本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映了作者的观点,不一定反映《大众科学》的观点
编者按:这是一篇来自 威尔·谢日楚拉 的客座文章,他是一位研究人员,分析影响替代燃料汽车开发和普及的因素。
尽管自 1990 年代后期以来混合动力汽车 (HEV) 就已上市销售,但其销量仍不到美国轻型汽车销量的 4%。虽然 HEV 销量在 2009 年之前经历了持续增长,但此后基本上停滞不前(见图 1)。这一趋势与 J.D. Power and Associates 和 Navigant 等咨询公司的预测形成对比,这些公司预测混合动力汽车的市场份额将继续增长。PRTM 全球电动汽车主管兼负责人奥利弗·哈兹梅预测,到 2020 年,混合动力汽车将占新车销量的 20%。
促使消费者购买混合动力汽车的主要因素包括:更低的燃料成本;更小的环境影响;以及使用新技术的机会。然而,由于发动机效率的提高、消费者情绪的变化以及插电式汽车的商业化,这些因素的吸引力均有所降低,这有助于解释为什么 HEV 的销量未能达到预期。混合动力汽车曾经被认为是未来汽车的一个有希望的选择,但现在非常有可能的是,HEV 的市场份额可能会继续保持在低水平,甚至会萎缩。虽然 HEV 的未来可能黯淡,但联邦政府的 企业平均燃料经济性 (CAFE) 标准 的目标最终可能会成为它们的救星。
购买混合动力汽车的经济性
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额外的机械部件,包括电机和电池,导致 HEV 相对于内燃机汽车 (ICEV) 具有更高的购买价格和更低的燃料成本。为了探究这些差异,有必要研究同时提供 ICEV 和 HEV 动力系统的车型。本田思域、丰田凯美瑞、福特 Fusion 和现代索纳塔是一些最 常购买的、同时提供 ICEV 和 HEV 版本的汽车。图 2 显示了过去八年中,具有相似配置级别(选装包)的 HEV 和 ICEV 之间的购买价格差异,例如,思域混合动力和思域 EX,尽管差距似乎正在缩小。例如,2006 年,丰田凯美瑞混合动力车的购买价格比丰田凯美瑞 SE 高出近 6,000 美元,但在 2014 年仅高出 3,000 美元。
图 2。HEV 相对于 ICEV 的购买价格溢价
虽然自 2006 年以来,本田思域、现代索纳塔和丰田凯美瑞的制造商建议零售价(经通货膨胀调整后)一直在下降(福特 Fusion 的价格自 2011 年以来一直在下降),但 HEV 版本的降幅明显快于 ICEV 版本。例如,丰田凯美瑞混合动力车的价格每年下降近 450 美元,而汽油版则为 123 美元。最近 HEV 的溢价从索纳塔[1] 的 1,700 美元到其他车型的 3,000-4,000 美元不等。图 2 中 HEV 和 ICEV 之间的购买价格差异每年缩小 200 至 600 美元,但有趣的是,自 2012 年以来,大多数车型的差距几乎没有变化。然而,随着汽车制造商在未来几年推出下一代混合动力车型,HEV 的购买价格可能会继续接近 ICEV 的价格。
尽管如此,购买价格差距的逐步缩小可能不足以吸引许多消费者购买 HEV。之前的研究指出,购买替代燃料汽车(如混合动力汽车)所需的溢价对普及率具有深刻的负面影响。2011 年波士顿咨询集团的一项调查发现,56% 的美国受访者不愿为替代燃料汽车支付更多前期费用,而 38% 的受访者需要在 2.5 至 3 年内收回初始定价溢价;图 2 中的 HEV 车型都无法在今天的汽油价格下为普通车主做到这一点。这些数据使得混合动力汽车对很大一部分美国汽车买家缺乏吸引力,除非汽油非常昂贵,并且个人是经常驾驶者。
HEV 和 ICEV 的燃油效率数据一直在上升,部分原因是环境法规(如美国 CAFE 标准)的日益严格。但由于这两种类型的汽车的改进速度相似(每年约 0.7 英里/加仑),并且当 英里/加仑数据较低时,成本节约更大,因此 HEV 所享有的燃油效率优势一直在稳步下降。例如,假设车主每年行驶 12,000 英里,汽油价格为每加仑 3.50 美元,将汽车的燃油效率从 15 英里/加仑提高到 16 英里/加仑所节省的燃料成本将多于从 30 英里/加仑提高到 31 英里/加仑(分别为 175 美元和 45 美元)。此外,较低的汽油价格(例如今天的价格)进一步导致 HEV 的燃料节省在货币方面减少,使得这些汽车对注重成本的买家吸引力降低。
非财务因素
除了购买价格和燃料节省等财务方面,还有其他原因促使个人购买 HEV。研究表明,一些消费者历来愿意为 HEV 支付溢价,因为这些汽车对环境有益,并且也被视为具有创新性。《战略远见》的新车体验调查的结果提高了这样一种可能性,即今天的消费者不再认为混合动力汽车像以前那样环保或具有创新性。《战略远见》数据的分析表明,对于 ICEV 和 HEV 买家而言,这些因素在其汽车购买决策中的重要性在过去 10 年中一直在趋同(见图 3 [2])。
图 3。环境影响和技术创新对汽车购买决策的重要性
由于这种趋同并没有与 HEV 市场份额的增加同时发生,因此可能是混合动力汽车买家越来越不愿意为他们汽车的低环境影响或拥有最新技术支付溢价。如果这种解释是正确的,那么 HEV 将不得不主要在购买价格和燃料成本方面与 ICEV 竞争,这不会带来有利的比较。
来自插电式汽车的竞争
最终影响 HEV 市场份额的因素是插电式电动汽车的兴起。即使这些汽车存在购买价格更高、充电时间长和充电基础设施有限等限制,它们也超越了 HEV 价值主张的许多重要要素。相对于混合动力汽车,插电式汽车更环保,燃料成本更低,并且更好地代表了最新技术。HEV 的燃油效率通常在 40-55 英里/加仑范围内,而插电式汽车通常达到 100 英里/加仑以上。此外,插电式汽车经常被描绘成下一代混合动力汽车,并且由于它们最近才开始销售,因此它们对消费者的创新吸引力也在增加。
目前,插电式汽车和 HEV 之间存在很大的购买价格差距,但由于它们的技术要求不同,这两种类型的汽车可能会以不同的速度发展(类似于 HEV 和 ICEV)。像日产 LEAF 这样的纯电动插电式汽车提供了更陡峭的改进曲线和随之而来的成本更快下降的可能性。特斯拉的埃隆·马斯克表示,锂离子电池的价格(以美元/千瓦时计)每年提高约 8%,如果继续下去,将导致插电式汽车的购买价格大幅降低。这些收益也将降低混合动力汽车的成本,但由于插电式汽车使用更大的电池,它们将受益更多。如果购买价格以更快的速度下降,插电式汽车可能会吸引越来越多的潜在 HEV 买家,并可能导致 HEV 销量稳步下降。
CAFE 作为潜在的救星
两种可能的例外情况可能会导致 HEV 市场份额增加。首先,HEV 和同类 ICEV 之间购买价格差距的显着缩小可能会导致混合动力汽车销量的相应增长。其次,如果 HEV 为汽车制造商提供了一种更经济的方式来满足燃油经济性或排放标准,那么混合动力技术可能会默认地融入汽车中。CAFE 标准要求本田思域等车型到 2025 年款车型需要达到 43 英里/加仑。虽然思域混合动力车目前达到了这些数据,但 ICEV 车型需要提高 8 英里/加仑以上才能符合标准。如果汽车制造商无法通过使用轻质材料(参见新款福特 F150)和更高效的内燃机等措施来满足 CAFE 要求,那么他们可能会转向混合动力技术。
汽车市场的近期变化降低了许多历史上鼓励消费者采用 HEV 的因素的吸引力,导致销量停滞不前。乐观的理由包括与 ICEV 的购买价格差距缩小以及由于 CAFE 标准而可能将其引入通用车队。然而,来自下方的改进型 ICEV 和来自上方的插电式汽车的竞争压力表明 HEV 的未来前景黯淡。
图片来源
1. 所有图表均由作者创建。
2. 本田思域混合动力车的照片由 Mariordo Mario Roberto Duran Ortiz 拍摄,并根据 此知识共享许可 使用。