1.1.2 新能源汽車歷史回顧與發展現狀
1.新能源汽車歷史回顧[3]
作為新能源汽車主要種類之一的純電動汽車誕生于1834年,比內燃機汽車早了半個多世紀。新能源汽車經歷了近兩個世紀的發展過程,從最初的純電動汽車發展到今天多種類型的新能源汽車,已成為未來全球汽車發展的方向。圖1-1表示了新能源汽車發展主要經歷的四個階段。

圖1-1 新能源汽車的發展歷程
(1)19世紀末—20世紀初——電動汽車的崛起、發展和停滯
歷史上用于車輛的電機出現比奧托循環發動機(汽油機)和第一輛車用內燃機還要早。世界上第一臺可以真正行駛起來的純電動汽車是美國發明家托馬斯·達文波特(Thomas Davenport)于1834年設計并制造出來的,該車的亮點在于采用了一臺直流電機作為驅動車輛的動力。
隨著電池性能、容量等關鍵技術的不斷進步,法國發明家Gustave Trouve在1881年巴黎舉行的國際電力博覽會上演示了三輪電動汽車。緊接著在1884年,托馬斯·帕克將電動汽車實現量產。之后,美國費城電車公司于1897年研制的紐約電動出租車實現了電動汽車的商用化。20世紀初,安東尼電氣、貝克、底特律電氣、愛迪生、斯蒂龐克汽車和其他公司相繼推出電動汽車,電動汽車的銷量全面超越汽油動力汽車。在當時的汽車消費市場上,電動汽車具有無氣味、振動小、無噪聲、不用換擋和價格低廉等一系列由內燃機驅動的車輛所不具備的優勢,在當時的汽車發展中占據著重要位置。據統計,到1890年,在全世界4200輛汽車中,有38%為電動汽車,40%為蒸汽機汽車,22%為內燃機汽車。
隨著石油的大量開采和內燃機技術的不斷提高,在1920年之后,與內燃機汽車相比,電動汽車逐漸失去了競爭優勢,汽車市場逐步被內燃機驅動的汽車所占據。電動汽車逐漸退居到有軌電車、無軌電車以及高爾夫球場電瓶車、叉車電瓶車等領域,電動汽車的發展從此開始停滯了大半個世紀。之后,隨著全球石油資源的不斷開發和利用,以及內燃機驅動汽車技術的不斷成熟,電動汽車漸漸淡出了人們的視線。與電動汽車相關的包括電驅動、電池材料、動力電池組、電池管理等關鍵技術也進入了停滯狀態。
(2)20世紀70年代——電動汽車的再次發展與停滯
隨著世界石油危機的爆發,純電動汽車再次受到重視。尤其日本,由于其石油資源匱乏,受世界原油市場影響很大,加上人口密度大,城市污染重,因此日本政府特別重視電動汽車研發。1965年,電動汽車被正式列入日本國家項目。1971年,日本通產省制訂了“電動汽車的開發計劃”,明確規劃了電動汽車的發展,對購買電動汽車的用戶還制訂了優惠補貼措施,日本電動汽車有了一定發展。美國具有技術優勢,1973年,Vanguard-Sebring公司在華盛頓的電動汽車展上首次展出CitiCar。但好景不長,隨著石油供求矛盾逐步緩解,以日本小型車為代表的節能環保車快速普及,電動汽車發展再次受到壓制。
(3)1990—2005年——電動汽車的復蘇與突破
20世紀末,隨著全球石油資源的日益減少、環境問題的日趨嚴重,在節能環保車輛的需求越來越迫切的大環境下,人們重新認識到了電動汽車的重要性。1990年,美國加利福尼亞州議會通過一項《ZEV法案》,要求在1998年的汽車總銷售量中,必須有2%的零污染排放汽車;到2000年,零污染排放汽車應占汽車總銷售量的3%;2001年達5%;2003年增至10%。所以各個主要的汽車生產商開始關注電動汽車的未來發展,并且開始不斷投入資金和技術到電動汽車領域。新能源汽車的概念應運而生,在日趨激烈的競爭中,新能源汽車的類型不斷豐富起來。1990年1月,通用汽車公司向全球推出Impact純電動轎車。緊接著,1992年,福特汽車公司推出了使用鈣硫電池的Ecostar。之后,豐田汽車公司于1996年推出了使用鎳氫電池的RAV4 EV,法國雷諾汽車公司于1996年推出了Clio。而后來豐田汽車公司于1997年推出的Prius混合動力汽車和本田汽車公司于1999年發布銷售的混合動力汽車Insight,如今已經成為新能源汽車中的暢銷車型。雖然電池技術仍未取得突破,制約了純電動汽車的發展,但混合動力汽車技術取得突破,成功走向市場。
(4)2005年至今——電動汽車的創新成長期
成立于2003年的特斯拉汽車公司(Tesla Motors)是一家以生產和銷售電動汽車及零件成功的標桿公司,生產的電動汽車受到市場歡迎,是以創新驅動引發近年來電動汽車發展的重要推手。尤其值得指出的是,中國新能源汽車在政策鼓勵與支持、技術創新驅動、傳統汽車企業與新勢力造車競爭發展等推動下,在近二十年中得到迅速發展,新能源汽車銷量從2015年已連續多年位居全球第一,新能源汽車產業由導入期向成長期快速發展,已成為全球新能源汽車發展的最大推力。
2.新能源汽車的發展現狀
(1)國外新能源汽車發展現狀[4]
近年來,美國、歐洲、日本等國家和地區都把大力發展新能源汽車作為未來道路交通的主要方向,世界上的一些汽車強國都先后將其提升為國家戰略,尤其是歐洲一些國家,不僅提出“禁止銷售燃油汽車時間表”,還要求所有新車在2025年前實現零排放。目前,多個國家已實現新能源汽車的規模化生產,一些車企如寶馬、福特、本田等跨國公司也為減少碳排放設立了目標,將陸續向市場推出新的電動車型。
美國重視發展插電式混合動力汽車和燃料電池汽車,并引領高端電動汽車市場。美國電動汽車發展以能源安全為首要任務,強調插電式電動汽車發展。2012年,美國已經在插電式混合動力汽車和燃料電池汽車領域取得了豐碩成果,并擁有這兩個領域全球22%的專利。2016年7月,美國聯邦政府發布了《關于加快普及電動汽車的計劃》,宣布將通過政府與私營部門合作,推動電動汽車發展和加強充電基礎設施建設,以應對氣候變化、增加清潔能源使用并減少對石油的依賴。特斯拉汽車公司已成為當今世界生產電動汽車企業的引領者,其生產的電動汽車風靡全球,目前該公司生產的幾大車型包含Model 3、Model X、Model Y等多款車型,其中Model Y成為全球最為暢銷的電動車型之一。
歐洲各國都非常重視新能源汽車行業對環境問題改善的影響,努力通過發展純電動汽車來減少二氧化碳的排放。歐洲各國電動汽車發展狀況差異較大,對電動汽車產業發展目標也不盡相同。德國目標是到2030年,將禁止出售傳統的內燃機汽車,從當年開始注冊的新車必須是零排放的車型,2050年全國二氧化碳排放削減80%~95%;挪威從2025年開始全面禁售化石燃料汽車,在2030年成為碳中和社會;荷蘭目標是到2030年,讓所有新車實現零排放;英國到2030年,銷售的汽車中至少有50%的轎車和40%的貨車達到超低排放標準(每公里二氧化碳排放量不超過50g),到2040年禁止銷售傳統燃油汽車;法國在首都巴黎禁用柴油發動機,目標是2030年前逐步淘汰燃油汽車。2019年德國超過挪威,成為歐洲最大的電動汽車市場,在2021年其電動汽車銷量為30.7萬輛,同比增長58.4%。挪威具有較強的環保意識,對電動汽車推廣力度最大,優惠政策相對較多,雖然挪威占全歐洲的汽車市場份額并不大,但其是全球電動汽車人均保有量最高的國家,2021年挪威電動汽車新車總銷量同比增長25%,達到創紀錄的17.6萬輛,電動汽車占比高達67.5%,純電動汽車市場滲透率達到67.6%,居歐洲國家首位。
日本政府更傾向于推廣混合動力汽車,新能源汽車銷量靠前的都還是混合動力汽車。雖然現在日本電動汽車占總體汽車銷量不足1%,遠低于中國和歐洲等國家和地區,但日本電動汽車保有量在逐步增加,2021年進口電動汽車的新注冊數量增長了近兩倍,達到8610輛,在日本整體汽車銷售停滯不前的情況下,這是一個雖小但是非常顯眼的變化。
據CleanTechnica公布的數據,2021年全球新能源乘用車累計銷量達649.54萬輛,同比大漲108%,其中特斯拉以93.62萬輛高居榜首,離百萬輛僅一步之遙;其次,大眾累計銷量超過30萬輛,而寶馬和奔馳累計銷量都超過了20萬輛;沃爾沃、奧迪、現代、起亞、雷諾、標致、豐田和福特累計銷量均已超過10萬輛。從世界各地區情況來看,2021年新能源汽車銷量除了中國近330萬輛外,歐洲的銷量約為230萬輛,美國約為63萬輛。
(2)我國新能源汽車發展現狀[5]
為應對能源安全、氣候變化等方面的挑戰,我國高度重視新能源汽車發展。2010年,新能源汽車被國務院列為我國七大戰略性新興產業之一,是國家優先支持發展的方向;2012年,國務院發布了《節能與新能源汽車產業發展規劃(2012—2020年)》;2014年5月,習近平總書記在上海考察調研時指出:發展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路;2015年5月,國務院發布的《中國制造2025》提出,節能與新能源汽車作為十大重點發展領域之一;2020年11月2日,國務院印發了《新能源汽車產業發展規劃(2021—2035年)》,將進一步推動我國新能源汽車產業高質量快速發展。
在新能源汽車研發方面,“十五”開始啟動了對節能與新能源汽車的大規模研發,從“十五”863計劃電動汽車重大科技專項、“十一五”863計劃節能與新能源汽車重大項目、“十二五”電動汽車科技發展專項到“十三五”新能源汽車專項。目前,我國已形成了“三縱三橫”技術體系,“三縱”是指混合動力汽車、純電動汽車和燃料電池汽車三大類型電動汽車,“三橫”是指多能源動力總成控制系統、電機驅動系統和控制單元、動力電池和電池組管理系統三大核心技術。在示范推廣方面,最早可追溯到1998年,至今已跨越了“九五”至“十三五”五個時期。第一階段為“九五”時期的汕頭南澳島示范區項目;第二階段為“十五”末的小規模運行示范;第三階段為北京奧運會期間較大規模的集中示范;第四階段為“十城千輛”工程,含上海世博會、深圳大運會等重大活動集中示范應用;第五階段為“推廣應用”階段。在這個過程中,通過重大科技項目的研發為示范推廣提供了技術支撐,而通過示范運行檢驗了電動汽車研發成果并推動其產業化。
目前我國新能源汽車產業由導入期向成長期快速發展,市場銷量逐年遞增,從2015年產銷量躍居全球首位開始,產銷規模已連續蟬聯全球首位。但是目前新能源汽車在我國普及程度并不高,其銷量在我國汽車整體銷量中的占比也較小,截至2022年3月底,全國新能源汽車保有量達891.5萬輛,占汽車總量的2.90%,純電動汽車保有量為724.5萬輛,占新能源汽車總量的81.27%。圖1-2展示了我國新能源汽車2014—2021年的年產銷量情況,可以看出,盡管受到財政補貼政策弱化的影響,2019年新能源汽車市場銷量略有下滑,但其市場份額仍處于上升階段,汽車工業“新能源化”轉型升級的趨勢不可逆轉。2021年我國新能源汽車銷售完成352.1萬輛,同比增長1.6倍,連續7年位居全球第一;新能源汽車全年產量增至354.5萬輛,增長率高達145.6%。據CleanTechnica公布的全球新能源乘用車數據,2021年比亞迪銷量位居全球第二名,年銷量為59.39萬輛,上汽通用五菱位居第三,年銷量為45.61萬輛,上汽年銷量超過20萬輛,長城和廣汽年銷量均已超過10萬輛。
圖1-3所示為中國汽車工業協會公布的我國逐年不同類別新能源汽車市場份額,可以看出,自2015—2021年,純電動汽車憑借污染少、能源轉化率高、晚間低谷充電、政策支持等優點,逐漸成為消費者購買新能源汽車的首選,市場份額不斷上升,2021年純電動乘用車市場份額超過77%,并長期占主導地位。
根據中國汽車工程學會《節能與新能源技術路線圖》預測,我國2025年新能源汽車的產銷量在800萬輛左右,2030年產銷量將達到汽車總銷量的40%,在1500萬輛左右,所以我國新能源汽車具有很好的發展前景。

圖1-2 我國新能源汽車年產銷量

圖1-3 我國不同類別新能源汽車市場份額