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第1章
2023年新能源汽车产业发展综述

经过多年的产业培育和发展,我国新能源汽车产业体系完整,政策完备,新能源汽车产品力大幅提升,产品续驶能力、安全性都取得长足进步,产销量多年持续攀升,市场需求潜力加速释放。本文基于新能源汽车国家监测与管理平台(以下简称“国家监管平台”)截至2023年12月底1801.55万辆新能源汽车实时运行大数据,客观分析新能源汽车市场、车辆运行、车辆充电等行业关注热点,总结新能源汽车出行及充电规律并提出相关发展建议,为我国新能源汽车产业相关政府部门、科研院所、高等院校及企业提供一定参考和借鉴。

1.1 新能源汽车市场发展综述

1.1.1 全球新能源汽车市场发展概况

全球新能源汽车市场总体增长迅速。 2023年全球新能源汽车销量1465.3万辆,同比增长35.4%,市场渗透率突破16%(图1-1)。截至2023年底,全球新能源汽车累计销量突破4200万辆。

重点国家和地区新能源汽车销量快速增长。 2023年欧洲地区新能源汽车销量达到316.8万辆,同比增长17.6%。部分国家荷兰、西班牙、法国、丹麦新能源汽车年度销量增速均在全球平均增速(35.4%)以上;美国新能源汽车销量快速提升,2023年销量达到147.1万辆,同比增长47%;中国新能源汽车保持高速增长,2023年销量达到949.5万辆,同比增长37.9%,市场渗透率达31.6%,全球市场占比64.8%,自2015年以来已连续九年位居全球第一(图1-2)。

图1-1 全球新能源汽车历年销量情况

注:欧洲地区数据统计口径为欧盟27国+欧洲自由贸易联盟3国+英国。
数据来源:中国销量数据来源于中国汽车工业协会;全球新能源汽车销量数据来源于中国电动汽车百人会(2024)会议资料。

图1-2 2023年典型国家新能源汽车销量及全球占比(万辆,%)

数据来源:中国销量数据来源于中国汽车工业协会;其他国家销量数据来源于EV-volumes。

1.1.2 我国新能源汽车市场推广概况

(1)新能源汽车市场规模快速增长,市场渗透率再创新高

我国新能源汽车产业进入规模化快速发展阶段,市场渗透率曲线加速上扬。 2023年我国新能源汽车销量949.5万;新能源汽车市场渗透率持续提升,2023年市场渗透率31.6%,相较于2022年扩大6个百分点(图1-3)。新能源汽车历年接入量呈现快速增长趋势(图1-4),2022年和2023年新能源汽车接入量分别为541.8万辆、594万辆,分别同比增长98.3%、9.6%。

图1-3 我国新能源汽车历年销量及增速情况

注:受上一年新增企业统计数据时效影响,年度同比增速数据略有调整。
数据来源:中国汽车工业协会。

图1-4 国家监管平台新能源汽车历年接入量情况

新能源汽车电动化曲线加速上扬。 根据公安部数据显示,截至2023年底,我国汽车保有量3.36亿辆,新能源汽车保有量达2041万辆,全年新注册登记743万辆,呈现快速增长趋势(图1-5)。新能源汽车保有量占汽车保有量的比例呈现逐年快速增长趋势,从2015年的0.3%扩大至2023年的6.1%,增长5.8个百分点,汽车电动化曲线加速上扬。新能源汽车累计接入率相对平稳。截至2023年,新能源汽车累计接入量达到1801.55万辆(图1-6),累计接入率达到88.3%。

图1-5 我国新能源汽车历年保有量及汽车电动化率历年变化情况

注:汽车电动化率=新能源汽车保有量/当期汽车保有量。
数据来源:公安部。

图1-6 国家监管平台新能源汽车历年累计接入量情况

注:汽车累计接入率=新能源汽车累计接入量/当期新能源汽车保有量。

(2)新能源汽车区域分布不均衡,主要集中在经济发达及人口密集区

新能源汽车推广集中度较高,排名前十省份推广规模全国占比近七成。 截至2023年底,排名前十省份新能源汽车累计接入1232.4万辆,全国占比达到68.4%(图1-7)。广东省、浙江省、江苏省、上海市、山东省、河南省六个省份新能源汽车累计接入规模超过百万辆,全国占比均在6%以上。

图1-7 新能源汽车累计接入量排名前十省份及占比情况

一线及新一线城市新能源乘用车推广成效显著,万人保有量快速提升。 新能源乘用车累计接入量排行靠前的城市主要集中在一线或新一线城市(图1-8),截至2023年底,上海市、深圳市、广州市、杭州市、北京市新能源乘用车累计接入量均超过50万辆,全国占比均超过4%。其中,上海市新能源乘用车累计接入113.2万辆,全国占比6.9%,排在首位。新能源乘用车万人保有量方面,相较于2022年全国新能源乘用车万人保有量平均值76.8辆,2023年万人保有量均值117.2辆,同比提升52.6%(图1-8)。2022年全国有10个城市新能源乘用车万人保有量超过200辆,而到2023年万人保有量超过200辆的城市达到18个,城市数量快速增长。其中,杭州市新能源乘用车万人保有量排在首位,每万人拥有新能源乘用车548.2辆,领先一线城市。

图1-8 2023年新能源乘用车累计接入量排名前二十城市及万人保有量情况

注:1.选取新能源乘用车累计接入量排名前二十城市;
2.气泡大小表示截至2023年底各城市新能源汽车累计接入量多少;
3.城市常住人口数据来自各城市2023年常住人口。部分城市缺少2023年常住人口数据,采用2022年常住人口数据代替(深圳市、西安市、长沙市、青岛市、温州市、佛山市)。

(3)高线城市新能源汽车推广规模靠前,低线城市市场需求潜力扩大

一线、新一线城市新能源汽车推广规模靠前,并以新能源乘用车推广为主。 2023年新能源汽车接入量排名前二十城市如图1-9所示,上海市、广州市、杭州市、深圳市、成都市等一线和新一线城市新能源汽车接入量排在前列,消费需求旺盛。其中,2023年上海市新能源汽车年度接入量达到34万辆,排在首位,全国占比5.7%。从新能源乘用车接入量占新能源汽车年度接入占比看,东莞市、上海市乘用车占比较高,达到98%左右,而重庆市、深圳市新能源乘用车占比相对较低,在90%以下。

图1-9 2023年新能源汽车接入量排名前二十城市及乘用车占比情况

注:1.气泡大小表示2023年国家监管平台各城市新能源汽车年度接入量多少;
2.新能源乘用车占比=城市的新能源乘用车年度接入量/该城市的新能源汽车年度接入量。

非限购城市消费需求旺盛,新能源乘用车市场份额逐年扩大 。伴随着汽车促消费政策以及产品供给多样化、产品质量持续提升等因素刺激,非限购城市用户对新能源汽车产品的认知度和认可度逐渐提升,消费需求相对旺盛。根据限购城市与非限购城市历年接入量占比情况,2023年非限购城市新能源乘用车接入量433.9万辆,全国占比76.5%,相较于2022年扩大1.8个百分点,市场占比稳步扩大(图1-10)。

图1-10 新能源乘用车在限购城市和非限购城市历年接入量占比情况

(4)乘用车以纯电车型占市场主导,插电混动车型接入占比快速扩大

国家以纯电动车型推广为主导的战略方向不动摇,乘用车领域纯电动汽车推广成果显著。 截至2023年底,国家监管平台新能源汽车累计接入量达1801.5万辆,其中,新能源乘用车累计接入量1272.4万辆,占全国新能源汽车累计接入量的70.6%。从历年接入比例看(图1-11),纯电动乘用车历年接入占比为新能源汽车的市场主导。2023年纯电动乘用车接入比例69.5%,相较于2017年扩大8.3个百分点,明显高于其他类型车辆。

插电式混合动力汽车在经济性以及环境适应性等方面做到多项兼顾,成为汽车产业中短期快速替代传统燃油汽车的重要技术路线。 近年来,插电式混合动力汽车市场销量呈现快速增长趋势,市场规模不断壮大。截至2023年底,国家监管平台已累计接入插电式混合动力汽车384万辆,其中包括增程式电动车56.1万辆。插电式混合动力汽车占新能源汽车的接入比例呈现明显扩大趋势。2023年插电式混合动力乘用车接入量占比达到25.9%,相较于2017年扩大近20个百分点。对比不同纬度地区,极寒地区插电混动乘用车占新能源乘用车推广比例较高。极寒地区中,哈尔滨、大庆、鄂尔多斯等多个城市插电混动车型在新能源乘用车的推广比例均超过50%,冬季低温地区插电混动车型的用户接受度相对较高。

图1-11 新能源汽车分类别车型历年车辆接入量占比情况

(5)客车市场电动化水平较高,政策导向更注重客车电动化质量

我国新能源客车电动化率较高,客车市场增量空间相对有限。 截至2023年底,全国新能源客车累计接入量53.8万辆,其中,新能源公交客车累计接入量46.2万辆,占新能源客车累计接入量的85.9%。我国城市公交电动化率较高,根据交通运输部数据显示,2021年新能源城市公交车比例超过66%,新能源公交客车增量空间相对有限。2022年和2023年,国家监管平台新能源公交客车年度接入量分别为4.7万辆和3.7万辆,历年接入增量逐渐缩小。

国家层面持续推进客车电动化进程,政策导向注重城市公交客车电动化质量和安全水平 。2024年3月13日,国务院正式印发《推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案》(下简称《方案》),《方案》提出“持续推进城市公交车电动化替代,支持老旧新能源公交车和动力电池更新换代”;并提出强化政策保障,“鼓励有条件的地方统筹利用中央财政安排的城市交通发展奖励资金,支持新能源公交车及电池更新”。地方层面如浙江、广东、北京等省市陆续执行以旧换新行动方案,在新能源客车以旧换新方面均有较明确的具体目标,将成为新能源客车市场增长的重要因素。截至2023年底,国家监管平台累计行驶超40万km的纯电动公交客车10961辆,主要分布在宇通客车、厦门金旅、北汽福田等客车企业。其中,部分老旧新能源客车缺乏动力电池安全预警机制,车辆运营过程存在一定安全隐患。为贯彻落实《国务院关于印发〈推动大规模设备更新和消费品以旧换新行动方案〉的通知》(国发〔2024〕7号)要求,做好老旧新能源城市公交车辆安全有序更换动力电池工作,服务人民群众安全便捷出行,2024年6月7日,工业和信息化部会同有关部门组织编制了《关于新能源城市公交车辆动力电池更换事项的公告(征求意见稿)》。针对动力电池更换原则、动力电池更换后的电池性能标准要求、管理规范要求等方面提出相关要求,以进一步保障公交客车整车及关键零部件产品质量规范。

(6)货车市场电动化稳步推进,部分应用场景加快渗透

新能源货车接入量超过新能源客车,成为商用车电动化的主力车型。 我国新能源汽车推广最早开始于2009年国家科技部等四部门联合启动的“十城千辆”工程,从推广初期公共交通领域切入至2020年,新能源客车与新能源货车累计推广规模基本持平。从2021年开始,新能源货车接入量持续较高速增长,新能源客车推广增长相对缓慢。截至2023年底,国家平台新能源货车累计接入量达到96.0万辆(图1-12)。

图1-12 国家监管平台新能源客车和货车历年接入量情况

新能源货车应用场景分布广泛,运输类货车总量多于作业类货车。 经过多年推广应用,我国新能源货车基本实现全场景推广应用。对比各类应用场景推广情况(表1-1),运输类货车占推广主导,运输类货车累计接入比例98.1%,而作业类货车累计接入比例1.8%。其中,排名前三位的新能源厢式货车、封闭货车、栏板式货车等运输类货车累计接入占比85.4%,推广占比较高。

新能源货车技术路线,满足各应用场景使用需求。 纯电动、插电式、燃料电池三种技术路线应用到新能源货车上各有侧重,如图1-13所示,纯电动货车占主体,每种场景都占据相当比例,厢式货车、多用途货车(皮卡)、封闭货车等场景中,纯电动货车基本占据全部份额,燃料电池货车在重载货车,以及保温、冷藏等需要更多电力输出的场景中占据一定比例,插电式混合动力货车更多在冷藏车中进行应用。与2020年相比,2023年重型车中充换一体式车型接入占比明显扩大,尤其是牵引、自卸等重载场景中换电车型推广数量更多。

表1-1 分应用场景新能源货车累计接入量占比情况

图1-13 新能源货车各应用场景与车辆技术路线匹配分布

(7)车电分离模式推广成效显著,多元化场景推广经验丰富

“车电分离”模式扩大应用,多元化场景推广成效显著。 换电模式凭借其补能时间短、电池损耗低等优势,在私人、出租以及重型货车领域可以优先解决充电效率问题。截至2023年底,国家监管平台接入的换电式纯电动汽车已达到57.9万辆,2023年换电式纯电动汽车接入新增28.9万辆。其中,换电乘用车和商用车分别累计接入55.8万辆和2.1万辆。乘用车主要以私家车、出租车为主,而换电商用车逐步从最初的牵引车和工程车向轻型货车、垃圾车、工程车等多元化应用场景拓展。

换电试点城市在换电式纯电动汽车领域积累了一定推广经验。 2023年综合应用类城市累计接入换电式纯电动汽车13.7万辆,其中2023年换电式纯电动汽车接入量3.9万辆,大部分城市以换电式纯电动私人乘用车为主,而长春市、北京市、武汉市换电式出租车接入比例相对较高。重型货车特色类城市方面,截至2023年底,重型货车特色类城市累计接入换电类专用车4790辆。其中,换电式牵引车占比达到81.7%,此外换电式自卸车、换电式工程车也占有一定比例,逐渐在多领域探索车电分离模式。

换电市场竞争格局方面,换电乘用车推广规模较大,换电商用车企业战略布局加快。 乘用车领域以蔚来汽车为主,充换一体化的运营模式显著提高了用户的出行便利性,尤其在节假日期间高速公路沿线充电场站充电车辆数量较多的情况下,换电模式优势显著。商用车领域,换电重卡产品供给增多,市场竞争激烈。截至2023年底,全国41家商用车生产企业共184款车型进入新能源汽车免征购置税目录,安徽华菱汽车、徐州徐工汽车、上汽依维柯红岩、三一汽车等企业加快布局换电车型。

(8)燃料电池车辆推广规模逐年增长,但增速明显滞后纯电动汽车

我国自2020年启动燃料电池示范应用以及“氢进万家”等科技示范工程以来,示范城市群先行引领氢能产业积极发展。截至2023年底,全国燃料电池电动汽车累计接入14333辆,以客车和物流车为主。相较于纯电动汽车市场规模的快速增长,近两年燃料电池电动汽车接入量相对缓慢,2022年和2023年燃料电池电动汽车接入分别为2827辆和3769辆,受制于技术、成本等方面的限制,燃料电池汽车市场推广速度仍处于较低水平,产业仍处于商业化示范阶段。

氢燃料电池电动汽车推广区域集中度较高,主要分布在示范城市群。 截至2023年12月31日,五大示范城市群累计接入氢燃料电池电动汽车10174辆,全国占比71.0%。燃料电池汽车应用场景多元,车辆示范运行覆盖城市通勤、物流、运输、工程、港口、园区等多元化场景。各示范城市群已基本构建了涵盖制备、储运、加注等较为完善的氢能供给体系,实现燃料电池系统、电堆、膜电极、质子交换膜、催化剂等核心技术的突破。

基础设施及应用存在规模化不足等问题,制约燃料电池汽车市场化推广进程。 现阶段,燃料电池产业普遍存在氢气资源来源分散、规模较小、各地成本价格不统一的情况,且依赖政府财政补贴,市场总体尚未形成良性秩序,难以实现资源的优化配置和高效利用。此外,纯电动汽车技术的快速发展,在一定程度上挤占了燃料电池汽车市场规模化发展空间。下一阶段,结合车辆应用场景和氢气供应来源分散的情况,燃料电池汽车产业应推动区域能源资源整合和燃料电池汽车规模化统筹示范应用,根据不同的应用场景制定更具针对性的燃料电池发展补贴政策,最大化发挥政府支持引导效能。另外,通过区域氢气资源和可再生能源资源的统筹规划与调度,大范围、规模化布局燃料电池汽车示范应用和制加氢一体站建设,可以有效引导产业链整体成本优化,加速促进燃料电池汽车技术与产业升级。

1.2 2023年我国新能源汽车技术演进特征

1.2.1 新能源汽车技术进步

伴随着动力电池比能量不断提升,新能源乘用车逐渐向长续驶里程方向演进。 根据动力电池技术路线图2023年度评估数据显示,我国动力电池单体比能量不断提升,2023年三元电池实现310W·h/kg,磷酸铁锂电池实现200W·h/kg。动力电池企业持续发力结构创新和电化学体系创新,技术水平再上新台阶。此外,伴随着碳酸锂原材料价格回归正常区间,直接带动动力电池成本以及整车成本的联动下降,新能源汽车市场竞争激烈,市场加速迭代。

长续驶里程新能源汽车逐渐从中高端向普通家用型过渡,并且整车向大型化、智能化趋势特征显著。 近年来,新能源汽车续驶里程均值快速增长,整车续驶里程500km以上的纯电动乘用车历年接入份额呈明显扩大趋势,市场份额从2019年的1.8%扩大至2023年的45.9%。部分续驶里程600km级以上中高端车型快速导入市场,行业竞争持续加剧。整车续驶里程增长,与之带来的是新能源汽车整备质量均值的增加,2023年新能源汽车整备质量均值1633kg,同比增长7.5%。插电式混合动力汽车领域,整车电池容量增加以及快充模块的装配,吸引更多消费者选择插混车型。市场主流车型比亚迪唐、腾势N8、仰望U8、理想L7/L8/L9、问界M5/M7/M9、领克09等插混车型,搭载的动力电池电量均超过40kW·h,同时满足消费者短途纯电代步、中长途混动模式的出行需求。此外,新能源汽车市场智能驾驶、智能座舱等多个智能化配置快速渗透,智能化赛道成为新能源汽车市场竞争的重要关注点。

1.2.2 新能源汽车运行评价

整车能耗水平波动上升,整体增幅落后于整备质量增幅。 相较于燃油汽车,新能源汽车在全生命周期具有明显的节能减排效果。本文以纯电动汽车为研究对象,结合分析新能源汽车运行能耗水平。2023年纯电动乘用车能耗水平16.1kW·h/100km,相较于2022年有所增长。乘用车能耗水平有所上升主要由于纯电动乘用车大型化趋势明显,整备质量有所提高;近三年,物流车能耗水平呈现逐年增长趋势,2023年物流车能耗34.2kW·h/100km,相较于2022年有所增长;公交客车能耗水平呈现波动增长趋势(图1-14)。

图1-14 不同类型纯电动汽车历年能耗均值情况

新能源汽车运行评价体系旨在针对新能源汽车全产业链企业及消费者关注焦点,建立公正、公平和公开的评价体系,以大数据维度计算车型评价结果,推动新能源汽车技术进步,提升消费者实际用车体验。

里程可信度方面,相较于公交客车和物流车,纯电动乘用车整体里程可信度平均值较高。 里程可信度是车辆公告续驶里程与实际续驶里程的一致性程度。里程可信度越接近1,表示车辆实际续驶里程越贴近公告续驶里程。相较于纯电动商用车,纯电动乘用车在全国不同地区的里程可信度平均值明显较高。其中,华南地区纯电动乘用车里程可信度0.85,明显高于其他地区;纯电动商用车领域,东北地区和西北地区里程可信度相对较低,华南地区、西南地区、华东地区、华中地区里程可信度表现相对较高(图1-15)。

图1-15 2023年不同地区分类型纯电动汽车的里程可信度平均值对比

1.2.3 新能源汽车故障与安全

我国新能源汽车整体日均故障率呈现下降趋势,动力电池故障仍然占据主要比重。 2023年新能源汽车月度上线车辆的日故障率均值为5.12%,相较于2022年日故障率均值(5.3%)有所下降。从故障类型分布看,不影响车辆正常行驶的一级故障数量占主导,而对车辆行驶安全有致命影响的三级故障数量占比呈现逐年下降趋势。对比接入平台6个月以内的整车故障数量分布情况(图1-16),动力电池故障数量占比差异较大,2023年乘用车动力电池故障数量占比相较于2022年明显缩小,而商用车相同指标呈现扩大趋势;对比应用周期内整车故障类型分布情况,动力电池故障在不同故障数量中均占据主要比重,并且2023年商用车动力电池故障数量占比相较于2022年有所扩大(图1-17)。

图1-16 2023年接入平台6个月以内的新能源汽车蓄电池故障数量占比情况

新能源乘用车和专用车着火事故率整体呈下降趋势,整车产品安全质量整体稳定。 2023年新能源乘用车着火事故率相较于2022年下降0.006个千分点;新能源专用车着火事故率相较于2022年下降0.02个千分点;新能源客车着火事故率相较于2022年增加了0.01个千分点。从着火事故的车辆状态结构分布看,2023年静置状态下的车辆着火事故数量占主要比重,达到48.11%。及时更新车辆安全运行监控标准体系,加强车辆静置状态下的安全监测,增加动力系统高压下电后的持续数据监控及上传要求,对于及时筛查并发现存在安全隐患车辆,保障新能源汽车安全运行具有重要意义。

图1-17 2023年基于车辆应用周期内的新能源汽车动力电池故障数量占比情况

注:车辆应用周期故障表示接入国家监管平台超过6个月的车辆在使用周期内的故障密度(每万km的车辆故障数量),通常用来衡量车辆磨损情况。

1.3 2023年我国新能源汽车运行特征综述

1.3.1 新能源汽车运行特征

(1)纯电动乘用车规模大,车辆行驶里程长,道路交通碳减排贡献最大

纯电动乘用车行驶里程明显高于新能源汽车其他类型的行驶里程,在道路交通领域节能减排的贡献突出。根据国家监管平台数据显示,截至2023年底,新能源汽车累计行驶里程达到5346.95亿km。新能源汽车历年行驶里程呈现快速增长趋势。乘用车和专用车年度行驶里程保持快速增长态势,2022年和2023年两种类型车辆的年度行驶里程同比增速均在50%以上。从不同类型车辆行驶里程结构占比情况看(图1-18),乘用车年度行驶里程占据较高比重,并且占比呈现逐年扩大趋势,2023年乘用车年度行驶里程占比达到86.5%,相较于2019年扩大19.8个百分点。从不同动力类型车辆看(图1-19),纯电动汽车和插混式电动汽车历年行驶里程保持较快增速。纯电动汽车历年行驶里程结构占比均在80%以上。2023年插电式混合动力汽车年度行驶里程占比15.4%,相较于2022年扩大2.1个百分点。

图1-18 不同场景类型车辆历年行驶里程及结构占比情况

图1-19 不同动力类型车辆历年行驶里程及结构占比情况

(2)营运乘用车优势逐步发挥,重型货车长距离运输潜力逐步释放

2023年不同类型乘用车日均行驶里程均有所增长。2023年私家车、网约车、出租车日均行驶里程相较于2022年均实现3%至6%不同幅度的增长,而共享租赁车日均行驶里程同比增长28.0%,相较于2022年实现较快增长。里程均值方面,网约车和出租车日均行驶里程均值200km,现阶段纯电动出租/网约车续驶里程主要集中在400~500km,2023年续驶里程在400~500km区间段的纯电动出租/网约车比例占69.1%,营运乘用车的纯电行驶里程基本满足日常运营需求;换电领域营运乘用车运营优势逐步发挥。营运乘用车领域单次换电行驶里程215km、日均行驶里程均值在200km以上,按照正常日均行驶里程,基本实现每天换电一次左右。

商用车领域,2023年物流车、公交客车、重型货车日均行驶里程均实现较快增长。其中,2023年重型货车日均行驶里程176.0km,相较于2022年实现大幅增长(图1-20)。换电商用车领域,2023年换电式牵引车单车日均行驶里程220.7km,日均行驶时长12h,并且换电重型货车中长距离运距优势逐步发挥,2023年,日均行驶里程在300km以上的换电重型货车比例达到30%以上。

图1-20 新能源汽车重点细分市场历年日均行驶里程情况

(3)私家车早晚出行高峰特征明显,营运车辆出勤多集中于白天

私家车的主要用途是通勤,全天各时段出行的车辆分布呈现明显的早晚“双高峰”特点(图1-21),白天时段私家车出行的车辆比例基本保持在20%以上;营运乘用车白天出勤的车辆比例差异较大。白天时段出勤的网约车比例较高,8:00—20:00时段,出勤的车辆比例均在60%以上,出勤高峰时段的车辆比例接近70%。共享租赁车在白天时段出勤的车辆比例约30%。相较于私家车,营运车辆在夜间时段行驶的车辆比例相对较高。

图1-21 2023年分场景乘用车在全天不同时刻的行驶车辆分布情况

商用车领域,物流车全天出勤时间主要集中在8:00—17:00,该时段出勤的车辆比例在40%以上(图1-22);公交客车全天行驶时段主要集中在6:00—20:00,该时段行驶的车辆比例整体在40%以上。公交客车出勤高峰在早晨6:00之后,出勤车辆快速增加。晚高峰时段,相较于私家车,公交客车行驶的车辆比例相对较高;重型货车领域,车辆行驶时刻主要集中在9:00—18:00。凌晨时段,重型货车行驶的车辆比例明显高于其他类型商用车。

图1-22 2023年分场景商用车在全天不同时刻的行驶车辆分布情况

1.3.2 新能源汽车充电特征

(1)大功率快充技术快速普及,各应用场景车辆快充趋势明显

我国公共充电设施领域大功率化趋势逐步显现。 新建公共直流充电桩中,120kW及以上大功率充电桩数量占比快速扩大。其中,120~150kW功率段的充电桩数量占比从2016年的12.9%扩大至2023年的35%,180kW以上功率段的充电桩数量占比从2016年的1.7%扩大至2023年的18%。超级快充为主的充电基础设施加快布局建设,显著提升用户充电满意度。

整车高压平台及超快充车型加速投放,逐渐从高端向主流家用市场渗透。 解决“用户的里程焦虑”成为近年新能源整车企业的竞争方向,伴随着电池电芯技术和功率半导体技术的快速发展,各大新能源整车企业陆续推出高压平台以及超快充车型,产品逐渐向主流普通家用渗透。国内比亚迪、上汽、吉利、长城、小鹏、广汽、华为等整车企业相继发布800V高压技术及产品。

除私家车,其他细分市场新能源汽车均以快充为主。 对比不同类型车辆快充次数比例(图1-23),私家车以慢充为主,快充比例呈现缓慢扩大趋势;营运乘用车和商用车以快充方式为主,并且重型货车月均快充次数占比达97%。2023年公共领域营运车辆充电时长主要集中在2小时以内,明显低于私家车次均充电时长(图1-24)。重点细分市场次均充电时长与快充次数比例存在较强相关关系,各年度各应用场景新能源汽车的快充次数占比越高,车辆次均充电时长越短。

图1-23 重点细分市场历年月均快充次数比例

图1-24 重点细分市场历年次均充电时长与月均快充比例的关系

(2)私家车充电职住特征显著,营运车辆夜间充电比例较高

乘用车领域,私家车全天充电时刻的车辆分布职住特征显著,与营运乘用车充电时段差异较大。 私家车主要在通勤目的地工作场所和居住地两个地点充电,全天充电时刻主要集中在早高峰时段及凌晨0:00之前,职住特征显著(图1-25)。营运乘用车领域,网约车、出租车以及共享租赁车在凌晨时段充电的车辆比例较高。

图1-25 2023年分场景乘用车全天不同时段的充电车辆分布

注:不同时段的充电车辆占比表示为某一时段充电的车辆数量/当天该类型车辆行驶的车辆数量。

私家车在全天各时段的充电量分布与其他营运乘用车分布有所差异。 私家车充电量全天分布主要集中在夜间凌晨01:00之前的时段(图1-26),日间08:00—09:00时段充电量也呈现一定小高峰,造成这一现象的主要原因是私家车主到达工作地点后集中进行充电。相比较而言,运营乘用车充电量在夜间凌晨时段充电量分布相对较高。此外,中午和下午非出行高峰时段,营运乘用车的充电量分布高于私家车充电量分布比例。

图1-26 2023年不同应用场景纯电动乘用车全天各时段充电量分布情况

注:不同时段车辆的充电量占比表示该类型车辆某一时段的充电量/该类型车辆在全天各时段的充电总量,各时段车辆的充电量占比加总=100%。

商用车领域,公交客车与货车在全天充电时刻分布差异较大(图1-27)。 公交客车在夜间时段集中充电的车辆分布明显高于白天时段充电车辆分布;物流车充电时段主要集中在早晨和中午时段;重型货车全天各时段充电的车辆分布相对分散,白天时段充电车辆占比相对较高,主要采用快充方式随用随充。此外,凌晨时段重型货车充电的车辆比例在8%左右,充电车辆相较于物流车的充电车辆占比相对较高。

图1-27 2023年分场景商用车在全天不同时刻的充电车辆分布

商用车充电量分布方面,纯电动客车充电量主要集中在夜间,重型货车充电量全天各时段分布相对分散。 纯电动客车领域,对比不同应用场景公交客车在全天不同时段的充电量分布情况(图1-28),各类型纯电动客车在夜间大的充电量占比相对较高。其中夜间23:00—24:00纯电动公交客车充电量占全天的充电量比例在10%以上。物流车和重型货车在全天各时段的充电量分布相对分散,其中物流车全天充电量主要集中在早高峰、晚高峰以及中午12:00左右三个时段,重型货车夜间充电量分布相对较高。

图1-28 2023年不同应用场景纯电动商用车全天各时段充电量分布情况

(3)节假日高速充电周转率快速上升,充电高效服务与车端协同发展

节假日期间及前后时段,高速公路沿线充电场站充电桩周转率显著上升。 伴随着新能源汽车保有量快速增长,节假日期间新能源汽车出行车次不断增加。根据国家监管平台2023年国庆节前后长三角沪苏锡常地区城际高速沿线的66个充电站运营数据显示,高速公路沿线充电站呈现出典型的节假日高峰特征,并且2023年高速公路沿线充电桩的日周转率10.7辆/(桩·天),相较于2022年明显上升[9.4辆/(桩·天)],充电桩的日均工作时长也呈现明显增长趋势。根据国家电网数据显示,2023年9月29日至10月6日,国家电网智慧车联网平台充电量超1.4亿kW·h,日均充电量1802万kW·h,同比增长38.75%,其中,中秋国庆假期前六天,全国高速服务区新能源汽车充电量达到2920万kW·h,创历史新高。

基于大数据的高效、高质量充电服务系统与新能源汽车产业持续协同发展,这一协调作用使充电体验大幅提升。 构建高质量充电基础设施体系,有助于更好满足群众购置和使用新能源汽车的需要,从而进一步释放新能源汽车消费潜力。节假日期间,高速充电服务场站主要面临充电桩数量不足、充电功率需求大等问题,各部委及电力系统相关部门和充电服务企业切实制定了相关保障方案,满足新能源汽车用户的短时大量快充需求。一方面,在充电车位数量不变、供电变压器容量不变的情况下,提升单桩充电功率、满足大功率车型充电需求,有效缩短充电时长,提升充电站利用率;另一方面,提前筛选出车流量大的充电场站,提前组织完成特巡检查,确保充电设备处于最佳状态,并在节假日期间提供全天候充电服务保障。此外,在充电App上提供假期出行高速公路充电高峰时段预测、充电排队场站预测服务,组织派发充电优惠券,引导车主到高速公路出入口附近的公共充电场站充电,帮助新能源汽车车主合理安排出行,大幅提升了用户充电满意度。

(4)濒临退役末期的纯电动公交客车里程有所衰减,单位里程内充电次数明显增多

临近服役末期的纯电动公交客车单位里程内充电次数长尾效应显著,部分纯电动公交客车单位运营里程内充电频次较高。 对比不同运营周期的纯电动公交客车,接入平台6个月以内的公交客车每行驶500km的车辆充电次数分布相对集中,如图1-29所示,每行驶500km充电2~3次的纯电动公交客车比例达到35%以上,两次充电间隔的行驶里程在200km左右。而截至2023年底,累计运营里程超过40万km的纯电动公交客车充电次数分布情况,大部分公交客车每行驶500km充电次数主要在2~5次,而充电次数在5次以上的长尾效应明显,说明临近服役末期的纯电动公交客车,单位行驶里程内的充电次数明显增多。

纯电动公交客车在不同运营周期阶段的次均充电时长差别较大 。对比不同运营周期的纯电动公交客车充电特征,截至2023年底,接入平台6个月以内的纯电动公交客车次均充电时长主要介于1~1.5h范围内,而累计运营里程超40万km的纯电动公交客车次均充电时长明显偏低。公交客车临近服役阶段末期,做好整车及动力电池运行安全监测,及时掌握整车运行数据,做到精细化车队运营管理至关重要。

图1-29 接入平台不同年限的公交客车每行驶500km的充电次数分布情况

1.3.3 插电式混合动力汽车运行特征

插电式混合动力汽车快速抢占燃油车竞品市场份额,油电同价策略的实施将进一步加快插电式混合动力汽车对燃油车的替代速度。 相对于纯电动汽车市场相对独立增长的现象,插混式电动汽车在转化燃油车市场份额方面表现出色,2023年插混式电动汽车的意向购买用户,对比燃油车的次数占比达到39.5%,相较于2022年增长了4个百分点。插电式混合动力汽车市场车型供给数量明显增多,部分插混车型定价策略平价化。如比亚迪2023款秦PLUS DM-i冠军版首次将A级插混乘用车售价降至10万元以内,将大幅抢占10万以内的经济型燃油车型市场份额。

插混式电动汽车纯电模式和混动模式行驶里程均占据较大比重,同时满足中短途用电、中长途混动的多元化出行场景。 插电式混合动力汽车运行模式共分为纯电行驶模式、混动行驶模式和燃油行驶模式,各类型车辆基于纯电模式下的历年行驶里程占比基本稳定。2023年私家车和网约车在纯电模式下的里程占比均大于43%。相较于出租车和共享租赁车,插混式电动私家车和插混式电动网约车更愿意采用纯电模式行驶。无论哪种类型车辆,燃油行驶模式的比例均低于10%,说明在实际使用中,插电式混合动力乘用车在同级别车辆中相对燃油车更低碳环保。增程式电动车纯电模式下行驶里程占比明显高于插混式电动乘用车,增程式电动乘用车在纯电模式下行驶里程占比均在60%以上,成都市、沈阳市、杭州市等典型城市增程式电动乘用车在纯电模式下行驶里程占比达到68%以上。

1.3.4 燃料电池汽车运行特征

现阶段,燃料电池商用车主要应用于固定的中短途商用线路运营。 从燃料电池汽车的行驶特征来看,2023年燃料电池客车的年度上线率略高于专用车上线率。客车领域在车辆集中管理、固定线路运营以及加氢站布局等方面的统筹管理能力相对更强。从车辆日行驶特征看,示范城市群氢燃料电池商用车以中短途场景示范应用为主,燃料电池客车日行驶里程主要集中在80~240km区间,燃料电池专用车应用场景主要集中在200km以内的中短途物流运输,车辆占比达74.0%。此外,专用车也有少量中长途范围的车辆分布。

为了提升燃料电池商用车的示范运营效果,需要加氢基础设施、产业链上下游及整车企业形成充分协同。 从燃料电池汽车运营效果看,现阶段车辆上线率及年度行驶里程较短,与纯电动汽车相比仍有较大差距。尤其伴随着纯电动技术路线的日益成熟,纯电动货车及客车在一定程度上挤压了燃料电池技术路线的发展空间。在未来一段时间内,从基础设施建设层面来看,有必要构建氢能走廊,利用高速公路、加油站周边形成跨区域的高速公路燃料电池综合示范线,以支撑氢燃料电池电动汽车跨区域和中长途运营,提高燃料电池汽车的总体示范运营成效。此外,影响燃料电池汽车发展的部分关键指标如70MPa高压加氢站技术及成本存在短板、加氢费用高等问题成为制约其车辆运营成效的关键因素,应加强燃料电池关键零部件研发进程,满足燃料电池汽车长运距出行需求。

1.4 总结与展望

本文基于国家监管平台全量新能源汽车实时运行大数据,通过深入剖析产业发展特征、技术进步成果、车辆运行及充电特征,并针对产业现阶段主要成果和存在问题,为我国新能源汽车产业高质量发展提出相关建议,旨在为政策制定部门和相关企业提供决策支撑。

(1)发挥平台大数据监测效能,及时对接企业排查安全隐患,提升新能源汽车安全运行保障能力

新能源汽车是汽车产业转型升级的战略方向,安全是新能源汽车产业发展的命门。挖掘新能源汽车大数据价值、利用大数据辅助加强安全监管,是新能源汽车信息化监管迈出的重要一步,对于创新安全监管模式、提升社会公共服务水平意义重大。2022年4月8日,工业和信息化部等五部门联合印发《关于进一步加强新能源汽车企业安全体系建设的指导意见》(以下简称《意见》),《意见》指出,“建立隐患车辆排查机制。鼓励企业加强车辆运行安全状态隐患排查,及时跟踪和确认长时间离线车辆的安全状态,妥善处理大面积聚集停放、频繁报警等存在安全隐患的车辆”。《意见》强调,企业应强化数据分析挖掘能力,充分发挥监测效能,持续优化产品在不同场景下的安全性能,鼓励积极研究应用先进安全预警方法,提前识别新能源汽车状态异常,保障新能源汽车安全运行。新能源汽车大数据挖掘技术的应用,实现新能源汽车安全从被动监测到主动防控的技术跨越,有力保障了新能源汽车安全水平。

以纯电动公交客车为例,监测平台可以实时监控公交车辆的日常运行及充电状态,包括车辆位置、车速以及行驶轨迹、充电时间、充电量以及充电状态等特征。这些数据的有效收集和实时分析,为公交客车运营提供了强有力的支持,有助于及时发现潜在问题并进行预防性维护。

因此,做好整车及动力电池安全监测,并采取精细化维修保养方式,是公交客车安全高效运营的关键。公交公司有必要联合整车企业基于动力电池SOH评估模块、电池安全预警模块、电池溯源智能管理模块,依托车辆运行实时增量和离线数据等多源数据,开展动力电池安全状态评估与健康状态评估体系,动态监控车辆安全风险与健康状态,通过精细化地多维度、差异化故障排查,形成公交客车动力电池系统状态评估与故障预警常态化工作机制,以保障公交客车安全有序运营。

(2)发挥大数据跨界融合应用效能,构筑汽车大数据生态体系

信息技术的快速发展促进数据的迅猛增长,数据已成为国家基础性战略资源,大数据产业正在成为经济发展的新动能。新能源汽车与大数据的融合应用,将进一步释放新能源汽车产业上下游海量数据的价值,统筹推进数据产业各环节布局,激发数据要素乘数效应,健全数据要素产业生态。

汽车行业发展到今天已积累了海量的数据资源,当前汽车大数据挖掘及应用工作已初见成效。汽车大数据在汽车保险里程核查及保险定价、二手车交易、汽车智慧维修保养及辅助分析、充电桩科学选址以及助力客货流智慧管理等领域已开展并积累了一定的研究及应用经验。但数据资源领域依然存在诸多问题,例如数据孤岛普遍、数据流通安全问题等,这需要进一步梳理数据底层标准体系,建立统一的应用规范。

发挥新能源汽车数据的乘数效应,首先需要提高汽车大数据的安全保障能力,强化数据安全治理,促进数据要素市场的信用体系建设,根据企业信用实施差异化监管;其次,规范数据要素市场主体,国家层面应尽快指导开展数商第三方评级认证,分类建立评级标准并颁发评级证书。解决新能源汽车数据要素使用规范问题,推进建立数据标准化体系建设,根据数据格式、接口等软硬件通用标准,逐渐规范汽车数据登记、数据交易、数据服务等环节的通用规范。最后,构建数据分类分级授权机制,建立互联互通的数据产权登记平台,根据数据的重要程度,开展不同级别的数据授权登记,健全信息披露机制、市场准入机制等,开展数据流通交易机制,规范数据交易流通、数据交易场所管理等。

(3)利用数字化手段科学调控电力系统,有效推动新能源汽车与电网融合互动

伴随着新能源汽车的大规模快速发展,不同应用场景新能源汽车短时充电将对电网安全产生一定冲击。 根据不同应用场景新能源汽车的充电特征数据显示,乘用车,特别是私家车,在夜间用电高峰时段的充电电量占全天充电量的比重较高。具体来说,在22:00至23:00这一用电高峰时段,私家车充电量占全天充电量的10%以上。随着新能源乘用车推广规模的快速增长,这一充电量对电网的冲击作用将变得更加明显。在缺乏外界调控的无序充电模式下,电动汽车各时段的充电量主要受车主出行习惯和生活规律的影响,从而与配电网的日负荷曲线呈现出高度的一致性,从而加剧了电网运行的负担,特别是在高峰时段,可能导致电网压力剧增。

值得注意的是,电动汽车具备与电网双向互动的能力,即可以通过放电来与电网进行交互。然而,随着电动汽车渗透率的快速提升,其无序的充放电行为将会对电力系统的正常运行和规划产生严重影响。因此,建立有效的充电管理和调控机制,对于确保电网的稳定运行至关重要。

新型电力系统需要全盘考虑新能源汽车与电力系统的融合发展问题。 新能源汽车的大规模推广对电网的冲击影响已经引起相关部门的广泛关注。2024年1月4日,国家发展改革委等四部门发布《关于加强新能源汽车与电网融合互动的实施意见》(以下简称《实施意见》),《实施意见》计划到2030年,我国车网互动技术标准体系基本建成,市场机制更加完善,车网互动实现规模化应用,智能有序充电全面推广,新能源汽车成为电化学储能体系的重要组成部分,力争为电力系统提供千万千瓦级的双向灵活性调节能力。作为可调节负荷和移动储能资源,新能源汽车可以参与电力现货市场、需求响应等,成为构建新型电力系统的重要组成部分。

(4)重点突破氢能供给难题及技术瓶颈,结合风光水电试点示范应用

现阶段,燃料电池汽车市场尚处于商业化初期阶段,与新能源汽车产业整体初期阶段的发展轨迹相契合。自2022年示范城市群燃料电池汽车推广与应用以来,燃料电池汽车推广规模稳步增长,全国燃料电池电动汽车累计接入14333辆,以燃料电池商用车为主。尽管燃料电池汽车推广步伐在稳步前进,但也暴露出一些亟待解决的问题。例如氢气价格过高不仅增加了车辆运营成本,也影响了消费者对其的接受度。此外,站内制氢技术也面临一定制约因素,如技术成熟度、设备成本以及安全性等问题,这些都限制了氢燃料电池汽车的大规模推广。

燃料电池汽车产业长期健康发展,仍然需要进一步加大政策层面的实施力度。 首先,应加强对燃料电池商用车的关键技术研发与产业化支持力度。集中国家和优势企业资源,组织开展重大工程及科技专项,集中攻克大功率、长寿命燃料电池电堆及系统核心材料和关键部件的技术瓶颈,实现产业链安全可控,提高整体竞争力。其次,积极探索多元化的氢源供给模式,推动可再生能源绿氢发展。绿氢不仅有助于减少对化石燃料的依赖,还能促进能源结构的绿色转型。同时,还应加快氢能基础设施的建设,支持氢能制、储、运、加产业链的全面发展,以降低氢能成本,提高市场竞争力。探索氢能管道运输、有机液态储运氢等方式,提高氢能的可用性。氢能在具备车用能源条件,即便利性、经济性之前,不建议继续扩大试点范围,建议重点在风光水电重点地区探索氢燃料电池货车的区域化运行方案。这不仅可以充分利用当地的可再生能源资源,还能在实践中积累运行经验,为燃料电池汽车的未来推广和应用打下坚实基础。

(5)坚持技术升级优先,政策支持辅助,多措并举助推货车清洁化进程

货车在节能降碳方面扮演着至关重要的角色。随着物流行业的快速发展,货车作为主要的运输工具,其能源消耗和碳排放量巨大。道路运输的交通工具中,货车(轻微型货车,主要服务于城市内部物流运输,以及中重型货车,主要服务于城市间运输活动)以11%的机动车保有量占比造成了道路交通领域47%的碳排放。因此,推动货车向新能源化转型,对于减少能源消耗、降低碳排放具有重要意义。截至2023年年底,国家监管平台新能源货车累计接入量达96.0万辆,新能源货车接入量的快速增长不仅体现了行业对于绿色发展的积极响应,也展示了货车在节能降碳方面的巨大潜力。随着新能源技术的不断进步和政策的持续支持,预计新能源货车的推广规模将继续扩大,为构建低碳、环保的物流运输体系作出更大贡献。

为推动纯电动货车产业健康发展,提议研究并实施针对纯电动货车的核定载质量豁免政策 。现行的《道路交通安全法》中,对于中重型货车的核定载质量有明确规定,超载运输将面临罚款等处罚措施。然而,考虑到纯电动载货车因其独特的动力系统和电池组而具有较高的自重,这一特点导致其在与传统燃油货车相比时,在核定载质量上显得较为不利。为弥补这一差异,保障纯电动货车的运力和收益,建议在一定时期内,对中重型新能源货车实施一定范围内的核定载质量豁免政策。这一政策旨在公平地评估纯电动货车的实际载货能力,确保其不因自重过高而在竞争中处于不利地位。可以鼓励更多的物流企业和运输车队采用纯电动货车,推动新能源物流车辆的普及和应用。

扩大车电分离销售推广模式。 除了在技术和产业层面继续成本优化外,可以在适合场景下推广车电分离的销售模式,特别是在中重型中途、长途运输等场景中,纯电动货车因其高带电量而显得尤为适用,这些首购成本较燃油货车高出20%~30%。而通过车电分离模式,购买者可以在初期降低首购成本,后期通过节约的运营成本弥补电池租赁的费用,达到车辆运行周期的总体成本优势。

启动“公铁水”多式联运综合研究,适时引入货车生产企业碳积分管理机制。 深入贯彻落实《交通强国建设纲要》,启动跨部门联合研究,深入探究并制定“公铁水”多式联运的综合实施方案。实施方案需要明确目标、路径,以及产品要求,一方面发挥水路、铁路运输优势,降低物流成本,提升综合运输效率;另一方面,明确新能源货车的定位和产品要求,明确产品研发方向,适时启动货车生产企业碳积分管理。借鉴乘用车双积分管理方法,充分研究,并适时启动货车企业碳积分管理,针对货车的先进节能技术和零排放技术给予鼓励,研究货车排放与新能源货车生产并行管理机制,实现等效替换,通过市场化调控机制实现零排放货车引导,从供给端扩大新能源货车产品。

鼓励钢铁、煤炭等生产企业承担绿零排放货运主体责任。 建议生态环境部门将生产企业的环保绩效分级工作与场内运输环节、出场第一道运输环节(铁、水为第一道运输的除外)的碳排放指标紧密关联。具体而言,应将一定比例的清洁运输作为环保评级的重要加分项,对生产企业进行全面、细致的环保绩效评价。对于在评价中表现出色的生产企业,应给予相应的政策激励,如启动重污染天气预警后可采取自主减排措施不停产不限产。这将进一步激励钢铁、煤炭等生产企业承担起绿色运输主体责任。 2UmBjuAG9+3Ao+13/HH5Djltq/zAH2TgNqrKd2yO56dKjDGPM+7zoPcvfjjckpRp

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