2011年9月8日,中國國務院常務會議審議并原則通過了《國務院關于加快培育和發(fā)展戰(zhàn)略性新興產業(yè)的決定》。其中新能源汽車產業(yè)被列入戰(zhàn)略新興產業(yè)范疇,在新能源汽車中,電動汽車又是重中之重,如果其得到長足發(fā)展必將對我國經濟、社會的全面進步產生十分重要的影響。筆者經過多次實驗、分析與總結,認為在目前技術條件下,不需國家資金補貼,生產、銷售能與傳統汽車進行市場競爭的電動汽車已經初步具備條件。本文對目前電動汽車發(fā)展遇到困境的原因做了相應的分析,并提出了一些解決問題的方法。對國家如何引導電動汽車跨越式發(fā)展提出了自己的建議,僅供新能源汽車政策決策者和企業(yè)相關人員及欲購買電動汽車的消費者參考。文章的不足之處歡迎大家批評指正。
一、電動汽車現狀
自去年5月份國家發(fā)布《私人購買新能源汽車試點財政補助資金管理暫行辦法》以來,國內隨即掀起了一股新能源汽車熱,在汽車展會上幾乎所有汽車生產廠家都展出了新能源汽車,并且均以電動汽車(嚴格講應該叫電動乘用車但人們已經習慣了稱電動汽車)為主,也有少量的插電式混合動力汽車展出。但是經過一年多的實踐,并沒有激發(fā)出民眾的購買欲望,五個試點城市銷量少之又少,杭州電動出租車和上海電動客車的自燃更是雪上加霜。溫總理在“求是”雜志上發(fā)文對新能源汽車的技術路線和最終產品的確定上也提出了質疑,不少專家也紛紛發(fā)表言論說電動汽車要長足發(fā)展至少還需5到10年時間,電動汽車發(fā)展“遇冷”已成為不爭的事實,再也很難見到有人提“彎道超車”,電動汽車的出路在何方又成了百姓和媒體關注的焦點。
在傳統汽車可以說是盡善盡美的今天,要想使廣大民眾接受新能源汽車實屬不易,其替代品必須在價格、性能、使用便捷性、使用安全性、使用成本和使用壽命都能讓消費者滿意的條件下才有可能真正走向市場。
二、什么樣的電動汽車能滿足廣大民眾的需求
筆者參考有關部門調查報道,再經過多方調研、分析、總結認為,在目前使用鋰電池為車載儲能裝置的技術條件下,電動汽車至少應該滿足以下條件才能有大部分民眾考慮購買:
1、電動汽車與同級別傳統汽車相比其售價相差不大,整車售價在15萬元以下。
2、對于消費者來講續(xù)航能力越長則越容易接受,但是續(xù)航能力的多少與電動汽車造價與使用成本密切相關,綜合考慮可以將實際城市綜合工況下續(xù)航能力分為三個檔次,分別是100公里、200公里和300公里。家用、公用與出租不同的消費者可以根據自己需求選擇。
3、電動汽車的最高時速能達到100公里/小時以上,爬坡能力、加速性能及安全性至少能達到與傳統汽車相同的最低要求。
4、廠商承諾電動汽車的電池組、電機和控制器保修使用壽命按續(xù)航能力分別如下:續(xù)航能力分別為100、200、300公里的電動汽車其保修使用壽命分別為10、20、40萬公里(或5年以先到為主)。出保修期后消費者更換電池的費用加上使用電費總費用要比同級別傳統汽車總使用費用低至少2萬元以上。
5、充電基礎設施基本完善,以保證電動汽車電池電能快耗盡時能及時補充電能而不至于因缺電拋錨。
下面就以上條件逐一做粗淺的分析。
(1)關于電動汽車售價
電動汽車與傳統汽車相比最大的優(yōu)勢是平時使用費用低,傳統汽車的平時維護保養(yǎng)費用基本上就夠電動汽車的充電費用了,所以電動汽車耗電費用與傳統汽車加油費用相比幾乎可以忽略不計,為此最想購買電動汽車的人群主要是那些中低收入者。而這部分人群對于汽車的售價相當敏感,既便宜,使用費用又低的汽車是他們購車的首選,家中有充電條件的部分購車者在電動汽車的售價與同級別傳統汽車售價接近時就會出手購買。一般來說,這部分購車群體所選傳統汽車車型均為中、中低和低檔車型,價格一般都在15萬元以下,所以他們期望電動汽車的售價也應在15萬元以下,且使用性能與同級別傳統汽車差異不大。現在上市的新能源汽車的售價大多都高出同級別傳統汽車一倍以上,作為消費者,首先考慮初始購買價格太高,一次性投入太大,然后要計算與同級別傳統汽車相比多久才能收回購車時多花出去的費用。因此,對目前已上市但價格高高在上的新能源汽車只能是望而卻步。
與上了工信部推薦目錄國家重金補貼并大力推廣的新能源汽車銷路慘淡形成鮮明對比的是在山東省售價3萬左右的低速電動汽車卻實現了產銷兩旺,據統計上半年實現產量3.4萬輛全年有望達到7萬輛。這些被冠以“山寨版”的低速電動汽車非但得不到國家任何補貼還無法取得“準生證”,購買者也不能取得合法的牌照,這些電動汽車不僅速度低、而且電池的使用壽命一般不超過兩年和5萬公里,但是仍有如此強大的生命力,這種冰火兩重天的情況充分說明一個問題即電動汽車不是沒有市場,只要價格符合消費者的心理購買價位就能很快打開市場。所以新能源汽車的售價是決定新能源汽車能否走向市場的最關鍵因素。
關于如何降低電動汽車的制造成本和售價在以后的章節(jié)中再做詳盡分析。
(2)關于電動汽車的續(xù)航能力
對于購車主要用于上下班或家庭短途出行為主的消費者來講,每天的出行距離一般不超過100公里,這部分用戶可以選擇續(xù)航能力在100公里的電動汽車,雖然100公里的續(xù)航能力與傳統汽車相比有很大差距,但是由于其電池容量小售價也容易被消費者接受,山東省續(xù)航能力在100公里左右的低速電動汽車熱銷也充分證明了這一點。對于企業(yè)、事業(yè)、機關等公用汽車一般每天行駛200公里左右,對于出租汽車則要求電動汽車續(xù)航能力要達到300公里以上。
我們在考慮保證續(xù)航能力時,也要同時考慮電動汽車的使用壽命和使用成本,使用壽命和使用成本與電池的循環(huán)次數、電池的使用年限(也可以把使用年限定義為日歷壽命,對于日歷壽命的詳細解釋應該是在實際使用完全充放電次數少于電池的額定循環(huán)次數的正常使用條件下,電池容量隨時間推移逐步衰減至期初容量的80%所能維持的年限。)以及電池的售價密切相關。目前單體鋰電池的循環(huán)次數可以達到2000次,電池組的循環(huán)次數約1500次,電池的使用年限大部分電池廠家承諾為5年,目前電池的采購價約為3000元/千瓦時。我們按此條件可以逐一分析一下電動汽車的續(xù)航能力與使用壽命和使用成本的關系。
根據筆者多次試驗,一輛自重1噸左右的五人座電動汽車(其中采用了多項節(jié)能技術)車載20千瓦時容量的鋰電池,實際續(xù)航能力在200公里左右。按此推算,再考慮電池容量的逐步衰減因素,續(xù)航能力為100、200、300公里的電動汽車其車載鋰電池容量分別約為10、22、36千瓦時左右。對于續(xù)航能力為100公里的電動汽車5年可以行駛13萬公里左右,其耗電費用約6500元,更換一組電池的費用為3萬元,費用總計3.65萬元,而同級別傳統汽車行駛13萬公里使用保養(yǎng)費加燃料費總計約8萬元,5年可以節(jié)約使用費用4萬元左右。對于續(xù)航能力為200公里的電動汽車,5年可以行駛30萬公里左右,換一組電池約為6.6萬元,加上電費1.5萬元,費用總計約8.1萬元,同級別傳統汽車30萬公里總使用費用約19萬元,5年可以節(jié)省使用費用11萬元左右;對于用于出租的電動汽車來講,5年可以運行50萬公里以上,所耗電費約2.5萬元,換一組電池約11萬元,總計約13.5萬元,傳統汽車所耗燃料費和保養(yǎng)費約32.5萬元,可以節(jié)約使用費用約19萬元。
通過以上分析電動汽車的續(xù)航能力只有與消費者實際使用條件基本一致時才能取得良好的經濟效益。如果家庭用車選用了續(xù)航能力為200公里的電動汽車,5年其行駛里程如在10萬公里左右,因為電池的使用年限為5年,其電費加更換電池的費用約7萬元左右,比傳統汽車還要多,就不經濟了。
(3)關于電動汽車的動力性能指標
根據空氣動力學原理,汽車的行駛阻力與汽車行駛速度的立方成正比。筆者通過實驗也證明當汽車速度高于70公里/小時以上時,所需功率就會急劇增加,筆者通過對在現有傳統汽車的基礎上改裝出來的電動汽車進行試驗,自重一噸左右的五人座電動汽車在時速達到100公里/小時時所需功率在25千瓦以上。這樣車上如果配載25千瓦時容量的電池組,也難以支持電動汽車連續(xù)高速行駛100公里。由于目前鋰電池組的能量密度大多在100瓦時/公斤左右。裝載25千瓦時容量的電池組其重量就高達250公斤左右?;诔杀竞碗姵亟M的容量限制,電動汽車還不具備滿足城際間長距離高速行駛的條件,所以目前電動汽車的銷售對象主要應該是在城市道路和普通公路上行駛為主的消費人群。由于城市道路和普通公路的速度限制一般都在80公里/小時以下,城市快速路速度限制一般在100公里/小時以內。所以電動汽車最高時速能達到100公里/小時就能基本滿足消費者在城市道路和普通公路上行駛的要求。
電動汽車的設計最高時速在100公里/小時與設計最高時速150公里/小時所需電機功率有非常大的區(qū)別。電機功率越大成本越高、重量越重,在相同較低速度行駛時裝有大功率電機的電動汽車會比裝有小功率電機的電動汽車消耗能量大。從節(jié)約能量提高續(xù)航能力角度考慮電動汽車的最高設計時速標準不宜定的過高。但是從城市車多、避免擁堵角度考慮電動汽車的最高設計速度也不宜過低,綜合考慮最高設計時速在100公里/小時應該是一個比較合理的選擇。
在目前由于電動汽車還處于起步階段,國家并沒有制定電動乘用車的通用技術條件標準。據報道幾年前曾有一個標準上報工信部,其中規(guī)定電動乘用車的最高時速要高于85公里/小時,但至今也未見公布。
(4) 關于電動汽車的承保使用壽命
目前傳統汽車的承保條件一般是兩年或六萬公里,現在電動汽車的承保一般是5年或10萬公里,按說電動汽車承保條件已經高于傳統汽車,消費者應該滿意了,可是消費者卻不買賬,下面分析一下原因。
傳統汽車雖然只有承保兩年或6萬公里,但人們對非常成熟的傳統汽車已經有了清楚的了解,即便是發(fā)動機在運行30萬公里以后需要大修其維修費也是可以承受的。而消費者對電動汽車還比較陌生,人們對電動汽車的真實使用壽命及使用成本還不了解,最擔心的就是電池組的使用壽命與更換電池的費用,如果廠商的承保條件不能達到讓消費者放心的水平,消費者就難以下決心購買。
通過上一節(jié)關于續(xù)航能力與使用壽命及使用成本分析,只要廠商能夠承諾續(xù)航能力分別為100、200、300公里的電動汽車其保修條件分別達到10、20、40萬公里(5年以先到為主),且更換電池費用分別不超過3、7、11萬元,消費者就不會再擔心使用費用問題了。從燃油價格逐年升高和鋰電池價格逐年降低的趨勢看,5年后燃料費用也許會更高,更換電池的費用會更低,5年后電池的使用年限有望達到10年以上,那時電動汽車所節(jié)約的使用費用就會更多。如果消費者能夠懂得這些知識,電動汽車的售價也與同級別傳統汽車接近,電動汽車的推廣就不會再困難重重了。
(5) 關于電動汽車的能量補充方式
由于電動汽車的普及是建立在停車位有充電條件的基礎上,這與傳統汽車的能源補充方式有了本質上的區(qū)別,傳統汽車完全依賴加油站。這樣必然是充電站的需求遠少于加油站的需求。所以一個城市所建立的快速充電站應該不會很多,再者可以考慮在公共停車場、路邊停車位甚至單位等停車場安裝一些可以計量刷卡的充電樁,消費者可以在辦事、購物、娛樂、游園、上班等期間順便補充電能,充電樁可以做成慢充和中充兩種,這樣即可解決消費者出行怕電量不足開不回家的擔憂。建普通220V電壓的交流電充電樁的投資要比建快速充電站的費用低得多,也不需有專人值守,其充電成本可以做到與家中充電基本一致。如果安裝的是能按峰谷電分別計價的充電樁,用戶主要在夜間給電動汽車充電,那么一方面可以避免電動汽車推廣給電網容量造成沖擊,另一方面也可以為用戶節(jié)約電費,如按低谷電費每度電0.28元計算,百公里耗電10度左右的電動汽車其百公里行駛費用還不到3元,這是比乘坐任何公共交通工具還低的費用。
如果試點城市在有適銷對路的電動汽車大量上市,以上所說這些公共充電設施完備,新能源汽車的普及就可以做到一步到位,實現用電動汽車圓夢“彎道超車”的理想。就可以不用再投巨資研發(fā)造價更加昂貴的插電式混合動力汽車或者增程型電動汽車了。
三、如何生產出滿足消費者需要的電動汽車,破解電動汽車發(fā)展難題
無數事實證明,任何一種想參與市場競爭的產品如果一開始就建立在國家補貼的基礎上,從長遠看是沒有出路的,國家遲早會取消補貼。一種產品想取得可持續(xù)發(fā)展必須建立在國家有稅收、企業(yè)有利潤和消費者得實惠的前提之下。
下面談一下電動汽車的制造成本。
為了便于比較,我們把售價在10到15萬元的乘用車稱為中檔汽車,把售價在5到10萬元的稱為中低檔汽車,把售價在5萬元以下的稱為低檔汽車。在傳統汽車中,常見款式汽車排量最大的自動檔與排量最小的手動檔之間的差價約3到7萬元左右。以此推算,售價10到15萬元的傳統汽車去除發(fā)動機、變速箱、冷卻水箱等部件成本,其車體成本(減去銷售費用和利潤約3萬元)應該在3到7萬元左右。為便于比較中檔汽車取其平均值,車體成本5萬元左右,以此類推,中低檔汽車車體成本為3萬元左右,低檔汽車車體成本為2萬元左右。有了以上數據就可以大致推算出各檔電動汽車的生產成本及售價。
根據筆者所了解的情況,目前鋰電池的采購價約3000元/千瓦時,鋰電池生產成本約1500元/千瓦時;能源管理系統采購價約500元/千瓦時,生產成本約200元/千瓦時;電機加控制器采購價約2萬元,生產成本約1萬元;傳動系統約2000元,車載充電器約2000元。,續(xù)航能力為100、200、300公里的電動汽車其車載鋰電池容量分別約為10、22、36千瓦時左右。
因此要想制造出與傳統汽車成本接近的電動汽車,必須整車廠自己生產電池、能源管理系統、電機及控制器,否則成本很難降下來,也難以保證承保條件的具體落實,如果電池、能源管理系統、電機和控制器分別由不同單位制造,一旦出現質量問題很容易出現互相推諉的現象,最終影響消費者的利益。