麦肯锡:中国仍有望领跑全球电动汽车行业

2012-05-22 19:10:49来源: 麦肯锡咨询

概要:如果中国希望振兴电动汽车产业,该产业中每个重要的利益相关方,包括政府、汽车制造商、零配件供应商和基础设施运营商都应该考虑采取不同以往的战略。本报告通过对30多位行业专家和政策制定者的深入访谈,重点分析了如果中国希望在电动汽车创新中成为全球领先者,各方应该考虑采取怎样的行动。

� 虽然发展初期存在着诸多挑战和困难,中国仍应坚持长期发展电动汽车产业。发展电动汽车对于中国应对日渐严峻的能源安全和污染问题至关重要。同时,由于中国在汽车内燃机技术方面落后于欧美日等发达国家,电动汽车也为中国与全球汽车制造商在本乃至全球其他市场展开竞争提供了重要契机。

� 通往纯电动汽车之路没有捷径。尚未成熟的电池技术、滞后的供应链以及缺乏基础设施标准仅仅是中国电动汽车产业发展中诸多障碍的一部分。我们的研究表明,在未来由纯电动汽车主导之前,插电式混合动力汽车可以被视作中短期的过渡方案。

� 中国式电动汽车可能会是增程式电动汽车。我们的研究表明,增程式电动汽车(即串联式插电式混合动力汽车)— 内置小型内燃机以在行驶过程为电池不断充电的电动汽车,可能对于中国相对滞后的汽车行业来讲成本更低、也更容易实施。

� 电动汽车将在公共服务领域中率先得到应用。在纽约、东京、柏林或巴黎,电动汽车的早期购买者通常非常相似:技术迷或注重环保的消费者。然而,在中国,这两类用户群不太可能成为推动电动汽车普及的主流。而更有可能成为早期购买者的是清楚了解电动汽车全生命周期成本的公共交通运营商。它们将推动价值链上各参与方不断进步,进而为未来形成更广泛的消费市场奠定基础。

中国电动汽车产业现状

一百多年前,当汽车时代的大幕刚刚拉开之际,电动汽车被认为比内燃机汽车更可靠、安全和易于操控。但多年来,重新引进这种技术并进行产业化的种种努力几乎都以失败告终。

唯一的例外是普通混合动力汽车:从1999年推出至今,普通混合动力汽车经历了不同程度的市场增长,但电动汽车整体市场并未获得类似成功。

电动汽车如何满足中国需求面对中国目前和未来发展中可能出现的机遇与挑战,电动汽车已变得越来越有吸引力:能源安全。根据目前的预测,中国2020年的原油消耗量将在2010年的基础上增长约70%,达到届时全球原油总需求的16%。由于国内生产能力有限,大部分增长都将依赖进口,因此中国将越来越多的面临全球原油供给波动的风险。假如中国达到与美国同样的汽车拥有率,其原油需求将超过全球原油总产量(图1)。而电动汽车可以有效减少原油消耗,从而提高中国的能源安全。

降低排放。中国已经是世界最大的温室气体排放国,且2020年中国道路交通碳排放将可能占到全球道路交通碳排放总量的四分之一。 电动汽车可以降低碳排放,预计在2030年,纯电动汽车将比内燃机汽车的碳排放降低约40% 。

电动汽车还将帮助中国解决严峻的空气污染问题。图2显示,与使用汽油的内燃机汽车相比,插电式混合动力汽车可以降低一氧化碳排放达75%,降低氮氧化物排放达40%。纯电动汽车效果则更为显著,可以降低一氧化碳排放最高达99%,并可降低约一半的氮氧化物污染。

经济性不断提高。从全生命周期成本的角度看,由于原油价格的上涨以及电动汽车配件成本的不断下降,电动汽车与内燃机汽车的成本差距正在逐步缩小。我们的分析表明,到2020年,电动汽车的电池成本最高可降低60%,从而使电动汽车的价格更容易被普通消费者接受。

更多的消费者选择。随着全球汽车厂商致力于电动汽车,设计出色、技术领先的车型将不断涌现。电动汽车投资开发力度空前,车型的设计开发将满足用户的各种需求。

减少对基础设施的依赖。纯电动汽车需要大量的基础设施,而普通混合动力汽车和插电式混合动力汽车并不需要,因此可以成为内燃机汽车向纯电动汽车发展的过渡技术。发达市场的经验表明,普通混合动力汽车的驾驶性能与内燃机汽车几乎相同,同时还更省油。插电式混合动力汽车则为车主提供了更多的充电灵活性,既可以便捷地利用标准电力插座充电,还可以在没有基础设施的情况下通过内燃机为电池组充电。

其他考量。还有其他一些因素使得电动汽车对于中国消费者、汽车厂商和零配件供应商更有吸引力。目前大部分中国城市拥有上百万辆电动自行车和电动摩托车用户,中国消费者可能比其他任何国家的消费者都要更了解电动汽车的优点。这有利于解决低认知度和不了解电动汽车优点等问题。

从汽车产业发展角度讲,虽然中国汽车厂商不太可能在内燃机技术上很快超过全球领先汽车厂商,但有潜力在电动汽车市场做到这一点,因为全球绝大部分厂商在电动汽车技术上均处于大致相同起点。

代用燃料汽车也具备电动汽车的部分优势,但相较电动汽车,它们优势有限且更难以付诸实施。例如压缩天然气汽车能降低原油消耗,但并不能显著减少温室气体排放(反而大幅增加了甲烷排放)和空气污染(如氮氧化物排放)。压缩天然气加气站的建设成本很高,尤其是储气量较大和充气速度较高的加气站。某些生物燃料虽然有助于解决能源安全和空气污染问题,但是使用这些燃料需要较为复杂的燃料发动机技术。中国的制造商及零配件供应商在这一技术上积累相对薄弱,可能在竞争中处于劣势 。

为何中国电动汽车仍未腾飞

最初中国对电动汽车的热情很高,政府期望通过推动纯电动汽车的发展使电动汽车迅速产业化,使国内汽车厂商赶超国际对手。根据最初的设想,成千上万的消费者将会选择购买电动汽车,从而减少中国对原油进口的依赖,并降低污染和二氧化碳排放。同时,外国汽车厂商也会根据中国政府的要求将更多的电动汽车相关的技术转移给中国合作伙伴。此外,中国的零配件供应商把重点放在增加锂电池和其他支持性部件的产能上。而且通过宏观经济调控,政府还可以很容易地解决缺乏基础设施的问题。

尽管政府作出了很多努力,包括提供大量政府补贴,但是电动汽车大发展的设想并未如期而至。例如,在深圳,私人购买纯电动汽车可享全国最高补贴—每辆车高达12万元人民币,但该市2011年仅卖出600辆纯电动汽车。虽然中国“十二五”规划制定了2020年达到500万辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车保有量的目标,但据不完全统计,2009年第三季度,全国仅有970辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车上牌—不到新车上牌总量的0.02%。截至2011年,汽车厂商也并未实现50万辆新能源汽车年产能的目标,当年仅生产了约6000辆纯电动汽车和插电式混合动力汽车。虽然中国汽车厂商和零配件供应商对电池研发的投资高达100亿元人民币,但目前达到电动汽车量产和质量要求的本土供应商寥寥无几。在基础设施方面,《中国电动汽车科技发展“十二五”专项规划(摘要)》提出到2015年建设超过40万个充电桩的目标,2011年,国家电网和南方电网总共建成约1.6万个充电桩,不到2015年目标的5%。

麦肯锡的电动汽车指数可以被用来衡量一个国家是否有足够准备支持电动汽车产业。该指数从供给和需求角度对一个国家的电动汽车成熟度进行评估:根据本国汽车厂商规划的电动汽车产量等指标进行供给衡量,根据对车主提供的优惠措施和基础设施投资水平等指标进行需求衡量。麦肯锡的电动汽车指数表明中国在供给和需求的得分都相对较低。而且中国电动汽车整体成熟度从2010年7月的第三位降至2012年2月的第五位,排在日本、美国、法国和德国之后(图3)。

中国电动汽车的根本问题

要找到制约目前中国电动汽车发展的关键问题,需要我们对整个价值链的利益相关方进行深入分析。

我们访谈的行业专家和政策制定者认为,此前政府在短期内迅速推动纯电动汽车量产的政策过于乐观。最初计划是以电动汽车作为战略重点,并希望在电池、电机和电控等一系列技术领域取得突破;通过鼓励纯电动汽车的量产,政府可促成国内厂商在电动汽车领域的领先地位。最近中国政府也认识到这一问题,并提出新的分阶段发展规划,我们之后将作具体讨论。

普通消费者不太可能会在短期内大规模购买电动汽车,原因包括购置价格高、基础设施不完善、车型选择相对少、以及认为电动汽车技术远未成熟等问题。电动汽车的购置价格即便在补贴之后仍非常高。例如,高额购车补贴之后的纯电动汽车的价格要比配置相当的内燃机汽车贵出150%。这让对价格非常敏感的中国消费者难以接受。基础设施也非常有限:中国最大的城市之一重庆,人口达到3000万,但至2011年底仅有150个充电桩。而且,即使消费者希望购买一辆电动汽车,他们也没有太多选择:截至2012年4月,市场上可供私人 比亚迪E6,最高12万元人民币补贴后的价格约为23万元人民币,其配置相当的内燃机引擎汽车比亚迪F6,价格仅为9万元人民币。购买的纯电动和插电式混合动力轿车车型不足10种。相对不成熟的电池技术对电动汽车驾驶体验的方方面面都有负面影响,包括里程、充电时间、速度和安全性。

汽车厂商仍处于观望状态。这是出于对高成本、标准的缺乏以及有限的基础设施的种种担心。在华的外国汽车厂商因为担心知识产权问题而止步不前,而中国汽车厂商还没有拿一款真正适合中国消费者的车型。单单电池一项,成本即可最高占到一辆电动汽车总部件成本的60%左右,这也是电动汽车与内燃机汽车相比价格劣势的主要原因。由于缺乏行业标准,汽车制造商担心投资在错误的电池技术上。而中国在选择换电还是充电的政策不确定性,也使得一些厂商犹豫应该开发哪一种解决方案。

零配件供应商由于经验不足、能力有限,在与汽车厂商建立合作关系方面也困难重重。虽然中国的电动汽车部件具有巨大产能,特别是锂电池领域,但只有少数零配件供应商能够在成本、质量和交付上完全满足电动汽车制造厂商的要求。事实上,大多数零配件供应商缺乏大规模为汽车制造商供货的经验,也缺乏电动汽车设计和制造流程的知识,并且没有所需的质量保证和质量控制体系去满足汽车制造商的严格要求。

在基础设施方面,中国大城市拥有车库的家庭不多,缺乏晚上进行充电的条件。因此纯电动汽车车主通常需要依赖公共充电站。但是直到现在,中国仅建设了很少的公共充电站和充电桩。而且换电和充电两种技术间的竞争和标准的缺乏也增加了基础设施的投资风险。

目前,少数国内汽车厂商和国家电网支持换电技术,而大部分国内汽车厂商和外资厂商倾向于充电技术。此外,快充(如10分钟就可以充满电池)技术尚未成熟,使得目前充电时间非常长,会带来充电站的交通堵塞。

这些问题困扰着汽车厂商和消费者。由于基础设施标准不统一和政府政策的变化,外资厂商很难选定方向,并有大动作。消费者也对很多问题感到困惑,例如哪里有充电站、充电成本、充电耗时、续航里程和安全问题。

让中国电动汽车产业腾飞

虽然存在很多挑战,我们仍然相信电动汽车在中国拥有巨大潜力。现在正是重新评估中国电动汽车战略的好时机。

重点发展增程式电动汽车(即串联式插电式混合动力汽车)

我们的访谈和研究结论表明:作为中短期战略,中国的汽车产业应该考虑将插电式混合动力汽车作为过渡技术,直至整个行业生态系统足够成熟可支持纯电动汽车的量产。由于目前技术不成熟且存在诸多问题,纯电动汽车想占据市场主导,并无捷径可走。表面看来,纯电动汽车似乎是中国汽车厂商实现技术超越的更好机会,因为不需要面对插电式混合动力汽车的内燃机开发和整合的挑战。但是,纯电动汽车还不能像插电式混合动力汽车一样,可以大规模推广应用。因此,我们认为发展插电式混合动力汽车可以作为中短期的战略重点:从基础设施的角度而言,插电式混合动力汽车不像纯电动汽车需要密集的基础设施。如果无法插电,仍然可以用车上的小型内燃机充电。

从成本角度而言,插电式混合动力汽车比纯电动汽车价格低很多,纯电动汽车由于需要更大的电池,价格可能比插电式混合动力汽车高两倍以上。我们估算配有15千瓦时电池的插电式混合动力汽车到2017年可与传统的内燃机汽车的全生命周期成本相当,而纯电动汽车到2020年之后才可以达到这一水平(图4)。而配有10千瓦时电池的插电式混合动力汽车,有望在2014年即可达到传统的内燃机汽车的全生命周期成本水平。这类电池容量较小的插电式混合动力汽车可提供40公里纯电续航里程,足以满足中国大部分上班族的需求。

从技术和性能的角度而言,电池技术仍未成熟,成本高昂,所以纯电动汽车无法满足多数消费者所需的更长续航里程和更短充电时间的要求。

插电式混合动力汽车又可分为增程式电动汽车(即串联式插电混合动力汽车)和并联式混合动力汽车两种。我们的研究表明,中国的汽车厂商应该重点开发增程式电动汽车(图5)。增程式电动汽车完全为纯电驱动,并有一个小型内燃机可以随时根据需要对电动汽车电池进行充电。而并联式插电式混合动力汽车具备纯电和内燃机两种可独立运作的驱动模式。增程式电动汽车比并联式插电式混合动力汽车的优势在于,前者仅需要一个小型内燃机作为增程器,而后者在电动机之外还需要一个正常尺寸的传统内燃机用以驱动。所以增程式电动汽车对于没有强大的内燃机技术的中国厂商来说更为适合,而且也是实现纯电动汽车更好的过渡技术,因为其在设计上比并联式插电式混合动力汽车更接近纯电动汽车。

 现在行动,把握未来

为了充分实现中国电动汽车的市场潜力,电动汽车的各利益相关方必须现在行动起来,把握技术的未来发展方向。

政府政策的微调: 政策制定者可以通过提供清晰的指导方向,以及利于电动汽车发展的环境,扫除电动汽车行业存在的很多不确定性。

两大举措对鼓励全球业者把领先技术带到中国非常关键:

� 通过针对性的补贴、研发支持和标准制定,为产业技术蓝图提供方向

� 制定并执行规章制度,以保护国际汽车制造商和零配件供应商的知识产权

没有政府明确的技术蓝图和对知识产权保护的承诺,国际汽车厂商和零配件供应商很可能会止步不前。

政府对电动汽车供给和需求方的持续支持可以帮助打开插电式混合动力汽车市场。通过提供对消费者补贴、税费减免、免费上牌等类似优惠,可以鼓励更多消费者和企业考虑购买插电式混合动力汽车。从供给的角度而言,政府可以提供研发支持,包括对汽车制造商的补贴。也可以将部分国家科技研发资源用于这一类车的研发。政府还可以考虑对汽车制造商销售的节能或新能源汽车提供清洁能源补贴。

政府正在采取更为可行的时间表和策略发展电动汽车产业。就时间表而言,政府不再简单期望迅速将纯电动汽车推向产业化并以此超越内燃机技术领先的对手,而采取了更为平衡审慎的策略。科技部最近为电动汽车发展规划制定了新的时间表:

1. 2015年前:尽快推进混合动力技术的应用

2. 2015~2020年:加大纯电动汽车和插电式混合动力汽车推广力度

3. 2020年之后,纯电动汽车逐步占据主导地位

回应消费者的顾虑:在西方,电动汽车早期用户大多为环保主义者或“技术迷”。但在中国,根据麦肯锡的调研,最有可能的早期用户是引领潮流者或对全生命周期成本敏感的消费者,这一点与西方的电动汽车的早期用户有巨大的差别。原因之一是中国消费者普遍比西方国家消费者对价格更为敏感,因此即使有各种补贴、优惠,中国也很难依靠普通消费者来带动整个产业发展。

我们认为,与欧美相比,中国的公共服务领域,特别是公交车队,有望成为电动汽车的首批用户。公交车上有足够空间可容纳更多电池,从而解决电池容量限制的问题。而且城市公交的路线固定,并在固定的地点进行服务和维修,便于充电或换电。

政府补贴用于在公交车队中推广电动汽车比在私人消费者中更为有效。中国政府的“十城千辆”计划从2009年开始,至今已在25个城市试点推广新能源汽车。试点车辆包括城市公交、出租车、公务用车和其他公共服务车辆,电动汽车可以在这一项目下获得特殊补贴。

这些措施初见成效:2011年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车在商用车新车销售中的渗透率为0.3%,比在乘用车新车销售中的渗透率(0.03%)高10倍。如果这些推广项目持续开展,我们认为到2016年电动公交车的数量有望达到10万辆。

公交车队作为电动汽车的早期用户将为未来电动车在普通汽车消费者中的普及奠定基础。首先,它将拉动中国电动汽车的生产规模快速增长,从而对电动汽车整个产业链,包括汽车厂商、零配件供应商和基础设施运营商,起到催化作用,提升其产能并增强其能力。继而进一步降低电动汽车的成本、提升性能,并促进基础设施的建设,最终促使电动汽车真正被广大消费者接受。

其次,此举也会提升公众对电动汽车的了解和兴趣,消费者得以乘坐电动汽车,亲自体会电动汽车带来的好处。事实上,此类举措以及其他可增进公众对电动汽车了解的举措对提升公众对电动汽车的兴趣非常重要。

重新调整汽车厂商战略:很多国内的汽车厂商最初将重点放在纯电动汽车上。我们的分析表明,应该把中短期重点转到增程式电动汽车(即串联式插电式混合动力汽车),作为纯电动汽车技术成熟前的过渡。在目前宣布的2015年前有望面市中国市场的约35款电动汽车车型中,仅有约20%是插电式混合动力汽车。

此外,中国汽车厂商需要重新评估它们的产品战略,引入低成本车型以吸引对成本敏感的早期消费者用户。增程式电动汽车(即串联式插电式混合动力汽车)技术将对此产生很大帮助:我们的调研表明,配有较低容量电池(10千瓦时)的插电式混合动力汽车能够在2015年之前达到与内燃机汽车相当的全生命周期成本(图4)。

提高中国零配件供应商能力:汽车厂商需要与本土零配件供应商合作,帮助它们提高能力,形成低成本电动汽车部件供应基地。可以通过在研发过程中让本土零配件供应商参与分享技术,提升供应商能力,并引入汽车厂商标准质量管理工具。还可以提供财务支持,帮助零配件供应商获得关键资产。

汽车厂商与电动汽车零配件供应商可以选择不同的模式进行合作。最基本的是交易式合作,通常适用于大宗产品,并以降低全生命周期成本为重点。进一步的合作是按客户指定要求生产和改进产品。最后,公司之间可以形成战略合作伙伴关系,共同开发定制的创新产品。在这种合作模式下,双方共同创造价值,分担投资和风险。

选择基础设施:换电可以是城市公交等应用的短期解决方案,但我们认为充电将成为最终模式,它的好处在于不需要电池的高度标准化,并有助于本土厂商将产品出口到没有换电设施的国际市场。尤其在快速充电技术商业化成熟之后,消费者会更偏爱充电。

中国成为电动汽车全球领先者的愿景仍可实现,但是需要价值链上所有利益相关方重新调整期望值和行动方向。中国政府、汽车制造商、零配件供应商和基础设施运营商需要共同致力于制定新的战略,以使中国成为电动汽车行业的领跑者。 有望于2015年前上市的插电式混合动力车和纯电动汽车车型,包括示范项目的车型、宣布上市的车型和概念车型。不包括普通混合电动汽车车型。

方法

与30多个行业专家进行访谈,涉及电动汽车价值链上各利益相关方,包括政策制定者、行业协会、厂商、零配件供应商、基础设施运营商和学术界人士。同时,在麦肯锡深入的独家研究和广泛的行业客户经验基础上,我们形成了本报告。

名词解释

纯电动汽车:仅通过电池供电的电动汽车。

插电式混合动力汽车:可以通过插电充电的混合动力汽车,共有两类:并联式插电式混合

动力汽车与串联式混合动力汽车(通常亦称作增程式电动汽车)。

增程式电动汽车:即串联式插电式混合动力汽车,由电动机推动,并有一个小型内燃机作

为增程器,可在运行中向电池充电。

并联式插电式混合动力汽车:可以通过插电充电的混合动力汽车。其中并联式插电式有电

动机和内燃机传动系统,所以可以由任何其中一种驱动。

普通混合动力汽车:包括电动汽车和内燃机引擎传统系统,都可以单独为汽车提供动力。

普通混合电动汽车的电池不能插电进行充电。

内燃机汽车:汽油或柴油内燃机驱动的汽车,是当前全球汽车行业的主要技术。

电动汽车指数:麦肯锡公司对主要市场支持电动汽车的成熟度进行的整体分析,得出的各

国的电动汽车指数,最高5分。

动力传动系统: 产生、传递和转化动力的部件,包括电池、内燃机、电动机和变速箱。

全生命周期成本:产品从购买到废弃的总成本,包括购买、运营和维护等成本。

关键字:中国  领跑  全球  汽车行业

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2012/0522/article_5479.html
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