电力梦想

迪拜，阿联酋

十月 25 , 2023

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在过去 12 个月里，全球极端天气事件清楚地提醒我们地球面临的气候危机，以及向净零经济过渡的迫切需要。

2023 年 3 月，联合国秘书长安东尼奥·古特雷斯也进一步强调了我们面临的挑战。他警告称：“过去半个世纪，气温的上升速度创下 2,000 年来的最高值。二氧化碳浓度是 200 万年来的最高值。气候定时炸弹正在嘀嗒作响。”[1]

古特雷斯在回应政府间气候变化专门委员会 (IPCC) 第六份综合报告时如是说，并将该报告称为“人类生存指南”。

该报告发现，在 IPCC 强调控制全球气温所面临的挑战堪称前所未有的五年后，“由于温室气体排放的持续增加，这一挑战现已变得更加严峻”。IPCC 强调，交通运输与食品行业、工业、建筑和土地利用一样，是可以为减少温室气体排放做出重大贡献的关键领域之一。

但是，未来是电动汽车的时代吗？

针对依靠汽油或柴油动力内燃机 (ICE) 的传统、高排量的交通运输技术，各种潜在的替代方案可供选择，其中包括氢动力汽车和可持续生物燃料。然而，与近年来电动汽车 (EV) 技术在可用车型和消费者采用方面的增长相比，这些技术都有些相形见绌。这包括纯电池电动汽车 (BEV)、混合动力汽车 (HEV) 及其“姐妹”插电式混合动力汽车 (PHEV)，后两者将电力与内燃机相结合。

如果只看统计数据，电动汽车的增长确实令人瞩目。波士顿咨询集团 (BCG) 在 2022 年 6 月的一份报告中称，前一年“对包括混合动力汽车在内的电动汽车来说，是非凡的一年”。电动汽车的产量占 2021 年所有轻型汽车产量的五分之一，比上一年增长了 12%。与此同时，汽油车和柴油车的比例下降了 9 个百分点。[2]

BCG 报告称，监管机构更严格的排放目标以及汽车制造商转向新电动汽车，共同“推动了全球电动汽车市场的发展”。欧盟 (EU) 从 2025 年开始禁售新内燃机汽车，而美国一些州已同意为新乘用车实施零排放配额。阿联酋政府计划到 2050 年实现道路上 50% 的汽车电动化[3]，而沙特阿拉伯力争到 2030 年使利雅得 30% 的汽车电动化。

果不其然，在此类激励措施的刺激下，各大汽车制造公司都非常渴望利用这个蓬勃发展的电动汽车市场，每家公司都制定了雄心勃勃的电气化战略。美国通用汽车公司计划到 2035 年实现全电动化，福特汽车已经为其欧洲事业部——福特欧洲公司设定了到 2030 年实现相同的目标。专家预计，在全球范围内，成本降低、技术改进和更广泛的选择都将有助于电动汽车在未来几年成为对消费者越来越友好的选择。

鉴于这些发展，分析人士对未来电动汽车的采用做出了乐观的预测。BCG 专家预计，到 2028 年，纯电动汽车将成为全球最受欢迎的轻型汽车，比该公司早前 2021 年报告的预测提前了三年。另外，该公司预测，到十年之交时，这些汽车的全球销量将远远超过内燃机汽车。

同样，麦肯锡预计，2021 年至 2030 年期间，全球电动汽车需求将增长 6 倍，每年的单位产品销售额从 650 万辆增长到约 4,000 万辆。顾问们认为，公众对电动汽车的接受程度（曾一度不确定）已经达到了一个临界点，并且随着消费者寻求更经济、更环保的交通方式，接受度将继续提升。[4]

至少从表面上看，电动汽车的增长势头似乎不可阻挡。但是，这一热潮是否合理？在通往电动汽车未来的大路上，是否存在坎坷？

佐藤恒治 (Koji Sato)
丰田汽车公司总裁兼首席执行官从内燃机到移动出行

丰田汽车公司总裁兼首席执行官佐藤恒治 (Koji Sato) 表示，社会对电动汽车的态度在不断变化。丰田汽车公司成为 Jameel Motors 公司的长期合作伙伴已超过 65 年。佐藤在 2023 年 4 月份表示：“我们的目标是将公司转变为一家移动出行公司。”[5] 这包括集中精力实现碳中和——丰田公司计划到 2050 年实现其汽车全生命周期碳中和。为此，该公司计划提高混合动力汽车的销量，投资下一代纯电动汽车，以及展望其称之为的“氢能社会”。

佐藤表示，要实现这一愿景还需要让更多人关注扩大移动出行的价值，并解释道，“随着未来的汽车变得更加电气化、智能化和多元化，它们与社会的联系将更加紧密。”

这一雄心勃勃的前景突显了我们对出行的态度正在发生变化，特别是电动出行选择不再仅限汽车。麦肯锡去年的一份报告预测，到 2035 年，美国、欧盟和中国的大多数新卡车将实现电动化[6]。公共交通（如公共汽车）的电气化已经在迅速取得进展。根据非营利组织——国际清洁交通委员会 (ICCT) 的数据，今年欧洲混合动力客车和纯电动客车的销量首次超过了柴油车[7]，这一趋势要归功于市场需求。

此外，国际能源署 (IEA) 2023 年的一份报告指出，两轮或三轮电动车是当今电气化程度最高的细分市场，在新兴市场和印度等发展中经济体中，其数量超过了的汽车。2022 年，印度注册的三轮车中有超过一半是电动三轮车。

(从左至右）Greaves Cotton Ltd. 董事总经理 Arup Basu 博士、Greaves Electric Mobility Pvt. (GEMPL) 首席执行官兼执行董事 Sanjay Behl 先生、Greaves Cotton Ltd. 执行副主席 Nagesh Basavanhalli 先生，共同推出新款 Aero Vision 电动三轮车。安利捷对 Greaves Electric Mobility 进行了战略投资，成为其主要股东。

国际能源署表示，考虑到可负担性，这类交通工具的电气化“对支持可持续发展至关重要”。

除了交通方式以外，佐藤的评论也承认，电动汽车的发展将与自动化、数据、通讯和人工智能等相关技术的发展紧密相关。这些技术有着令人兴奋的巨大潜力，结合起来便能形成未来出行的整体愿景。

不过，这并不意味着汽车的终结，尤其是在目前情况下，汽车还是电动出行的重要组成部分。这个愿景里还有其他交通方式，以及将所有这些智能地连接到更广泛系统的想法。正是秉持着这种精神，佐藤认为“移动性远远超越汽车在未来的重要性”。丰田的愿景是“引领未来的移动出行社会，以最安全、最负责任的方式让人们出行，丰富世界各地人们的生活”。

前进途中的坎坷？

然而，在我们到达这片应许之地之前，显然需要考虑一些重大问题。尽管从外观上看，电动汽车与内燃机汽车相似，但它们的制造方式、所利用的技术以及所需的基础设施都有很大不同。这些差异可能会给电动汽车的未来征途带来一些挑战。

简单地说，电动汽车通过电池供电，为电动机提供动力来使车轮转动。对于纯电动汽车，需要将车辆充电插头插入充电器，定期对电池进行充电。此外，电动汽车还可以通过一种被称为再生制动的过程，捕获制动时产生的动能，并将其转化为电能[8]。

混合动力汽车的情况更为复杂，此类汽车有两种主要类型。插电式混合动力汽车 (PHEV)（例如丰田开创性的普锐斯车型）配备可充电电池，但还搭载了一台内燃机，当车辆电量耗尽时，可以切换到内燃机模式。相比之下，普通混合动力汽车 (HEV) 主要利用内燃机运行，但也配备了采用再生制动供电的电池。

每种车型的内部看起来都不一样。除了电池和电机外，全电动电动汽车还将配备车载充电器，可以将交流电 (AC) 从主电源转换为可为电池充电/供电的直流电 (AC)。其他部件包括维持组件正常工作温度的热冷却系统，以及在需要时将直流电转换成较低电压的 DC/DC 转换器。

插电式混合动力汽车包括所有这些组件以及传统车辆的典型部件，例如内燃机、燃油箱和排气系统。另一方面，普通混合动力汽车包括这些传统内燃机汽车零部件以及一些电动汽车部件，但不包括那些与外部充电有关的部件（例如，将交流电转换为直流电的车载充电器）。

无论是从司机的角度还是从更广泛社会的角度来看，电动汽车、内燃机汽车和混合动力汽车都有不同的优势，也有潜在的不足。或许最重要的是，纯电动汽车产生零废气排放，对实现净零排放的目标有显著效益。不过，美国能源部指出，纯电动汽车通常比类似的传统汽车和混合动力汽车更昂贵，而且续航里程通常更短。[9]目前，这两种类型的混合动力汽车也往往比传统汽车更昂贵。但两者的排放量较低，燃料消耗量更少，可以为那些没有准备好换用纯电动汽车的司机提供一个相对平衡的便捷选择。

挑战依然存在

电动汽车可能预示着未来出行将更清洁、更环保，但就目前而言，距离实现这一目标还有很长一段路要走。尤其是因为，除少数国家/地区外，所有其他国家/地区一半以上的发电量目前都依赖化石燃料[10]。因此，在可再生能源发电的规模得到充分扩大之前，短期内，道路上电动汽车的增多可能会导致二氧化碳排放量增加而不是减少。

由于购买成本等因素，许多消费者仍然对电动汽车犹豫不决。在英国，电动汽车的平均成本超过 60,000 美元[11]；而在美国，电动汽车的平均成本比同等内燃机汽车高出约 12,000 美元[12]。但价格正在下跌。根据 BCG 的分析，在中国和许多欧洲国家/地区，无论是纯电动汽车还是内燃机车型，在五年内拥有中型电动汽车的总成本与中型传统能源汽车相同（计算结果考虑了购买价格、维护成本和行驶里程以及燃油和电力成本）。到 2030 年，在世界大部分地区，电动汽车的购买价格将逐渐与传统内燃机汽车的购买价格持平。[13]

由于电池价格下降和更大的规模效益等因素，拥有成本下降也有助于推动消费者的需求。BCG 表示，制造商可以利用牵引能力和维护费用低等特点，以及能够使用电动汽车电池作为家庭备用发电机等其他优势，来逐渐推动电动汽车的营销。[14]

尽管这些迹象振奋人心，但还有一些其他问题可能会减缓消费者向电动汽车的过渡。其中一个便是如何满足对电池以及生产电池所需的稀土矿物快速增长的需求。麦肯锡预测，到 2030 年，全球对锂离子电池（大多数电动汽车使用的电池类型）的需求预计将每年增长约 30%，其中约 90% 的增长来自电动汽车等移动出行应用。[15]

这种趋势将产生一些令人担忧的连锁效应，例如给制造电池的原材料供应链构成压力。根据国际能源署的数据，去年约 60% 的锂需求用于电动汽车电池，钴和镍需求分别为 30% 和 10%。相比之下，五年前这一比例分别约为 15%、10% 和 2%。

这种情况已经导致锂短缺。2023 年 6 月，据路透社报道，生产商担心，采矿许可的延迟、人员短缺和通货膨胀可能会阻碍他们供应足够的锂，以至无法满足全球电气化的时间表要求[16]。国际能源署警告称，其他关键矿物的开采和加工也需要迅速增加，才能支持向电动汽车和其他清洁能源技术的过渡。[17]

此外，电动汽车采用率的增长还引发了人们对电网影响以及公用事业必须克服的挑战的担忧，以便确保可靠、高效的能源供应。这种情况在现有配电系统往往欠佳的新兴市场更是如此。举例而言，据估计，如果一个家庭用电动汽车取代两辆内燃机汽车，家庭的日能源使用量将会增加 74%。

仅满足电力需求的增长并不一定能解决问题。理论上，许多国家/地区的电能足以满足电动汽车的未来总需求。但问题是，这些电能并不总能在需要时现成可用。如果在我们身处的世界中，由于用电量波动而导致电网失衡属正常现象，那么电网运营商最不希望看到的就是，数百万的电动汽车车主同时给他们的汽车充电又同时从电网中拔出电。

另一个相关的问题是充电基础设施。根据电动汽车数据库的数据[18]，目前，电动汽车的平均续航里程（即需要充电前的行驶距离）为 221 英里，最短续航里程远低于 100 英里，最高续航里程超过 400 英里。这种续航能力足以满足许多一般日常出行的需要。但是，并非所有人都可以在家里或工作场所私下为车辆充电。而且有时，人们还希望进行比车辆续航里程更长的旅程。目前，即使是最快的直流快速充电 (DCFC) 公共充电站，也需要至少 20 分钟到 1 小时才能将纯电动汽车充电到 80%[19]。在长途旅行中，等待汽车充电需要花费很多时间，更不用说充电站同时容纳多辆汽车所需的空间了。此外，大多数现有插电式混合动力汽车与直流快速充电系统不兼容，这也让问题更加复杂。

为了支持更广泛的电动汽车普及，必须发展公共电动汽车快速充电网络。但到目前为止，过往记录并不乐观。BCG 警告称，未来几年充电基础设施不足可能会导致电动汽车在美国等领先市场的采用停滞不前。[20]它指出，最近的一项调查发现，对缺乏公共充电站的担忧仍然是美国消费者在购买电动汽车时再三考虑的主要原因。

战略响应

为了实现美国政府的目标（到 2030 年，所有新销售的乘用车和轻型卡车中有一半应实现零排放），麦肯锡估计，美国需要的充电桩数量将比现在多将近 20 倍，其中包括 120 万个公共充电桩。据预测，这些公共充电基础设施的硬件、规划和安装成本超过 350 亿美元。[21]这些数字并非无法逾越，但实现目标需要在世界各地循序渐进。

同样，麦肯锡建议制定强有力的原材料采购战略，以帮助企业管理成本并提高产量[22]。例如，电池制造商可以考虑与矿业公司签订供应矿物的多年合同，从而限制价格波动的影响。他们建议，大型企业可以探索直接投资原材料的开采和精炼。这两种趋势在美联社 2023 年 6 月关于锂短缺的一份报告中表现得很明显，该报告称，福特公司已经与两大洲的锂供应商签署了长达 11 年的合同。报告补充道，通用汽车正在向位于内华达州的一家加拿大矿山开发商投资 6.5 亿美元，该矿山每年将为通用汽车提供 100 万辆汽车所需的锂。[23]

创新解决方案

技术和实践的创新会在其中一些问题的解决过程中发挥重要作用。例如，中国正在开发钠基电池，为使用锂的电池提供更便宜的替代品。据估计，中国开发的钠离子电池的成本比磷酸铁锂电池（一种锂离子电池）低 30%。国际能源署表示，近30 家制造钠离子电池的工厂正在运营、规划或建设中，但几乎所有工厂都在中国。[24]有报道称，一些制造商计划今年为电动汽车采用钠电池技术。[25]

另一种可能的方案是回收电动汽车电池。据麦肯锡专家称，到 2040 年，这有可能每年创造 950 亿美元的收入[26]。事实上，麦肯锡认为，如果不进行回收，电池很可能仍然是大规模电气化的关键瓶颈。

因此，电动汽车电池回收行业的表现可能决定或突破向电动汽车转型的步伐。如今，各企业都在竞相开发相关流程和能力。在英国，该领域一家初创公司的联合创始人表示，到 2040 年，汽车制造业可以从回收活动中获得高达 40% 的锂，并称“这种金属几乎可以永远持续回收”[27]。

此外，对于将电池更换这种做法作为另一种解决方案，人们表现出越来越多的兴趣。不言而喻，它是指用户只需换用不同的电池而不是给电动汽车充电，并将之前的电池外部充电，然后换到另一辆车上使用。中国电动汽车制造商蔚来 (NIO) 已经开

已经开设了欧洲第一家电池

更换站，例如今年早些时候在丹麦开设的电池更换站，更换过程大约需要 5 分钟[1]。

最近，蔚来宣布将推出一款新的电池即服务产品 (BaaS)。也就是说，客户可以购买一辆不带电池的新电动汽车，然后按月另行支付电池租用服务费。这样可以使新车的购买价格降低多达人民币 70,000 元，约合 10,100 美元。该公司表示，使用这些换电站可以帮助那些没有家用充电器的人，慢充还可以延长电池使用寿命。

国际能源署表示，对卡车来说，电池更换在速度和延长电池性能方面比超快充电具有重大优势。它补充说，电池更换为两轮和三轮电动车带来了成本优势。这一商机在印度的势头尤其强劲，印度市场上已经有 10 多家不同的公司[2]。

此类发展突显了电动交通出行在创造经济和社会价值的同时减少碳足迹的巨大潜力。但要应对未来的真正挑战，企业需要与政府密切合作，确保落实适当的政策和投资来支持这一快速发展的行业。

需求降温？

在美国，在最近与知名汽车 OEM 厂商举行的分析师财报会议上，一些高管也开始承认，他们之前（也许事后看来）雄心勃勃的电动汽车销售预测可能会在消费者需求方面遭到某种程度的短期降温，有迹象表明经销商库存流通缓慢。通用汽车则对树立目标更加清醒，预计今年下半年库存为 10 万辆电动汽车，到 2024 年 6 月库存达 40 万辆电动汽车。他们似乎并不孤单。特斯拉最近对导致需求下降的经济问题表示哀叹；与之呼应的还有戴姆勒梅赛德斯 – 奔驰的首席财务官 Harald Wilhelm 在最近的分析师会议中称其为“相当残酷的领域”，并继续说道，他“几乎无法想象目前的现状对每个人来说都是完全可持续的。”[3]

凯利蓝皮书 (Kelley Blue Book) 的数据显示，随着美国零售经销商电动汽车库存的增加，许多品牌发现有必要推出高达标价 10% 的激励措施，这是近五年来电动汽车首次出现如此高的折扣，因为在经济衰退时期，与内燃机汽车购买价格的差距依旧是阻碍消费者购买行为的因素。