徐向阳:动力技术要多元化 不应轻言放弃燃油车 | 2023中国汽车与出行未来峰会
2023-01-09
出品 | 汽车营造社
1月5日,第四届(2023)中国汽车与出行未来峰会暨2022-2023搜狐汽车年度大选颁奖典礼于海口举办,主题为“智同道合 价值共创”。当“智能化”成为风向标,汽车产业上下游共创者将如何掌舵新航向、建构新价值?本届峰会旨在总结2022年度最具价值的企业、产品和技术,并探讨2023年汽车产业的黄金赛道。
会上,北京航空航天大学交通科学与工程学院教授、国家乘用车自动变速器工程技术研究中心常务副主任 徐向阳分享主题演讲:新能源技术路线再思考:燃油车与电动车的关系。
以下为发言实录:
搜狐的各位领导、专家、媒体朋友以及各位网友好,很高兴有机会受邀参加第四届中国汽车与出行未来峰会。在电动化、智能化快速发展的时代,来讲燃油车的事情好像有点格格不入。但是关于燃油车和电动车的问题,在今天这样一个志同道合、价值共享的会议背景下,在快速电动化的过程当中,对燃油车做一些冷思考我觉得还是非常有必要和有意义的。
围绕这几年燃油车比较热的两个话题:第一是大家非常关注的,电动化的趋势下,燃油车是否应该放弃;第二是智能化的趋势下,燃油车是否先天不足?我分享一下个人的看法和观点。
首先看第一个话题,电动化的大趋势下,燃油车是否应该放弃这样一个问题。观察汽车的发展历史,第一次工业革命诞生了蒸汽机,蒸汽机出来以后有了蒸汽汽车,大概有一百多年的发展历史。随着1916年电动汽车和燃油汽车进入市场,蒸汽汽车基本退出了历史舞台。以1881年法国发明铅酸电池的三轮车为标志,电动车诞生了。1886年,德国的奔驰发明了世界上第一辆汽车,电动车和内燃机汽车的诞生相差五年时间。1886年到上世纪20年代,电动车和燃油车共存约30年。直到1900年,费迪南-保时捷发明了世界上第一台使用意义上的混合动力汽车,就把燃油车和电动车的优点组合在一起了。
上世纪20年代之后,电动车被燃油车快速替代,在乘用车领域里面电动车基本退出了历史舞台,燃油车独领风骚。到了七八十年代,由于石油危机,电动车曾经热过一段时间,昙花一现。到九十年代,随着地球变暖,电动车和燃料电池汽车的研究出现一次升温,到后来又淡了下去。直到本世纪初之前,有一个很重要的事件,就是在1997年,丰田汽车公司发明了世界上第一台功率分流性的混合动力汽车,这是汽车电动化真正的开端。2000年代至今,电动车、HEV、PHEV和内燃机出现了多技术路线发展的局面,电动车与燃油车大概共存了二十年。那么到2030年甚至未来,随着电动化快速发展的大趋势,燃油车是否应该放弃?它会不会快速退出历史舞台?
首先,站在汽车消费者的利益上看,电动车全面取代燃油车的优势还不足。我们来分析一下1920年代内燃车彻底取代电动车的四方面原因:第一是内燃车的价格大幅度降低。随着福特流水线生产方式的推动,燃油车的成本快速下降,到1925年价格只有260美元了;第二是石油的价格大幅度降低。上世纪初德国发现了石油,在1890年到1900年全世界石油产量的增长提升了10倍,石油价格快速下跌,降低了汽油车的使用成本;第三是内燃车续航里程大幅度增长,是电动汽车的2.3倍,出行没有里程焦虑;第四是加油站等基础设施日益完善,随着高速公路普及,能源公司巨头沿着高速公路快速铺设各种各样的加油站,内燃车加油续航十分便捷。
可以发现,在购车成本的降低、使用成本降低、没有里程焦虑和续航便捷这四条燃油车相比电动车的优势中,对消费者来说,实际上电动汽车只在使用环节和使用成本方面具有比较明显的优势,但是在购车成本上,电动车还没有形成在上世纪二十年代内燃车取代电动车这样的明显优势。所以从消费者利益最大化和消费者使用便利化的角度来讲,燃油车和电动车在未来相当长的时间里还会是并存的关系。
其次在市场规模上,燃油车市场仍然有很大的份额。根据中国汽车工业协会发布的2020年-2022年汽车月度销量数据,可以发现在2022年1-11月,新能源汽车同比高速增长了一倍,市场份额占到25%,其中PHEV增长了1.5倍。另外,按照2016年-2022年燃油汽车和新能源汽车销量及市场份额的最新变化数据,到2022年12月,新能源汽车中的纯电动加插电混动占比将达到26%,燃油车市场份额为69%。尽管从增长速度来看,新能源汽车是一个高速增长的细分市场,电动汽车确实有更多机会,也有更大的想象空间,但是从市场总量来看,内燃车占比会更大,带燃油发动机的汽车仍然占八成。
如果看得远一些,到2030年,预计新能源汽车市场份额占到65%,其中纯电动占35%、插电混动占30%、HEC占15%,燃油车预计还有20%。我认为带燃油发动机的汽车仍然会占65%。因为它从动力总成这个角度来看,内燃机仍然是HEV和PHEV的一个核心总量,HEV和PHEV离不开发动机,所以五年内,带燃油发动机的汽车,无论是HEV也好,PHEV也好,还是传统的燃油汽车也好,仍然是传统造车势力销量的一个最主要的来源。所以站在传统的造车势力的角度来看,我们不应该轻言放弃燃油汽车产品,包括现在形成的技术优势和市场上的优势,以及既有的产业链优势和技术积累。
第三是中国汽车品牌走向国际化,需要满足国际市场的多样性需求。中国汽车品牌正在成为中国制造走向世界的又一张靓丽名片,市场国际化已经成为每个中国汽车品牌不可逆转的必然道路。在国际化这块做得最好的、最有代表性的就是日本的丰田公司。观察丰田在2021-2022年全球不同车型市场分布的状况,它的内燃机占比达72%,两年中销量达到1000万的水平。
根据汽车工业协会和海关统计数据,2022年1-10月,我国汽车出口261.4万辆,同比增长68.1%。预计2022年全年出口辆超过300万辆,成为仅次于日本的世界第二大汽车出口国。目前,汽车出口量占我国汽车产量的比重超过12%。在出口汽车中,新能源汽车占比约20%,燃油车占比约80%。世界汽车出口量前三的国家分别是墨西哥、智利和沙特,以燃油车出口为主导。新能源汽车出口的主要国家则是比利时、英国和泰国。站在中国汽车必将国际化,而且必须国际化的角度来看,我们的汽车产业整个产品布局需要满足国际化市场对汽车多样性的需求,并不是所有的国家都需要纯电动,像智利、沙特、墨西哥这样的国家仍然以燃油车为主,也是我们出口的最主要的国家,所以燃油车仍然是我们走向海外市场的一个主力军。
第四是从能源和资源安全的角度看,中国汽车动力系统需要多元化。众所周知,中国发展新能源汽车一个很重要的原因是我们对外石油依存度很高。从资源安全的角度来讲,我国在新能源电动汽车的金属资源方面并不富有,燃料电池对外依存度非常高。比如锂,我们作为全球第一大锂资源的进口国,锂资源对外依存度已经超过80%;钴,我们国家只有8万吨,对外依存度超过90%,然而全球66%的钴资源来自政局不稳的刚果。我国在这些和动力电池、燃料电池相关的材料上,对外依存度远超过石油。因此从能源和资源安全的角度来讲,中国这么大的市场规模,有着对各种能源和资源的需求,需要是多元化的动力技术路线,纯电动汽车同样会带来和燃油汽车一样的资源安全问题。我们的动力需要多元化,纯电动汽车不应该是唯一的解。
最后从双碳目标达成角度分析。目前,我国风电占整体煤火电比例接近70%,基于中国的电力,电动汽车在制造环节的温室气体排放效应远高于内燃汽车。在中国制造的技术背景下,二氧化碳排放比内燃机要高50%,实际折合的能耗比纯电动汽车要低,从碳排放角度来讲,NEV和PHEV实际上是内燃机降低碳排放非常有效的途径。此外,我国的再生资源,特别是电力资源中水电分布极为不均,比如云贵川一带的电力以水电为主,在这些地区发展纯电动汽车肯定是有利的,但在更多区域电的比例并不高。
我们做过一个对比研究,同样一个混合动力汽车或者插电混合动力汽车,如果把发动机的热效率从35%提高到40%,再进一步提高到45%,会发现整车能耗降低从7.2%到13.6%。也就是说通过内燃机热效率的改善,可以显著降低燃油车混动和插电混动的碳排放量。按照我们新能源技术路线图的规划,如果发动机的热效率能达到45%,实际上我们燃油车和混动汽车完全可以满足2030年燃油指标的要求。到2035年,我们还能通过别的内燃机技术,如未来氢发动机的技术突破,使得内燃机碳排放以及整车油耗出现比较明显的降低。所以从双碳目标达成的角度来看,混动和插电混动是提高能源和效率排放成本最低、降碳效果最有效的技术路径。
根据以上分析,我国传统的造车势力在积极拥抱电动化的同时,其实不应该轻易放弃燃油车。而对造车新势力来说,按照我国政策,它们只能从纯电动车、新能源汽车这个角度进入市场,发展新能源。
下一个话题是关于电动化趋势下的燃油车是否先天不足。特别是从造车新势力的观点来看,燃油车不适合智能化,是真的吗?
燃油车和电动车的核心构成都包括四大部分,主要区别是动力总成。传统燃油车是内燃机加变速箱,新能源汽车是一个电极加上变速器,PHEV还要有发动机。如果从智能化的角度来讲,我们会发现智能底盘的制动系统也好、转向系统也好、悬架系统也好,它们和新一代的电动底盘以及新一代的燃油底盘所采用的系统与技术是一样的。制动底盘所有的关键系统,在燃油车里面完全可以用,在电动底盘也完全可以用。
从更细分的车身来看,我觉得燃油车的车身和新能源汽车的车身几乎是相同的,虽然电动车底盘是基于P2C的结构,底盘刚性更好、重心更低,但是从车身结构来讲几乎是一样的。从电子电器架构来讲,新能源汽车是电极加电路器,它的电力当然也可以来自于电力和石油的组合。从智能化角度来讲,对于燃油车和新能源汽车,我认为是一样的。燃油车和电动车在智能化网联化方面处于同一个起点,电动车比燃油车更适合智能化网联化的说法有失偏颇,燃油车是电动车的坚实基础,强化燃油车技术既是强化新能源车技术,也可以为公司未来新能源车积蓄潜在客户。中国品牌燃油车的短板同样是中国品牌电动车的短板,燃油车短板必须补上,智能电动车才能真正做强。
另外,从电动车和燃油车的使用场景来看,它们各有优势。对燃油车来讲,长途无里程焦虑,越野性的体验更好,如果家庭只有一辆车,要满足各种需求,肯定内燃车带发动机的车是最好的选择;对电动车来讲,使用环节成本低,起步加速性能好,还有牌照税收方面的优惠,况且移动能源在野外有各种各样的便利性,使用环境零排放,作为同城或短途出行肯定是最有选择。燃油车相比电动车仍然具有不可替代性,是传统造车势力行稳致远、燃油和电动双线发展的资金保证,传统汽车赚钱还是要靠燃油车。
简单总结一下,从能源和资源安全等多个角度来讲,中国汽车的动力需要多元化,不应该轻易放弃燃油车。实际上比亚迪2022年销售180多万辆,它的插电混动销量还是比纯电动销量要多的。我们国家要实现从汽车大国到汽车强国,中国汽车品牌要实现从跟随到引领,到走向国际,需要燃油车和电动车的志同道合,价值共享,跟我们今天大会的主题也非常吻合。
我的报告就到这里,谢谢各位。