燃料电池：下一轮能源革命的核心（一）
中国储能网讯：为何要写燃料电池?电池自发明以来已经得到了大规模的广泛应用，在现代消费电子领域锂电池已经占据了主导的地位。在现在这个时点上，工业技术的进步和电池技术本身所处的发展阶段都有 可能给整个经济带来一场革命性的变化。对此我们梳理了一下电池的发展简史，在这个过程中我们会一步步的看到电池发展过程中的一些技术变化和当时的产业环境对技术路线选择所起到的重要作 用。
在本篇报告中，我们通过技术发展史的比较和数据量化比较，试图 阐述几个非常明确的观点：
1)燃料电池并非对锂电池的替代，而是未来能源系统中处于核心地位的装备。
2)燃料电池的发展有其本身的技术成熟的因素，但更为重要的是外围产业环境的变化——控制技术的大幅提升导致了对电源更高、更新的需求。
3)下一轮能源的革命并非发生在生产侧，而是发生在消费侧，以环境保护的名义发 展新能源的政策路线大概率是错误的。
4)由于技术指标的突破（源自于其电化学反应过程），未来人类能源系统的全电化将会带来装备产业的革命，能源效率相比于内燃机时代将会得到一个质的提升。
目前主要的产业链上可以关注的方向是：
1）铂金属价格有望大幅上升；
2）质子交换膜的产量严重不够；
3）高端碳纤维材料的产能严 重不足，碳纤维逐渐从装饰性材料转向功能性材料；
4）高压、低温阀门壁垒较高；5）空压机等配套设备的需求大幅上升；
6）驱动电机和控制模块有望销量暴增；
7）加氢站建设有望迎来热潮——经济可行性有望实现；
8）整车领域的繁荣。
燃料电池设计概念的公司居多，同济科技，长城电工，南都电源等， 但是我们最看好的公司是：1）雪人股份（空气循环系统，参股 OPCON）；2）大洋电机（参股巴拉德，FCV 整车动力总成，在武 汉投资巨大）；3）贵研铂业（A 股最为纯正的铂业务公司，主题概 念突出）；4）东岳集团（HK，交换膜国内龙头，估值低）。上述四 家公司可以代表了目前 FCV 领域主要的零部件和系统集成公司，目 前整车领域主要的标的我们认为应以福田汽车、东风汽车、宇通客 车这类的商用车企业为主，乘用车还需在一定程度上等待足够大的 套利空间——这是由规模和成本决定的。
风险提示 ：1）燃料电池下游需求不达预期；2）补贴政策不达预期；3）技术性的突破不达预期；4）未预期到的安全性问题；5）市场系统性风险。
1、 前言：为何要写燃料电池
电池自发明以来已经得到了大规模的广泛应用，在现代消费电子领域锂电池已经 占据了主导的地位。在现在这个时点上，工业技术的进步和电池技术本身所处的 发展阶段都有可能给整个经济带来一场革命性的变化。对此我们梳理了一下电池的发展简史，在这个过程中我们会一步步的看到电池发展过程中的一些技术变化和当时的产业环境对技术路线选择所起到的重要作用。
在这个变化的过程中，我们可能第一次面临一个革命性的拐点，这种拐点来自内生性的技术驱动——而非目前普遍认为的环保等其他外生性因素，在现在的工 业体系和能源体系中，可能会带来非常大的影响。
在本篇报告中，我们通过技术发展史的比较和数据量化比较，试图阐述几个非常明确的观点：
1)燃料电池并非对锂电池的替代，而是未来能源系统中处于核心地位的装备。
2)燃料电池的发展有其本身的技术成熟的因素，但更为重要的是外围产业环境的变化——控制技术的大幅提升导致了对电源更高、更新的需求。
3)下一轮能源的革命并非发生在生产侧，而是发生在消费侧，以环境保护的名义发展新能源的政策路线大概率是错误的。
4)由于技术指标的突破（源自于其电化学反应过程），未来人类能源系统的全电化将会带来装备产业的革命，能源效率相比于内燃机时代将会得到一个质的提升。
一个逻辑上的演进和技术参数的量化比较是必须的，我们在此做一个详细的产业分析，分享电池这个行业给我们带来的机会。
2、 与市场的不同认识：从能源系统的变迁说起
我们认为：未来的能源革命会发生在能源的消费端，进而改变能源的生产端。
技术内生性的需求大概率会导致离网动力设备的全电化，能源终端消费结构中电 力的占比有望超过 50%，一次能源的生产端会向能量密度较高的核电变迁，新能源（风光）的演进技术路线大概率在经济上不具有可行性。低碳、环保问题不 再是能源系统的核心问题——历史上也从来不是，至少数据是这么显示的。
技术的进步可能突破目前石油和电力体系的市场结构，基于燃料电池的分布式 能源系统会快速膨胀，生产端的地域优势会越来越不明显。基于新的电池系统 和控制技术，交通工具和能源基础设施的建设会迎来新的革命。
2.1、 从能源结构的变迁说起——生产与消费
全球最为权威的能源消费数据是 BP 公司的《世界能源统计评论》，我们根据最 新的数据，更新了过去 13 年的中国一次能源结构的数据，从表格中我们可以看到的数据显示：
1）煤炭和石油的消费总量仍然占据了 80%以上的市场份额，但是过去 13 年期 份额下降了 9.1%；
2）高碳的煤炭和石油下降的比重被新能源替代了，中国的天然气消费和新能源消费占比的持续提升带来了能源产业的繁荣；
3）一次能源的统计口径还是生产口径，在整体的油当量统计标准下是这个比例，细分统计数据可以参考我国统计局数据。
以统计局公布的统计数据口径：
1）2015 年中国的石油消耗量为 5.43 亿吨，其中汽油消费 1.05 亿吨，柴油消费1.73 亿吨，煤油消费 2400 万吨左右，合计三者为 3 亿吨左右，剩余的石油消耗主要是用作化工产品生产。
2）2015 年中国煤炭消耗 39.65 亿吨，其中发电用煤 18.4 亿吨，炼钢消耗 6.3亿吨，建材消耗 5.3 亿吨，化工消耗 2.5 亿吨。四大行业消耗的煤炭占煤炭消费 总量的 82%，其中电煤一项消耗占比超过 45%。
其中：1）汽油和柴油的主要消费主体是汽车和各种工程机械，以及船用柴油；
2）煤炭的主要消费中 45%的比例用于发电，为其他部门提供能源。在中国近3/4 的电力用于工业用电，剩下的服务业用电和居民用电大约各占 1/8。
能源生产端结构的决定性因素主要是一国资源禀赋和国际经济实力的体现。在主要经济体中，我国是煤炭利用占比最高的国家。而能源终端消费模式的结构则更能体现一国经济结构和发展水平的体现。下图是根据国际能源署和国家统计局制作的一张能源消费结构图，这张图里隐含的经济含义可能更为深刻。
从上表中可以看到：
1）中国仍有超过 40%的能源是来自于煤炭的直接燃烧和利用，包括工业，钢铁，水泥和居民取暖等，其中最主要的还是工业锅炉直接燃烧掉是主要的用途。电力 和石油的消费占比近 50%，未来的能源变化主要还是会在此处产生变革——电力替代石油。
2）美国的能源消费结构里面，电力的消费占比和中国差不多，但是美国几乎没有煤炭的直接消费，主要是石油和天然气的消费，在美国石油和天然气的主要用途是汽车、取暖等居民消费用途。
3）绝大多数国家，或者从全球平均水平来看，终端能源消费的主要结构是由电力、石油和天然气构成的，全球平均水平来看，这三种终端能源消费形式占据了 73.9%的主要份额。
4）剔除天然气之外，全球近 60%的能源是以电力和石油形式消费掉的，油电的替代在技术不成熟的情况下是很难进行的，能量密度是一个不可跨越的障碍，而随着技术进步和控制技术的发展，电对油的替代变成了内生性的需求——而非外生性的环保需求。
2.2、 新能源的伪命题——因环保之名
新能源的社会发展思潮主要是低碳和空气污染两条舆论宣传主线。但是就数据 来看，这两条在逻辑上都是站不住脚的。
新能源相对于传统能源来说，主要的特征在于能量转换和使用过程中是否有碳 元素的参与。就美国这种成熟国家来看，电的消耗只占能源消费总量的 1/5 左右。 并不是不用电，而是能源利用的方式应该是使用目的相匹配，在家里可以用电加 热，但是在工厂里一般的热源采用化石燃料供热的可能性就更高。在目前的发达 经济体中，美国的能源新能源新消费模式最为具有代表性，发达国家中的美国， 日本，韩国，法国，德国，英国，意大利，西班牙等，电力消费的占比上限基本 维持在 20-25%左右。无法突破这个比例上限的主要原因是技术原因，否则像法 国这种核电占比非常高的国家里，大家都应该用电力，而非用化石能源。
而一般来说，电力是一种二次能源，是其他形式一次能源转化而来，真正清洁 低碳的社会当中，需要考虑的问题是一次能源生产方式的禀赋问题。全球主要 经济体的能源消费主体仍然是非电力能源，这背后的原因是经济和技术水平决定 的。
从狭义的新能源（风、光、生物质）来看，都是需要转化成电力才能被消费掉。 在这种情况下，即便是不考虑经济性，就算是狭义的新能源占发电量的比例达到 了 20%，则最终对一个国家最终能源消费结构的影响大概也就是不超过 5%左右。 这种投入的成本如果再综合经济意义上的测算，最终可能是完全得不偿失的。并 且新能源产业的高成本转嫁给了消费者部门，造成了社会福利的下降。
从传统的含碳能源（煤炭，石油和天然气）来看，产生单位热量的二氧化碳排放 强度约为 1：0.65：0.44，从这个角度上来看，只需要将煤炭的占比下降 10%，天然气的消费占比提升到 15%左右，基本可以完成同等数量的碳排放减排，更不用说减排效果更好的核电和水电了。从新能源入手，不如改变化石能源消费结 构来的简单、经济。
从技术上来说能源生产方式的选择有很强的主观性，但是在主要的经济体中多数 国家的电力消费占比维持在 15-25%之间，世界平均水平为 17.7%。这背后的主要原因不是电力不足，而是技术和经济的问题。举个最简单的例子，即便是在城市的电力供应能确保的情况下，厨房主要的能耗仍然是天然气，虽然电磁炉、微波炉这些东西的普及度很高，但是中餐厨房的天然气仍然是主要的能源消费模式。从经济性的角度考虑，北方的取暖设施主要还是燃煤和燃气锅炉，而不可能是更为方便“清洁”的电力。这些终端应用的技术和文化习惯决定了，电力在现代社会的能源体系中渗透力度并不是很高。
因而我们在生产侧的大规模努力可能并不能改变我们仍然是一个“高碳”社会的 现实，即便是以核电占比最大的法国来看，电力系统 75%的电力来自于核电， 但是并没有显著提升法国能源消费中的电力占比，其只比中国高了 1.1%，几乎 可以忽略不计。法国的碳排放量低于中国的主要原因是法国的石油和天然气消费 占比远远超过中国，而煤炭消费占比远远低于中国。这个是由两国的资源禀赋和 经济结构有关。发达国家的能源消费中汽车能耗占比比较显著，在这种情况下， 煤炭和电力是无法满足车、船和飞机对能源的需求的。
我们在一波大的新能源浪潮中，即便是欧洲和美国再努力，最后的投入产出比可 能并不会很理想。最核心的约束因素在于电力的占比在总能耗中很难突破 25%。即便是未来低成本的储能技术完全经济应用以后，也很难降低社会的碳排放总量——至少从生产侧来看是这个样子的。即便是中国，目前的电力结构中非化石能 源电力的占比已经近 1/3，未来核电的发展和水电的发展，可能进一步将这个比 例提升到超过 50%。在这种情况下，大力发展风光之类的能源，来实现低碳能 源的替代，最终的替代率可能极限不会超过 10%。
从环境保护的的角度来看，中国的总能耗中电能占比 1/5，而且未来真正高污染 的火电占比可能下降到 50%不到，在这种情况下，风、光对火电的替代基本是 对总量污染物排放的影响不会超过 10%，未来污染物要实现大幅度的下降仅仅 依赖发展新能源是不太可能的，而且从边际成本的角度来说，可能是投入产出比 最差的一种技术选择。
环境保护的说法历来是推动新能源的一个重要因素，但是从逻辑上来说，这个 是完全错误的。在雾霾严重的北京，中科院和北京环保局都曾发布过自己的研究 成果。其主要的结论是：区域传输贡献约占 28%~36%，本地污染源排放贡献占64%~72%；而在本地污染贡献中，机动车、燃煤、工业生产、扬尘为四大主要 来源，分别占 31.1%、22.4%、18.1%、14.3%，餐饮等其他排放约占 14.1%。另外，直接一次污染物的占比一般在 30%左右，有 70%的污染源是来自于二次 污染颗粒，气态的物质通过复杂的化学反应生成（主要是酸性物质）PM2.5 颗粒。
在区域输送的问题上，PM2.5 可以被上升气流带到高空，的确可以扩散上千公 里，但是对多数污染物来说，主要还是近距离 300KM 以内的污染物输送。环保 部环境规划院发布 2015 年度全国 PM2.5 跨省输送矩阵的数据显示：2015 年， 北京 PM2.5 来源中，本地污染排放贡献 66%，而跨境传输的比例只有 1/3 左右， 其中，河北输送占 18%，天津、山东输送分别占 4%。
图 1：2015 年度全国 PM2.5 跨省输送矩阵
从上表中可以看出，除了海南之外，主要省份的污染物还是区内污染物，基本占 比都是超过 50%的。数据最小值是海南，经济不发达，但是靠近中国经济最发 达的广东省，主要污染物基本是广东，湖南、湖北输送过去的，另外的两个比较 特殊的数据是西藏和新疆，新疆地处偏远，主要的空气污染物基本是本地污染物， 西藏的污染物来源本地占了 95%。在东部地区，地区间的输送影响相对大一些。
我们在总表的基础上单独列出来四个直辖市的数据，绘制成如下饼图：
图 2：2015 年度主要直辖市 PM2.5 跨省输送矩阵
资料来源：环保部环境规划院、中国环境规划联盟、国海证券研究所
从上表可以看到，在外部输送污染物的占比当中，临近省份是影响最大的，一般这个距离在 2-500 公里的范围上。
以北京为例，空气中 18%的 PM2.5 来自于河北，这可以基本确定是钢铁产业的 污染，而北京本地是几乎没有燃煤电厂的，在这种情况下，空气污染严重的北京 和新能源产业的发展毫无关系。即便是北京用的都是内蒙古和甘肃的风电，空气 质量不会有半点改善的迹象。
电动车是新能源大产业下的一个细分子行业，其造成的大气污染占比并没有想 象中的高。北京本地污染源中排放贡献占 64%~72%；而在本地污染贡献中，机 动车、燃煤、工业生产、扬尘为四大主要来源，分别占 31.1%、22.4%、18.1%、 14.3%，机动车的占比为 31.1%，也就是说机动车在总污染物的排放中占比大约 为 20%左右，是一个非常重要的污染源头。但是其中的一次排放只占大约 30%，
二次污染物占比在 70%左右（主要是二氧化硫和氮氧化物）。如果严格控制汽油中的含硫量，降低酸性气体的排放，是可以将机动车对空气污染的影响下降到一 个很低的水平。以北京为例，北京地区 2005 年的机动车才开始实施国三标准，在这种存量替换的过程中，汽车标准和油品标准的提升并不会带来立竿见影的效 果，需要一个 5-10 年的更换周期才会有显著的变化，电动汽车的存量替代也是 这个逻辑。而未来实施的京 6 标准，其污染物排放比现在的国四和国五标准会大 幅下降，最终汽车的污染物排放变成了空气污染的次要因素。大规模的替换新能 源车新能源车能在一定程度上缓解北京的空气污染压力，但是效果上来说不会很 明显。
新能源和能源的清洁利用是两个完全不用的概念，提高环保标准，增加环境治理 投入，要远远优于发展新能源，以及电动汽车。经济结构的转型，产业结构的调 整，污染治理手段的提高、能源利用效率的提升才是最根本的办法，能源的清洁 利用是有效解决环境污染的主要手段和方法。能源结构的消费现状决定了在目前 的情况下，以环保的名义发展新能源和电动汽车是不解决根本问题的。
国内的新能源政策导向正在发生一个极大的偏差，有限的财政经费在补贴一个低 效率的生产部门。从整体和宏观的角度制定激励政策才是提高政府治理效率，促进新兴产业发展的核心和关键所在。国内的企业利益对政策制定的主导权过重。
2.3、 能源结构调整的动力是内生性的
能源结构的调整将是内生性的，包括生产的结构调整和消费的结构调整。
从表 2 的数据中我们可以非常清楚的看到，能源消费的结构中一般只有 20%左右是电力消耗，这个结构中国和发达国家并没有任何显著的需求。发达国家的经
济结构和我们有非常大的不同，在电力的消费结构中也有非常大的不同，但是最终在终端能源消费模式上的占比来看，这个数据并没有多大的变化。这个背后的 原因可能是两个方面的：1）经济上的原因；2）技术上的原因。
从中国目前发展的重工业来看，不论是钢铁，还是水泥都是中国煤炭消耗的大户， 其中的部分工艺是无法替代的。在铁矿石的冶炼环节，焦炭的作用是不可替代的。 在水泥的烧结环节虽然天然气可以一定程度上替代煤炭，但是由于经济性和资源 禀赋的问题，天然气在水泥行业里很难得以大规模的推广和应用。相反在西方社 会，汽车和交通工具的能耗占比较高，而这一部分是无法用电的。
能源的消费形式在很大程度上是由能源的技术形态决定的，其次是经济性决定。 这两个因素的存在是客观的，很难以人的意志为转移。
电的消费比例不会因为人为的刺激而导致占比大幅提升，同样，中国的重工业结 构决定了中国对煤炭的依赖是不可能因为推行新能源而得到根本性的改善。基于 环保、能源安全等各种理由推广新能源或试图改变能源结构的做法，最终会被证 明在技术和经济上是不可行的。
西方国家的石油和天然气消耗主要用于居民消费（直接或间接），因而对煤炭的 需求并没有多大，煤炭产量再多，但是在汽车上是无法替代石油的，相反乙醇汽 油在美国和巴西等地的普及率高于中国。
能源的终端消费结构的转变，主要取决于经济结构和技术水平限制，在目前的情 况下，能源结构想实现较大的变化是十分困难的，中国未来几年可以确定的是石 油的消费会大幅上升，主要的增量在汽油和煤油上（汽车和飞机的进一步普及），民用端的天然气消费量还会维持一个相对较高的增长。电力的结构大概率不会出 现较大的变化，除非技术上能出现突破。
而一旦在技术上突破油电的相互替代，那有望在消费和生产结构上给能源体系的 调整带来一场革命性的变化。
2.4、 电驱动的核心在控制
我们在本节专注讨论一下电的未来发展趋势。未来的社会，电池可能成为整个 能源系统的核心——包括现有的离子型电池，燃料电池，以及未来可能开发出 来的性能指标更好的电池。
电自从被发明出来之后，在很短的时间内成为了人类的主要能源模式。和电同一 时期发明的一项重要技术是内燃机技术。可以说是电动机和内燃机提供了过去
100 年经济发展所需要的动力。作为目前人类社会最为主要的动力装置，一个是将电能转化成机械能，一个是将燃油的化学能转化成机械能。
在具体的应用场景上，电的主要用途还是用于固定和半固定设备上，以工厂环境 下的使用为主，我们可以称之为在网动力装置。在当下社会，制造业工厂中的多 数动力装置已经选择了电力作为主要能源，电传输迅速，清洁，安静，易控，通过电网传输的可靠性和传输功率都可以满足现代大工业发展的需求。而在离网设 备中，内燃机仍然是主要的动力装备。
内燃机的主要用途在汽车、飞机、轮船、工程机械等需要大范围移动的装置上， 为这些设备提供动力。中国目前有超过 60%的石油消耗是为交通工具提供能源。 在过去 100 年的发展过程中，二者一直没有什么重大冲突。但是未来 5 年可能 是电能侵入内燃机行业的关键性 5 年，一旦技术上成熟起来，有望带来新一轮的 能源革命。发达国家未来的终端能源消费模式中电（氢）的消费有望突破 50%的占比，使得人类社会对化石能源的依赖大幅减轻，进而进入真正意义上的低碳 社会。同时由于氢的来源方式十分广泛，一次能源的大幅调整也必将发生变化， 石油的战略定位也将受到极大的影响。
电和内燃机作为动力系统的区别主要来自两个方面：1）能量密度；2）控制。
在内燃机发展的初期，电池的技术发展也处在初期，在选择离网动力设备的时候， 在早期的汽车是以铅酸电池为主的。在 19 世纪下半期开始的半个世纪里，由于 石油工业的落后（那个时候主要是用石油生产煤油进行照明），以及内燃机性能 的不稳定，铅酸电池在很长的时间里成为了重要的离网设备的动力装置。技术性 能上在当时已经可以实现续航 40 英里的水平，在商业模式上，早就出现了更换 电池模组的方式（Hartford Electric Light）。但是在内燃机成熟和石油工业发展起来以后，汽车的动力装置迅速由铅酸电池转向了内燃机，一个非常关键的原因在于续航里程——特别是在汽车发展早期。
续航里程的关键其实是动力装置的能量密度。就我们从系统（而非材料）能量 密度的角度来看，人类过去 100 年中发明的经济适用的离网动力装置只有内燃 机。现在内燃机形态多种多样，最常见的是汽车用活塞式内燃机，也有船用燃气 轮机、柴油机，也有飞机用的涡轮\涡扇发动机。
我们在此给出一个简单的能量密度的估计数据。这种估计不是基于简单的材料 的化学能估计，而是基于系统重量进行的估计。
一个常用的汽车铝制发动机的重量在 120kg 左右，供油系统和控制系统一般估 计在 30-50 公斤左右。60 升的燃油重量一般在 40 公斤左右。这样一个能做动力 输出的内燃机系统内含燃料的情况下重量可以控制在 200 公斤以内。汽油的热 值是 43070kJ/kg，按上述数据这算，内燃机系统的能量密度大约在 8614kJ/kg的水平。
锂电池以现在的技术水平多数维持在 150-200Wh/kg 的水平（三元材料），较高 的松下已经基本能做到 220Wh/kg 左右，在这种情况下这算下来的能量密度大约 在 500-700kJ/kg 的水平。这只是锂电池单体，在实际应用中需要考虑 pack 的概念，填充，散热、控制等系统的重量考虑进来以后，能量密度很难做到 500kJ/kg。
在这种情况下，我们看到的系统能量密度水平，锂电池大约是内燃机水平的 6%左右。如果考虑到内燃机效率和电动机能量转化效率的差距，大约其中效率的差 距是 3 倍，从做功效果（行驶里程）的角度来看，如果按照一箱油标准 700-800KM计算的话，特斯拉的能量系统重量差不多要是内燃机系统的 5 倍左右。目前特斯 拉的行驶里程大约在 600KM 左右，电池能量系统的重量差不多要在 600kg 左右。 从整车重量的角度来看，一般家用 B 级轿车重量在 1600kg 左右，而特斯拉的车 重在 2100kg 左右，基本数据是吻合的。
而铅酸电池基本就不可能了，目前的铅酸电池的能量密度大约只有锂电池能量密 度的 30-40%左右，从续航里程的角度来说，不太适合在电动车上使用。在不考虑续航里程的室内电动车辆上，有一定的市场空间。
图 3：不同动力系统在考虑效率情况下的功效比较
资料来源：电车之家官网、国海证券研究所
上图是我们根据主流产品的性能指标计算出的不同动力系统的能量转化过程中的效率和损耗情况，其中蓝色部分是真实的有效做功情况。从数据上来看，这个差距还是非常大的。在汽车上锂电池对内燃机的替代，还有一定的技术可行性，但是在长航时飞行器上，锂电池能量密度的缺陷就会非常明显，是技术上是否可行的问题。在长航时的无人机上，多采用固定翼的飞机，就是出于这方面的考虑，多旋翼飞行器无法解决航时的问题。
在过去的 100 多年，关于动力装置的发展和发明，基本延续了电机和内燃机完 全并行的两条发展路径，其中也有技术融合（80-90 年代的发动机电喷技术使得 电子控制技术引入内燃机，大幅提升了燃烧控制水平，改善了燃油效率）。最新 的产业技术让我们看到了二者合流的希望：未来电机全面替代内燃机在离网动 力设备上的主导地位，离网动力设备的全电化是未来的大趋势。
这个判断基于三方面技术的成熟：人工智能，传感器技术，燃料电池/锂电池。 最近这 5 年科技前沿最重要的技术变革就是来自于传感器技术，人工智能的发展 初步进入了一个新的阶段，燃料电池初步的量产和成本下降。如果这三项技术任 何一项都没有成熟，那全电动的汽车想成为大众普极品是较为困难的。能源系统 的调整如果没有这三项技术的支持，也很难得到内生性的推动力量。
因而我们对全电动汽车的看法和行业逻辑有非常大的不同：电动车的发展与趋 势的决定因素是控制的精细化和智能化——这些都需要电力供应，而非环保等行 业主流的观点，控制精细化的极致就是 5 级汽车自动驾驶技术的实现，在只需要 知道目的地的情况下，系统可以直接完成全部驾驶功能而不需要人的干预，并且 在安全性能上显著超越人的驾驶水平。
因而总结一下我们上述第一部分我们阐述的核心观点：
在历史发展路径上来看，19 世纪动力装置最重要的发明是电动机和内燃机两项 提供动力装置的设施。过去 100 年二者发展相对独立，对控制系统要求没有那 么高，因而决定系统应用场景的主要决定性因素是能量密度。就广泛商用的角度 来看，内燃机几乎是唯一的离网动力设备，主要是源自于化石燃料的高能量密度， 和锂电池相比，即便是效率上有一些差距，但是能量密度仍然在最终做功效果上 有显著的优势。因而内燃机和电动机在离网动力装置和在网动力装置上的市场份 额是完全不同的。电能在这方面最大的劣势是电的储存成本过高，能量密度过低。
即便是发展到目前的锂电池阶段，在能量密度上相比于内燃机仍然有非常大的劣 势，但是已经基本可用了，这是在补贴情况下锂电池电动汽车发展起来的一个大 技术背景。如果是铅酸电池的能量密度，一个续航能达到 7-800 公里的车自重可能超过 3 吨，这是技术上不可接受的。
汽车电动化的核心驱动因素是控制技术的发展，背后是传感器技术和人工智能算法在这两年的发展，设备的控制、运算和智能化要求能源的供给必须是电力，这个通过机械设备是无法实现真正意义上的自动驾驶的。因而全电化的汽车动力系统是未来发展的重点，这个行业趋势的决定性因素不是环保。也就意味着特斯拉一开始的技术驱动就是控制和自动驾驶，这个在第一代特斯拉车型中就是非常突出的特征了，但是在现有技术线实现全电驱动能用的最成熟的技术是锂电池，但是这并不代表未来还是锂电池。对特斯拉这个公司而言，方向选对并不代表一 定会成功，还是需要解决的关键是：供应链+成本，以及给用户提供的新功能——自动驾驶。
至于控制系统的核心：传感器感知和人工智能算法，我们后续的报告会详细介 绍其发展历程和现在的技术水平，相比较而言我们持有一个非常乐观的判断。
从控制的角度来说：未来能源变革的核心不是能源的生产方式，而是在消费模 式上实现终端能源消费模式的全电化，未来电力消费的占比在能源总能耗上可 能超过 50%。
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