波士顿咨询:电动汽车时代,翘首以待

未来几年,这种转变的速度将大大加快。事实上,我们最新的预测表明,到2026年,电动汽车将占全球轻型汽车销量的一半以上,这比我们此前预测的时间提前了四年。此外,我们看到,到2035年之后,零排放汽车将取代内燃机,成为全球新轻型汽车销售的主要动力系统。未来十年,大多数国家将快速从内燃机时代过渡到电动汽车时代。但从环境的角度来看,电动汽车时代的到来还不够快。

这是因为全球的“汽车保有量”(car parc),即在用车辆总库存的变化将会非常缓慢。因此,我们设计的模型预测,大多数主要市场的汽车行业,包括欧盟及其发布的“欧洲绿色协议”(European Green Deal),将很可能远远达不到《巴黎协定》规定的全球减排目标。

如果按计划应对气候变化,大多数市场需要进一步加速向电动汽车过渡。例如,欧盟要实现绿色协议目标,就需要在2043年前将轻型汽车的排放量减少90%,才能弥补现有汽车保有量的碳排放,这比目前预测的时间要早七年。要想实现这一点,则需要进一步加速采用零排放汽车,同时强化激励措施以减少道路上汽、柴油油耗高的车辆。但对大多数汽车制造商来说,这意味着转型变革和商业模式的根本转变。

推动电动汽车的快速普及 
包括混合动力在内的电动汽车在过去一年取得了突破性进展。插电式混合动力汽车纯电动汽车的销量尤为强劲:2020年,它们在轻型汽车市场的份额不断扩大,在美国达到2.2%,在中国达到5%,在欧盟更是达到9.3%且第四季度插电式汽车的销量比2019年同期飙升了230%。除了强劲的激励措施,锂电池成本的下降也推动了销售增长。电池是电动汽车中最昂贵的部件,占总成本的20%—30%。2020年,领先企业的富镍电池组平均成本降至150美元/千瓦时(kWh)以下,比我们在2019年末预计的价格低20美元。价格的大幅下降在很大程度上归因于电池化学和电池组件的创新、更大的生产规模以及改进的制造流程。

在监管方面,作为欧洲绿色协议的一部分,欧盟设定了2050年汽车净零排放目标。在美国,新任总统拜登表示将重点关注更严格的尾气排放规则,并重新加入《巴黎协定》,而加州打算在2035年禁止汽油车和柴油车的新车销售。超过15个国家已宣布将在2035年前逐步淘汰内燃机;我们的预测认为,这些目标中的大部分都将会实现。

政府释放出的这些强烈信号进一步鼓励了通用汽车、沃尔沃、捷豹和许多领先的汽车主机厂更有力地推进电气化,越来越多的主机厂承诺将逐步淘汰内燃机动力系统。增加对供应链、充电基础设施和升级电网的投资也将有助于实现这些目标。

电气化路线图 
动力系统的转变正进入超速发展阶段。我们预计,到2025年,全球售出的轻型汽车中有47%将是纯电动或混合动力汽车。欧盟和中国将比其他主要市场更快地实现这一转变,尤其是向纯电动汽车的转变,而巴西和印度等大型发展中国家的电气化进程可能相对缓慢(参阅专题“电气化的不同路径”)。不管市场如何,电池成本的快速下降、更加严格的政府监管以及新型电动汽车的推出将继续成为这一转变的主要驱动力。我们认为,内燃机时代的结束和电动汽车时代的到来将经历以下三个阶段(参阅图1):

波士顿咨询:电动汽车时代,翘首以待
阶段一:激励措施和早期使用者驱动的电气化 
未来几年,监管机构和政府激励措施将推动电动汽车的普及,届时我们预计,在轻型汽车领域,电气化动力系统的年销量将超过2,500万。到2023年,主机厂将推出300多款纯电动和插电式混合动力车型,这将为消费者提供比现在更多的选择。插电式、全混合动力和轻混合动力汽车将在2023年占据全球轻型车市场25%的份额;纯电动汽车将占据7%的市场份额。随着主机厂的项目纷纷实现大批量生产以及电池成本的下降,即使没有政府的激励措施,更多的纯电动汽车将在五年内与内燃机汽车实现相同的总持有成本。 
阶段二:持有成本驱动的电气化 
到2030年,消费者将开始大规模转向电动汽车。届时,在不同地区和细分市场,持有电动汽车的成本优势将会十分明显。我们预计,电池组成本将降至75美元每千瓦时,电动汽车的全球市场份额将上升至28%。动力系统向零排放汽车的转变在欧洲和中国将最为显著;纯电动汽车在这两个市场的渗透率将分别达到43%和40%。与此同时,随着政府激励措施到期,插电式混合动力汽车的渗透率可能会开始下降。我们预计,到2030年,传统内燃机汽车的市场份额将下降到20%以下。第一批影响深远的化石燃料汽车禁令将在这一时期开始生效。 
阶段三:供应驱动的电气化 
我们认为,十年后推动电动汽车普及的将是供应,而不是持有电动车的总成本。一些主机厂将开始退出规模最大的内燃机项目。到2035年,全球电动汽车市场份额将升至45%,美国将达到54%,中国将达到58%,欧盟将达到62%(参阅图2,BEV图标颜色为深蓝色,特此订正)。至此,电动汽车领域的终极玩家将基本确定。汽车价值链上的每一个环节都将被重塑。我们预计,电动汽车造车新势力和传统主机厂在市场主导权上将更加平分秋色,能否胜出将取决于这些企业在跨地区产品组合以及扩大生产、分销和服务规模等方面的表现。 
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专题:电气化的不同路径 
向电动汽车的过渡将以两种速度进行。在中国、欧盟和美国等市场,这种转变会发生得很快,原因在于推动转变的所有条件都得到了满足。但在其他大型汽车市场,这一过程将较为缓慢,因为这些市场具有不同的发展动态。巴西就是一个例子。国家的监管路径图并没有推广零排放汽车,反而更支持生物燃料。由于巴西缺乏监管标准、财政激励和完善充电基础设施的决心,主机厂难以在当地推广电动汽车的使用。目前,电动汽车在巴西的价格是同类型内燃机汽车的三倍。我们预测,到2030年,巴西售出的新车中只有2%到10%采用的是纯电动或混合动力,这在很大程度上取决于政府和汽车行业采取的行动。

印度的情况虽然不尽相同,但我们可以预见类似的结果。尽管有监管机构的支持,如印度的Bharat Stage VI排放标准,以及对电动汽车、公共汽车、两轮和三轮车的补贴,但由于长期以来对柴油燃料的补贴,对压缩天然气基础设施持续增加投资,以及占主导地位的主机厂提供的电动汽车选择有限,电动汽车时代的到来依然遥遥无期。充电基础设施的不足,尤其是在小城市和农村地区,也会减缓电动汽车的普及速度。

根据我们的分析,到2030年,内燃机汽车将占印度新轻型汽车销量的40%,压缩天然气动力系统汽车占15%,柴油汽车占12%。纯电动汽车将只占10%的市场份额,剩余则是混合动力汽车。然而,在两轮和三轮车领域,从化石燃料向电池动力的转变将会快得多,这两个领域纯电动车的销量是汽车的5倍。我们预计到2030年,在印度销售的两轮车和三轮车中,电动两轮车将占15%至25%,电动三轮车将占25%至30%。

作为最先进的汽车市场之一,日本在全面普及电动汽车上可谓道阻且长。日本一直是电气化的先锋,混合动力车目前占其新车市场的21%,渗透率位居世界第一。日本还计划到2035年禁止使用内燃机汽车。但由于日本的交通情况,比如人均年行驶里程相对较低、监管环境和主机厂的技术路线图,混合动力汽车在日本占据市场主导地位的时间,将比其在许多其他发达经济体长得多。我们预计,到2030年,纯电动汽车将只占新轻型汽车销量的15%,而混合动力汽车将占一半以上,内燃机汽车将占32%。

不同的动力系统发展轨迹将给主机厂带来复杂性,他们已经花了几十年时间试图建立真正的全球平台和优化的供应链。为了在巴西、印度和日本等主要市场保持竞争力,主机厂可能不得不放弃其在全球平台上建立的生产规模。政府和汽车行业需要共同努力,通过为当地市场创新来进一步推动电气化,例如开发更小尺寸的电池,从而降低电动汽车价格,或在不方便充电时可以更换电池。

应对气候挑战 
尽管这些市场趋势令人鼓舞,但在不发生重大变化的情况下,还远不足以实现气候目标。在实现《巴黎协定》将全球气温上升控制在1.5℃目标的过程中,汽车行业发挥着尤为关键的作用。总体而言,交通运输约占全球二氧化碳排放量的12%。与海运和航空等领域不同,轻型乘用车拥有一条可以在2050年前实现净零排放的明确技术路径:电气化。然而,目前轻型乘用车行业还没有实现这一目标,原因在于全球的汽车保有量需要大约20年的时间才能实现转变。如果2035年全球销售的新车中有一半是零排放的汽车,那么道路上70%的车辆仍将燃烧汽油或柴油。因此,即使是在应对气候变化中处于领先地位的经济体也可能达不到脱碳目标。

以欧盟为例。“绿色协议”要求到2030年,欧盟汽车保有量的排放量要比1990年4.33亿公吨二氧化碳当量基准值减少55%,到2050年还要减少90%以上。根据我们的预估,到2030年,零排放汽车将占到新车销量的42%,届时汽油车和柴油车将占到欧盟汽车保有量的65%。因此,我们估计欧盟乘用车行业将只能减少28%的温室气体排放。

我们预计,欧盟汽车保有量将实现2050年净零排放目标,因为届时欧洲道路上几乎所有车辆都将实现零排放,剩下的少数内燃机车辆将通过合成燃料(e-fuels)把排放降至最低。但在此之前的20年里,欧盟汽车行业的碳排放量将远远超出预算。如果在这个十年内不采取进一步措施,这些累积的二氧化碳将使欧盟很难实现其减缓全球变暖的目标。

根据我们的分析,欧盟汽车行业实现碳减排目标的途径之一是尽快停止销售新的内燃机汽车,并在2030年前只销售零排放的轻型汽车(参阅图3)。考虑到未来确实较难获得电池生产原材料,以及对支持零排放汽车的充电基础设施和能源网络的担忧,这个目标可能不太现实。

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虽然根据我们的预测,日本和中国的汽车行业似乎都运行在正轨上,但没有其他大型市场为实现2050年净零排放目标设定阶段性汽车保有量的排放目标。就全球而言,到2060年轻型汽车的排放量不太可能减少90%,2050年更不可能实现这一目标。我们预估,美国汽车保有量中汽油动力SUV和皮卡所占份额将远远高于欧盟,而且会持续很长一段时间。因此,我们预计,美国汽车行业目前能实现的路径是到2050年仅将二氧化碳排放量减少75%。因此,要实现碳减排目标以减缓气候变化,不仅需要让消费者购买更多的电动汽车,而且还需要尽快地改变汽车保有量的组成。

政策制定者如何加快这种转变 
为了改变汽车保有量的组成,世界各国政府需要加强其已作出承诺的监管和激励措施。目前禁止化石燃料汽车的时间表需要提前。当前缺乏的执行机制必须落实到位。必须加强排放标准和消费补贴激励措施,以鼓励零排放汽车更快地普及。政府还必须与公用事业公司和汽车行业密切合作,大力扩建电池充电基础设施。便捷充电站的短缺是插电式汽车普及最大的阻碍之一。政策制定者可以通过简化审批程序和推行如加州低碳燃料标准计划(该计划可以为充电基础设施投资提供稳定的资金来源)等举措,帮助加快充电站的建设。

在推广电动汽车的同时,政策制定者们还必须采取行动,确保现有的汽油车和柴油车能够更快地从道路上消失。例如,新德里已经禁止使用超过10年的柴油汽车。各国政府也可以考虑 “旧车换现金”计划等激励措施,这是美国2009年一项倡议的升级版,旨在说服车主以旧换新,换掉那些燃油效率较低的旧车。

另一个帮助实现碳减排目标的重要途径是,国家和地方政府加倍努力,扩大其他出行方式,如公共交通和骑自行车。

完善配套,补全完整拼图 
要加速向电动汽车时代的转变,除了降低电池价格、加强监管以及汽车制造商制定雄心勃勃的计划外,还必须整合其他几个因素。我们的消费者研究表明,充电基础设施不足仍然是阻碍人们选择电动汽车转而选择内燃机汽车的主要因素。我们估计,未来十年,全球将需要增加1亿个充电点,才能跟上电动汽车预期的增长速度。大多数政府和主机厂都敏锐地意识到了这一点,并正在提供亟需的支持。在一些地区,为了满足电动汽车日益增长的需求,电网将不得不进行升级。以美国为例,我们估计,到2030年之前,每卖出一辆纯电动汽车,就需要额外投入1,100美元用于电网升级。根据我们对未来十年美国纯电动汽车销量的预测,这将意味着需要投入250亿美元进行电网建设。在其他国家,投资需求可能会更高。

电动汽车供应链也需要达到相应要求。到2030年,电池及其关键材料(如锂和镍)的产量需要增加十倍。大众汽车最近宣布,到2030年,仅欧洲地区的电池需求就将增长240千兆瓦时,这比2020年全球所有汽车制造商的需求总和都要多。虽然长期来看,原料供应可能能够满足电池的需求,但短期内可能出现供应瓶颈,从而减缓电池价格下降的速度。经销商在电动汽车时代转变过程中的作用也不容小觑;考克斯汽车公司(Cox Automotive)2019年的一项研究发现,尽管经销商正在投资电气化,但56%的经销商认为他们没有为未来的电动汽车需求做好充分准备。他们将必须与主机厂进行更密切地合作。

我们相信每一个障碍都是可以克服的。资本越来越多,政策制定者和行业领导者的承诺也越来越坚定,技术的发展也足够迅速,从长远来看能够保证在向电动汽车时代的转变过程中不会脱轨。

汽车行业的结构性转变 
对于汽车制造商来说,更快地向净零道路转变并非易事。根据我们的预测,差不多十年之后,每出售两辆轻型汽车中就有一辆汽车将由电池驱动;对于大多数主机厂来说,这仅仅是两个产品研发周期的时间。这种百年一遇的转变所需的远远不止是将动力系统从内燃机转向电池动力。对于汽车制造商而言,这将要求他们的商业模式发生根本性的转变。今天,新时代的电动汽车企业不仅提供强大的产品,而且在完全不同的经济模式下运营。其简化的电气和电子架构以及软件驱动的方法大大降低了成本,同时使他们能够获得溢价。其销售和服务模式也采取了不同的方式,依靠网上直销而不是传统的经销商网络。此外,许多电动汽车主机厂已经准备好利用代工制造商将产品与生产分离开来。随着电池价格的进一步下跌,其生产模式可能更像iPhone,而不是传统的皮卡车。

除了从内燃机转向零排放动力系统外,传统主机厂还需要改变其在电气系统、连接和软件等方面的方式方法,并开发新的方式来吸引和取悦客户。这一意义深远的转型,将需要转向一种更类似于消费科技公司而非汽车制造商的运营模式和工作方式。传统主机厂将需要通过调整其成本结构来为这一进程提供资金支持。

对于挑战者主机厂来说,前方的道路也并不平坦。他们的对手将是那些经受住了时间考验、在消费者心中占有特殊地位的品牌。他们还将与那些已经掌握了大规模生产高质量、长寿命产品技术和成本管理艺术的汽车制造商展开竞争。新时代的主机厂将需要克服大规模生产、质量、分销和服务等方面的巨大挑战。在汽车行业的历史上,涌入了许多新进者,他们拥有出色的产品,但却无法克服这些挑战。

过去十年,全球汽车市场的电气化取得了重大进展,其速度甚至超过了最乐观的预测。尽管如此,为了实现减缓气候变化的总体目标,政策制定者和汽车行业必须加快电动汽车的市场普及。同时,他们还必须更快地采取行动,以弥补旧的汽油车辆和柴油车辆更快地退出道路而造成的损失。风险已经迫在眉睫,对汽车制造商和地球本身都是如此。

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