新能源汽車價格過高成為推廣主要瓶頸
新能源汽車因其節(jié)能和環(huán)保的特性被看好,但是其產(chǎn)業(yè)化面臨最大問題是居高不下的銷售價格。從國外混合動力汽車看,同類型的混合動力和燃油型豐田凱美瑞差價達(dá)到8-10萬元,而國內(nèi)比亞迪純電動車型E6與同類型的燃油車的差價更是高達(dá)20多萬。雖然新能源汽車后期的運(yùn)營和維護(hù)成本低廉可以逐步填平一次購置的差價,但是高額購置價格無疑成為阻礙新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的重要障礙。
表1 同類型新能源汽車和傳統(tǒng)汽車的價格差異表
類型 |
車型 |
市場報價 |
同款汽油車報價 |
混合動力 |
思域混合動力 |
26.98萬元 |
12.98-17.68萬元 |
插電式混合動力 |
比亞迪F3DM |
16.98萬元 |
5.98-8.98萬元 |
純電動汽車 |
比亞迪E6 |
36萬-39.95萬 |
12萬元 |
純電動汽車 |
比亞迪K9 |
200萬 |
60-80萬 |
資料來源:賽迪經(jīng)智 2013,06
新能源汽車價格之高源于動力鋰電池
新能源汽車主要由電池驅(qū)動系統(tǒng)、電機(jī)系統(tǒng)和電控系統(tǒng)及組裝等部分組成。其中電機(jī)、電控及組裝和傳統(tǒng)汽車基本相同,差價的原因在于電池驅(qū)動系統(tǒng)。從新能源汽車的成本構(gòu)成看,電池驅(qū)動系統(tǒng)占據(jù)了新能源汽車成本的30-45%,而動力鋰電池又占據(jù)電池驅(qū)動系統(tǒng)約75-85%的成本構(gòu)成。
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圖1 新能源汽車成本構(gòu)成,資料來源:賽迪經(jīng)智 2013,06
解決新能源汽車高價格的核心是降低動力鋰電池一次采購成本。目前市場上已經(jīng)商業(yè)化的動力鋰電池主要包括磷酸鐵鋰電池、錳酸鋰電池和三元材料電池等,中國市場以磷酸鐵鋰為主,日韓大多選擇錳酸鋰和三元材料的混合電池體系。賽迪經(jīng)智統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示目前國內(nèi)的磷酸鐵鋰電池售價約在3-4元/Wh,錳酸鋰和三元材料電池約在4-5元/Wh??紤]不同類型新能源汽車的電池容量,插電式混合動力汽車的電池容量是10-16KWh,純電動汽車的電池容量24-60KWh,純電動大巴的電池容量一般是200-400Kwh,對應(yīng)電池售價在3-5萬元、7-18萬元和60-120萬元水平,如此高昂的電池價格是新能源汽車價格居高不下的主要原因。
電池成本降低之路:規(guī)?;突厥召Y源化先行
降低電池成本,一直都是產(chǎn)業(yè)內(nèi)重要的解決方向。除了電池體系改善和使用壽命提升帶來成本降低外,當(dāng)前主要的降成本方案是規(guī)?;突厥召Y源化。以全球新能源汽車最為成功的企業(yè)特斯拉來看,其使用18650圓柱電池(電池型號:直徑65mm,長度650mm)因規(guī)模擴(kuò)大從2007年到2012年成本約下降了40%左右。未來隨著新能源汽車的普及動力電池的規(guī)模化生產(chǎn),電池成本會進(jìn)一步降低到2元/Wh以下,從而達(dá)到《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》中2015年的規(guī)劃目標(biāo)。
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圖2 規(guī)?;a(chǎn)電池價格降低趨勢(以18650電池為例),資料來源:賽迪經(jīng)智 2013,06
在資源化利用上,動力鋰電池目前還存在回收體系不完善,回收價值偏弱的問題。雖然國內(nèi)目前也涌現(xiàn)出了像格林美和湖南邦普等大型回收企業(yè),但是動力鋰電池回收存在回收成本高、回收產(chǎn)業(yè)鏈不完善的問題。動力鋰電池的回收資源化需要充分借鑒鉛酸電池回收利用的經(jīng)驗。鉛酸電池建立了完備的回收網(wǎng)點(diǎn)和回收產(chǎn)業(yè)鏈,一般鉛酸電池在回收時具備30%的回收價值。
動力鋰電池再利用:電池成本降低的新路徑
動力鋰電池再利用是指介于新能源汽車和動力鋰電池資源化的中間環(huán)節(jié),通過對汽車使用后的動力電池進(jìn)行拆解、檢測和分類后的二次使用,實現(xiàn)動力電池梯級,從而實現(xiàn)動力電池30-60%的成本降低目的。一般來說,新能源汽車對動力鋰電池報廢的標(biāo)準(zhǔn)是電池容量低于80%,如果剩余容量還在70-80%電池直接進(jìn)行資源化回收是極大的浪費(fèi),做好動力鋰電池再利用對電池成本的降低尤為重要。
國家政策支持動力鋰電池在利用的產(chǎn)業(yè)化探索。2012年7月出臺的《節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2012—2020年)》明確提出“制定動力電池回收利用管理辦法,建立動力電池梯級利用和回收管理體系,明確各相關(guān)方的責(zé)任、權(quán)利和義務(wù)。引導(dǎo)動力電池生產(chǎn)企業(yè)加強(qiáng)對廢舊電池的回收利用,鼓勵發(fā)展專業(yè)化的電池回收利用企業(yè)?!眹覐囊?guī)劃層面給動力電池再利用提供了方向。
新能源汽車動力鋰電池再利用領(lǐng)域主要瞄準(zhǔn)ICT領(lǐng)域、家庭以及可再生能源發(fā)電儲能等領(lǐng)域。雖然動力鋰電池再利用實踐在國內(nèi)還未開展,但是在日本、美國已經(jīng)有多年的示范經(jīng)驗。日韓從新能源汽車發(fā)展伊始就開始著力動力電池再利用的研究,這些前期研究工作給我國開展電池再利用研究提供了很好的借鑒。
表2 全球動力電池再利用狀況統(tǒng)計
時間 |
項目 |
內(nèi)容 |
2009.04 |
MonotaRO提供電動工具用充電電池循環(huán)再利用服務(wù) |
回收電動工具使用過的充電電池,重裝后向用戶配送,與購買新電池相比,能夠以便宜約30%的價格循環(huán)再利用。 |
2010.01 |
日本伊藤忠商事和伊藤忠都市開發(fā)有限公司開始銷售配備了蓄電池的公寓 |
確立評測電池性能、保證電池質(zhì)量的方法為目標(biāo),收集電池溫度、充放電次數(shù)以及充放電量等數(shù)據(jù)。 |
2010.09 |
日產(chǎn)汽車和住友集團(tuán)合資成立了4R Energy能源公司 |
從事電動車廢棄電池的再利用 |
2010.11 |
美國杜克能源和日本伊藤忠商事對蓄電量不足80%的電動車舊電池進(jìn)行再利用測試 |
將舊電池用于輔助家庭供電、儲蓄可再生電源并為電動車提供快速充電。 |
2012.11 |
通用汽車與ABB開發(fā)電動汽車蓄電池再利用技術(shù) |
將五組使用過的雪佛蘭Volt沃藍(lán)達(dá)蓄電池重新整合入一個模塊化裝置,支持3-5個美國普通家庭2個小時的電力供應(yīng)。 |
2013.04 |
東芝公司作為日本環(huán)境省受托方,將在東京都港區(qū)實施關(guān)于電動巴士運(yùn)行和電池再利用的實證研究。 |
研究把輸出功率降低的車載電池再利用作定置式電池的技術(shù),解決報廢電池問題。 |
資料來源:賽迪經(jīng)智 2013,06
多方合作建立新型的動力鋰電池再利用商業(yè)模式
動力鋰電池再利用商業(yè)模式需要建立多方面的合作機(jī)制。首先是動力鋰電池的回收需要遵循“誰制造誰回收”責(zé)任體制,通過推行回收責(zé)任制建立回收利用網(wǎng)絡(luò),保證再利用電池來源。再利用核心主要包括電池回收、電池評價和二次再裝配利用等環(huán)節(jié),由于再回收和新能源汽車運(yùn)營中的電池運(yùn)營商密切相關(guān),建議由運(yùn)營商、汽車廠和電池企業(yè)合資建立電池服務(wù)模塊,承擔(dān)動力鋰電池的再利用業(yè)務(wù),對再裝配電池可以考慮通過電池租賃或者零售等方式應(yīng)用在終端客戶上。
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圖3 動力鋰電池再利用商業(yè)模式 資料來源:賽迪經(jīng)智 2013,06
動力鋰電池再利用終端主要瞄準(zhǔn)家庭儲能、店鋪、新能源分布式發(fā)電、防災(zāi)據(jù)點(diǎn)以及通訊基站應(yīng)用等領(lǐng)域。儲能領(lǐng)域應(yīng)用對能量密度的要求不高,但是對循環(huán)壽命和價格要求相對較為苛刻,考慮電池回收、轉(zhuǎn)換及運(yùn)輸?shù)榷嘀爻杀?,車用廢舊電池實際的回收價值將不到新電池成本的10%,在價格上可以滿足儲能的要求,但是循環(huán)壽命的驗證還需要在電池設(shè)計時予以考慮,保證在儲能利用環(huán)節(jié)的壽命要求。
動力鋰電池再利用的基礎(chǔ)研究是電池再利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵,需要政府部門整合資源推進(jìn)再回收示范工程實踐。由于我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈條中各自為戰(zhàn)的態(tài)勢,車企、電池企業(yè)或者運(yùn)營商主動牽頭從事電池再利用的研究具有較大的難度,通過政府組織示范工程推進(jìn)我國動力電池再利用的標(biāo)準(zhǔn)建立和應(yīng)用實踐尤為重要。此外,我國從奧運(yùn)會、世博會以及各地最早運(yùn)營的示范項目的新能源汽車電池逐漸進(jìn)入淘汰期,如何結(jié)合這些淘汰電池進(jìn)行再利用應(yīng)用實踐也更為迫切。
動力電池再利用業(yè)務(wù)的風(fēng)險所在
動力電池再利用和回收都是我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈考慮較少的環(huán)節(jié),而漸行漸近的新能源汽車產(chǎn)業(yè)化帶來的巨量動力鋰電池處理已經(jīng)成為急迫解決的問題。據(jù)賽迪經(jīng)智研究結(jié)果,預(yù)計2015年,動力鋰電池累計報廢量約在2-4萬噸左右,到2020年前后,我國新能源汽車動力鋰電池累計報廢量將達(dá)到12-17萬噸的規(guī)模。如此巨大的電池回收量需要提前進(jìn)行動力鋰電池再利用業(yè)務(wù)的研究和商業(yè)模式的摸索。
動力鋰電池再利用獲益空間的不確定。雖然從目前動力鋰電池企業(yè)提供的電池數(shù)據(jù)顯示,新能源汽車淘汰的電池還將保留70-80%的有效能量,而且在成本上具備較強(qiáng)的優(yōu)勢,但是電池在利用領(lǐng)域主要集中儲能領(lǐng)域還面臨諸多挑戰(zhàn)。我國的儲能電池目前還是集中在通訊基站儲能和大型數(shù)據(jù)中心、銀行等UPS儲能,而且主流儲能方式還是鉛酸電池,這些領(lǐng)域動力鋰電池再利用的替代還存在不確定性。此外針對新能源儲能,還受限于國家在新能源分布式發(fā)電領(lǐng)域的支持力度。