石炜:新能源车的赛道很宽、变化很快,中企切不可掉以轻心

  【文/观察者网专栏作者 石炜】

  无论我们是否承认,一场能源革命正在拉开帷幕。

  世界范围内,如何更好地实现低碳、节能,已经成为主流国家的主流意识。而新能源汽车的迅速发展,正是这场能源革命中极为重要的一环。

  我曾在观察者网撰文介绍中国新能源汽车的发展。作为一个对新能源汽车感兴趣,且曾在2018-2019年访问美国一年的八零后,在这里就我所了解到的美国新能源汽车发展的现状和诸位聊聊。而且最近特斯拉汽车消费者维权事件,也让外界更深切地体会到新能源汽车发展背后的复杂性。

  在正式谈美国新能源汽车之前,我们有必要了解一些背景知识,主要包括美国汽车产业界的现状,以及新能源汽车的定义、分类和发展。

  石炜:新能源车的赛道很宽、变化很快,中企切不可掉以轻心

  4月20日,美国总统拜登以视频方式参观美国一家新能源汽车生产中心 视频截图

  首先,看看美国汽车产业的大致情况。美国被称为车轮上的国家,美国普通民众的居住和生活方式决定了交通出行对私人汽车的严重依赖性。从1920年代开始,美国就进入了汽车社会,至今差不多有一百年了。即使如此,现在汽车业仍是美国制造业的主要支柱之一,也是美国产业工人比较集中的领域。

  我们可以看一组宏观数据:美国曾是世界第一大汽车销售市场,但这个冠军宝座目前已被中国取代;可美国仍是世界第二大新车销售市场,且遥遥领先第三名的日本(当然,中国市场的销量同样遥遥领先美国)。2020年,全球汽车总销量达7798万辆,其中接近三分之一在中国,2531万辆;其次是美国,1445万辆;第三是日本,460万辆。去年的新车销量,中国约等于美国、日本、德国、印度的总和,也就是第二到第五名的总和;而美国约等于日本、德国、印度、法国、巴西的总和,差不多是第三名到第七名的总和。可以说,美国市场是这个世界上仅次于中国的单一汽车新车销售市场,重要性不言而喻。

  另外,我们也有必要对新能源汽车做一点小科普。新能源中的“新”,是针对传统燃油车而言的。传统汽车的燃料主要包括汽油和柴油。从上世纪末开始,一部分国家和地区,包括中国在内,尝试向汽油中添加乙醇或甲醇。这样做一方面是为了缓解不时出现的石油供应紧张,另一方面也是因为添加的乙醇多数为生物乙醇,来源于光合作用,是一种可持续能源,相当于间接降低了碳排放,同时乙醇汽油还可以提高汽油的抗震爆性,有利于提升标号。

  在美国,多数加油站都提供几种类型的汽油,其标号分为87、89、91号等,部分提供E15、E85类型的选择。数字表示乙醇的添加比例,15%和85%。当然,E85其实基本上就是乙醇了。这类汽油虽然油耗会增加,但价格更便宜。我在美国期间,汽车加油基本上都是加便宜的E15。不加更便宜的E85,是因为我的二手车(其实已经是四手了)不支持。

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  美国多数加油站都提供不同类型的汽油 作者供图

  虽然这类汽油因为添加了可再生的乙醇,从某种意义上来说,相对减少了碳排放,但乙醇的生产需要消耗粮食,而粮食的生产也需要消耗农药、化肥,燃料乙醇还可能推高粮食价格,造成道义上的难题。所以一般使用这类汽油的汽车,仍被归类为传统燃料汽车。这类汽车的动力来源是依靠燃料在内燃机中燃烧,推动活塞来做功的。

  而现在我们定义的新能源汽车,则是指依靠电动机驱动的汽车。可以说,我们现代定义的所有的新能源汽车,一定是由电机来驱动的。至于这个电从哪里来,就可以分类了。比如完全来自于锂电池,则是纯电动汽车BEV;部分来自于电池,同时保留内燃机,且电池可以独立充电,则是插电式混动汽车PHEV,或增程式电动汽车EREV;完全来自于内燃机,就是HEV,但HEV因为不能独立充电,在许多国家都不被认为是新能源汽车;而如果电的来源是燃料电池,则是燃料电池汽车FCEV。这其中又主要以氢燃料电池为主。目前最有代表性的新能源汽车,不外乎三类:BEV,PHEV和FCEV。

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  有了这些背景知识,我们可以来了解一下美国新能源汽车的发展现状。

  美国新能源汽车发展的历史其实很早。抛开早期的铅酸电池驱动的汽车不谈,20世纪70年代开始的石油危机,让美国人意识到开发汽油替代能源的重要性。美国通用汽车EV1就是一款诞生于1996年12月的极具代表性的电动汽车。促成这款车诞生的,不仅仅是对石油产量的担忧,更是因为美国加州深受汽车尾气之害的空气质量,以及在此背景下诞生的美国清洁空气法案修正案。

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  美国通用生产的EV1电动汽车

  但是,这款车早期使用的依然是铅酸电池,续航仅有90英里,也就是145公里左右。实际续航里程,在加州温暖的冬天,可能只有不到100公里。后续车型改用镍氢充电电池,续航增加到约180公里。这款两座车的售价达到3.5万美元,在当时已经是一个很高的价格了。

  其实EV1身上已经可以看到很多现代电动汽车的影子。例如它强劲的动力(0-80公里时速仅需7秒),极低的风阻系数,其原型车的风阻系数甚至低至0.19,比我们现在几乎所有量产车都低。此外,这辆车还拥有动能回收技术,甚至还有快充技术:在美国110V的民用电系统中充满电需要15小时,但使用通用自己的220V充电系统,只需3小时。这款车在当时加州的用户群中有着相当正面的评价,诸如静音、无尾气排放、良好的驾驶感受等。即使续航里程有限,但在市区使用也足够了。

  但是,这样一款车的最终产量只有1117辆,并且于2003年停产后就再也没有复产过。导致这款车夭折的原因,有电池寿命短、充电时间长、价格昂贵等等,但最主要的是政商斗争。正如EV1的诞生和加州促进空气洁净的政策紧密相关,其最终停产并消亡也和政的变迁分不开。部分燃油车企和美国的石油公司开始相互串通,联合向加州政府施压,导致早前鼓励电动汽车发展的法规被修改。

  一旦政策改变,通用公司的研发热情就降低不少。再加上EV1高昂的研发费用和极低的销量导致这款车不仅没有给通用带来利润,反而还成了拖累。况且当时电池技术还没看到有多好的前景,这款车就此被正式宣告停产。

  不仅如此,加州修改后的法规甚至要求当时还能正常使用的EV1都必须强制召回并销毁。即使不少消费者强烈反对,但这一法规仍被通过并强制执行。美国电动汽车的技术和市场先驱者EV1,就这样在政商利益勾结中夭折。

  当然,通用汽车公司并没有完全放弃电动化的线路。2016年,通用旗下的雪佛兰推出了另一款电动汽车Bolt。只是,时过境迁,此时通用汽车早已丧失了在电动汽车领域里的先发技术优势。此时的美国和世界,汽车电动化的声音已经越来越大,加入竞争的厂商也越来越多。就在同一年,另一家颇具争议的美国汽车公司特斯拉,正式发布其旗下最重要的车型Model 3。

  至此,美国电动汽车的发展已经很明晰了。特斯拉代表着最激进、也是最引人注目的厂商,同时更多的美国汽车公司也在艰难地向电动化转型。

  为什么要发展电动汽车呢?在中国,我们的答案可能更多地和能源安全有关。但是在美国,这的确是引发很多争议的一个问题。

  石炜:新能源车的赛道很宽、变化很快,中企切不可掉以轻心

  美国加州的特斯拉工厂 图自路透社

  美国发展新能源汽车最激进的州是加利福尼亚州,加州也是美国民主党大本营。加州在美国的地位是比较特殊的:它是美国GDP最高的一个州,且遥遥领先第二名的得克萨斯州。2019年,加州GDP高达2.96万亿美元,比得克萨斯州的1.76万亿美元高出近7成。同时,加州也是美国人口最多的州,达到4千万人,相比之下第二名的得克萨斯州只有不到3千万。加州经济以硅谷为代表的IT业闻名于世,在政治上明显偏左(美国式左翼),对于移民、环保及各类政治正确议题比较支持。

  加州的自然环境即好又坏:好的是气候温暖,阳光明媚;坏的则是相对干旱,且在加州沿太平洋的部分地区,因为落基山脉的阻挡,空气污染物难以被吹散,所以空气质量在美国一直是排名倒数的。正因如此,遏制空气污染在加州就是政治正确。20世纪50年代洛杉矶的光化学烟雾事件震惊全美乃至世界。新能源汽车,尤其是纯电动汽车,其行驶过程中的零排放特点,从一开始就受到加州关注。包括前文介绍的EV1,也诞生于加州。而现在全球最著名的电动乘用车厂商特斯拉,其创始地硅谷和总部所在地Palo Alto,也毫无意外地位于加州。

  2019年,笔者在美国中部的Iowa州,曾在停车场见过为数不多的几辆特斯拉汽车。更多的依然是燃油汽车,包括丰田的不插电混动汽车。Iowa州虽然并不出名,但实际上美国的第一辆纯电动汽车就诞生在该州州府德梅因(Des Moines),由化学家William Morrison于1890年一手打造的一辆可供六人乘坐的铅酸电池驱动汽车。

  更多的美国人对电动汽车不以为然。笔者曾在2019年间到访美国东部、中部、西部的十几个州,但在高速公路上鲜少见到纯电动汽车,更是几乎没见过公共充电站。可以说,特斯拉创立初期,基本上就局限于加州,也几乎只有加州的氛围和居民的环保意识,才得以让特斯拉走上迅速发展的道路。

  当然,随着环保议题的深入人心,逐渐在美国成为一种时尚和新的政治正确。普通美国人至少在公开场合内一定要说支持环保,否则会受到大家的谴责和鄙视。作为世界上浪费最严重的国家之一,美国人对自然资源的随意挥霍,让这一行为变得颇为讽刺:一群平时从不关空调、喜欢开大排量汽车、随意丢弃食物的人,却在不停地宣扬要环保、要节能,甚至要求发展中国家的人们宁可不发展也要减少碳排放。当然这是另一个话题,这里就不展开讲了。

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  民主党新科议员科尔特斯(Alexandria Ocasio-Cortez)、马萨诸塞州民主党参议员埃德·马基(Ed Markey)等人提出“绿色新政”,曾遭美国参议院否决。

  无论如何,环保成为美国社会的一种时尚后,新能源汽车作为环保的标签之一,在全美就得到了道义上的赞同以及政策上的支持和鼓励。和中国一样,美国发展新能源汽车的初期,同样得到大量政府补贴和政策上的便利。例如,根据2010年的政策,美国消费者购买一辆新的电动汽车,就可以获得一次性的最高达7500美元的补贴,但如果车企销售超过20万辆的话,补贴会逐步退坡乃至取消。

  这一法规在众多电动车企的游说下,在2019年进行了修改,将20万辆的门槛提高到60万辆,最高补贴金额也下降到7000美元。同时,各地对电动汽车的行驶提供了相应的优待政策。此外,在充电基础设施建设方面,加州政府也提供了资金和金融支持。

  近年来,美国电动汽车的发展效果颇为显著。BEV和PHEV的销量,从2011年的1.78万辆上升到2019年的33.1万辆。尽管这一数据在2015年就被中国反超,但美国的新能源汽车销量一直稳居世界第二。

  2020年,受新冠疫情的影响,美国的插电式汽车(包括纯电动BEV和插电混动PHEV)的总销量降至29.6万辆,仅占新车比例的2.4%。虽然大幅落后于中国的130万辆,但仍领先第三名的德国19.4万辆。(注:不同数据来源和统计范围下,各国的新能源汽车销量有出入,德国19.4万辆的数据来源于德国道路交通监管机构KBA)在可预见的未来,美国的新能源汽车将长期占据世界第二的位置,是一个客观事实。

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  福特汽车公司推出量产版的Mustang品牌的Mach-e车型

  美国传统汽车制造商也在进行着艰难的转型。2021年1月28日,通用汽车公司表示,到2035年将停止汽油、柴油轻型汽车的销售,并完全过渡到电动汽车。福特汽车公司虽然仍处于向电动汽车转型的初期,但也计划在2025年前投资220亿美元用于电动化转型,目前也已在全美乃至全球推出量产版的Mustang品牌的Mach-e车型。这一车型的中国版,在刚刚过去的中国上海车展上也同步展出。

  再加上特斯拉——目前全球电动汽车销量最高的车企,美国车企在电动汽车领域的布局和发展也不容小觑。尤其现在是美国民主党执政,气候变迁和环保议题将一改特朗普治下的拉锯状态,成为政府的优先议题之一,因此电动汽车在美国的发展很可能会进一步加速。

  有机构预测,2021年美国的电动汽车销量将接近60万辆,占新车销售比例达到3.6%。在世界各地,包括中国市场,美国车企特斯拉旗下的Model 3和Model Y车型虽然因为自动驾驶或车辆失控造成多起事故,但依然在销量上取得巨大成功,且赚足名声。

  在刚刚过去的2021年一季度,美国纯电动汽车销量同比增长81%,达到近10万辆,尤其是特斯拉销量接近7万辆,占据71%的市场份额。销量最高的车型是特斯拉Model Y,其次是Model 3。而雪佛兰的Bolt和福特Mustang的Mach-e则屈居车型销量榜的第三和第四。美国本土厂商占据其纯电动汽车销量榜的绝大多数位置,其未来的发展也将步入快车道。

  除了目前的锂电池驱动的电动汽车,美国另一个值得一提的领域是氢燃料电池汽车。加州作为新能源汽车的前沿阵地,除了锂电池驱动的汽车外,也正在紧密布局氢燃料电池汽车。在加州,Truezero就运营着数十座加氢站,为当地的数千辆氢燃料电池汽车提供动力。日本和美国的民用汽车加氢站以及氢燃料电池汽车的应用,也走在了世界的前面。

  石炜:新能源车的赛道很宽、变化很快,中企切不可掉以轻心

  在加州,Truezero就运营着数十座加氢站

  氢燃料电池汽车的优势在于补能速度快,体验和加油类似,且能量密度高,适合长途、大马力运输,例如长途物流、长途客运等。氢燃料电池本质上不算是电池,其发出的电通过给汽车上的一块锂电池充电储存后,再放电驱动电机。所以,本质上氢燃料电池汽车应该叫做氢发电式增程汽车,只不过这个氢发电的过程是电化学过程,转化效率比内燃机的热效率要高得多。

  虽然氢燃料电池汽车目前在技术上还不成熟,且氢气来源也有相当大的争议,但作为未来汽车清洁能源的重要路径之一,美国和日本在这方面的技术优势是巨大的,相关的投入和积累,也从未停止过。

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  日本丰田汽车公司旗下氢燃料电池车MIRAI

  综上所述,即使中国的新能源汽车产业规模目前仍居世界第一,但来自美国、德国和日本的竞争者也越来越多,对手实力也越来越强大,且竞争路线更加趋于多元化。尤其是氢燃料电池技术,虽然我国也有企业在攻克相关技术,但目前在技术、市场、应用上仍是美日两国处于领先地位。

  如何继续保持现有优势,继续引领整个新能源汽车发展的潮流,是中国所有车企必须深刻思考和继续努力的一件事情。

  当然,作为消费者,我们大可不必迷信国外品牌和合资品牌。在纯电动汽车领域,我国是当之无愧的世界第一;在氢燃料电池汽车领域,我国也在努力发展,并未落后太多。至于中国的新能源汽车厂家,也希望他们能再接再厉、直面竞争,将最主要精力放在产品上,用品质说话,研发出更高效、更安全、更有竞争力的产品,在国内国际市场上全面开花。

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