《能源评论》音频节目

赵昂：

中国2021年电动汽车的销量约有300万台，占到乘用车总销量的约15%。这是一个在几年前都很难想象的成绩。在2021年全球经济复苏的背景下，电动汽车产业的表现的确令人瞩目。随着2022年包括中国在内的全球主要经济体增长预期放缓，中国的电动汽车发展将面临一个重要的考验。这一年，中国的电动汽车能否乘胜追击，在新车销售中突破占比20%这样的心理关口，将在较大程度上影响未来5-10年中国道路交通部门脱碳进程的快慢。

本期播客我们介绍在我国交通运输系统的规划、控制和管理领域知名的学者同济大学交通运输工程学院的谢驰教授对于我国城市道路交通电动化发展的一些见解和分析。谢教授的观点和意见是在我们于2021年12月召开的一次线上研讨会上与参会者分享的。

我先简单介绍一下谢驰教授的背景。谢驰教授的研究综合了多种学科的方法，包括运筹与管理科学、微观与区域经济学、认知与行为科学等，为大型综合交通运输系统的规划、控制、运营和管理提供战略决策支持。首先谢教授简单回顾了电动汽车发展的历史，然后就电动汽车基础设施建设和城市交通电动化之后会给双碳目标实现带来怎样的机遇。同时，我也就自己关心的问题与谢老师有一些交流。如果听众对其中的问题感兴趣，也欢迎在留言中提问题给谢驰教授，我们将选择有价值的问题请谢老师回应，并在以后的节目中呈现给大家。

谢驰：

首先我想先介绍一下电动汽车发展的背景。其实电动汽车的发展可以追溯到很早，世界上第一辆汽车就是电动汽车，而不是燃油汽车。那么在19世纪到20世纪的早期，世界上电动汽车的数量比燃油车的数量要多。当然电动汽车当时因为充电难、续航里程低等等，当时技术解决不了的问题，后来被燃油汽车取代。所以现在的电动汽车应该讲是复兴，是100多年前输给燃油汽车的一个复兴。

那么现在电动汽车的性能提升其实已经在很大程度上可以满足我们的需求，特别是城市交通出行的需求。可能我们以前谈到的这些里程焦虑等问题，更多的发生在城际长途航行，或者说像运营车辆、长途卡车的情况。对于城市交通通勤出行，现在里程焦虑的问题其实已经不太存在了，比如说有300到350公里，400、500、600多等更多续航里程的电动车，所以里程焦虑其实已经不是当前阻碍电动汽车发展的主要障碍了。

那么从电动汽车销量来看，中国2016年开始已经是世界上第一大电动汽车市场。当然欧盟最近一两年来，它的电动汽车销量的增量其实是超过中国的，所以现在世界各地区的电动汽车增长是处于一个“你追我赶”的状态。世界上目前第二大单一汽车市场是美国。在电动汽车发展方面其实是比较晚的，因为美国政府在政策方面与中国有很大差别，也受制于每个国家技术的条件以及资本对政治的影响等等。

最后关于电动汽车的政策配套，就是政府强制禁售燃油车。世界各国有的比较激进，挪威2025年。有的比较晚一点，可能像英国、法国、西班牙，2040年。我国目前还没有提出一个全国范围内的禁售燃油车的时间表，当然因为中国的情况比较复杂，经济发展可能不太平衡，而且包括中国这么大的经济体，电动汽车的销售发展不仅仅是一个消费的问题，也关系到产业布局转型的问题等等，非常复杂。目前全国范围内还没有燃油车的禁售时间表，但是海南省已经出台了一个时间表。因为海南省相对来说，它的汽车市场相对比较单纯、政府对环境和生态的要求较高，它本身也没有太多的汽车产业，所以刚刚提出了2030年禁售燃油车。

现在我切入到今天我们讨论的主题，我想从两条线跟大家分享一下。第一个是在这些电动汽车发展过程中的遇到阻碍因素中，现在其实我们面临的一个瓶颈，这个瓶颈就是充电设施的建设，也就是说如何给我们的电动汽车消费者在日常使用中提供足够多、足够好的充电机会，特别是在城市交通里面。另外一方面，我想跟大家分享一下，如果我们在城市层面能够大规模的普及电动汽车，我们能不能利用电动汽车来更好的利用可再生能源，来支持智能电网？也就是说电动汽车不仅仅是减少化石能源或者消耗，或者说改变能源消耗结构，而它其实本身还可以更多的支持再生能源的利用，减少弃光率、弃风率，减少可再生能源的废弃，以及来支撑以后智能电网的运行，这是一个比较前瞻的课题。

关于电动汽车的发展，如果我们讨论电动汽车的基础设施层面，最关键的不是电力网络的建设，其实中国的电力网络技术已经非常的成熟和完备了。更重要的支持电动汽车发展是我们的充放电的设施，还有储能的设施，我们把它统称为充放储电设施，这里蕴含着非常多的技术挑战和商业机会。如果我们比较充电和换电，我想应该在过去的5年，甚至10年这都是一个非常有争议性的话题。充电时间过长是电动汽车使用者觉得很不方便的一个地方，在某些场景下可以说是一个很大的阻碍。换电站当然可以避免这个问题，但是换电站它有其它的一些阻碍因素，比如说技术的复杂性、投资的成本高等等。

在未来的城市交通系统里面，很可能充电站和换电站是属于一个共存的状态，它们有各自不同服务车辆的车群，比如运营车辆、一些高端的车辆确实可以使用换电站系统。但是对于绝大部分普通大众型私家车，充电站其实已经在很大程度上可以满足他们的需求，充电站是市场的主流。

发展电动汽车的充电设施，其实应该讲是一个非常复杂的系统性问题，要根据不同出行的目的，不同的应用场景以及考虑不同的决策内容等等。像私家车和运营车，他们充电的需求是非常不一样的，网约车和私家车拥有者他们在考虑购买电动汽车的时候，关注的因素和行为很不一样，与他们的使用的目的和场景密切相关。一个是我要买一个消费品，另外一个是我要买一个我的生产工具或者说一个运营的工具。

如果我们关注城市出行的电动汽车充电需求，我认为主要应该是关注那些在城区居住无私家专用充电桩的电动汽车使用者。在上海的市区里面，很多老旧小区，不但说没有专用的充电桩，连专用停车位都没有。如果让他们使用电动汽车，你如何解决他们的日常充电问题？必须要为他们建设方便的公共充电站、充电桩。对于公共充电站，如何来确定他们的需求是一个非常重要的问题。比如说如何估算电动汽车使用者的充电需求，在时间空间上是怎么分布的，充电站的覆盖率应该要达到什么样的水平才能满足这个需求，这里要考虑使用电动汽车进行出行、停泊、充电的整个活动链上的行为来预测充电需求。这里不仅要考虑电动汽车驾驶者有异质性，考虑不同充电设施技术的协同，还要考虑在时间维度上充电网络是如何来布局、扩张。牵涉到很多战略和战术层面的决策，也需要非常复杂的数学模型以及丰富的行为数据，来帮助我们做出这些决策。

赵昂：

在居住人口最密集的老城区，或许解决汽车充电不是问题的关键，而是提高公共交通服务质量来高效解决出行需求，从而也会降低人均汽车拥有量。这里其实是一个典型的交通需求管理的问题。日本共享汽车发展不像中国这么火热是因为日本有非常发达的公共交通系统，可以高质量、高水平满足公众出行的大部分需求。我认为需求管理在道路交通脱碳过程中还是有重要的作用。谢教授的回应提及在中国这么大的国家满足交通出行需求的多样性中，私家电动汽车的角色还是非常重要的。

谢驰：

其实我们在考虑宏大的目标，比如说节能减排或者“双碳”目标实现了这个框架下面，交通的电动化它只是各种不同途径之一。当然从总的目标来看，我们其实是希望使得交通的公共化、共享化能够占到更大的比例，因为这样其实比简单的电动汽车代替燃油汽车，它的节能减排的效果可能更好。我前面的跟大家分享是基于一个假设就是在未来的世界里面，未来的城市交通系统里面，私家车仍然占有一定的比例，基于两方面原因。一个是除了大城市的城区之外，其实很多中小城市郊区、农村地区，因为那些地方的公共交通和共享化，人口密度比较低一点，它不会那么普及，所以私家车一定会有一个存在的空间。从另外一个层面角度来看的话，汽车产业在我国其实是政府这么多年以来一直鼓励发展的一个重要的产业方向，因为汽车产业它是这种综合性的、跨行业的基础产业。汽车产业的发展，能够带动很多产业的发展。

赵昂：

中国的决策者始终将汽车产业作为一个战略产业来看待的，这个产业与智能电网的发展都有紧密关系。谢教授非常看好电动汽车在促进智能电网发展过程中的作用。这也是谢教授分享的第二部分主要内容，即交通电动化与智能电网的结合，为“双碳”目标实现带来的巨大潜力。

谢驰：

交通网络和电力网络因为有能量的互相转移，可以形成了一个所谓的交通和电力的超级网络。怎么来理解交通电力超级网络呢？这是因为如果我们安装了充电和放电的设备，利用V2G或者G2V的技术让电网的电能和电动汽车电池的电能做一个交换，这里智能交换的装置叫智能充电桩。如果有智能充电桩的建设，其实可利用大量的电动汽车来与智能电网做一个电能的交换，这样做电能的交换其实有非常多的好处。

第一点是可以增加可再生能源的生产和利用，来补充可再生能源的不足。这是因为可再生能源有一个特点，它跟传统的能源生产不太一样，它受制于自然条件的变化，而且是很难预测的，比如说太阳能受天气影响，风能更加是没有办法去做一个精确的预测。所以因为有这种不确定性的存在，可再生能源的利用其实是非常复杂的一个问题，特别是在可再生能源越来越多的情境下。

我们提出说要把电能在用电的低峰期储存起来，而在高峰期的时候把它释放出去，这是国家提出很多储能产业的政策背景。当然也可以用专门的储能装置，但另外一个思路，也就是我们的第二点。如果电动汽车大规模普及，当电动汽车95%的时间都在停泊的状态，我们可不可以利用电动汽车，这么千千万万的电动汽车的车载电池来临时储存电能。这样做的话一方面可以使得我们电动汽车使用者利用低买高卖电能可以取得一定的利润。目前这个充放电技术现在已经是没有任何问题。如果我们利用这么多电动汽车的车载电池来调节智能电网的峰谷平衡，这样可以减少能源的生产，减少能源的浪费。对于整个社会来讲的话，是可以大大的优化能源生产和消费结构，在节能减排的目标上可以大迈进一步，而且不需要特别多的额外的投资，所以这是一个值得研究和探讨的方向。

如何建立交通电力超级系统？要考虑各种不同的因素。如何来利用可再生能源？如何来动态地利用价格杠杆来调节电动汽车使用者充放电的行为，使得交通网络和电通网络处于一个双赢的状态？当然在这个过程中间，对于智能充电桩的设计和建设有非常多的决策，怎么去布局？如何选择容量？怎么样选择技术的不同状态？而运营层面，定价方案、奖励、补贴、税收方案是怎样的需要政府，充电桩开发商、运营商以及我们普通的电动汽车使用者来参与进行。

赵昂：

道路交通电气化发展与电网的智能化发展已经是全球比较公认的存在技术融合的领域，各国也在推动这一领域的发展。对于这一点，谢老师用经济学中成本和收益的视角谈了他的一些想法。

谢驰：

应该讲超级交通和电力网络目前来说是处于一个学界和业界共同研发的阶段。这个概念在学界提出来大概是十年以前，它的基础就是预测未来我们的插 电式电动汽车能够普及的情况下，利用电动汽车车载电池来支持电能在交通网络和电力网络之间的交换。现在从车辆的充放电技术来说，V2G或者G2V其实已经非常成熟了，智能充电桩的研发都已经实现。

对于电力超级交通和电力网络，更多的是怎么去普及。这有点像电动汽车的推广，如何推广这种技术在普通的消费者身上，他愿意来购买和使用这个技术。这个取决于很多因素，特别是经济因素。对于普通的消费者来讲，我必须要看到我充电放电价格差别足够大，我才有动力去做这件事情，否则我的车即使停在那里，但是因为我要充放电，我的这个电池会被消耗，可能也会加速老化，这笔账一算是不是值得我去做。

第二个难点也是我们正在研发的一个事情，就是大面积地使用充放电的技术来支持交通和电力网络，我们要如何智能地、动态地来制定充电和放电的价格。这取决于整个电力网络的一个充电需求和我们交通出行的需求，因为对于交通电动汽车的使用者来讲，他的电动汽车还要用于出行，不仅仅是充放电，我们怎么样协调这个行为？如何确定哪些因素会影响到他去安排他自己的时间来充电放电和出行？这里面牵涉到非常复杂的一个超级系统的管理和控制，这个算法应该是什么样子的？它的可靠性会如何？它的长期收益是什么情况？这个需要很多我们研究智能算法、研究电力网络的调控以及大数据挖掘、行为经济学方面的专家共同来研讨。

赵昂：

从交通决策和产业发展战略的角度来看，全球主要经济体在电动汽车方面所处的不同位置以及采取的策略值得思考。从交通决策交通规划这个角度，几个大的经济体，美国、欧盟这些国家在做交通规划或者是面向解决气候变化的可持续交通规划的时候，他们有些什么不同的地方？我们看到欧盟是非常强调气候应对，也给出了非常直接的电动汽车发展近期和远期目标。日本，因为它本身的能效已经很高，公共交通系统非常发达，它在交通领域电动化发展不是那么快。而美国，整个国家的道路交通严重依赖机动车，交通排放在四大部门中占据首位，电动汽车当下发展的态势比欧盟和中国也慢一些。

这些国家把气候政策放在道路交通脱碳决策的约束下，它对于本国的交通长远的规划都会有什么样的一些特点？分别代表了什么样的一些路径，或者是他们特别看重的什么因素？中国近些年的电动汽车发展非常快，有数据表明，2021年中国电动汽车的销量超过三百万。这在几年前是难以想象的。中国正在尝试在电动汽车产业领域实现弯道超车的战略目标。谈起在交通决策方面各主要经济体的差异，谢驰教授通过举例子分享了他的看法。

谢驰：

这里我想分享两个例子，来说明这个问题的复杂性在哪里。第一个例子是结合我们今天的讨论的话题，关于电动汽车的技术发展路线。其实技术的发展，既是工程的问题，也是经济的问题、社会的问题，所以各个国家和地区其实采取的方式其实是非常不一样的。包括前面我有提到，比如说欧洲一些国家很早就提出了禁售燃油车的时间表，但是像美国、中国其实都没有提出来。这是因为每个国家它的汽车产业的定位不一样，有的国家的汽车产业只是一个消费市场，有的国家汽车产业是既做包括研发生产，又是大的消费市场，有的国家体量大，有的国家体量小，所以它对技术的接受和预测的程度其实都不太一样。

那么我想举的第一个例子是关于电动汽车的技术路线，大家其实知道在技术上可行的路线，先不说成本，先不说市场的接受程度，有包括早期的混合动力，就是不能插电的混合动力汽车，然后有插电式的混合动力汽车，有纯电动的汽车，还有现在讨论得比较少的氢能源车、或者叫燃料电池汽车。其实大家能看到，在目前这个阶段，不同的国家的路线选择其实是非常不一样的。

前面也提到日本，日本的纯电动汽车的产业发展其实是落后于中国的，这是因为它早期在自己的战略规划中，认为是插电式的混合动力汽车，包括混合动力汽车和插电式混合动力汽车，将会在很长一段时间占据市场，它认为纯电动汽车没有办法满足绝大部分的出行需求，这跟中国和美国是不一样的。然后它会认为在过渡阶段结束之后，就会直接过渡到一个氢能源汽车时代。你看日本的汽车公司，像本田、丰田，他们投资的氢能源技术的资源很大。包括在去年的东京奥运会上，他们做了很多的展示，跟欧洲、美国、中国战略的想法是完全不一样的。为什么日本做出这样的选择？其实既有他们对技术发展的预测有关，也跟他们自己的技术优势有关。就像丰田、本田，他们很早就确立了发展混合动力技术，那么这是它的优势所在，它不希望我花了很多钱、花了很多时间来开发了这个技术，结果大家又不用这个东西，对他们来说不是一个划算的行为。所以当然他们会鼓吹混合动力技术以及未来的氢能源的技术。氢能源技术相对来说，中国和美国都没有日本走在那么前面。所以日本会希望说他们领先的优势能够不但是他们自己使用，也可以推广到其他的国家，这个里面肯定是有他们自己的技术扩张和战略市场的一个考量在里面。

那么美国和中国就不一样，美国和中国虽然在学界前沿技术研究方面或者说政府的战略层面，都说我们各种技术都要考虑，但是你看从政府的政策配套和企业的技术研发的主要路线来看，中国是坚定地压在纯电动汽车的技术路线上面，包括现在我们看到的在市场上销售的电动汽车的主流技术，包括我们的一些政策配套等等，都是主要在推广纯电动汽车，这也是我们这么多年的技术研发的一个积累所在。

到最后这些不同电动汽车技术会diverge还是converge，我觉得要取决于很多因素，取决于我们各个国家和地区它经济融合的一个程度，也取决于在不同的时间阶段上，每个国家、每个地区它的产业政策是否会实时地做出一些调整。比如，如果日本的混合动力技术很先进，但是它发现我的汽车要只能在我日本使用，别的国家都已经不玩混合动力了，那么这个时候它要去占领别的国家的市场，它一定会做一些改变。日本如果说占领美国的市场、占领中国的市场，那它会要去做一些技术路线上的改变。此外，这些不同技术路线的竞争还取决于这些技术路线如何演进，他们哪一个更快，哪一个成熟度更早，哪一个价格会更早地被消费者所接受。

在我看来，中国政府虽然说目前的决策是以纯电动技术为主，但是也不放弃氢能源的技术（燃料电池）的开发。这也意味着即使在政府决策这个层面，它也考虑纯电动技术发展也许有一定的不确定性，也许在某一天氢能源技术的安全问题、成本问题可以解决，也许可以成为一个更通用的技术，这个也说不定。但技术的发展在我看来是很难预测的。所以在这些方面来看的话，技术的因素、市场的因素、产业配套发展的因素、基础设施的建设等等都会对技术的diverge和converge产生一些影响。所以从这个角度来讲的话，我认为主流的大方向是大家在技术路线上converge，但是在不同的市场、不同的国家可能有一些技术会diverge。

从历史上其他的一些技术演进的角度来看，比如说80年代日本对未来科技的发展，它认为是机器人技术，美国人认为是互联网技术。但是你会发现说最后是互联网技术席卷全球，每个国家都从互联网技术里面就是受益很多，加速了自己传统产业和新的产业发展。日本因为它的重心是放在机器人技术，但机器人技术对整个全经济产业的改变真的确实没有互联网技术那么大，所以这是为什么在互联网时代，日本人本来很先进的技术落后了，因为它的重心不在那里，但是它后来也不得不接受互联网技术，必须要应用于跟传统产业结合，因为这是大势所趋。这可能是一个技术路线converge方面的，开始diverge但后来converge的一个例子，这是我想分享的第一个例子。

那么第二个例子是关于自动驾驶技术。这个跟每个国家对产业的定位，政府介入的程度可能关系非常的大。关于自动驾驶技术，有的国家和公司认为利用单车智能的技术就可以实现，中国可能在政府层面现在推广得更多的是车路协同的技术。不是说单车智能不做，现在有很多公司、学界的人都在做单车智能技术，但政府层面它更想做的是车路协同的自动驾驶技术。

为什么中国政府更多的是想推进车路协同技术，这里面我认为有两个因素。第一个是单车智能的技术难度其实是比较大的。而且跟美国相比，不管是算法还是传感器这方面，我们国家是不占优势的，就像很多好的芯片，然后那些感知、计算的算法等等，可能我们中国目前是落后的。如果我们这块落后的话，我们用另外一套技术路线的话，也许我们有一个并跑甚至反超的机会，所以车路协同可能提供这么一个契机。第二个原因是，中国跟美国的社会架构和经济制度不太一样，美国交通产业的发展是由民间资本主导，政府并不控制这些东西，但中国的交通系统发展是由政府来主导。如果发展车路协同技术，很大一部分的技术是在路上面，而不是在车上面，这样的话政府就有很大的空间来管理、来规划系统的发展。车路协同自动驾驶技术在未来不仅仅是一个交通产业的东西，它其实是深入嵌入到整个城市发展、城市管理和治理方方面面的一个非常大的事务。政府当然觉得它在里面的主导权越多越好，所以我认为中国也许在这一方面会走出一条比较独特的道路。

当然我前面讲到不管哪种技术的发展与成熟，它肯定是一个综合因素叠加的结果。假如说单车智能的自动驾驶技术在某些方面，在成本和成熟度方面能够赶超车路协同自动驾驶技术，我们不需要在路上面再搞一堆什么传感器和改造基础设施。那么我觉得说单车智能技术也许可以胜出，目前来看仍然有这个可能性。

赵昂：

好的，这就是本期的能源评论节目。大家听过谢池教授的分享，想必有不少收获，同时可能也会有一些问题。欢迎大家与我们联系，分享您的问题。我们会持续关注中国道路交通脱碳的进程，在未来的播客节目中，我们将给大家带来更多这一领域学者的声音和见解。如果您喜欢我们的播客节目，也欢迎大家分享给朋友。我们下次节目再见！