『导读』 2021年1-10月，我国新能源汽车销量已经超过250万辆。中国科学院院士欧阳明高预测，今年新能源汽车总体大约在330万辆左右。他表示，明年可能会到500万辆，如果没有电池供应、芯片供应和产能限制，完全按需求侧推算，预计比这一数字还要高。
中国汽车工业协会数据显示，2021年1-10月，我国新能源汽车销量已经超过250万辆。中国科学院院士欧阳明高预测，今年新能源汽车总体大约在330万辆左右。
他表示，明年可能会到500万辆，如果没有电池供应、芯片供应和产能限制，完全按需求侧推算，预计比这一数字还要高。
在百人会年度媒体沟通会上，欧阳明高谈到上述内容。他认为，今年市场增长超出预期，但符合逻辑，市场爆发的原因主要是技术进步、产品丰富、政策给力的结果。
中国科学院院士、中国电动汽车百人会副理事长欧阳明高
随着电池技术持续改进及成本下降，纯电驱动产品已经全面覆盖所有车型，具备了快速增长的基础。
根据S型曲线，新能源汽车已经进入了陡峭的增长期。他认为，明年市占率肯定能超过20%，如果按照单月来看，到明年12月底，市占率有望超过30%。
有关新能源汽车未来十年的发展，国内外都进行了相关预测，整体来看，国际给出的数字更加激进、乐观。
欧阳明高介绍，国际能源署（IEA）在今年5月发布的全球碳中和路线图认为，从2020年到2030年全球电动车将增长18倍，2030年年销量达到5500万辆。这一数字是按照碳中和要求倒推出来的，属于比较激进的预测，相对保守的预测认为，2030年全球电动汽车销量为3000万辆。
参考国际预测及国内市场的综合因素，他估计我国新能源汽车销量2025年将在700万辆-900万辆之间，2030年在1700万辆-1900万辆之间。从保有量来看，2025年会超过3000万辆，2030年大概接近1亿辆，2035年大概接近2亿辆，2040年接近3亿辆。
目前来看，自主品牌具备一定竞争优势，但可以预见，各合资企业会在明后年集体发力，预计2023年会进入竞争的激烈期。他认为，未来五年将是市场的窗口期，市场处于高速增长的状态，企业生存压力不会很大，但五年之后一定会淘汰一批企业。
总体来看，新能源汽车市场趋势很好，但在迎接市场爆发增长的同时，也遇到一系列挑战，涉及到电池技术、充换电技术以及氢燃料电池等领域。欧阳明高围绕新能源汽车下一步发展可能面临的挑战及应对进行了深入阐述。
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电池材料需求巨大
循环利用是关键
欧阳明高介绍，随着电动汽车爆发式增长，动力电池的可持续发展非常值得关注，包括动力电池全生命周期的碳排放与材料回收，电池材料体系的中长期发展路线，动力电池全链条的智能化等。
从装机量来看，2021年1-9月，动力电池共装车92GWh。他预计，动力电池今年全年装车量在150GWh亿千瓦时左右，2025年在600GWh左右，2030年在1500-2000GWh之间。
基于新能源汽车保有量，可以预测我国车载电池的总保有量，预计2025年将超过2000GWh，2030年会超过7000GWh，2035年会超过15000GWh。
电动汽车市场火爆刺激上游电池产业快速扩产。欧阳明高介绍了一个统计数据，他指出，中国动力电池规划产能2023年将达1000GWh，2025年接近2500GWh。
2025年规划产能为当年预测装机量的4倍之多，产能规划远远超过动力电池的年产量，产能过剩问题需要给予一定警惕。
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宁德时代是当前披露产能规划最高的动力电池企业
与此同时，电池产量的快速膨胀会刺激上游材料周期性涨价，同时也引发行业对材料资源短缺的担心。
欧阳明高介绍，从锂、锰、镍等核心电池材料的开采潜力来看，全球锂资源经济可采储量为2100万吨，如果按三元811电池材料体系算，可以生产电池2000亿kWh。按平均一辆车100千瓦时算，可以制造20亿辆电动汽车。
他认为，锂资源的储量无需担心，锰资料更加非常富余。但是钴的资源就没有那么乐观了，经济可开采储量也就710万吨。按照这个算，就只能做950亿千瓦时电池。
表面来看，电池材料短缺的风险在于钴资源。但隐性的问题是，全球资源分布极度不均匀，也给材料短缺带来风险。
他介绍称，锂矿的3/4在澳大利亚、智利、阿根廷，钴矿的2/3是依赖于非洲的刚果金，镍矿的一半依赖于印尼和俄罗斯。
因此，动力电池的回收再利用非常重要，而循环利用带来的另一个问题是能耗和排放。以三元811锂离子电池为例，每千瓦时全生命周期碳排放大约是87kg。
三元锂电池相对碳排放比较高，主要原因在于正极材料的制备。磷酸铁锂电池全生命周期碳排放相比三元811化学体系约降低1/3，钠离子电池的碳排放会更低。
怎么解决碳排放问题？欧阳明高提出三点建议：
第一，电能清洁化，现在电池产业链要尽可能往西部转移，四川、贵州、云南、青海是非常合适的地方，利用可再生能源和当地资源优势，这是一个根本途径。
第二，电池回收利用再生制造。从回收的角度看，2025年中国需要回收和梯次利用的电池总量就将达到125GWh。
目前，动力电池主要的回收手段有三种：干法、湿法和物理回收。其中，最推崇的就是物理回收、电池修复和材料再生等创新技术。
从动力电池全生命周期减排的潜力看，在现有电力结构下，物理回收减排超过50%，湿法回收减排32%，火法回收减排3-5%。
图片宝马回收i3电池用于工厂储能
第三，全产业链生产工艺的改进、提升关键环节的能效。简单来讲，就是要挖掘现有材料性能潜力。每一种电池材料比容量都有一个理论值，但实际上做出来的电池产品很难达到理论值。
实现全过程智能化生产、回收是欧盟2030年电池计划的核心思想，就是通过智能设计使电池实际性能与理论值之间差距减少一半，通过智能回收使回收原材料的利用率接近100%，以及全生命周期的碳足迹减少1/2。
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超充、快换、有序充电各有场景
目前来看，长续航的电动汽车越来越多，消费者里程焦虑在明显减弱，但开始担心续航里程上去后怎么充电。超级快充是一个解题思路，但充电倍率太大，电池、车、电网都受不了。
欧阳明高谈到，要实现超级快充，电池要具备4C-6C倍率的充电能力，车载平台的电压要提高到800伏以上，同时需要通过储能电池放电来解决电网负荷的问题。
他进一步谈到，快充技术要解决安全问题，又不影响电池寿命，其中最难的是动力电池本身快充潜力的发挥。充电过程最容易发生安全事故，主要原因是快充导致锂枝晶造成内短路。
为此，除了需要开发无析锂的快充技术外，还要选择超快充电区间和幅度，研究表明比较合适的是在电量低到一半以下，5分钟充1/3的电量。电池充满会遇到很多问题，安全问题、寿命问题、发热问题等。
他认为，超快充电应当主要用在高速公路应急补电，比如600公里的车，5分钟充1/3电量，这是比较科学合理的。
如果说要做基于储能电池放电的超级快充，储能电池从哪儿来？
欧阳明高谈到有两种办法，其一，直接带储能的充电站，但成本偏高；其二，跟换电结合，利用换电的备用电池做储能电池。
目前来看，商用车快速换电趋势已经非常明显了，“高出勤率、重型载荷、短途运输的卡车搞换电是最火的，比如矿区、建筑工地、钢铁厂、港口等，这是首先要进行的，将来会逐步扩展到城市和高速公路”。
他认为，快速充电和快速换电相结合，商用车快换乘用车车快充，换电备用电池给乘用车快充，将是一个优势互补资源共享的解决方案。
而且，他预计，这种快充快换站的使用，与燃油车加油的习惯、频率及位置会很接近。因此，他认为，大型能源企业非常适合在加油站建设快充、快换耦合站。
壳牌在国内布局的充电桩
在慢充领域同样存在一定隐患。据统计，目前家用电动汽车充电量的75%通过慢充获得，而慢充主要是在家里慢充。随着电动车数量快速增加，慢充会给电力负荷带来很大压力。
“大家下班回家都充电，电力系统受不了，现在深圳等地已经出现这个问题了”，欧阳明高谈到。
无序充电的时代即将结束，后续将进入有序充电阶段，会有后台来管理充电，通过电价机制把充电调整到电力负荷低谷区间，深圳目前已经开始示范。
“管理充电的信息网会智能调度电网的充电能量，能源互联网的雏形就出现了，这是一件非常非常大的事情”。
他进一步谈到，有序充电还是单向的能量流动，下一步发展就是双向流动，电动汽车既充电又放电。
随着向可再生能源转型，风电光伏发电波动大，电多的时候先储存一部分，没电的时候再放出，这样来看，储能的作用会很大，电价差也会越来越大，电动汽车作为储能装置的价值就会发挥出来。
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十年成本将下降85%
氢燃料电池迎来技术突破点
“我对氢能和燃料电池总体看法是乐观的，不是悲观的，尤其是从整个氢能看更是如此，燃料电池是氢能的一个部分，但它是先导部分，是引领部分”，欧阳明高谈到，这是他对氢燃料电池的一个长期态度。
他表示，氢燃料电池技术在这两年有了重大突破，已经到了一个技术突破的节点。电池技术突破节点大概是在十多年前，氢燃料电池技术的突破晚了十多年。
目前，氢燃料电池会进入成本下降的快速通道，这与十年前动力电池成本开始快速下降的逻辑基本一致。欧阳明高谈到，未来十年是氢燃料电池技术成本下降期，大概会下降85%。
现在，氢燃料电池汽车已经进入大规模商业示范阶段。在即将开幕的北京冬奥会期间，将示范运营1000多辆燃料电池车，已经建成30多个加氢站，这是全球最大的一次燃料电池汽车示范。
从中国氢燃料电池汽车技术路线图的规划来看，2025年氢燃料电池汽车保有量发展到5-10万辆；2030-2035年间保有量增加到80-100万辆。
欧阳明高谈到，目前对于这一预测依然维持不变。他表示，“未来5年将是氢燃料电池的关键期，在2025年，我们会做出一个明确的判断，现在只是初步判断”。
目前来看，氢燃料电池的优势场景主要还是在商用车市场，欧阳明高认为，氢燃料电池想在乘用车市场与纯电动技术已经不太可能，动力电池技术的前景已经非常确定，而且纯电动乘用车市场已经爆发，中长期看都不太可能改变为氢燃料电池技术。
另外，他还提到，纯电动汽车只需要实现动力电池单点突破就解决了基本问题，而氢能燃料电池汽车不仅需要燃料电池，还有氢能的制、储、运、加以及车载储氢。因此，必须从氢能的大战略角度看问题。
图片氢燃料电池客车示范运营
针对这一系列的问题，他提出三点建议：
其一，清洁低碳、主攻绿氢。他谈到，从碳中和与新能源革命的角度，可再生能源的载体只有两个，一个是电，一个是氢。电与氢在动力和储能应用方面是互补的。在储能方面，氢能是集中式、长周期、大规模储能；电池是分布式、短周期、小规模储能。
氢能的合理性主要取决于可再生能源大规模、长周期的能量储存和多元化利用需求。氢的关键是成本，这取决于绿电的成本。如果绿电低到每千瓦时1毛5以内，经济性就体现出来了。这在大规模可再生能源基地是容易实现的，例如，比如四川的水电、新疆的光伏，内蒙的风电等，要尽可能在这些地方发展氢能。
其二，自立自强，实现氢能科技的新突破。氢能与燃料电池跟电能与动力电池不一样，前者链条很长，难点很多，亟待制氢、储氢、运氢、加氢、车载储氢、燃料电池动力、氢储能系统全链条技术取得新突破。
目前，当务之急是要突破产业化卡脖子的问题，比如基础材料，催化剂、质子膜、碳纸、高强度碳纤维、安全阀、加氢站离子压缩机，这些现在国内厂家多数还做不好，还要依赖进口。
同时，要打造安全的产业链体系。他提到，动力电池刚进入汽车市场的时候安全就很敏感，现在的氢燃料电池安全也同样很重要，要建立测试评价规范、安全监控平台、开展安全操作培训等。
此外，他还指出，跟动力电池相比，燃料电池的产业基础、人才队伍要薄弱很多，氢能燃料电池行业现在缺人。在动力电池方向，我国总体是领先，但在燃料电池上，我国与国外先进水平比还有一定差距。
其三，市场主导，政府引导，遵循新兴产业发展规律。他谈到，氢燃料电池的发展不能完全靠政府，政府不可能像补贴新能源汽车那样进行全面补贴，只能选择重点。
他认为，氢能产业发展会跟纯电动汽车产业发展类似，从孕育期到导入期、成长期再到爆发式增长期，要经历一个艰难的过程。氢燃料电池汽车比纯电动汽车晚大概十余年，目前正处于产品导入期，即将进入成本快速下降的产业成长期。
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补贴退出对市场影响不会太大
按照现行政策，新能源汽车补贴将持续到2022年底。而随着新能源汽车市场进入新发展阶段，补贴政策或将正式退出历史舞台。
