山西新能源汽车制造产业链研究

文/卢庆华（山西省宏观经济研究院）

一、新能源汽车的类型和产业链

新能源汽车与传统汽车最大的区别在于动力系统，由动力电池、驱动电机、电控系统等组件替代了发动机。从国际范围来看，新能源汽车主要包括非插电式混合动力汽车、插电式混合动力汽车、纯电动汽车和燃料电池汽车。我国《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020）》中明确的新能源汽车主要包括：纯电动汽车、插电式混合动力汽车及燃料电池汽车。

（一）整车

纯电动汽车（Battery Electrical Vehicle，简称BEV），其动力系统主要由动力电池和驱动电机组成，通过从电网取电或更换蓄电池获得电力，并通过动力电池向驱动电机提供电能驱动汽车，具有零排放、振动噪音小、能效高等特点。目前，受动力电池能量密度与功率密度等性能的限制，纯电动汽车的研发主要集中在乘用车上，满足日常短途行驶需求的小型纯电动乘用车成为主流产品。由于纯电动汽车技术作为能够彻底解决车用能源和环境污染问题的技术路线，受到各国政府和各大汽车公司的重视，多款车型已经面市。在技术上，纯电动汽车呈现出动力系统平台化、车身轻量化、车辆智能化等发展趋势，并进一步朝着机械、电子、信息技术高度集成的方向发展。

插电式混合动力汽车（ Plugin Hybrid Electrical Vehicle， 简 称PHEV），是一种可从外部电源进行充电的混合动力汽车，具有纯电行驶模式，在一段里程内采用纯电驱动方式，当电池电量下降到一定程度后，采用混合动力驱动方式。插电式混合动力汽车在技术上依赖于混合动力汽车，在功能上具备纯电行驶功能，可弥补纯电动汽车充电时间长、续航里程不足的劣势。目前，插电式混合动力汽车已成为全球新的研发热点，通用等主要汽车厂商已推出较成熟的产品。

燃料电池汽车（Fuel Cell Electric Vehicle,简称FCEV），是利用氢气和空气中的氧气在催化剂作用下，在燃料电池中电化学反应产生的电能作为主要动力源的汽车，具有能量转化效率高、零排放、不污染环境等优点。燃料电池汽车技术目前仍是战略储备技术，产业化进程较为缓慢。目前，利用氢能的质子交换膜燃料电池已被确定为最适宜车用的燃料电池技术，发展路线逐渐明晰。随着燃料电池堆技术的进步，燃料电池汽车在燃料供应、成本降低、寿命提高和可靠性等方面将进一步取得突破，在技术上，呈现出动力系统混合动力化和底盘专用化的趋势。

（二）动力电池

动力电池作为新能源汽车三大核心零部件之一，不仅占据整车40%左右的成本，且其性能直接决定整车的安全性和续航里程。国内动力电池的发展历经了锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、三元电池等阶段，目前已掌握电池材料、单体电池、电池系统、批量生产工艺等核心技术，技术水平与国际同步。

2017年3月，工业和信息化部、国家发展和改革委、科技部、财政部联合印发《促进汽车动力电池产业发展行动方案》，对进一步推进动力电池研发和产业化发展，加快新能源可持续发展的进程提出明确要求。新能源汽车动力电池，主要分为镍氢电池和锂离子电池两大类别，其中镍氢电池主要应用于非插电式混合动力汽车；锂离子电池主要应用于插电式混合动力汽车和纯电动汽车。得到实际应用的锂离子电池主要分为三种技术板块，即磷酸铁锂电池、锰酸锂电池、三元材料电池。目前，在中国企业生产的电动汽车上应用最多的动力电池是磷酸铁锂电池，日韩企业多以锰酸锂、三元材料（镍钴锰、镍钴铝及其混合材料）为主。

目前，我国已掌握的关键技术包括：粉体材料自动投料、匀浆高速分散技术，正负极材料配置技术，极片自动涂布、自动辊压和在线检测监控技术，极片高速度地冲片技术，单体电芯自动叠片、自动检测、和自动装配工艺技术，电池管理系统开发技术，动力电池系统集成技术。这些技术可以广泛地应用在混合动力电池系统项目、纯电动快充项目、无轨电车电池系统项目、电动乘用车项目等多个领域。

（三）电机

新能源汽车用驱动电机主要有直流电机、交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机等类型，其中直流电机因工作可靠性差、工作过程产生较大电磁干扰，已经逐步退出车用驱动电机领域。目前，电动汽车用驱动电机主要为交流异步电机、永磁同步电机和开关磁阻电机。就技术进步和产业发展的趋势来看，永磁同步电机将成为未来应用主流。

（四）产业链

新能源汽车属于新兴产业，其生产链条与传统汽车行业结构类似，但在原材料、零部件和后市场服务方面与传统汽车产业链有所区别。“三电”（电池、电机和电控）取代“三大件”（发动机、变速箱和底盘），成为新能源汽车行业关键零部件。新能源汽车更加侧重于电池及有关零部件、整车制造、充电服务三个环节的衔接。电池在新能源汽车中扮演着重要角色，成本占整车的40%，其原材料价格波动对下游环节影响较大。结合新能源汽车电动化、网联化与智能化“三化”这一未来发展方向，使得新能源汽车、车联网与自动驾驶为代表的三个行业联系尤为密切。

二、新能源汽车产业发展形势

（一）全球新能源汽车产业化步伐不断加快

新能源汽车成为世界各国争先抢占的战略方向。一方面，发达国家通过制定新能源汽车战略发展计划支持新能源汽车产业的发展，美国启动了电动汽车国家创新计划《EV everywhere》；德国实施了《德国联邦政府国家电动汽车发展规划》，计划到2030年至少达到600万辆；日本经济产业省正在实施《新一代汽车战略2010》，设定了到2030年包括纯电动汽车在内的“新一代汽车”的新车销量比例达70%；韩国计划到2030年，新能源汽车保有量实现100万辆的目标。另一方面，发达国家从经济补贴、研发支持、消费引导等方面，出台引导和支持新能源汽车发展的政策。美国联邦和州政府出台新能源车型税收抵免政策，如加州规定收入低于联邦贫困水平300%的家庭购买纯电动汽车可享受4000美元补助；德国联邦政府从2016年5月开始实施电动汽车补贴、减免税款等政策，共计约12亿欧元；日本正在实行的“CEV补贴”（即清洁能源汽车补贴），从法律上明确了环保节能的新能源汽车等下一代汽车将长期享受税率优惠；韩国政府对电动汽车施行一次性购置补贴。

纯电动汽车是新能源汽车中长期发展的主要方向。从国际总体发展导向看，欧美围绕柴油汽车、生物燃料汽车、电动汽车以及燃料电池汽车开展其汽车能源战略。美国采取综合性发展战略，近期推广柴油及非化石油产品的天然气、乙醇等汽车，中期发展油电混合和纯电动汽车，远期发展氢动力燃料电池汽车。日本重点发展混合动力汽车、纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车,其中纯电动汽车、插电式混合动力汽车到2030年计划增长至30%。

国外新能源汽车市场快速发展。为摆脱对化石能源的依赖，减少二氧化碳排放，在各国政策的推动下，全球新能源汽车呈现快速发展趋势，2019年，全球新能源汽车销量约为221万辆，同比增长10%。美国、欧洲（以德国、法国、挪威等国为主）、日本占到全球新能源汽车市场的三分之一，其中欧洲、中国是主要的市场。

从汽车制造企业的新能源汽车发展规划来看，丰田在混合动力车、氢燃料汽车的技术上领先，逐步在纯电动汽车领域发力；日产以纯电驱动为核心，逐步布局混合动力车；通用以纯电驱动为特征；大众计划到2025年生产超过30款纯电动汽车，力争占总销量25%；宝马重点发展纯电动车和里程延长式纯电动车；特斯拉专注于纯电动汽车，2016年起开始实施第二个十年计划，实现紧凑SUV、皮卡、重卡、客车全产品线布局。

（二）我国新能源汽车产销规模跃居世界前列

发展新能源汽车是国家战略，是我国从汽车大国迈向汽车强国的必由之路。我国新能源汽车起步于20世纪90年代末，2010年我国将新能源汽车产业确定为战略性新兴产业，2014年将新能源汽车作为强国发展战略。在国家政策及地方政府配套政策的支持下，新能源汽车实现了产业化和规模化的飞跃式发展，产销规模增速明显。2011年我国新能源汽车产量仅0.8万辆，占全国汽车产量比重不到千分之一，2016年以来我国新能源汽车产销量连续5年居全球第一，2019年销售量120.6万辆，占全球销量54%，排名全球第一，产量124.2万辆，国内相关企业超过14万家。

新能源汽车产业政策力度持续加大。我国在“十五”期间提出国家电动汽车重大专项，以电动汽车的产业化技术平台为工作重点，力争在电动汽车关键技术、系统集成技术等方面取得重大突破，提出“三纵三横”（三纵：纯电动汽车、插电式混合动力汽车、燃料电池汽车；三横：动力电池与管理系统、驱动电机与电力电子、网联化与智能化技术）研发布局，取得了阶段性研究成果。“十一五”期间，延续“863计划”的电动汽车重大专项，重点围绕代用纯电动动力系统、混合动力、代用燃料、燃料电池等开发新一代节能与新能源汽车技术，力争实现代用燃料汽车、混合动力汽车和纯电动汽车的规模产业化。“十二五”期间是我国新能源汽车产业发展的重要战略机遇期，2012年出台的《节能与新能源汽车产业发展规划（2012-2020 年）》，明确我国新能源汽车产业发展将以纯电驱动为新能源汽车发展和汽车工业转型的主要战略取向，规划到2020年纯电动汽车和插电式合动力汽车生产能力达到200万辆，累计产销量超500万辆。2015年国务院发布的《中国制造2025重点领域技术路线图》中明确指出，在2020年前，国内新能源汽车产业将逐步实现企业为主体、市场为导向，产学研结合的产业体系；动力电池、驱动电机等关键系统达到国际先进水平，在国内市场占有率达到80%，到2025年形成自主可控完整的产业链。中央扶持政策不断完善，从推广新能源车辆购置补贴政策、政府及公共机构采购、扶持性电价、完善基础设施建设等方面建立全方位政策体系；地方扶持政策也加快落实，资金配套、车辆上牌和使用、基础设施建设及运营等方面的扶持政策不断出台。一系列配套补贴优惠政策的出台，促进新能源汽车产业开始加速发展。

新能源汽车产业技术加速突破。近年来，通过各级、各部门和相关企业的共同努力，我国新能源汽车产业快速增长，产业体系基本建立，电动汽车整车、动力电池、电控系统、驱动电机以及上下游产业链投资明显加速，产业发展态势良好。产业关键技术快速发展，整车技术稳步提升，动力电池、电机、电控等关键零部件性能指标不断提高，成本显著下降。

从企业来看，2019年，比亚迪等前十大车企生产的新能源汽车市场占比63%，销售前三名车企分别是特斯拉、比亚迪、北汽新能源，占到市场比重的35.3%，新能源汽车大企业先发和集中集聚优势进一步显现。比亚迪和上汽在插电式混合动力汽车乘用车领域优势突出，吉利、众泰等微型车企业在纯电动乘用车领域优势明显。近年来，特斯拉在国内市场增长迅猛，2018年特斯拉与比亚迪的销量差距不足2万辆，2019年特斯拉销量达到37万辆，高出后者14万辆。

（三）新能源汽车产业未来发展趋势

未来，新一代信息网络、新材料等技术与汽车产业相互融合，驱动产业生态深刻变革，汽车产业生态和竞争格局面临重构。汽车产品加快向低碳、电动、智能化方向发展，汽车正从单纯的交通工具转变为大型移动智能终端、储能单元，汽车生产由过去的大批量流水生产向充分互联协作的智能制造演进，个性化定制将成为未来发展趋势，智能交通、共享出行、个性化服务成为重要方向，这对新能源汽车产业既是挑战，更是机遇。

智能网联汽车。智能网联汽车是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，通过人、车、路、云等智能信息交换共享，实现安全、舒适、节能、高效行驶，并最终替代人来操作的新一代汽车。首先以实现具备自动驾驶功能为基础，基本路径是以车载传感系统和信息终端为核心，实现智能信息交换，使车辆具备智能的环境感知能力，能够自动分析车辆行驶的安全及危险状态，并使车辆按照人的意愿到达目的地。在此基础上，进一步提升汽车内部系统与外部系统的交互功能，全面解决“人—车—外部环境”之间的信息交流问题。通过不断的反馈信息及迭代运算，最终实现人车路云总系统协同。

甲醇重整制氢燃料电池汽车。科技部把“醇类重整制氢及冷热电联供的燃料电池系统集成技术”定义为“可再生能源与氢能技术”重点专项的共性关键技术，水氢路线则是氢能与燃料电池的一体化发展路线的突出代表。采用“甲醇重整制氢+氢气提纯+低温燃料电池”技术路线，即利用小型化的甲醇重整制氢装置给低温燃料电池提供高纯氢气，实现即时发电。该发展路线中甲醇重整制氢技术与燃料电池发电技术高度集成，实现氢气的即产即用，实时为燃料电池发电提供可靠的高纯氢气。该路径可利用现有的加油站改造即可实现，相对于加氢站、充电站的建设经济性与可行性更高。

“车电分离”的电动汽车。车主不需要支付购买电池的费用，只需像加油一样定时去换电站“更换电池”即可，可将占整车成本近40%的动力电池从购车成本中剔除，意味着消费者购车成本大幅度降低。换电模式可以实现电池集中充电管理、错峰充电，有效降低充电费用，且换电模式用电负荷均匀，对电网系统更加友好。电池由运营企业统一管理，消除了安全故障隐患，更有利于产业的健康发展。此外，此种模式极大地节约土地资源，一个标准换电站每天可服务约300台车辆，只占地约 67.5平方米，而同样的充电服务能力，如换算为直流充电站，则需约3000平方米。

三、山西新能源汽车产业发展情况和产业链建设情况

（一）产业发展情况

山西汽车工业起步较晚，产业基础相对薄弱，与周边省份尤其是汽车产业发达省市相比有较大差距。进入“十三五”后，全省汽车产业加快发展步伐，产业规模稳步壮大，技术水平不断提升，产品门类逐渐齐全，基本形成了乘用车、载货车、客车、新能源汽车、专用车和汽车零部件等较为完善和相互配套的汽车产业体系。电动汽车、甲醇汽车、燃气汽车成为我省新能源汽车产业发展重点，电动汽车在单体电池、电池管理、电控技术等领域具备一定产业基础，甲醇汽车研发处于全国领先水平，晋中、长治两市获批开展甲醇汽车试点，太原、晋城两市成为国家新能源汽车推广应用试点城市，专用车形成晋中重型专用车基地和运城、大同、长治三个专用车基地的产业布局，而汽车零部件产业初步形成了大同、长治、运城、临汾、太原、晋城等多个零部件产业集聚区。已逐步构建起创新能力强、产业化水平高、市场应用规模大的新能源汽车产业发展格局。

2019年，全省汽车产业实现工业总产值395亿元，利润总额约14亿元。全年生产新能源汽车57398辆，其中电动轿车57034辆、电动客车58辆、电动物流车306辆。电动汽车销售57208辆，其中电动轿车56731辆、电动客车58辆、电动物流车332辆。此外，燃气汽车实现产销8428辆，11辆氢燃料电池汽车于2020年初交付使用。汽车产业技术创新能力也得到快速提升，重型汽车变速箱、变速箱体、铝镁合金部件等零部件技术实力较强，燃气重型汽车动力系统、甲醇汽车发动机、电动专用车整车控制系统等节能和新能源汽车领域部分核心技术国内领先。

在新能源汽车推广应用方面，在营公交车月1.9万辆，其中电动公交车1万辆，电动化率52.7%。晋中、晋城、临汾、朔州公交车电动化率超过80%，在营出租网约车约7.6万辆，其中电动出租网约车1.9万辆，电动化率25.2%。太原电动率最高为94.4%，其他地市电动化率均较低。各类专用车共23.45万辆，其中电动汽车3.72万辆，电动化率15.9%。在充电设施建设方面，截至2019年底，全省已建成充电桩13493台，其中公司桩2811台，占比21%，太原地区充电桩8399台，占全省总量的62.2%。其中，服务于电动公交车、电动物流车、电动环卫车的专用桩4102台。2019年，专用车充电量2.5亿千瓦时，占全社会充电量5.8亿千瓦时的43%。

（二）产业集群和产业链情况

山西新能源汽车产业集群建设以龙头企业为核心，整合省内优势资源，依托汽车工业园区和产业集聚区建设产业示范基地，以扩大整车和零部件生产能力为重点，加快布局推进整车设计、高储能电池、关键零部件制造等重点项目，打造太原、大同、长治、运城新能源汽车产业集群。太原新能源汽车产业集群以吉利晋中基地、江铃重汽等企业为核心，形成涵盖电动汽车、氢燃料电池汽车和甲醇汽车的太原晋中新能源汽车产业集群。大同氢燃料电池汽车产业集群以雄韬氢能产业园和华熵氢能产业园为载体，建设大同氢燃料电池汽车产业集群。长治新能源汽车产业集群以潞安集团、成功汽车等企业为龙头，建设涵盖纯电动汽车和氢燃料电池汽车的新能源汽车产业集群。运城新能源汽车产业集群以大运汽车为龙头，建设涵盖纯电动汽车、天然气汽车和氢燃料电池汽车的新能源汽车产业集群。

新能源汽车产业链上游包括原材料、关键零部件，中游即整车制造，也是整个产业链的核心部分，下游包括充电设施、智能网联设施和市场运营等环节。山西新能源汽车产业链主要集中在动力电池和整车制造两个环节，上游以电池生产为主，缺失材料环节，整车以客车和专用车生产为主，乘用车以吉利汽车为龙头代表，下游充电基础设施、汽车运营、车联网平台、销售等售后服务市场环节基础较为薄弱。

（三）存在的问题

一是产业规模总量偏低。大型整车生产企业和行业龙头企业少，产能规模和产能利用率还处在较低水平。整车产能占全国总产能的1%，整车产量占全国总产量的0.5%。二是零部件配套能力有待加强。为整车企业进行配套的高技术含量和高附加值的关键零部件产品较少，整车企业的发动机、变速箱、轮胎等关键零部件大多需要依靠外省采购，产业链配套能力薄弱。三是技术创新能力相对薄弱。省内部分整车生产企业的研发设备数量较少，现有研发水平整体较低，企业自主研发能力有待进一步提高。如吉利新能源在山西产能规模较小，当前产品研发工作还主要依托吉利总部研发中心的研究成果，尚未在山西建立独立的研发机构；成功汽车部分研发能力建设已完成，但由于企业资金紧张，后续研发投入还处于规划阶段；大运汽车在传统重卡领域的研发设备较为完备，但在新能源乘用车领域的技术研发投入还明显不足。四是本地生产车辆推广力度不足。近年来，随着山西新能源乘用车产销量的不断提升以及专用车车型的不断丰富，部分整车产品已经具有较强的市场竞争力。但是，山西主要整车生产企业当前依然面临汽车产品在省内推广力度不足的情况。如大运公司2018年通过向山西省政府采购中心申请，将大运纯电动客车、纯电动物流车、纯电动冷藏车等8款车型纳入政府采购目录，但目前省内各地市均未采购。2018年吉利汽车生产公交车488台，除80台用于晋中市汽车置换外，其他城市暂未采用。此外，山西省作为全国最早的甲醇汽车试点省份，目前甲醇汽车的运营车辆不足300辆，远远落后于陕西、贵州等省市。五是汽车行业专业人才缺乏。地区汽车产业的发展需要大量高端管理人才、研发人才和高级产业工人的支持。目前，山西在“高精尖缺”人才引进、深化人才发展机制体制改革方面已经出台了一些支持政策，对于“高精尖缺”的科研创新人才、经营管理人才，从科研经费、安家费、生活津贴补助以及随迁配偶工作落实等方面给予支持。但是，由于山西在教育水平、区位交通、人口数量等方面较周边省市不占优势，省内相关人才支持政策未得到充分利用，导致当前汽车产业高层次技术和管理人才比较缺乏，影响山西新能源汽车产业的高质量发展。

四、山西新能源汽车产业链发展路径和举措

发展汽车新能源，开发汽车新动力，是未来汽车工业技术革新的重要内容。加大新能源汽车整车、系统及关键零部件关键技术研发力度，适度布局智能汽车产业，努力构建山西新能源汽车全产业链。

（一）引导产业集聚发展

一是改造提升现有汽车产业集聚区，提高承接和接纳汽车产业转移的能力，发挥产业集聚的规模经济效应，以产业集聚带动产业转型升级。二是优化产业链的发展布局，以整车企业需求为引导，引进零部件产业配套企业，推进新能源整车生产产品配套本地化，建设新能源汽车产业集聚区。三是培育行业领军企业。重点围绕液氢“制储运加”、智能网联人车路云产业协同等领域，引进、培育一批具有较强带动能力的龙头企业。

（二）推动重点项目落地

一是实施大同雄韬氢能产业园、华熵氢能产业园及大同新研氢能和燃料电池项目。二是推动大运汽车纯电动轻型客车及多用途乘用车技术改造项目的建设。三是推进山西吉利汽车部件有限公司几何C电动车零部件生产线技术改造项目。四是以山西长韩新能源科技有限公司新能源电磁负极材料项目为引领，提升山西新能源电池配套水平。五是确保爱驰（高平）甲醇燃料电池系统总成及关键零部件项目顺利开工，建设甲醇燃料电池系统总成及关键零部件生产基地。六是保障百度大脑、自动驾驶、智能交通等技术能力融入阳泉，打造智慧中小城市样板工程。

（三）规划引领试点示范

一是研究制定全省“十四五”汽车产业发展规划，突出新能源汽车基础设施、研发与测试服务平台等共性设施建设，突破车用燃料电池电堆、关键材料与核心零部件等关键技术引领。二是积极支持太原、大同和长治等地开展试点示范，加氢站建设和氢燃料电池汽车示范运营。三是引导培育氢燃料电池汽车产业基地建设，建成国内领先的燃料电池汽车技术链与产业链，推进全省氢燃料电池汽车商业化发展。