石煒:新能源車的賽道很寬、變化很快中企切不可掉以輕心
無論我們是否承認,一場能源革命正在拉開帷幕。世界範圍內,如何更好地實現低碳、節能,已經成為主流國家的主流意識。而新能源汽車的迅速發展,正是這場能源革命中極為重要的一環。我曾在觀察者網撰文介紹中國新能源汽車的發展。作為一個對新能源汽車感興趣,且曾在2018-2019年訪問美國一年的八零後,在這裡就我所了解到的美國新能源汽車發展的現狀和諸位聊聊。
而且最近特斯拉汽車消費者維權事件,也讓外界更深切地體會到新能源汽車發展背後的複雜性。
在正式談美國新能源汽車之前,我們有必要了解一些背景知識,主要包括美國汽車產業界的現狀,以及新能源汽車的定義、分類和發展。

4月20日,美國總統拜登以視頻方式參觀美國一家新能源汽車生產中心視頻截圖
首先,看看美國汽車產業的大致情況。美國被稱為車輪上的國家,美國普通民眾的居住和生活方式決定了交通出行對私人汽車的嚴重依賴性。從1920年代開始,美國就進入了汽車社會,至今差不多有一百年了。即使如此,現在汽車業仍是美國製造業的主要支柱之一,也是美國產業工人比較集中的領域。
我們可以看一組宏觀數據:美國曾是世界第一大汽車銷售市場,但這個冠軍寶座目前已被中國取代;可美國仍是世界第二大新車銷售市場,且遙遙領先第三名的日本(當然,中國市場的銷量同樣遙遙領先美國)。2020年,全球汽車總銷量達7798萬輛,其中接近三分之一在中國,2531萬輛;其次是美國,1445萬輛;第三是日本,460萬輛。去年的新車銷量,中國約等於美國、日本、德國、印度的總和,也就是第二到第五名的總和;而美國約等於日本、德國、印度、法國、巴西的總和,差不多是第三名到第七名的總和。可以說,美國市場是這個世界上僅次於中國的單一汽車新車銷售市場,重要性不言而喻。
另外,我們也有必要對新能源汽車做一點小科普。新能源中的“新”,是針對傳統燃油車而言的。傳統汽車的燃料主要包括汽油和柴油。從上世紀末開始,一部分國家和地區,包括中國在內,嘗試向汽油中添加乙醇或甲醇。這樣做一方面是為了緩解不時出現的石油供應緊張,另一方面也是因為添加的乙醇多數為生物乙醇,來源於光合作用,是一種可持續能源,相當於間接降低了碳排放,同時乙醇汽油還可以提高汽油的抗震爆性,有利於提升標號。
在美國,多數加油站都提供幾種類型的汽油,其標號分為87、89、91號等,部分提供E15、E85類型的選擇。數字表示乙醇的添加比例,15%和85%。當然,E85其實基本上就是乙醇了。這類汽油雖然油耗會增加,但價格更便宜。我在美國期間,汽車加油基本上都是加便宜的E15。不加更便宜的E85,是因為我的二手車(其實已經是四手了)不支持。

美國多數加油站都提供不同類型的汽油作者供圖
雖然這類汽油因為添加了可再生的乙醇,從某種意義上來說,相對減少了碳排放,但乙醇的生產需要消耗糧食,而糧食的生產也需要消耗農藥、化肥,燃料乙醇還可能推高糧食價格,造成道義上的難題。所以一般使用這類汽油的汽車,仍被歸類為傳統燃料汽車。這類汽車的動力來源是依靠燃料在內燃機中燃燒,推動活塞來做功的。
而現在我們定義的新能源汽車,則是指依靠電動機驅動的汽車。可以說,我們現代定義的所有的新能源汽車,一定是由電機來驅動的。至於這個電從哪裡來,就可以分類了。比如完全來自於鋰電池,則是純電動汽車BEV;部分來自於電池,同時保留內燃機,且電池可以獨立充電,則是插電式混動汽車PHEV,或增程式電動汽車EREV;完全來自於內燃機,就是HEV,但HEV因為不能獨立充電,在許多國家都不被認為是新能源汽車;而如果電的來源是燃料電池,則是燃料電池汽車FCEV。這其中又主要以氫燃料電池為主。目前最有代表性的新能源汽車,不外乎三類:BEV,PHEV和FCEV。

有了這些背景知識,我們可以來了解一下美國新能源汽車的發展現狀。
美國新能源汽車發展的歷史其實很早。拋開早期的鉛酸電池驅動的汽車不談,20世紀70年代開始的石油危機,讓美國人意識到開發汽油替代能源的重要性。美國通用汽車EV1就是一款誕生於1996年12月的極具代表性的電動汽車。促成這款車誕生的,不僅僅是對石油產量的擔憂,更是因為美國加州深受汽車尾氣之害的空氣質量,以及在此背景下誕生的美國清潔空氣法案修正案。

美國通用生產的EV1電動汽車
但是,這款車早期使用的依然是鉛酸電池,續航僅有90英里,也就是145公里左右。實際續航里程,在加州溫暖的冬天,可能只有不到100公里。後續車型改用鎳氫充電電池,續航增加到約180公里。這款兩座車的售價達到3.5萬美元,在當時已經是一個很高的價格了。
其實EV1身上已經可以看到很多現代電動汽車的影子。例如它強勁的動力(0-80公里時速僅需7秒),極低的風阻係數,其原型車的風阻係數甚至低至0.19,比我們現在幾乎所有量產車都低。此外,這輛車還擁有動能回收技術,甚至還有快充技術:在美國110V的民用電系統中充滿電需要15小時,但使用通用自己的220V充電系統,只需3小時。這款車在當時加州的用戶群中有著相當正面的評價,諸如靜音、無尾氣排放、良好的駕駛感受等。即使續航里程有限,但在市區使用也足夠了。
但是,這樣一款車的最終產量只有1117輛,並且於2003年停產後就再也沒有復產過。導致這款車夭折的原因,有電池壽命短、充電時間長、價格昂貴等等,但最主要的是政商鬥爭。正如EV1的誕生和加州促進空氣潔淨的政策緊密相關,其最終停產並消亡也和政的變遷分不開。部分燃油車企和美國的石油公司開始相互串通,聯合向加州政府施壓,導致早前鼓勵電動汽車發展的法規被修改。
一旦政策改變,通用公司的研發熱情就降低不少。再加上EV1高昂的研發費用和極低的銷量導致這款車不僅沒有給通用帶來利潤,反而還成了拖累。況且當時電池技術還沒看到有多好的前景,這款車就此被正式宣告停產。
不僅如此,加州修改後的法規甚至要求當時還能正常使用的EV1都必須強制召回並銷毀。即使不少消費者強烈反對,但這一法規仍被通過並強制執行。美國電動汽車的技術和市場先驅者EV1,就這樣在政商利益勾結中夭折。
當然,通用汽車公司並沒有完全放棄電動化的線路。2016年,通用旗下的雪佛蘭推出了另一款電動汽車Bolt。只是,時過境遷,此時通用汽車早已喪失了在電動汽車領域裡的先發技術優勢。此時的美國和世界,汽車電動化的聲音已經越來越大,加入競爭的廠商也越來越多。就在同一年,另一家頗具爭議的美國汽車公司特斯拉,正式發布其旗下最重要的車型Model 3。
至此,美國電動汽車的發展已經很明晰了。特斯拉代表著最激進、也是最引人注目的廠商,同時更多的美國汽車公司也在艱難地向電動化轉型。
為什麼要發展電動汽車呢?在中國,我們的答案可能更多地和能源安全有關。但是在美國,這的確是引發很多爭議的一個問題。

美國加州的特斯拉工廠圖自路透社
美國發展新能源汽車最激進的州是加利福尼亞州,加州也是美國民主黨大本營。加州在美國的地位是比較特殊的:它是美國GDP最高的一個州,且遙遙領先第二名的得克薩斯州。2019年,加州GDP高達2.96萬億美元,比得克薩斯州的1.76萬億美元高出近7成。同時,加州也是美國人口最多的州,達到4千萬人,相比之下第二名的得克薩斯州只有不到3千萬。加州經濟以矽谷為代表的IT業聞名於世,在政治上明顯偏左(美國式左翼),對於移民、環保及各類政治正確議題比較支持。
加州的自然環境即好又壞:好的是氣候溫暖,陽光明媚;壞的則是相對乾旱,且在加州沿太平洋的部分地區,因為落基山脈的阻擋,空氣污染物難以被吹散,所以空氣質量在美國一直是排名倒數的。正因如此,遏制空氣污染在加州就是政治正確。20世紀50年代洛杉磯的光化學煙霧事件震驚全美乃至世界。新能源汽車,尤其是純電動汽車,其行駛過程中的零排放特點,從一開始就受到加州關注。包括前文介紹的EV1,也誕生於加州。而現在全球最著名的電動乘用車廠商特斯拉,其創始地矽谷和總部所在地Palo Alto,也毫無意外地位於加州。
2019年,筆者在美國中部的Iowa州,曾在停車場見過為數不多的幾輛特斯拉汽車。更多的依然是燃油汽車,包括豐田的不插電混動汽車。Iowa州雖然並不出名,但實際上美國的第一輛純電動汽車就誕生在該州州府德梅因(Des Moines),由化學家William Morrison於1890年一手打造的一輛可供六人乘坐的鉛酸電池驅動汽車。
更多的美國人對電動汽車不以為然。筆者曾在2019年間到訪美國東部、中部、西部的十幾個州,但在高速公路上鮮少見到純電動汽車,更是幾乎沒見過公共充電站。可以說,特斯拉創立初期,基本上就局限於加州,也幾乎只有加州的氛圍和居民的環保意識,才得以讓特斯拉走上迅速發展的道路。
當然,隨著環保議題的深入人心,逐漸在美國成為一種時尚和新的政治正確。普通美國人至少在公開場合內一定要說支持環保,否則會受到大家的譴責和鄙視。作為世界上浪費最嚴重的國家之一,美國人對自然資源的隨意揮霍,讓這一行為變得頗為諷刺:一群平時從不關空調、喜歡開大排量汽車、隨意丟棄食物的人,卻在不停地宣揚要環保、要節能,甚至要求發展中國家的人們寧可不發展也要減少碳排放。當然這是另一個話題,這裡就不展開講了。

民主黨新科議員科爾特斯(Alexandria Ocasio-Cortez)、馬薩諸塞州民主黨參議員埃德·馬基(Ed Markey)等人提出“綠色新政”,曾遭美國參議院否決。
無論如何,環保成為美國社會的一種時尚後,新能源汽車作為環保的標籤之一,在全美就得到了道義上的讚同以及政策上的支持和鼓勵。和中國一樣,美國發展新能源汽車的初期,同樣得到大量政府補貼和政策上的便利。例如,根據2010年的政策,美國消費者購買一輛新的電動汽車,就可以獲得一次性的最高達7500美元的補貼,但如果車企銷售超過20萬輛的話,補貼會逐步退坡乃至取消。
這一法規在眾多電動車企的遊說下,在2019年進行了修改,將20萬輛的門檻提高到60萬輛,最高補貼金額也下降到7000美元。同時,各地對電動汽車的行駛提供了相應的優待政策。此外,在充電基礎設施建設方面,加州政府也提供了資金和金融支持。
近年來,美國電動汽車的發展效果頗為顯著。BEV和PHEV的銷量,從2011年的1.78萬輛上升到2019年的33.1萬輛。儘管這一數據在2015年就被中國反超,但美國的新能源汽車銷量一直穩居世界第二。
2020年,受新冠疫情的影響,美國的插電式汽車(包括純電動BEV和插電混動PHEV)的總銷量降至29.6萬輛,僅佔新車比例的2.4%。雖然大幅落後於中國的130萬輛,但仍領先第三名的德國19.4萬輛。(注:不同數據來源和統計範圍下,各國的新能源汽車銷量有出入,德國19.4萬輛的數據來源於德國道路交通監管機構KBA)在可預見的未來,美國的新能源汽車將長期佔據世界第二的位置,是一個客觀事實。

福特汽車公司推出量產版的Mustang品牌的Mach-e車型
美國傳統汽車製造商也在進行著艱難的轉型。2021年1月28日,通用汽車公司表示,到2035年將停止汽油、柴油輕型汽車的銷售,並完全過渡到電動汽車。福特汽車公司雖然仍處於向電動汽車轉型的初期,但也計劃在2025年前投資220億美元用於電動化轉型,目前也已在全美乃至全球推出量產版的Mustang品牌的Mach-e車型。這一車型的中國版,在剛剛過去的中國上海車展上也同步展出。
再加上特斯拉——目前全球電動汽車銷量最高的車企,美國車企在電動汽車領域的佈局和發展也不容小覷。尤其現在是美國民主黨執政,氣候變遷和環保議題將一改特朗普治下的拉鋸狀態,成為政府的優先議題之一,因此電動汽車在美國的發展很可能會進一步加速。
有機構預測,2021年美國的電動汽車銷量將接近60萬輛,佔新車銷售比例達到3.6%。在世界各地,包括中國市場,美國車企特斯拉旗下的Model 3和Model Y車型雖然因為自動駕駛或車輛失控造成多起事故,但依然在銷量上取得巨大成功,且賺足名聲。
在剛剛過去的2021年一季度,美國純電動汽車銷量同比增長81%,達到近10萬輛,尤其是特斯拉銷量接近7萬輛,佔據71%的市場份額。銷量最高的車型是特斯拉Model Y,其次是Model 3。而雪佛蘭的Bolt和福特Mustang的Mach-e則屈居車型銷量榜的第三和第四。美國本土廠商佔據其純電動汽車銷量榜的絕大多數位置,其未來的發展也將步入快車道。
除了目前的鋰電池驅動的電動汽車,美國另一個值得一提的領域是氫燃料電池汽車。加州作為新能源汽車的前沿陣地,除了鋰電池驅動的汽車外,也正在緊密佈局氫燃料電池汽車。在加州,Truezero就運營著數十座加氫站,為當地的數千輛氫燃料電池汽車提供動力。日本和美國的民用汽車加氫站以及氫燃料電池汽車的應用,也走在了世界的前面。

在加州,Truezero就運營著數十座加氫站
氫燃料電池汽車的優勢在於補能速度快,體驗和加油類似,且能量密度高,適合長途、大馬力運輸,例如長途物流、長途客運等。氫燃料電池本質上不算是電池,其發出的電通過給汽車上的一塊鋰電池充電儲存後,再放電驅動電機。所以,本質上氫燃料電池汽車應該叫做氫發電式增程汽車,只不過這個氫發電的過程是電化學過程,轉化效率比內燃機的熱效率要高得多。
雖然氫燃料電池汽車目前在技術上還不成熟,且氫氣來源也有相當大的爭議,但作為未來汽車清潔能源的重要路徑之一,美國和日本在這方面的技術優勢是巨大的,相關的投入和積累,也從未停止過。

日本豐田汽車公司旗下氫燃料電池車MIRAI
綜上所述,即使中國的新能源汽車產業規模目前仍居世界第一,但來自美國、德國和日本的競爭者也越來越多,對手實力也越來越強大,且競爭路線更加趨於多元化。尤其是氫燃料電池技術,雖然我國也有企業在攻克相關技術,但目前在技術、市場、應用上仍是美日兩國處於領先地位。
如何繼續保持現有優勢,繼續引領整個新能源汽車發展的潮流,是中國所有車企必須深刻思考和繼續努力的一件事情。
當然,作為消費者,我們大可不必迷信國外品牌和合資品牌。在純電動汽車領域,我國是當之無愧的世界第一;在氫燃料電池汽車領域,我國也在努力發展,並未落後太多。至於中國的新能源汽車廠家,也希望他們能再接再厲、直面競爭,將最主要精力放在產品上,用品質說話,研發出更高效、更安全、更有競爭力的產品,在國內國際市場上全面開花。
文/觀察者網專欄作者石煒