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电动汽车临界点——动力系统拥有和共享机动性的未来

2018-12-25 11:45
ERR能研微讯
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科技方面的优势

三种技术进步将塑造动力系统的未来。到2020年,ICE的技术改进应足以使该行业满足主要市场的监管排放要求。涡轮增压器、汽油直喷技术以及其他与ICE相关的增强技术将会有活跃的市场。最大的变化将出现在欧洲,其中柴油发动机在2016年占据了48%的市场份额,由于满足一氧化二氮和二氧化氮排放要求的成本上升,2020年的份额开始快速下降至36%。“清洁”消费趋势,迫使买家探索更便宜的xEV形式。

与此同时,作为BEV和PHEV TCO的最大单一驱动因素,电池成本进一步下降,并且比几年前的预测还要快。它们已从2009年的每千瓦时(kWh)约700美元降至今天的每千瓦时约150美元至175美元。BCG预测到2025年电池的每千瓦时成本将降至80美元至105美元,并在2030年之前降至70美元至90美元之间。(见图表2)

行驶范围仍然是一个问题。业内许多人认为消费者会对BEV的100英里车辆系列感到满意,但现在看来200英里可能是新的最小值。行驶范围越长,电池就会更昂贵,这是电池价格下跌对市场吸收如此重要的一个原因。

第三个相关的技术领域是发电。只要化石燃料(天然气略有例外)仍然是美国和中国等主要经济体的主要电力来源,xEV对气候变化的影响就可以忽略不计(考虑到电池生产和回收所需的能源)。只有当替代能源-例如核能,风能和太阳能-成为发电的主要因素时,电动动力系统才能为降低温室气体做出重大贡献。

监管要求占主导地位:2021年至2025年

2021年至2025年对该行业来说将是特别具有挑战性的。如果xEV销售没有显著增加,OEM将无法再满足法规要求。然而,消费者没有准备好转变; 如果没有重大激励措施,xEV的TCO仍将过高。事实上,我们的预测显示,美国和欧盟政府将要求OEMs分别销售1180万和350万台xEV,而不是消费者愿意购买的。

在美国,OEMs寻求满足监管要求,将纯ICE车辆的整体市场份额从2020年的95%降至2025年的66%。公司将推出更多的MHEV和BEV,因为这些动力系统将提供最有效的方式满足更严格的要求。MHEV具有相对低的制造成本,并且它们可以适应当前的车辆平台。我们预计他们在2023年的市场份额将扩大到近20%。之后,BEV将成为最有效的解决方案; 随着电池成本的下降,它们的份额将从2020年的约2%迅速扩大到2025年的8%。

欧洲市场将遵循与监管解决方案略有不同的轨迹,因为欧洲法规对BEV形成倍增效应,这使得它们成为实现欧盟当前和预计任务的最有效方式。虽然ICE车辆将继续保持最大的市场份额,但我们预计BEV的份额将从2020年的1%增加到2025年的13%,而所有其他xEV的份额将从5%上升到18%。在此期间,燃气和柴油动力汽车的份额将从93%下降到68%,柴油的份额下降最快,因为它被BEV和混合动力技术所取代。

我们的分析显示,监管要求增加了欧洲和美国车辆成本,从2021年微不足道的金额到2025年的470美元和580美元(尽管该分析不包括提高ICEs效率的额外成本)。消费者成本增加,OEMs利润率降低以及政府激励措施的某些组合将有必要承担欧盟210亿美元和美国250亿美元的预期成本负担。

消费者需求接管:电动汽车在2025年加速发展

研究一致表明,世界各地的消费者都倾向于使用xEV,特别是BEV,并且他们认为如果自动驾驶成为现实,自动驾驶汽车(AV)很可能是电动的。(有关自动驾驶汽车影响的更多信息,请参阅下一节)。然而,三大限制:价格(即使电池成本下降)、行驶范围和充电站基础设施,将减缓大多数市场中全电动汽车的采用。与此同时,混合动力车将占主导地位。

消费者通常会对大额采购做出合理的决定,随着电池成本的下降,对xEV的接受度将会提高,因为每公里或英里电力比汽油便宜。我们的研究表明,当投资回收期降至三年时,愿意购买xEV的消费者比例将跃升至25%至40%的范围。如果生产成本继续以目前的速度下降,我们认为消费者会因强大的经济因素,从2025年左右开始转向电动汽车。届时,我们预计xEV的全球份额将达到25%左右。到2030年,我们预计BEV的份额将在2025年达到6%,在2030年达到14%,其中中国和欧盟将领先。混合动力车将成为最畅销的车型,约占全球市场的三分之一。

电动汽车的采用曲线在一定程度上受市场的影响,具体取决于总体拥有成本,这反映了几个因素,包括车辆价格、行驶里程以及燃气和电力成本。(见图表3)

在中国这个电动汽车的主要市场中,如此高的里程数、低电费和高油价相结合,使这些车辆相对于ICE驱动的汽车和卡车具有良好的总持有成本。由于中国政府的激励措施,消费者对BEV的TCO在2015年达到了五年的回报。毫不奇怪,中国在任何主要市场的xEV销售数量都是最高的。即便如此,目前xEV普及率仅为3%,我们预计到2025年才能适度增长。届时,xEV的份额将接近20%并开始加速。到2030年,中国将成为BEV最大的单一市场,将占汽车销售的17%,其中混合动力车将再占28%。

在欧洲,高成本的电力以及相对较低的行驶里程(与中国和美国相比)将继续使ICE成为大多数消费者在2025年之前的首选动力系统。此后,市场将发生变化,到2030年,BEV将占据22%的份额,混动车占33%的股份。柴油机的份额将降至12%,汽油车达到32%。

美国天然气的低成本导致了类似的结果。将于2021年开始的MHEV快速增长将继续,到2030年,这些车辆将占美国市场的近四分之一(见图表4),另四分之一将为其他xEV类型,剩余50%为ICE车辆。电动车增长的大部分以较小的车辆为主:到2030年,几乎所有C级车都将采用电动,而ICE仍将是皮卡的主要动力系统(即使正在开发的电动皮卡将在美国推出,并将占有一定份额)。 电动或混合动力发动机将占据SUV市场的约45%,其中一半以上将是MHEV。

混合动力车将占据日本市场的主导地位,到2030年占据53%的份额。日本的HEV和MHEV销量可能会上升,因为里程数低且国内OEM厂商关注这些新兴技术。日本纯ICE车辆的份额将在当年降至36%,成为世界上最低的份额。

(有关动力系统在全球主要市场的预计销量的详细分析,请参阅附录。)

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