设全年保持该速度,那么2024年全年销量将达到279万辆,有望在2025年进入全球销量前10。

长安集团、上汽集团等企业中1~2家有望2030年进入全球销量前10。长安集团、上汽集团未来7年销量如果能够保持10%的年均复合增长率,那么2030年都将超过350万辆,也有望进入全球销量前10。2023年全球10强车企的销量门槛约为300万辆,在全球汽车总量无法实现大幅增长的情况下,这一门槛较难显著提高。头部企业之间的销量也会出现此消彼长的现象,中国车企在局部市场销量的提升会直接拉低竞争对手的销量。比如2024年上半年,一汽大众销量同比下降8%,一汽丰田销量同比下降12%,广汽丰田销量同比下降26%,广汽本田销量同比下降28%,上汽通用销量同比下降50%。另外在此期间,国内车企如果发生兼并重组,将提前进入全球前10。

(三)2030年中国车企有望成为全球最大汽车制造商

2023年全球汽车销量第1名是丰田集团,共计售出1123万辆汽车。由于丰田在中国市场处于明显的下滑趋势(2024年上半年同比下降19.5%)且销量占比较高(丰田集团2023年在中国的总销量高达190.7万辆),再加上中国车企有望蚕食在东南亚等市场的日系汽车市场份额,预计2030年丰田的全球总销量极有可能跌至1000万辆以下。

目前来看,2030年比亚迪最有希望挑战丰田集团的销量冠军宝座,故以比亚迪为例进行数据推测。2023年比亚迪销量为302万辆,如果按照年均18.7%的速度增长7年,到2030年比亚迪总销量将达到1000万辆,考虑到比亚迪的历史增速(2021~2023年历年销量增速分别为74%、155%、62%)和未来潜力(领先的新能源技术积累和研发投入),18.7%的年均增长率并非遥不可及。2024年比亚迪的官方销量目标是360万辆,对应的目标增长率约为20%。实际上,2024年上半年比亚迪销量为161万辆,同比增长28.46%;其中6月销量为34.2万辆,创单月销量历史新高,同比增长35%。考虑到2024年5月底发布的第五代混动技术后续将陆续搭载至各类插电式混动车型上,比亚迪插电式混动车型对传统燃油车的技术优势和价格优势将进一步扩大,比亚迪2024年增长率有望达到32%,即总销量有望达到400万辆。按此情景乐观预测,2024~2030年,比亚迪每年增加100万辆的销量(对应的增长率逐年递减),到2030年有可能实现总销量突破1000万辆,有望成为全球最大汽车制造商,当然前提是未来几年比亚迪不发生重大战略失误。

三、专业化整合:汽车央企更好发挥功能作用

(一)国有车企的历史贡献与发展现状

国有车企在构建国家汽车工业体系的过程中扮演了至关重要的历史角色。建国以后,面对汽车工业近乎空白的局面,以一汽集团、二汽集团(1992年改名东风)等为代表的国有汽车企业率先成立并积极引进苏联等国外先进技术和设备,成功建设了首批现代化汽车生产线,为我国汽车工业迅猛发展奠定了坚实的基础。改革开放后,国有车企积极与国外汽车巨头开展合作,引进了先进的汽车制造技术和管理经验。这不仅显著提升了国内汽车制造的整体水平,而且有力地推动了我国汽车全产业链的形成和发展,为中国汽车产量连续多年稳居世界第一以及自主品牌汽车的孕育和崛起奠定了坚实的产业配套基础。

新能源时代国有车企市场占有率和影响力有所下滑。近年来,我国汽车行业正经历剧烈变革期,表现之一是新能源汽车占比快速提升,表现之二是自主品牌汽车占比快速提升。然而,以一汽集团、东风集团、上汽集团、广汽集团等为代表的国有车企,不但新能源汽车占比低,自主品牌占比也低(仅长安和奇瑞自主品牌占比较高),燃油车销量持续下滑和合资品牌销量持续下滑直接导致国有车企整体市场占有率呈连续走低态势。2023年,一汽集团、东风汽车、长安汽车3家央企的新能源汽车销量(含合资品牌)分别为24.04万辆、52.37万辆和48.09万辆,同期比亚迪和特斯拉的新能源汽车销量分别为302万辆和181万辆;2024年上半年,一汽集团、东风汽车、长安汽车的新能源汽车销量(含合资品牌)分别为13.8万辆、38万辆和29.9万辆,同期比亚迪和特斯拉的汽车销量分别为160.7万辆和83.1万辆。无论是新能源汽车销量还是产品竞争力,国有车企与头部企业之间存在较大的差距。在国内,以比亚迪、鸿蒙智行、理想等为代表的新能源车企发展势头迅猛,在产品设计、技术创新(如智能驾驶,电池、电机、电控系统技术)等方面逐渐引领行业发展风向,国有车企则未能像燃油车时代那样显著发挥行业引领作用。

(二)专业化整合符合国有资本布局优化方向

鼓励支持汽车领域的中央企业实施高质量投资并购与专业化整合策略,既是针对当前汽车央企发展状况所采取的重要措施之一,同时也与国有资本布局优化的长期战略思路相契合。新时代以来,中央企业已累计完成28组50家企业的重组整合,既避免了内部竞争,优化了资源配置,又提升了市场竞争力,增强了核心功能。比如化工行业,中国中化集团与中国化工集团联合重组成立中国中化控股有限责任公司;船舶行业,中船工业和中船重工重组成立中国船舶集团;轨道交通行业,中国北车和中国南车合并成立中国中车股份有限公司;钢铁行业,宝钢与武钢实施联合重组,组建宝武钢铁集团,后续宝武钢铁集团又重组了马钢集团、太钢集团、重庆钢铁、中国中钢等企业;煤电行业,中国国电集团公司与神华集团有限责任公司合并重组为国家能源投资集团;物流行业,中国铁路物资集团与中国诚通控股集团物流板块等整合成立中国物流集团等等。

(三)专业化整合符合汽车行业发展规律

兼并重组作为汽车行业的常态发展方式,历来是众多汽车集团成长壮大的重要途径。这些集团通过不断收购或合并其他企业,实现外延式扩张,进而提升运营效率、降低经营成本,从而稳固并提升其在市场中的竞争地位。比如,标致雪铁龙集团与菲亚特克莱斯勒汽车公司2021年1月合并为斯泰兰蒂斯集团(stellantis),2024年6月stellantis首席执行官唐唯实宣布,合并以来已成功节省84亿欧元成本,成本节省主要得益于合并过程中对工程资产的整合,对供应链和运作的优化,以及人力资源结构优化。因此,加强汽车央企之间的专业化整合,以及推动央企与地方国企、民营企业之间的兼并重组,有助于优化资源配置,提升产业集中度和竞争力,进而推动汽车产业健康、稳定、可持续发展。

(四)未来展望

在新能源汽车领域,中央企业要实现突破,必须双管齐下,既要加速推进内涵式的发展,又要积极采取外延式的并购重组策略。专业化整合作为一种有效的手段,通常能够在短期内助力企业迅速追赶行业先进水平。汽车央企的专业化整合存在两种思路。其一,三家央企分别对外开展并购整合,加快掌握产业核心资源和关键技术,各自做强做大新能源汽车业务并致力于成为新能源时代的全球头部车企;其二,三家央企合并重组为“中国汽车集团”,整合汽车领域国有资产,实现资源配置进一步优化。

思路一:三家央企分别对外开展并购整合。当前,汽车产业竞争愈演愈烈,部分掌握核心技术的造车新势力资本储备不足,与实力雄厚的传统大型车企存在天然互补关系。在此方面,外资车企反而走在了前列,值得汽车央企借鉴。2023年7月,大众汽车集团7亿美元投资小鹏获4.99%股权,2024年4月和7月双方又签署两份合作协议,未来大众中国所有新纯电车型甚至大众全球车型都有可能全部基于小鹏的电子电气架构;2023年10月,斯泰兰蒂斯集团(stellantis)15亿欧元投资零跑集团获20%股权成为第一大股东,并共同成立零跑国际合资公司(持股比例为51%:49%)。

思路二:三家央企专业化整合成“中国汽车集团”。2023年,汽车央企自主品牌整车销量超过300万辆,如果专业化整合为“中国汽车集团”,其自主品牌规模可进入全球前十,有利于集中资源参与全球竞争,有利于发挥国有资本的“排头兵”作用。整合后,集中资源投入新能源汽车业务,聚焦有竞争力的品牌、产品和技术,放弃没有竞争力和前景的品牌和产品,依托国有资本禀赋和优势,在市场上建立并巩固新能源时代的根据地。如果通过业务收缩聚焦获得较多资本,甚至可以将其中的一部分投入到汽车产业之外、中国亟需追赶的关键领域(如人工智能,2024年苹果公司就放弃了投入十年的造车计划,全面投向人工智能领域),从更高层面推进国有资本有序进退、布局优化和结构调整,更好发挥培育和发展新质生产力的功能作用。

国有资本运营公司可发挥积极作用。在汽车央企转型和专业化整合过程中,国有资本运营公司可以运用金融服务、股权运作、资产管理、基金投资等手段提供全方位支持,协助对外投资并购及重组其他央企旗下相关汽车资产、运作上市公司股权、剥离非主业资产等,同时在人工智能(智能驾驶)方面进一步加强布局,在储能网络基础设施建设方面发挥央企优势,助力国资央企在新能源时代和智能社会更好发挥国有资本功能作用。


四、智能驾驶:解锁汽车本质安全的钥匙

2024年第二季度,山西运城问界汽车追尾、浙江金华特斯拉汽车坠崖等一系列交通事故,引起了公众的广泛关注和对智能驾驶安全性的深入讨论。由于有限注意力效应,公众往往更加倾向于关注那些突出、引人注目或最近发生的事件,这可能导致对此类事件的概率或重要性有过高的估计。我们拟尽可能多地汇集各类交通事故数据进行比较分析,以期更加全面、客观地评价智能驾驶对汽车安全性的实际影响,并对智能驾驶的未来发展进行展望。

(一)交通事故的普遍性和主要成因

每年发生的交通事故数量极为惊人。在山西运城问界m7追尾事故全网关注和讨论最多的3天时间里(4月28~30日),我国交通事故死亡人数约为500人,全球交通事故死亡人数约为1万人,交通事故的普遍性多数情况下被大众媒体所忽视。世界卫生组织发布的《2023年全球道路安全状况报告》指出,2021年全球约有119万人因道路交通事故而丧生,另有2000万~5000万人受伤,其中许多人因此而残疾。2022年我国发生交通事故共256409起,事故中共受伤263621人,共死亡60676人;平均每天发生交通事故702起,受伤722人,死亡166人;更直观地说,我国平均每2分钟就会发生1起交通事故,每2分钟1人因交通事故受伤,每8分钟1人因交通事故死亡。

交通事故发生的主要原因是人为因素。wto指出,交通事故主要风险因素包括超速、在酒精和其它精神活性物质影响下驾驶、不使用摩托车头盔、安全带和儿童约束装置、分心驾驶、在不安全的道路或基础设施中驾驶、不安全的车辆等。美国国家公路交通安全管理局(nhtsa)的数据显示,大约94%的交通事故是由人为错误造成的,车辆问题占2%,环境因素占2%,不明原因占2%。我国公安部交通管理局有关负责人表示,人的因素在道路交通事故成因中占比超过90%,十大不文明驾驶行为包括未按规定让行、违法超车、违法会车、违法倒车、违法变道、违法占道行驶、违法停车、违法掉头、违法抢行、未保持安全车距。中国交通事故深度调查(cidas)数据库显示,2011~2021年5664起乘用车参与的事故案例中,驾驶员人为因素占比约为81.5%,环境因素(包含其他道路交通参与者、天气和路况等)占比为18%,机动车导致的事故案例占比为0.5%。人为因素中,因未按规定让行发生的事故占比为43.4%,速度过快、车道违规使用、酒驾、违反交通信号灯和疲劳驾驶分别占比为9.7%、9.5%、6.6%、6.1%和4.7%

(二)智能驾驶在减少人为错误方面优势明显

第一,机器/智能系统突破了人类感官的限制,增强了感知能力。通过配备传感器、摄像头、毫米波雷达、激光雷达和人工智能算法等软硬件,拓展了人类的感知范围(360度全方位感知能够比人类感知到更远的距离并覆盖盲区),提高了感知精度(精确测量距离和速度,不受光线、天气等条件的影响),实现了连续监测(持续不断地监测周围环境,不会因疲劳或分心而漏掉重要信息)等。

第二,与机器/智能系统相比,人的一致性和稳定性较差。疲劳程度、酒精含量、情绪状态(超速、路怒等)等都会对驾驶行为产生影响,即使相同的路线和环境,驾驶员在不同时间也会表现出不同的驾驶水平。相对而言,智驾系统能够保持非常高的一致性和稳定性。历史上,计算器取代口算、ibm深蓝战胜象棋世界冠军、阿尔法狗战胜围棋世界冠军等,机器的稳定性胜过人的不可控性是重要原因,智能驾驶概莫能外。

第三,人类驾驶平均水平很难提高,机器智能则能持续提高。每一个人类驾驶员必然经历从不熟练到熟练的过程,新手期和经验不足期是无法跨越的必经之路,老司机的经验并不能复制移植到新司机的身体中,老司机的逝去和新司机的加入是永恒的常态,因此人类驾驶的平均水平很难显著提高(目前,我国5.23亿驾驶员的驾龄中位数为9年,平均数估计约为11.5年)。而经过测试允许上路的智驾系统,起点的驾驶水平一般就会超过人类驾驶员的平均水平,并且其驾驶经验和技术可以持续累积、不断提升,并能实现完整复制到任何一辆汽车上。随着技术的不断迭代,智能驾驶水平将越来越高,智能驾驶事故率与人类驾驶的事故率差距必然越来越大。

(三)实践表明智能驾驶事故率已低于人工驾驶事故率

2018年第三季度~2023年第四季度,特斯拉辅助驾驶的事故率基本处于全美平均水平的1/6~1/10。根据特斯拉车辆安全报告,2023年第四季度,在驾驶中使用autopilot辅助驾驶功能的,平均每867万公里行驶里程会发生一起碰撞事故。驾驶中未使用autopilot辅助驾驶功能的,平均每161万公里的行驶里程就会发生一起碰撞事故。相比之下,据美国国家公路交通安全管理局(nhtsa)和联邦公路管理局(fhwa)公布的自2022年以来的最新数据显示,美国境内大约每108万公里行驶里程即发生一起车辆碰撞事故。换算而言,每行驶千万公里,使用autopilot辅助驾驶功能的特斯拉汽车平均发生事故1.2起,未使用autopilot功能的汽车平均发生事故6.2起,全美平均发生事故9.3起。

自动驾驶出租车公司waymo的运营数据表明,无人车事故率比人类驾驶低85%。waymo是谷歌母公司alphabet旗下的子公司,waymo的自动驾驶系统名为“waymo driver”。2023年12月,waymo发布自动驾驶调查报告,相关数据显示,2023年waymo已提供了70万次载客服务,无人驾驶里程达1136万公里,其中凤凰城为854万公里,旧金山为281万公里,洛杉矶则为7.4万公里。与人类驾驶员在waymo运营的城市中驾驶相同距离的车辆相比,waymo涉及任何伤害(从轻伤到重伤和死亡)的碰撞率降低了85%(waymo驾驶员每百万英里的碰撞率为0.41%,而人类基准为2.78%),较警方报告的车祸率降低了57%(waymo司机每百万英里发生事故2.1起,人类发生事故基准为4.85 起)。瑞士再保险的研究表明,与超过60万份索赔和超过1250亿英里风险敞口的人类驾驶员数据相比,waymo的全自动驾驶技术将财产损失索赔的频率降低了76%(从每百万英里的3.26起索赔减少到0.78起)。

中国的智能驾驶事故率也低于人工驾驶。百度apollo自动驾驶1亿公里实现0重大伤亡事故,旗下的萝卜快跑无人出租车600万订单,保险出险率仅为人类司机的十四分之一。2023年小鹏用户在开启智能驾驶状态下,平均每百万公里事故率约为手动驾驶的十分之一。杭州市无人驾驶技术累计安全测试里程超120万公里,主动事故率为零。

(四)未来展望

汽车智能化的发展趋势不会改变。随着以人工智能为代表的第四次科技革命如火如荼兴起,人类社会已经逐渐步入智能化时代,生产生活的方方面面都逐渐走向智能化,汽车也不会例外。随着传感器、算法和算力的不断提升,汽车将能够更加精准地感知周围环境,更加智能地做出决策。为促进自动驾驶技术的研发和应用,国内外已出台系列支持政策。我国陆续发布《智能汽车创新发展战略》《智能汽车基础地图标准体系建设指南(2023版)》《国家车联网产业标准体系建设指南(智能网联汽车)(2023版)》等文件,同时推动自动驾驶技术试点示范,多个城市已开展测试并取得显著成效。国际方面,美欧等发达国家和地区已制定详细发展规划,加大支持力度,并积极开展国际合作,共同推动自动驾驶技术全球发展。交通意外一直是除疾病之外人类的最大杀手,智能驾驶普及后如果能将事故率降低至目前的1/10,那么每年就能挽救100多万的生命,避免数千万人受伤。这可能是新能源汽车在esg(环境、社会和治理)领域,除对环境贡献之外更大的社会贡献。

智能驾驶的发展将促进对人类驾驶员的替代。在美国,谷歌旗下的waymo自动驾驶出租车截至2023年11月底累计订单已超过70万单,目前服务范围和人群进一步扩大;在中国,百度旗下的萝卜快跑无人驾驶出租车截至2024年第一季度已经累计提供服务超600万单。相较于传统出租车和网约车,无人驾驶出租车成本更低,安全性更高,运营时间更长,运营车辆司机这一岗位也会随之减少。私家车也会逐步从目前的辅助驾驶,提升到自动驾驶,其中部分私家车还可能变成无人驾驶网约车。总之,随着智能驾驶技术持续进步和相关配套法规的不断完善,智能驾驶现阶段的缺点和不足将会得到不断改进,人类作为驾驶员的角色将逐渐被替代,未来或仅保留汽车乘坐者的角色。


五、分布式储能:电动汽车的跨界功能

电动汽车作为储能设施具有技术可行性。与普通的用电负荷不同,电动汽车负荷具有高度可调节性,因此能够灵活调整充电时间与充电功率,即通过在负荷低谷期充电,从而减少和避免弃电;更重要的是,电动汽车还可以作为用户侧储能设施,提供车辆到电网的“放电”功能(即v2g,vehicle to grid),在负荷高峰期向电网提供电力,从而实现对电网负荷的“削峰填谷”。相较于高昂的电网扩容投资,电动汽车作为储能设施,具有极为显著的潜在商业价值。

电动汽车保有量的扩大提高了作为储能设施的规模可行性。截至2024年6月底,全国机动车保有量达4.4亿辆,其中汽车3.45亿辆,全国新能源汽车保有量为2472万辆,其中纯电动汽车保有量为1813.4万辆。2024年上半年新注册登记新能源汽车为439.7万辆,同比增长39.41%,创历史新高。随着电动汽车保有量的增加,将电动汽车作为储能设施在技术可行性之外,又逐渐具备了规模可行性。

目前,电动汽车作为储能设施还处于早期阶段,尚未开展大规模商用,因此着重从政策因素和试点示范效果两个方面考察进展与前景。

(一)汽车储能是国家政策鼓励的重要方向

近年来,国家和地方层面出台了一系列鼓励车网互动的政策。其中,2023年12月,国家发展改革委、国家能源局、工业和信息化部、市场监管总局联合印发了《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》(发改能源〔2023〕1721号),是截止目前车网互动最系统、最全面的一份文件。《实施意见》指出,新能源汽车通过充换电设施与供电网络相连,构建新能源汽车与供电网络的信息流、能量流双向互动体系,可有效发挥动力电池作为可控负荷或移动储能的灵活性调节能力,为新型电力系统高效经济运行提供了重要支撑。车网互动主要包括智能有序充电、双向充放电等形式,可参与削峰填谷、虚拟电厂、聚合交易等应用场景。

在发展目标上,《实施意见》提出,到2025年我国车网互动技术标准体系初步建成,充电峰谷电价机制全面实施并持续优化,市场机制建设取得重要进展,初步在长三角、珠三角、京津冀鲁、川渝等条件相对成熟的地区开展车网互动规模化试点示范,力争2025年底前建成5个以上示范城市以及50个以上双向充放电示范项目,力争2025年参与试点示范的城市全年充电电量60%以上集中在低谷时段、私人充电桩充电电量80%以上集中在低谷时段,新能源汽车作为移动式电化学储能资源的潜力通过试点示范得到初步验证。到2030年,我国车网互动技术标准体系基本建成,市场机制更加完善,车网互动实现规模化应用,智能有序充电全面推广,新能源汽车成为电化学储能体系的重要组成部分,力争为电力系统提供千万千瓦级的双向灵活性调节能力。

(二)汽车储能试点示范已展现商业潜力

近年来,在国家电网、南方电网等主导下,国内多个地方建设了越来越多的充放电基础设施,开展了一系列新能源汽车与电网互动试点验证。2020年6月,北京中再中心车网互动示范站投运,这是全国第一个商业运营的v2g充放电站,有12个充放电双向桩。2021年4月,我国最大的工业园区v2g商业化示范站在保定长城工业园区建成投运,园区内共布局50个v2g充电桩。2023年8月,国内规模最大的v2g试验在国网无锡供电公司车网互动验证中心完成,配置了50台60kw的v2g直流充电桩,实验数据显示,50台新能源车的反向送电功率接近2000kw,送出的电量可满足133户居民一天的日常用电。

2024年4月10日,由中安能源协同省充换电公司建成的安徽首座v2b充电站正式投产运营。与普通充电站相比,v2b不仅可以满足新能源汽车充电的需求,还可逆向将新能源汽车动力电池的电量释放到建筑中,帮助楼宇解决高峰期用电需求,减少对电网的依赖,车主也可获得售电收益。按照谷时充电,峰时放电,车主可获利约0.6元/度电,按照一次放电50度计算,每次可获利约30元,放电产生的收益作为余额存入车主“皖小能”(安徽省充换电公司服务平台)个人账户,方便车主在后期充电中使用。

2024年5月15日,南方电网在深圳成功开展全国最大规模的车网互动应用。本次响应中,深圳市1420辆车参与“有序充电”,53辆车参与“反向放电”,削峰电量规模达4389度,相当于548户家庭一天的用电需求。本次示范应用实践是国内首次城市级规模化车网互动响应,也是国内迄今为止影响最广泛、场景最全面、调度最复杂的多元场景车网互动应用实践。截至2024年4月底,深圳已建成车网互动示范站137座,可调节电力超40万千瓦。深圳市新能源汽车已超100万辆,市面上部分车企车型已具备反向放电功能。假设现存车辆全部具备反向放电功能,车载电池的储能潜力可达5000万度,预计最大可控负荷超300万千瓦,几乎相当于5台中型燃煤发电机组的体量。

截至目前,国家电网已经在10余个省市开展了车网互动试点项目建设,累计部署300多个v2g场站、1000余个v2g桩,并依托试点项目探索v2g参与一般工商业削峰填谷、配网互动等多场景应用。在国网“e充电”app上,用户可以选择v2g服务,参与车网互动。根据对部分参与者的调研,在理想状态下,普通私家车车主参与车网互动,基本可实现免费开车。

(三)未来展望

高保有量的电动汽车有望成为最大的储能设施。截至2024年6月,全国汽车保有量为3.45亿辆;假定未来全国汽车保有量增加至4亿辆,并且随着电动渗透率越来越高,75%将为电动汽车。那么全国将有3亿辆电动汽车,假定其中1.5亿辆为纯电动汽车,每辆电动汽车的电池储量为60kwh(对应500km左右续航),那么合计储量为90亿kwh,如果其中80%储量可以用来进行充放电调峰填谷,就相当于72亿kwh容量的储能设施。2023年全社会用电量为9.22万亿kwh,平均每天的用电量为252.7亿kwh,即使未来全社会用电量翻倍,平均每天用电量增至500亿kwh,那么电动汽车可调节电量为72亿kwh,能够达到全社会日均用电量的14.4%,再建设部分其他类型的储能设施作为补充,基本可以满足电网的调峰填谷需求。未来随着插电电池容量提高以及插电汽车逐步向纯电动汽车转换,电动汽车整体的可用储能容量会更大。

电动汽车储能成本远低于其他储能方式。以比亚迪的刀片电池为例,可以实现充放电3000次(也就是连续8年每天充放电一次)后,电池衰减低于20%。据统计,50%的私家电动汽车日行驶里程小于30km,80%的私家电动汽车日行驶里程小于50km,每日消耗电量不到电池容量的10%。私家电动汽车平均每天停放时间超过20个小时,用电低谷低电价充电,用电高峰高电价放电,可以自动实现收益,并不需要额外支出。而其他储能方式(抽水储能、氢能储能、空气压缩储能、飞轮储能等)都需要大量资本投资和运营费用,在经济性上完全比不上电动汽车储能,因为电动汽车储能投资成本主要为v2g电桩与普通充电桩之间的差价。这种模式类似兼职网约车,成本低于专职出租车,由于成本的不对等,导致网约车规模迅速超越出租车。

电动汽车储能的落地推广将加速电动汽车对燃油车的替代。当各项基础设施逐渐建设完善后,大量电动汽车车主会积极参与车网互动。电动汽车可以通过用电低谷低价充电、用电高峰高价放电自动赚取电价差价,所获收益有望超过日常使用电费,实现零成本充电甚至有净收益。“用车成本”向“用车收益”的革命性转变,将进一步加大电动汽车对传统燃油车的优势,从而加速替代进程。

总的来看,新能源汽车产业的崛起与发展带给我们无尽的思考。我们眼里的汽车到底是什么?从它诞生至今的漫长岁月里,汽车一直扮演着纯粹的交通工具角色。但随着新能源汽车的异军突起,电动化、智能化和网联化赋予了汽车前所未有的新功能。未来,汽车不仅是交通工具,还是智能终端和智能空间,还可以是储能设施,或是无人驾驶共享网约车,既是多用途消费品,也是无需投入人力就能产生收益的投资品。

对于汽车厂商来说,如果今天还把汽车仅仅定位为交通工具来发展,那么功能手机的结局一定是前车之鉴。而那些洞察了长远趋势,将汽车与ai、储能等融合发展并持续拓展的厂商,最有可能赢得未来。新能源汽车产业如何演进,国资央企在产业转型发展中如何再铸辉煌,运营公司在布局优化中如何发挥功能作用,值得我们长期关注并深入思考。

(国新研究院/国新咨询)


注释

资料来源:

资料来源:

世界资源研究所,中国新能源汽车规模化推广对电网的影响分析。



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