中国替代能源轿车展望.docx
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中国替代能源轿车展望
跨越式发展还是匍匐前进？
中国2020年替代能源轿车展望
电动车其实由来已久。
早在1900年，美国波士顿、纽约及芝加哥大街上的车子，有三分之一都是电池驱动的。
事实上，大家当时非常看好电动车市场的前景，连一家纽约的电池制造商也决定进军汽车行业。
但是好景不长，到1920年电动车便黯然退出了历史的舞台，因为此时消费者更亲睐内燃机动力汽车。
相比之下，电动车速度慢，跑不远，更何况当时有廉价和充足的汽油。
现在，随着比亚迪公司推出全球首款商业化电动轿车，我们发现：
电动车的时代正悄然归来。
（进军汽车市场之前，比亚迪公司是全球领先的电池生产商）。
比亚迪公司于2008年12月开始向中国消费者销售插电式混合动力车——F3DM，相比大家翘首以盼的通用雪佛兰Volt插电式混合动力车早了整整两年，占得了市场先机，让同行们倍感震惊。
而沃伦·巴菲特下属公司为比亚迪注入了2亿多美元的资金，也使比亚迪成为了各大报刊的头版头条。
尽管比亚迪的第一辆替代能源动力车各方面的性能和可靠性还都有待验证，但这款新品上市的意义非凡——中国成为汽车替代能源技术发展的沃土已经越来越明确。
然而，哪种替代能源动力技术——内燃机还是电池亦或是混合动力——应该或将会统治中国汽车市场成为了业内和政府的热点话题。
（参见：
电动车的兴起、繁荣与衰败）
为了回答这个问题，全球著名管理咨询公司科尔尼，联合上海市政府新能源汽车推进办公室，建立了基于消费者需求的、针对中国市场替代动力前景的独特预测模型来预测中国未来替代动力技术的市场前景。
在通过与专家访谈，及对历史数据的研究分析后，科尔尼预测了在三种不同经济、法规和技术场景下中国替代动力技术在2020年时的市场表现。
我们的分析显示，未来油价走向及政府的各项法规措施将对替代能源动力的市场渗透率产生极大影响。
到2020年中国市场最可能的场景是：
替代能源车将占据所有新车销量的39%；其中，汽油电力混合车将是这些新能源车中的宠儿，占据26%左右的销量份额。
电动车的兴起、繁荣与衰败——一切皆因电池
电动车无论就概念还是实际应用而言，并不新鲜。
事实上，在1885年德国人卡尔·奔驰发明第一辆汽油动力车的时候，由苏格兰人RobertAnderson所发明的电动车已经有50多年的历史了。
所有电动车辆的失败——从19世纪30年代直至21世纪——都源于一个共同的问题：
电池技术。
如19世纪的一位工程师所述：
“我必须要知道车子的重量才能去挑选适合这辆车的蓄电池。
而问题在于，只有知道了蓄电池的重量，才能知道车子的总重量。
”而且所选的蓄电池必须提供足够的电力、不用的时候又能够保存电量，用完了又要能够再充电。
1891年，WilliamMorrison在美国成功研制出了第一辆电动车。
电池的重量达768镑，是车总重的一半！
不到十年，Pope制造公司推出了时速达到每小时15英里、行驶里程可达30英里的电动车。
1899年，纽约的一位金融家WilliamC.Whitney，接管了ESB蓄电池公司，该公司主要生产铅酸电池。
他合并了ESB公司与Pope制造公司，为纽约市生产电动出租车。
但就在他离成功一步之遥时，问题又发生了。
讽刺的是：
这次还是因为电。
亨利·福特在1908年推出了批量生产的T型汽油动力车。
和电动车相比，福特的这款车又吵又脏。
尽管如此，该车还是很快就得到了消费者的认可，因为相对而言，它跑的更快更远，汽油又随手可得。
但是，T型车还存在着很大的问题：
汽油动力车必须用转动曲柄这种笨拙的方式发动，这可害苦了那些初学车者，不是扭伤手腕、就是摔断手臂，要不然就是磕磕碰碰伤到其他地方。
一直到了1912年，CharlesKettering发明了第一个汽车电动起动机（有意思的是这个起动机也是电动的）后问题才得以解决。
它的电源是装在发动机附近的一个小型铅酸电池。
再见了，曲柄！
再见了，电动车！
不到十年的时间，它们相继退出了历史的舞台。
为何此时对中国市场进行研究？
能源安全及环境问题促使中国政府越来越关注替代能源动力技术的开发。
进入二十一世纪后，和其他很多国家一样，能源安全问题也成了中国国家发展战略的重中之重。
据预测，至2020年中国石油总消耗中将有65%依靠进口（见图1）。
雪上加霜的是，这些进口石油又多来自政局动荡地区，如中东、俄罗斯、中亚和南美。
因此我们预计中国政府将鼓励能源来源多元化，并支持节能的替代能源动力技术。
环境污染同样是一个令中国政府和人民头疼的问题。
2007年，中国超越美国，成为了世界上温室气体排放最多的国家（见图1）。
在高速成长的中国汽车行业，汽油动力一直占据着主导地位，而替代动力的发展相对缓慢。
所以这也是为什么中国城市的氮氧化物（造成烟雾的主要因素）和颗粒物污染有79%来自于汽车尾气排放的原因。
为了解决环境污染问题，中国政府极有可能鼓励替代能源，主要因为替代能源的两大优势：
第一，生命周期内温室气体的总排放最少；第二，生命周期内一氧化氮、颗粒物、碳氢化合物和一氧化碳等总排放物最少。
中国乘用车销量过去四年中年复合增长率达28%，在新车销量中采用传统动力技术的汽车（即汽油内燃动力）占到了95%以上。
大多数的柴油车销售主要集中在SUV细分市场中。
液化石油气和压缩天然气销售则来自出租车市场。
丰田普锐斯是2007年中国市场上唯一的混合动力车型，但当年只售出了几百辆。
很明显，未来中国的汽车动力将包含内燃机、混合动力、电动力与燃料电池等，但问题是，未来这些动力技术的组合结构究竟会怎样？
中国汽车动力组合
签于此，我们建立了针对中国市场的独特模型来预测未来替代能源动力技术的发展前景。
该模型注重影响消费者购买决策的因素。
我们知道目前大部分预测模型主要考虑技术发展的成熟度、政府政策的扶持力度、替代产品的演变和其他基础设施比如油价和加油站/充电站建设。
当然，这些是非常重要的驱动因素。
但最终理解市场对每种技术的反应关键还是在于：
如何能基于这些因素，向消费者提供他们心里最想要的产品。
只要他们拥有自由选择不同技术的权利，消费者几乎都会有很强的价值取向。
而假如政府政策及整车厂推动的技术与消费者的价值取向不符，势必将削弱该两项因素对消费者购买决策造成的影响。
动力技术对于消费者效用的理解
效用一词在经济学中经常使用，指的是对于消费者的全部利益或价值。
对于汽车消费者，效用既包括经济效益，也包括其他与消费者购买因素相关的重要效用。
而我们的预测模型就采用了“消费者效用”方法，根据六大购买因素，包含了每种动力技术对消费者效用的预测：
● 总拥有成本
● 性能
● 形象
● 可靠性
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宋体;mso-bidi-font-size:
10.5pt;mso-bidi-font-family:
宋体">● 安全性
● 方便性
基于一系列消费者调查，我们在每个主要汽车细分市场上对六大消费者购买因素的相对重要性进行比较，并利用替代动力车辆销量较大的市场历史数据回归，对模型进行了优化校正。
这些市场包括——欧洲、日本和美国。
我们就每种动力技术在未来三种不同场景下的消费者效用进行了评估。
我们就每条消费者购买因素选取了量化的指标，比如选取最大加速度和最高时速作为图3中性能的指标。
为了全面评估2020年替代能源动力的市场前景，我们设定了三种场景，包括不同的油价、政府税收和补贴政策、技术成熟度和成本结构，如图4所示。
在2020年最有可能的基本场景中，国际油价水平设定为150美元/桶，政府对替代能源车较为支持；在保守场景中，我们的假设条件与2009年的情况较相似，国际油价水平设在75美元/桶，而政府政策扶持也较为有限；我们的激进场景对于传统汽车动力技术最糟糕，国际油价达到300美元/桶，而政府则强烈支持替代能源动力车。
虽然场景中所有变量都有可能影响到消费者效用中的每个购买因素，不同场景中的关键差异是总拥有成本。
这并不是说性能和“形象”不重要，相反，正如我们后文所述他们非常重要。
但是我们的历史数据显示，包含新车购买价格的总拥有成本是影响消费者购买车辆决策的关键因素。
六大购买因素
以下是六大购买因素的回顾以及他们在基本、保守和激进场景下的应用。
总拥有成本。
一辆车的总拥有成本包括前期购买成本和整个使用寿命周期中产生的使用成本。
购买成本包括了净购买价格、购置税（购买补贴）、牌照费及其他一次性费用。
使用成本包含了燃料成本、维修与保险费用及其他成本。
在2020年的基本场景中，我们对每种动力技术的相对总体拥有成本的预测显示即使中国的油价达到1.52美元/升，也就是比当前的油价高出70%以上，使用汽油、柴油和替代燃料的传统内燃动力车仍将是最经济的选择。
然而，在这种场景下采用各种混合动力技术的汽车的总拥有成本紧随其后。
对于那些除了要考虑总拥有成本，还要考虑汽车形象和其他因素的消费者而言，混合动力车将有可能在市场上获得显著的市场份额。
（见图5）
在激进场景中，油价达到300美元/桶，电动车和插电式混合动力车的经济优势十分明显。
由于预测的电力成本比其他燃料成本低，其总拥有成本将比其他动力技术低25%到40%。
（这里假设是发电方式组合与当前的组合一样，即除核能发电和风能发电的微增以外，78%来自煤。
）
性能。
除了总拥有成本低，消费者还需要汽车的性能表现良好。
从动力性能角度而言，性能好通常是指车速快和起步加速快。
所以，替代能源车的最高时速和最大加速度也是模型考量的两大维度。
这些特征会受到其他因素的影响，如扭矩与不同动力引擎转速间的关系，但是通常情况下，主要还是和功率与扭矩的关系最大。
汽油柴油混合动力引擎的功率和扭矩最优，因为它既有内燃动力的功率优势，又有电动机出色的扭矩表现。
形象。
我们发现，即使替代能源车的总拥有成本、性能、方便性等方面都不如传统汽车，但还是会有消费者对他们情有独钟。
据此我们可以推论这种新技术对某些消费者而言其内在的优势一定远远超过了它的不足。
这种无形的因素和更多直接可量化的利益不同，我们称它为“形象”。
我们尚未详细分辨消费者在这方面的行为动机。
这些消费者购买混合动力车可能是理念使然，例如出于减少环境污染的公益心，至少是摆出环保的姿态。
还有就是那些通过收集最新颖的东西（或技术）获得快感的“新技术迷”，他们才不介意这些新技术多么的不可靠和不方便。
由于环境问题是替代能源车的主要推动力量，我们分析了相似汽车在生命周期中不同动力技术下的尾气排放量（温室气体和碳氢化合物）。
排放量越少，潜在的长期环保“形象”就越好。
每种技术的长期环境影响不仅和汽车“油箱到车轮”的排放相关，还与从生产到运输的“油井到油箱”全程能源或燃料使用量有关。
而所有的因素综合在一起就是所谓的“油井到车轮”排放。
将这些因素考虑进去后，电动和燃料电池车在环保方面表现最为出色，而甲醇和柴油内燃动力每公里排放的有毒气体则最多。
可靠性。
除了加速要快，车主们当然希望他们的座驾随时都能开，而不必担心会发生任何的故障。
技术可靠性与内部零件数量和复杂程度以及技术上市时间长度相关。
柴油和汽油内燃动力拥有100多年的历史，无疑是动力技术中最为成熟的，需要的零部件也较少。
所以，就可靠性而言，这两项技术在所有动力技术中脱颖而出。
相比之下，燃料电池不仅需要大量复杂的零件，与其他技术的上市时间相比也相形见绌。
电动车相对简单，但并不具备消费者所需的高度可靠性以及产品与市场的成熟度。
安全性。
虽然安全性是购买汽车时考虑的首要指标，但在消费者考虑购买某个车型以前，消费者就早已假设了该车的安全性已经达到了最低的水平。
因此，安全性并不能明显区分各种替代能源动力技术。
柴油、汽油和他们的混合嫡亲们在存储、加注和驾驶过程中安全性更高。
而燃料电池由于可燃性氢化物储存在高压罐中，安全性就要打折扣了。
不过，仍可以预期所有动力技术种类在2020年时都足够安全。
方便性。
相信车主们都不愿意这样的事情发生——油或电（不管是用的汽油、电动的还是其他能源）用完了而附近又没有加油站或充电站。
一旦发生此类情况，他们希望能迅速地加注或充电，而且在达到下一个加油站或充电站前，车子能跑多远算多远。
一句话，车主们要的就是方便，从某种程度来说，他们是愿意为这种方便性买单的，关于这一点，我们可以在后文证实。
凭借广泛的加油站网络，便捷的燃料供给获取，较短加注时间和加注间长距离的驾驶里程，汽油和混合动力在2020年仍将蝉联最方便的动力技术。
如何影响效用？
基于消费者调查，我们对各项消费者购买因素进行加权，结果替代能源动力的“效用”在保守场景（低油价、政府推动较弱和技术较不成熟）到激进场景（高油价、政府推动较强和技术相对成熟）中逐步显现。
为了将预测的消费者效用值转换成2020年的市场份额，我们基于历史数据建立了一个回归模型——基于消费者效用的预测模型（CUFM），该模型是构建在当前某些领先动力技术市场格局以及对各种技术的效用估算的关系上的（见图6）。
我们采用消费者效用模型，辅以全球市场数据，基于以下三个步骤，预测2020年中国各动力技术市场份额：
（1）对于每个实例市场技术的当前效用以及相关市场份额做回归处理；
（2）将中国每个动力技术的效用值输入CUFM模型，得出相应分对数；（3）基于分对数，按以下公式对动力技术的市场份额进行推算：
研究发现
科尔尼的研究显示，到2020年，最为可能的场景会是——所有新车销量中，39%将来自替代能源车辆，替代能源车辆指所有不使用汽油内燃动力的车辆。
如图7所示，油电混合动力车将成为这些“新能源车”中的宠儿，在基本场景中大约占总销量的26%。
基本场景
在基本场景的研究中，国际油价水平被设定为每桶150美元，“替代能源车”购置税为5%（相比传统汽车的9%），而燃油税为50%，至2020年技术发展保持中速。
我们预测在这种场景下汽油内燃动力仍将是最受欢迎的动力技术类型，占总销量的61%（见图8）。
在占据39%市场份额的替代能源汽车中，油电混合动力车占26%，而插电式混合动力车以6%的市场份额名列其后。
在基本场景中，每个细分市场中都能有汽油混合动力车，而柴油将更多地被运用在SUV上。
当油价在150美元/桶时，替代能源动力技术，尤其是技术较为成熟、表现良好的油电混合动力技术将在所有细分市场中更受欢迎。
由于SUV消费者对强大的扭力和功率的需求更明确，他们会更偏爱柴油及其混合动力。
保守场景
在保守场景中，我们假定该场景的情况与2009年的情况相似，即油价位于每桶75美元，政府的支持力度也不大。
技术的发展速度假定为缓慢，局限了替代能源车相对于常规动力
车在成本、性能、可靠性方面的表现。
自然该场景下的动力结构与当前的情形会非常接近。
激进场景
在激进场景中，我们设定油价升至300美元/桶，中国政府也更为积极地推动替代能源。
在这种情况下，替代能源车的销量猛增，极有可能实现70%的市场份额。
而所谓的纯电动车（专指电池动力），其市场份额也达到了40%，紧随其后的是油电混合动力车和插电式混合动力车（见图9）。
油价处于高位，且政府的支持力度也很大时，即便电动车的性能和便捷性不如传统动力，受驾车模式以及对成本高度敏感的影响，小型车消费者依然钟意电动车。
相比之下，大中型轿车和SUV消,费者将更愿意接受成本虽高，但性能、便捷性和可靠性也更好的传统动力技术。
这也就是说，在激进场景下，大部分的车辆都将是电动车，甚至在大中型细分市场上，插电式混合动力车与纯电动车辆将占据市场的半壁江山。
要点小结
科尔尼2020年中国替代能源动力市场前景的研究得出了一系列的重要见解，供公司、政府进行战略决策时参考。
这些重要的见解有：
油价较低时，政府应大力推广替代能源动力车的销售。
乘用车厂商应继续加大传统内燃机的研发力度，因为在最可能的场景下，传统内燃机引擎依然会是被广为使用的动力。
电动车首先将大规模应用到小型车的市场上，因为对价格敏感的消费者在高油价和政策鼓励两方面作用下将更容易容忍电动车性能和可靠性的局限。
就电动车的核心技术而言，整车厂与供应商更应加大其研发力度，因为无论哪种场景，和电池、发动机、控制器相关的技术对确保未来替代能源车辆的成功至关重要。
加快替代能源车市场的发展
在主要的场景和假设中，油价的变动对中国未来的动力影响最大。
当油价持续位于150美元/桶时，市场对替代能源动力的认可有望加快（见图10）。
但是，高油价并不是推动市场对替代能源动力认可的唯一方法。
政府亦能采取激进的燃油税政策。
燃油税增加100%（2020年升至约1.46美元/升），替代能源的市场份额将会上升约20%，从30%升至约50%。
政府的各项激励政策，如降低或取消替代能源车的购置税，对加大原成本较高的替代能源动力车的市场份额将起到积极的作用。
然而，相对购买成本因素（比如交税优惠），电动车的对使用成本因素更为敏感。
（见图11）当油价保持相对低位，电动车及其他替代能源动力车的使用成本越高，汽油混合动力车的市场需求也会越来越大。
对未来的建议
针对汽车行业未来发展，中国政府设定了三大长远目标：
坚持可持续发展、提升中国汽车行业的国际竞争力，提高能源安全性和效率，保护环境。
基于我们的研究发现，就如何实现这三大目标，我们提出了各项建议（请参见：
要点小结）：
推动替代能源的发展。
中国政府应不断推动替代能源的发展（尤其是电动车的发展），明确替代能源的相关政策，通过提供对研究、发展的支持与各项激励措施，确保替代能源的发展并不会因能源价格的走低而放缓。
我们的分析显示面对油价的波动，中国政府可奉行有针对性但根据不同情况又有所改变的灵活政策达到替代能源动力利用的预期效果。
我们的研究表明当油价达到200美元/桶，替代能源动力车要获得40%的市场份额根本不需要政府激励或税收政策（见图12）。
当油价水平维持在高位时，大部分消费者，尤其是小型车消费者，自然而然地会购买使用成本低于,汽油动力车的替代能源车。
继续改善内燃机。
长期来看，内燃机依然将是轿车市场的主流动力，可提升的空间很大。
一些新技术，比如低温燃烧、可变气门正时、直接喷射等，对未来汽油和柴油发动机燃料效率的提高将起到推波助澜的作用。
通过以现有的技术专家实现的技术改良，将延长成熟的商用内燃动力发动机的产品生命周期。
提高传统动力的相对竞争力（相对替代能源），缓解因向替代能源动力技术转变时，对前者所造成的巨大冲击。
投资内燃动力技术的中国公司将逐渐掌握更多主流技术市场的份额，取得商业成功。
专注小型车细分市场。
小型车细分市场将率先接受电动车。
小型车消费者具有独特的特性，而电动车的性质则正好符合他们的需求。
小型车消费者对成本高度敏感，而电动车使用成本正好较低。
然而，为了从经济的角度更能吸引消费者，替代能源车偏高的初次购车成本应由驾驶中较低的燃料成本抵消。
随着燃料成本的上涨，混合动力车与电动车对小型车消费者来说是经济实惠的选择。
他们通常是从开摩托车升级到驾驶汽车，所以对汽车性能的要求不高，从而容易忽略电动车在性能与便捷性方面的局限。
因此他们更易接受低功率输出的电动车，特别是在平均行驶路程短，在住所附近活动，且充电站离得也不远的情形下。
图20显示，研究预测当油价接近200美元/桶或更高时，电动车在小型车细分市场中的份额将比其在大中型细分市场中大两倍以上。
开发电动车技术。
汽车制造公司应该积极地开发电动车的核心技术，以此把握市场机会，并克服电动车推广期间所遇到的困难。
对消费者而言，迄今为止被视为最有前途的锂电池还存在着很多问题，而这些问题并不是最近才有的：
车辆驾驶距离和电池寿命都很短，充电时间又长达几个小时。
能源密度低导致现在的电池过重、过大和价格昂贵，在极端条件下，耐用性和可靠性都会出现问题。
鉴于此，汽车电池技术的发展成为了中国政府应大力支持的本土研究中的一个重点领域。
其他政府，比如韩国和美国，已将该领域确定为决定未来替代能源动力汽车市场成功的主要竞争因素。
整车厂，比如通用，已将电池视为核心竞争技术。
通用已经宣布计划筹建一个电池研究所和专门的电池组装厂。
电动车充电所需要的基础设施有很多可靠而经济的选择，比如私人（住宅车库和私人停车场）充电和公共（零售店等）充电。
每个私人充电点的投资大约为400美元，占总使用量的75-85%；而公共充电点则需要5000美元，占总使用量的15-25%。
令人欣慰的，所有这些问题有望在2020前得以解决。
既然阻碍电动车发展的障碍是可以轻松应对的，整车厂应该积极开发各种产品，满足市场的需求。
未来是替代能源的天下
中国对进口石油的高度依赖以及环境意识的逐步提高，越来越多的中国人开始关注替代能源动力车。
另外，我们也看到中国汽车制造公司如比亚迪在将商业化的替代能源动力车解决方案引入国内市场的同时，另一方面也瞄准了其他国际市场。
能源成本的居高不下，政府各项政策的大力推动，技术的日益成熟及他们独特的价值取向，所有的这一切都吸引住了消费者，替代能源动力的商业化势在必行。
2020年，一场向替代能源动力技术转变的潮流将要兴起。
然而，传统内燃动力的不断创新使传统动力将继续保持中国市场上的较大份额。
中国政府根据能源成本和技术更新速度，可以采取适当的政策确保替代能源的充分利用，实现其在能源安全、环境保护和经济发展的目标。
同时，汽车制造厂商应继续加大对内燃机的研发力度，着重发展电动车辆核心技术。
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