Estado de desarrollo y tendencias de la industria automotriz de China
Principales empresas que cotizan en la industria de baterías de litio eléctricas: actualmente, las principales empresas que cotizan en la industria nacional de baterías de litio son CATL (300750), BYD (002594), Funeng Technology (688567), Yiwei Lithium Energy (300014) ), Guoxuan Hi-Tech (002074), Aoyang Shunchang (002245), Penghui Energy (300438), Xinwangda (300207).
Los datos principales de este artículo: envíos de baterías de litio y capacidad instalada de China, ventas de vehículos con pila de combustible de hidrógeno y número de estaciones de servicio de hidrógeno en China
1. se están desarrollando rápidamente, pero todavía quedan muchos puntos débiles por resolver
——Bajo la influencia de la epidemia, la demanda de baterías de litio continúa creciendo
Baterías de iones de litio son el foco actual de la investigación y el desarrollo de baterías eléctricas, con baja pérdida de energía y alta eficiencia de conversión. Alta y rápida aceleración y otras ventajas importantes. Los datos de investigación del Instituto de Investigación de Baterías de Litio de Investigación Industrial de Gaogong (GGII) muestran que la escala de oferta y demanda del mercado de baterías eléctricas de mi país aumentará significativamente en 2021 en comparación con 2019. La capacidad instalada de baterías de litio eléctricas de mi país en 2021 será de 154,5 GWh
Un aumento interanual del 142,9 %; los envíos fueron de 220 GWh, un aumento interanual del 175 %.
——La corta duración de la batería, la carga lenta y los problemas de seguridad son los principales puntos débiles.
La electrificación es la principal dirección de desarrollo de la energía del transporte bajo la visión de vehículos eléctricos y de doble carbono. Los vehículos híbridos emiten más emisiones que los vehículos con motor de combustión interna. Hay menos emisiones y si la electricidad proviene de energías renovables, los vehículos eléctricos son una forma importante de lograr el objetivo de la neutralidad de carbono en el sector del transporte.
Sin embargo, las baterías de litio tienen la desventaja de una duración corta como fuente de energía para el transporte. En comparación con los vehículos de combustible, el mayor problema de los vehículos eléctricos puros es su autonomía de crucero. Los vehículos de combustible tradicionales pueden recorrer 600 kilómetros o más con el tanque lleno de aceite, pero los vehículos eléctricos puros ordinarios solo pueden recorrer entre 200 y 400 kilómetros. Los vehículos eléctricos puros de altas prestaciones con una autonomía de más de 500 kilómetros se enfrentarán al dilema de una difícil reducción de precios. En climas lluviosos o de baja temperatura, las baterías de litio se ven significativamente afectadas por el medio ambiente y la autonomía real de los vehículos eléctricos puros disminuirá aún más.
En segundo lugar, el largo tiempo de carga también es un inconveniente de las baterías de litio. En comparación, los vehículos de combustible tradicionales solo tardan unos minutos en llenar el depósito de combustible, mientras que los vehículos eléctricos puros tardan aproximadamente una hora en cargarse a plena capacidad incluso con carga rápida, y hasta 6-8 horas con carga lenta. El tiempo de carga significativamente mayor reduce la experiencia del usuario de los vehículos puramente eléctricos, lo que es un obstáculo importante para inhibir el crecimiento de la demanda de baterías de litio.
Además, los riesgos de seguridad disuaden a los consumidores. Según estadísticas incompletas de la Alianza de Usuarios de Vehículos Eléctricos, en enero de 2020 se produjeron 72 accidentes por incendio de vehículos de nuevas energías, en los que participaron al menos 25 marcas de empresas de automóviles y 38 modelos diferentes, entre turismos, autobuses, camiones, etc. . Además del riesgo potencial de combustión espontánea de las baterías, la aplicación de tecnología inteligente en vehículos eléctricos también implica muchos riesgos de accidente, por ejemplo, los peligros para la seguridad causados por el fallo del sistema de conducción autónoma de la tecnología central "inteligente" y la falla del sistema de conducción autónoma. No se puede ignorar la sobrecomercialización de las funciones de conducción asistida.
2. La tecnología de pilas de combustible de hidrógeno es difícil y la complementación con baterías de litio es la mejor dirección de desarrollo.
——El mercado de vehículos de pilas de combustible de hidrógeno aún está en su infancia
Las pilas de combustible de hidrógeno tienen importantes ventajas sobre los problemas de la corta duración de la batería, el largo tiempo de carga y los riesgos de seguridad de las baterías de iones de litio. Además, el reciclaje de las pilas de combustible de hidrógeno no causará contaminación al medio ambiente. considerada la clave para un transporte con bajas emisiones de carbono en el futuro. Sin embargo, la aplicación comercial de las pilas de combustible de hidrógeno enfrenta problemas como dificultades técnicas y altos costos de catalizadores.
Los vehículos de pila de combustible de hidrógeno son un vehículo importante para la implementación de la energía del hidrógeno en el campo del transporte. A juzgar por la situación actual de las ventas, a finales de 2021, las ventas acumuladas de vehículos de pila de combustible de hidrógeno en todo el país son solo 9.246. Se puede ver que los vehículos de pila de combustible de hidrógeno acaban de comenzar en el mercado chino, y el mercado aún está inmaduro y en su infancia. Según la "Hoja de ruta técnica para el ahorro de energía y los vehículos de nuevas energías 2.0" publicada por el Ministerio de Industria y Tecnología de la Información a principios de 2021, se estima que el número de vehículos con pila de combustible de hidrógeno en mi país alcanzará unos 100.000 en 2025.
——La construcción de estaciones de servicio de hidrógeno en China es lenta y su aplicación a gran escala es difícil
De 2016 a 2021, el número de estaciones de servicio de hidrógeno en China aumentó gradualmente, pero la escala general de construcción es aún pequeña.
A finales de marzo de 2022, 180 estaciones de servicio de hidrógeno en China están en funcionamiento, 18 han sido construidas, 85 están en construcción y 148 están previstas para su construcción. La mayoría de las estaciones de servicio de hidrógeno existentes en mi país tienen una escala de inversión de más de 12 millones de yuanes, y la estación de hidrogenación Yilanjinshan de Shanghai cuesta incluso hasta 55 millones de yuanes. Los altos costos de construcción y operación y el largo período de retorno de la inversión son los mayores obstáculos para el desarrollo a gran escala de estaciones de servicio de hidrógeno en mi país. En esta etapa, la mayoría de las estaciones de servicio de hidrógeno todavía se encuentran en un estado de pérdida. y el uso costoso del hidrógeno para los usuarios finales Demanda de los usuarios finales El débil crecimiento restringirá inevitablemente la construcción y expansión de estaciones de servicio de hidrógeno. Las pilas de combustible se consideran una de las fuentes de energía limpia ideales en el futuro, pero la dificultad de la construcción a gran escala de infraestructura de apoyo también es un obstáculo importante para la aplicación de las pilas de combustible de hidrógeno en el campo del transporte.
Nota: Los datos del gráfico circular son los datos más recientes a finales de marzo de 2022.
——Las pilas de combustible de hidrógeno tienen ventajas en el campo del transporte dedicado
El análisis encontró que tanto las pilas de combustible de litio como las pilas de combustible de hidrógeno tienen sus propias ventajas comparativas y puntos débiles. Resolverlos o evitarlos. Los puntos débiles y aprovechar al máximo las ventajas comparativas se han convertido en la clave para el desarrollo de nuevas energías de transporte. Encontrar los escenarios de aplicación más adecuados es una forma importante de maximizar el uso de las ventajas. Desde la perspectiva de la estructura de ventas, los vehículos comerciales son actualmente el foco de la promoción de los vehículos de pila de combustible de hidrógeno. En 2021, las nuevas ventas de vehículos de pila de combustible de hidrógeno en China ascenderán a 1.894, siendo los vehículos comerciales la fuerza principal absoluta, incluidos 1.042 turismos y 777 camiones pesados.
En comparación con el combustible, las pilas de combustible de hidrógeno tienen ventajas comparativas como cero emisiones de carbono y una alta eficiencia de conversión; en comparación con las baterías de iones de litio, las pilas de combustible de hidrógeno tienen un largo alcance de crucero, un tiempo de carga corto y menores riesgos de seguridad. Control y otras ventajas comparativas. Estas ventajas comparativas determinan la alta aplicabilidad de las pilas de combustible de hidrógeno en escenarios de aplicación como largas distancias, largos tiempos de trabajo continuo y cargas pesadas. En vista del alto costo de la construcción de estaciones de hidrogenación, el desarrollo de celdas de combustible de hidrógeno puede comenzar con vehículos especiales con escenarios de aplicación claros y rutas de conducción fijas (como vehículos logísticos, vehículos sanitarios, etc.), lo que favorece el diseño y construcción de estaciones de hidrogenación.
——Las pilas de combustible de hidrógeno tienen un gran potencial en el campo del transporte aéreo
Las emisiones de carbono de la aviación civil representan aproximadamente el 10% de las emisiones totales del transporte, y las emisiones de la aviación liberan gases a gran altura. , el impacto en el medio ambiente es de 2 a 4 veces mayor que el de emisiones similares de fuentes terrestres. Se puede ver que la aviación es un punto de partida importante para reducir las emisiones de carbono del transporte energético.
En comparación con las baterías de iones de litio, el transporte aéreo es también una de las ventajas de las pilas de combustible de hidrógeno. La densidad de energía masiva de la energía del hidrógeno supera con creces la de otras fuentes de energía, y un sistema completo de propulsión de pila de combustible de hidrógeno puede almacenar de 3 a 5 veces más energía que un sistema eléctrico de batería de la misma masa. Para mejorar el suministro de energía del sistema de batería, además de aumentar la densidad de energía mediante la investigación y el desarrollo de tecnología, generalmente se puede lograr expandiendo el volumen de la batería. Sin embargo, los aviones tienen importantes restricciones en cuanto a la calidad y el volumen de la energía. Las baterías de energía son muy importantes en el campo de la aviación. La aplicación es difícil y la densidad de energía de los sistemas de pilas de combustible de hidrógeno tiene ventajas significativas y puede ser un complemento beneficioso para las baterías de litio.
En general, las pilas de combustible de hidrógeno se desarrollarán rápidamente en los campos del transporte de larga distancia, los vehículos especiales y la aviación en el futuro, formando un complemento positivo a las baterías de iones de litio.
3. La proporción de combustible disminuirá gradualmente, pero será difícil reemplazarlo por completo en un corto período de tiempo
——Bajo el objetivo de "neutralidad de carbono", la disminución de la proporción de energía proveniente de combustibles es una tendencia inevitable
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Bajo la visión del "carbono dual", el país ha introducido sucesivamente una serie de planes de objetivos relacionados con la "reducción de carbono y de emisiones" , y dejó claros los planes para la proporción de vehículos de nueva energía en los nuevos medios de transporte. En el futuro, la proporción de energía de transporte seguramente mostrará una tendencia a la baja.
——El precio guía del mismo tipo de vehículo de combustible es generalmente más bajo que el precio de subsidio del mismo tipo de vehículo de nueva energía
Sin embargo, todavía existen muchos obstáculos para el La popularización de los vehículos de nueva energía, incluidos los altos costos de producción, es uno de ellos. En la actualidad, desde los de gama baja de bajo precio hasta los de gama alta de alto precio, ya sea un vehículo eléctrico puro o un vehículo híbrido, su precio subsidiado es generalmente más alto que el precio de orientación del mismo modelo de la versión de combustible. Tomando como ejemplo a Changan Eado y Eadong New Energy, el precio guía de la versión de combustible del Eado es de 72.900 a 103.900 yuanes, mientras que el precio guía posterior al subsidio del Eado New Energy (eléctrico puro) es de 129.900 a 149.900 yuanes. el gobierno tiene subsidios para vehículos de nueva energía y el precio de la versión de nueva energía es 57.000 yuanes más alto que el de la versión de combustible.
Nota: El plazo de consulta del precio orientativo es marzo de 2022.
——En un entorno dominado por el carbón y la electricidad, los beneficios ambientales reales de los vehículos eléctricos son limitados
En comparación con los vehículos de combustible, una de las principales ventajas competitivas de los vehículos eléctricos es " protección del medio ambiente verde". Aunque no hay duda de la ventaja absoluta de los vehículos eléctricos puros en términos de emisiones, vale la pena pensar que no se pueden ignorar las emisiones durante la producción de energía eléctrica. Los datos muestran que en 2021, la estructura energética de mi país seguirá estando dominada por la generación de energía térmica, y la generación de energía a carbón representará más del 60%. En un entorno dominado por la energía del carbón, parte de las emisiones de los vehículos eléctricos se transfieren aguas arriba.
Además, la vida útil del reciclaje de las baterías es baja y la eliminación de grandes cantidades de baterías usadas también provocará una nueva contaminación del medio ambiente. Según datos del "Informe de investigación sobre el potencial de la economía circular de las baterías de vehículos de nueva energía en 2030" publicado por Greenpeace, las baterías eléctricas retiradas de China superarán los 700 GWh entre 2021 y 2030.
Aunque se puede reducir de forma efectiva La utilización escalonada reduce algunas emisiones de carbono, pero no se puede ignorar la contaminación causada por el reciclaje de baterías.
Se puede observar que la limpieza y la protección ambiental de los vehículos eléctricos se limitan más a la etapa de uso. Desde la perspectiva de todo el ciclo de vida, los beneficios reales de protección ambiental de los vehículos eléctricos son limitados.
——Los fabricantes de automóviles tradicionales continúan esforzándose en la investigación y el desarrollo de la tecnología de motores de combustión interna.
Al mismo tiempo, la tecnología de motores de combustión interna también avanza constantemente en la dirección de alta eficiencia y baja carbonización, y la eficiencia térmica de los motores La mejora es la principal forma que tienen los vehículos de combustible para reducir las emisiones de carbono. En la actualidad, la eficiencia térmica de los motores convencionales en todo el mundo está en el rango del 30% al 38%, y la eficiencia térmica de producción en masa de algunos motores supera el 40%. El motor de alta eficiencia de 1,5 litros específico del híbrido enchufable Xiaoyun de BYD tiene una eficiencia térmica del 43,04%, superando a Toyota, Honda y Mazda para convertirse en el motor de gasolina producido en masa con la eficiencia térmica más alta del mundo. La mejora de la eficiencia térmica ayuda a los vehículos de combustible a ahorrar energía y reducir las emisiones. En el futuro, con el mayor desarrollo de la tecnología de los motores de combustión interna, se espera que se reduzca la brecha en los beneficios de protección ambiental entre la energía del combustible y la nueva energía. En comparación, la tecnología de motores de combustión interna, más madura y estable, puede seguir siendo más popular para aplicaciones comerciales.
En resumen, los vehículos de combustible tradicional pueden disminuir gradualmente en el futuro. Sin embargo, debido a la ventaja de precio de los vehículos de combustible y la tecnología de motores de combustión interna en continua mejora, la energía de iones de litio con beneficios medioambientales reales dudosos. Será difícil sustituir completamente la energía del combustible en el corto plazo.
4. En el futuro, es posible que se forme un patrón de "tres patas" de combustible, batería de litio y combustible de hidrógeno.
Basado en el análisis anterior, el Forward-looking. El Carbon Neutral Strategy Institute cree que la energía del combustible se basa en su larga data. La demanda estable acumulada y la irremplazabilidad de algunas actuaciones no serán completamente reemplazadas por nueva energía en un corto tiempo. Las baterías de iones de litio y las pilas de combustible de hidrógeno se desarrollan en sus respectivas áreas de ventaja comparativa y pueden formar complementariedades saludables. En las próximas décadas, el mercado de la energía para el transporte puede estar dominado por el combustible, las baterías de iones de litio y las pilas de combustible de hidrógeno.
Los datos anteriores se refieren al "Informe de análisis de planificación estratégica de inversión y pronóstico de la demanda del mercado de la industria de baterías de litio de energía de China" del Instituto de Investigación de la Industria Qianzhan.