麦肯锡：电动汽车兴起带来三项惊人的资源影响

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电动汽车(EV)的需求已经为过往车道准备就绪。2016年电动汽车仅占全球年度汽车销量的1%左右,而道路上的汽车仅为0.2%,但麦肯锡估计,到2030年,电动汽车(包括纯电动汽车和插电式混合动力汽车)的年度全球销量(欧洲的销量占将近35%)可能达到将近20% 。在激进的情况下,这些比率可能会上涨得更快,人口已经证明了这一命运。 最近的调查显示,30%的购车者和近50%的千禧一代在选择他们的下一辆车时会考虑购买EV,而不是使用传统内燃机(ICE)的燃油车。

电动汽车的使用量增加将影响更多不同的自然资源,以及多个行业,不同地域和碳排放水平。事实上,大多数决定购买电动汽车的消费者都表现出对生态问题的强烈关注。在2017年的CarMax调查中,美国买家选择了电动汽车,其中想要改善环境成为了一个首要原因(大幅度)。同年,AAA做出的一项研究也发现环境问题是电动汽车购买者的主要考虑因素 - 达到了的87%的惊人比率。然而,我们的研究表明,关于电动汽车和地球资源的几个常见假设是错位的。在某些情况下,普遍的看法几乎完全错误。

化石燃料:电动汽车不能替代对石油高需求

从原油开始。更多的电动汽车将大幅降低对石油的需求 - 对吗? 其实不,在未来10至15年内,预计道路上将有更多的电动和混合动力汽车仅会适度减少石油需求。在石油需求面临下行压力的情况下,它将在很大程度上取决于ICE效率的提高和车辆的轻量化。自2005年以来,这些效率已经每年提高约2%(美国的ICE车辆平均每加仑汽油行驶里程数从2005年的26英里增加到今天的32英里)。我们预计到2025年他们将继续以每年2.5%以上的速度增长。

然而,尽管燃料车变得更加高效和不占优势,但全球原油需求仍将继续增长,而作为道路上的车辆的一部分,电动汽车经历了大幅增加。 石油需求的增加将来自各种来源,包括化工和航空等行业; 发展中地区,特别是中国和其他新兴市场; 并在全球范围内销售更多汽车,其中包括更多ICE动力汽车,以及在全球范围内行驶的车辆里程数也增加。

然而,电动汽车的使用将显著影响对不同化石燃料的需求:天然气。 更多的电动汽车意味着需要生产更多的电力。虽然煤炭将成为其中的一部分,但美国电力需求预期近80%的增势将与天然气相匹配。 如果美国道路上的一半汽车是电动汽车,美国每天的天然气需求预计将增长20%以上。

土地:意外的挤压?

目前有超过40万个公共充电点支持全球现在使用的300多万辆EV。 这个数字将不得不大幅增加,以满足到2030年全球电动汽车使用量增长的预测(图表1)。简单地用充电点替换加油站或增加更多与加油站规模相当的充电点将不足以满足预期的电动汽车数量。这将需要多个120千瓦的快速充电站和配备8个插座,以便每小时能分配一个与今天的标准规模的加油站相当的量程。

欧洲和中国的土地挤压的可能性要比美国大得多。只有40%的欧洲人和30%的中国电动汽车车主可以使用私人停车场和充电墙,而相比之下,美国的电动车车主的比例为75%。挑战也不仅仅是这一个问题,即何处插入或通电; 发电和分配也是影响因素。只要车辆在高峰期能充电,今天的电力设施就可以适应未来电动汽车数量的大幅增长。然而,在需求高峰期快速充电确实会产生影响。事实上,使用顶级快速充电器的单个EV的高峰需求比单个典型家庭的预期高峰需求高出80倍。

这些潜在的制约因素可能需要通过各种方法来解决,从创新到自上而下的任务。 中国已设定了一个到2020年建立480万个充电站的目标; 麦肯锡预计,该国政府的中央政策和强制执行的政府记录将确保其达到目标。然而,中国以外的投资将更具挑战性。例如,加利福尼亚的公用事业部希望增加公共资金投资,并规范一些回报。另一方面,私人投资可能来自零售商等公司。通过给予客户在断电时购买的机会,零售业领导者已经开始考虑如何将充电体验转变为他们的优势,正如购物中心长期以来一直为领先零售商提供的购物体验的图像一样,大型零售充电站可能会成为商业景观的标志。

矿石和金属:处在悬崖和坚苦地带

毫不奇怪,路上越来越多的电动汽车将导致其组成部件出现更大的价格压力。电动汽车的成本很大程度上可以分解为其电池(占40%至50%),电力系统(约占20%)以及车辆本身其他元件(占30%至40%)。其中,电池成本将是中期内最重要的。定价动态不仅仅反映需求。目前,电池成本约为每千瓦时200至225美元。我们估计每千瓦时需要100美元的电池成本才能实现与大多数C级和D级ICE车辆的成本持平,而大型车辆则需要每千瓦时75美元,除非政府补贴继续存在 - 这不太可能 - 因为全球的补贴已经被逐步淘汰。如果电动汽车的销售达到预测水平,通过我们的分析,到2020年,电池制造能力还需要增加三倍 - 技术改进也必须继续快速增长。

全球电动汽车市场呈现增长态势

更高的电动汽车销量将有助于降低电池成本,各大电池制造商都在竞相扩大产能。与此同时,电动汽车的增长将对包括钴和锂在内的关键电池投入成本构成压力,因为这些需求将大幅上涨。这种动态已经开始展现; 钴和锂的成本自2015年以来翻了一番多,这一效应导致了电动汽车生产成本在此期间出现了净增加(图表2)。

这些材料的可用性是否会限制更大的EV渗透率? 乐观地说,不。 即使预计投入成本上升,电池仍然可以接近足以满足与ICE价格持平的每千瓦阈值75美元至100美元的范围。尽管存在诸如“钴悬崖”之类的担忧,而需求影响可能会造成暂时性的快速膨胀,但这些限制和不确定性应该是可以解决的。转向其他可以减少短缺风险的电池化学品。我们还需要挖掘更多的原材料,我们估计这需要投资1000亿至1500亿美元。同样,采矿的艰难现实仍然适用,包括长达数年的交付时间以及非洲和南美洲地区的生态和社会问题,在这些地区发现了大部分原材料。换句话说,即使作为绿色解决方案,电动车也会为社会,环境和我们消耗的资源带来成本和收益。