2020年10月底的一天,清华大学第五教学楼的某个大教室里,欧阳明高老师在一场面向学生的讲座中骄傲地说:“中国首次在全球率先成功大规模导入高科技民用大宗消费品,中国首次引领全球汽车发展方向。”此时,距离比亚迪研发出第一辆F3e刚好过去了15年,距离《新能源汽车生产准入管理规则》也才14年。
2019年的夏天,我读到了一篇1997年发表的文章,叫做《电动汽车时代真的到来了吗?》,这篇文章一直在警示“发展电动汽车,中国切勿‘头脑发热’”。[1]而此前一年,中国新能源汽车产量刚刚超过100万辆,已经连续四年成为全球最大的新能源汽车市场(2015-2018)[2]。论文中的理由带着一些故纸堆般的执拗,在那一刻,我才意识到中国新能源汽车经历了怎样的“逆天改命”。
不是手机,不是电脑,是新能源汽车。
作为相关从业者,我也很好奇这个问题,15年前,我初中一年级,那时候新能源汽车的概念显得太过新奇,我也从未想过它会与我的人生产生什么交集。终于,在我从车辆与运载学院拿到博士学位的这一天,我打开了这个文档,我想通过写作,去寻找一些问题的答案,比如:为什么是中国?为什么是新能源汽车?
如果你也有类似的问题,那邀请你和我一起回顾这段并不长的历史。
这系列的文章只能试图回答“中国新能源汽车从哪里来”,而“中国新能源汽车到哪里去”的问题,将在此以后,留待我们共同讨论。
在这个系列的开始,我有必要对文章的框架稍作介绍,在讲述中国改革开放的故事的时候,通常离不开企业家精神和优越的政治政策体系,但对于新能源汽车这个新生的婴儿,我必须把技术纳入故事中。技术、市场与政策,三者精准耦合,如此,才有今天的新能源汽车的未来。
这个故事的时间跨度是十五年,但无论是技术、市场还是政策,都不仅仅走过了十五年。在这里的十五年,是从我国第一辆量产的电动乘用车开始计算的,也是从这个时间节点开始,技术、市场与政策被牢固拧在了一起。我希望这篇文章能带大家看到美丽的冰川风光,但无论你我,都要牢记水面之上的冰川只是这庞大产业的十分之一而已。
诸位看官,我们,走着。
比亚迪,这家以电池起家的公司是在2003年才开始高歌猛进汽车行业。也正是在同一年,特斯拉在硅谷正式成立。那时候,小米还没有互联网时代的至理名言“风口上猪也会飞”,但毫无疑问,比亚迪的王传福和特斯拉的马斯克都嗅觉灵敏地提前跳进了新能源汽车的时代风口,并最终在21世纪的第2个十年收割了新能源汽车市场的榜眼和探花。
1995年,王传福从国资背景的比格电池有限公司辞职,从一位做投资管理的亲戚那里借了300万元钱,注册成立了比亚迪科技有限公司。比亚迪从镍镉电池和镍氢电池起家,到2000年,开始了锂电池的研发,很快拥有了自己的核心技术。
不同的电池种类有着不同的能量密度、使用寿命、安全性能,也就意味着不同的应用前景。其中,锂电池因为更高的能量密度和更长的使用寿命脱颖而出。在磷酸铁锂电池用于动力电池之前,铅酸电池一直在汽车上有所应用,譬如燃油车车主所熟知的用于车辆起停的“电瓶”。但是铅酸电池如果用于车辆驱动,能量密度不足。举个例子,一辆B级的纯电动轿车的空余体积约250L,铅酸电池的比能量一般为60Wh/L,那么纯电动轿车可承载的铅酸电池容量最大为250*60=15000Wh=15kWh。如果电动车的电耗按照20kWh/100km计算的话,铅酸电池驱动的纯电动汽车的续航里程仅有75km,[3]与之形成对比的是,燃油车加一次油的续驶里程通常在600km以上,这样的电动车显然无法满足大多数消费者对于出行的需求。诞生于1993年的商用锂离子电池为电池带来了大幅度的能量密度的提升,虽然具体提升幅度还受限于很多因素,但这就使得电动汽车的推广成为了可能。
不知道是比亚迪在锂电池开发上的成功让王传福看到了将磷酸铁锂电池应用在电动汽车领域的潜力,还是王传福先看到了锂电池的潜力从而加速了研发,但比亚迪确实加速冲进了汽车行业。
2003年,王传福斥巨资收购了秦川汽车,借此获得轿车生产资质。从此高歌猛进汽车行业,誓要成为汽车大王。[4]
秦川汽车,全称叫“西安北方秦川集团有限公司”,汽车项目起源于1985年,90年代末,西安秦川在与重庆长安、吉利豪情的竞争中败下阵来,在中国汽车崛起之路的第一段征程就倒在了战场上。有车没钱的秦川与有钱没车的比亚迪一拍即合。[5]
基于秦川汽车的燃油车基础,比亚迪在2005年迅速上市了燃油车型F3车型,这款车一上市就获得了外界的追捧,是2006年的单一车型销售冠军。但比亚迪的雄心显然并未止步于此,同一年,比亚迪第一款搭载了磷酸铁锂电池的F3e电动汽车研发成功,这款车使用了F3燃油版的车身,但装载了比亚迪自主研发的电动机、减速器、电池组以及BMS系统,可以说是“燃油车的壳,电动车的芯”。比亚迪对于电动车的决心并非浅尝辄止,王传福将F3以及手机电池领域获得的利润投入到混动项目中,研发的S6DM就被应用于大名鼎鼎的2015年混动四驱唐SUV。[6]
但眼下,属于唐宋元的传奇“王朝”还没有到来,F3e这款续驶里程为350km的纯电动车,就像唐宋元到来之前的神农部落,打开了比亚迪的新纪元。
大洋彼岸的埃隆·马斯克的创业故事看起来似乎更跳脱一些。在特斯拉之前,他最为人所熟知的创业产品是“PayPal”,实质上,1995年至2002年,埃隆·马斯克与合伙人先后办了三家公司,其中包括pay pal的前身和如今被人广泛熟知的美国太空探索技术公司(SPACE X)。2015年马斯克在清华大学的讲座中曾经说过,正是由于2002年创建Space X后运营出现了困难,他才在2004年向特斯拉汽车公司投资630万美元,出任该公司董事长。在马斯克看来,特斯拉是实现他最终太空梦想道路上的一个步骤罢了。
与比亚迪不同,特斯拉从一开始就是一家注入了互联网基因的公司,诞生于美国硅谷的特斯拉走了一条与所有车企都不同的道路,“软件定义汽车”,以至于成为了一个新的“无法被超越”的研究对象。马斯克并非特斯拉的创始人,2003年7月1日,马丁·艾伯哈德和马克·塔彭宁共同创立特斯拉汽车,以纪念物理学家尼古拉·特斯拉。2004年埃隆·马斯克进入公司并领导了A轮融资,条件是出任公司董事长、拥有所有事务的最终决定权。
在特斯拉的发展史上,马斯克强烈的的领导风格为特斯拉注入了鲜明的基因,判断力、专注力与领导力都曾经遭受到名为“偏执”的质疑,但最终都被时间和市场证明。2003年特斯拉就将锂离子电池装载到了车上,但一直经过5年对技术细节的打磨,到2008年第一款车型Roadsteds/a>才上市;期间大量细节的打磨也奠定了后来特斯拉车型基因中种种为车主津津乐道的亮点,如弹出式的车门把手,在车辆研发阶段遭到了很多公司成员的质疑,但直到今日还能在抖音刷到大量关于弹出式车门把手相关的短视频。
今天,当我们研究特斯拉和马斯克的时候,很多人已经把他看做是一种象征,一种美国式创新的象征,但是回到2003年,特斯拉与比亚迪最大的差别或许在于,特斯拉要做“给环保主义者的酷车”,而比亚迪从秦川汽车微型车和小型车继承的车身装载的是微小却多如繁星的千家万户,2018年他们将在中型车市场上相遇,但此时,他们只是一起跳进了同一片风口。
顺带一提,2004年,贾跃亭创建了乐视网,此时,他自己或许都不知道,他也将在12年后选择电动车作为自己的救赎,但与特斯拉收获了不同的结局。
把2007年定为新能源汽车元年是最恰当不过了。
在这一年,国家有关部门发布了关于新能源汽车的多项法规,政策开始为今后新能源汽车的发展铺平政策道路:
11月1日,《新能源汽车生产准入管理规则》正式实施;
12月18日,发改委发布了《产业结构调整指导目录(2007年本)》,新能源汽车正式进入发改委的鼓励产业目录[7];
在第二年春天的“两会”上,新能源汽车首次进入政府工作报告:“着力突破新能源汽车、高速轨道交通、工农业节水等一批重大关键技术。”[8]
一系列政策从顶层规划的角度为新能源汽车喊出了豪迈的口号,而比亚迪也同时喊出要在“2025年成为全球第一车企”的豪言壮志。
从2007-2008年开始,国内关于发展新能源汽车的呼声越来越高,能源和环境两大领域,油价和环境污染为新能源汽车的猛进提前落下注脚。
油价是新能源汽车的号角。从2007年1月开始,国际原油价格从每桶54美元一路走高到2008年6月的134美元[9]。尽管此后油价一路暴跌,但曾经的高位油价却为人们敲响了警钟。特别是对于中国,石油对外依存度连年走高,2018年,中国石油对外依存度达72%,为近五十年来最高,中国成为全球第一大油气进口国。即使在2008年,中国石油对外依存度也高达51.3%[10]。这也就意味着,我国有一半石油来源于进口,能源安全长期受到威胁。
何谓能源安全,传统意义上指的是可支付得起的价格获得的充足的能源供应;能源供应暂时中断、严重不足或价格暴涨会对一个国家经济造成损害。更有甚者,战争来临时,坦克的驱动也离不开石油的制品。因此,能源安全迫使我们在能源的来源和使用上提出更多的解决方案。其中,交通能源的消耗一直是能源消耗环节的重头戏。2008 年的交通运输能耗是 1978 年的 8 倍多,其石油消耗总量占全社会石油消耗总量的 30%以上,而2018年这一比例更是达到了50%以上[11],因此在交通领域推行新能源汽车潜藏着解决能源问题的秘密。
污染是传统燃油车的追兵。2007年,“十五”环境保护计划指标没有全部实现,汽车尾气等污染持续增加。应对气候变化形势严峻,任务艰巨[12]。新闻媒体中“汽车尾气已经成为当今城市大气污染的罪魁祸首”的说法已经让很多人有了深刻记忆。虽然已经有“绿水青山就是金山银山”的论断,但可能要一直到“霾”这个字为人熟知之时,大多数人才会真正感受到切肤之痛。此时,追兵还未“火烧屁股”,但已暗暗呈现包围之态。
能源安全、环境污染的号角和追兵,不仅催促着新能源汽车踏上征程,更将作为新能源汽车发展的动力长期发力,并越来越显出后劲儿。但也正因为是根本的动力,质疑新能源汽车是否节能和是否减排的声音从未停止。质疑的声音从新能源汽车的电能是否节能到生产全周期是否节能,不一而足。在这里,我们先让这些声音飘一会儿,等到时机成熟再来回答这些问题。
乘着奥运会为新能源汽车带来的东风,2009年元月,科技部、财政部、发改委、工业和信息化部共同启动了“十城千辆”工程,通过提供财政补贴,计划用3年左右的时间,每年发展10个城市,每个城市推出1000辆新能源汽车开展示范运行,涉及这些大中城市的公交、出租、公务、市政、邮政等领域,力争使全国新能源汽车的运营规模到2012年占到汽车市场份额的10%。[13]
从结果上看,“十城千辆”是成功的,初步实现了在试点城市公共领域推推行新能源汽车的目标。不过,在推行”十城千辆”工程的过程中,像深圳、杭州、上海这样的”发达”城市无论从硬件配备来看,还是从制度配套来看,都是相对完善的。而天津、长春、济南等城市的发展相对弱一些。此外,部分城市出现了明显的“地方保护主义”,例如,发展新能源汽车时只考虑当地的整车制造厂商与电池供应商。同时,动力电池投资项目遍地开花,存在重复投资、利用率不高等问题[14]。
站在2020年看2009年的这些问题,基础设施、“地方保护主义”等都在全国推广时有所显现。但也正因为在试点工作中有了相关的经验,无论是顶层设计还是具体问题的解决都有了更多的准备和应对对策。
我国改革和发展的典型特征是采取了先行试点、总结推广的方式。改革开放以来的许多成就都是如此。立足于把解决本地实际问题与攻克共性难题有机结合起来,选择一定地区或改革领域开展试点,在对试点进行总结的基础上,对成功经验和做法再行推广。电动汽车从公共领域试点城市推广的点,带动全国各个领域的面。这种由点而面、先易后难的改革推进方式,既控制了风险,又通过有效的推广机制使成功经验能够迅速普及,成为我国渐进式改革战略的重要经验,也是新时期推进改革开放、探索新的发展模式和体制模式的重要途径。[15]譬如公共领域的试点,正是将风险控制在可控可预期的范围内的重要尝试。
正是从这里,新生的电动汽车产业宛如一个婴孩,跌跌撞撞成长起来。
蹒跚学步的婴孩,离不开爸爸妈妈温暖的臂弯。政策扶持,就是新能源汽车这一新兴产业温暖的臂弯。政策伸出“看得见的手”往往是出于对市场失效的弥补,补贴常见于下述两种情况:
一是对具有外部性的产业进行扶持。如新能源汽车具有环保的外部性,消费者不愿为这种外部性付费,就需要政府这只有形的手将环保的外部性内部化,从而达到增加整体社会福利的目的。
二是对新兴产业进行扶持。如新能源汽车产业的初期,高昂的研发沉没成本与相对不完善的基础设施,会使得购买新能源汽车的成本非常高,但政府出于对这一支柱产业的扶持,通过政策补贴的方式降低消费者实际支付的价格,从而达到促进产业发展的目的。
因此,对于新能源汽车产业,政府补贴的是节能减排的潜力,也是全产业链的构建与发展。不过,由于产业链本身的基础不同、补贴的重点不同,究竟是呵护备至还是放养式养娃,还要看各家自己的情况。
我国新能源汽车的补贴政策1.0版本最简单,并在补贴标准上借鉴了美国的新能源汽车财税补贴政策。2010年5月31日,财政部、科技部、工业和信息化部、国家发展改革委联合印发了《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》,论证后对符合条件的城市开展私人乘用车的试点,对购买插电式混合动力混合动力汽车和纯电动车的车主予以补贴。堪称从公共领域正式向私人乘用车领域吹响了出征的号角。
2010年的补贴1.0版本中,纯电动乘用车门槛是动力电池组能量不低于15千瓦时,插电式混合动力乘用车动力电池组能量不低于10千瓦时并且纯电动模式下续驶里程不低于50km。对满足支持条件的新能源汽车,按3000元/千瓦时给予补助。插电式混合动力乘用车最高补助5万元/辆;纯电动乘用车最高补助6万元/辆。首批确定的试点城市有上海、长春、深圳、杭州、合肥等5个城市。[16,17]
在这里我们终于要对新能源汽车进一步划分:我国政策中包括的新能源汽车通常包括插电式混合动力汽车和纯电动车,以及燃料电池汽车。
纯电动汽车指的是“驱动能量完全由电能提供的、由电机驱动的汽车”,也就是公众最为熟知的电动车。
插电式混合动力汽车指的是“正常使用情况下课从非车载装置中获取电能量获得动力,但同时也可以从车载储存的燃料获得动力的车辆”[18,19]。公众经常疑惑的是混合动力和插电式混合动力的区别,从定义上看,关键在于是否可以外接充电,可以外接充电的就是插电式混合动力汽车,不可以的就是混合动力汽车。而购车时直观的判断,写着PHEV的是前者,写着HEV的是后者,相差的字母P正是“插电”的plug-in。
燃料电池汽车指的是使用车载燃料电池装置产生的电力作为动力的汽车,车在燃料电池使用的燃料是高纯度氢气或高含氢重整气。2010年燃料电池汽车还没有进入商业化的进程,所以在本文大多数的章节都不对它进行说明。
说回新能源汽车的补贴政策,我国的新能源汽车补贴的beta版本与美国2009年推出的新能源汽车补贴政策高度相似。美国2009年发布的税收抵免政策中,购买纯电动汽车和插电式混合动力汽车新车的车主可以申请退税,当电池容量不低于4kWh时,对车主提供最低2500美元的抵税额。电池每增加1kWh,抵税额度增加417美元。这项抵税上限为7500美元,同时不能抵税额度不能超过缴税额度。
直观来看,中美两国最初的新能源汽车补贴政策:中国的补贴上限更高(6万元>7500美元),对长续驶里程的纯电动汽车更加有利;而美国的补贴门槛更低(4kWh<10kWh),对于美国插电式混合动力汽车的发展更加有利,比如丰田Prius的插电版(2012年上市,这里仅供说明),电池容量为4.4kWh,在美国可以获得2500美元的补贴,而在中国因为纯电续驶里程不足50km无法获得补贴。
以这里为起点,中美新能源汽车补贴政策的分野越来越大。美国的财税补贴政策保持相对固定,按照原定的“生产满20万辆(2009年12月31号后的累计销量)后补贴逐步退坡”的计划自然退坡。而在中国,从2010年补贴政策开始到2020年进入“后补贴时代”,我国共经历了3次主要的补贴政策修订,门槛提高、标准加严、金额逐步退坡,以适应国内飞速发展的新能源汽车市场。
2013年,发布的《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》中,补贴标准从电池容量变为按照续驶里程补贴,纯电动乘用车按照NEDC工况法续驶里程在80,150,250km划分为3.5万元,5万元,6万元;插电式混合动力乘用车续驶里程超过50km一律补贴3.5万元。[20]按照续驶里程补贴比按照电池容量补贴更加直观,也从技术导向上更加鼓励新能源乘用车提高动力电池比能量。
2015年发布的《关于2016-2020年新能源汽车推广应用财政支持政策的通知》提高了补贴的门槛,针对2016-2020年的新能源汽车补贴进行说明,基本延续续驶里程阶梯补贴的方案,纯电动乘用车补贴门槛从80km提高到了100km,补贴上限降低到5.5万元。[21]
2016年底发布的《关于调整新能源汽车推广应用财政补贴政策的通知》,在上述补贴政策基础上,从2017年开始对技术指标提出了明确要求:(1)降低了补贴金额,纯电动车上限降低为4.4万元;(2)增加了对于纯电动车的技术要求,对整车动力性、电池系统的质量能量密度和电耗等都做出了明确要求;(3)明确了地方财政补贴单车补贴上限不超过中央财政单车补贴额的50%。[22]
政策的推陈出新与快速迭代就像对小树苗一边修剪一边积极浇水施肥,精心关怀保证小树苗长得又高又好,催促着也反映着我国新能源汽车飞速发展,走出逆天曲线。而最重要的,一条条的补贴政策意味着消费者可以购买到具有价格竞争力的新能源汽车,同时续驶里程越来越长,能效越来越好。
2018年6月宁德时代在深交所创业板挂牌,作为首家登陆创业板的“独角兽”企业,宁德时代开盘即涨停,上市首日市值便达到近800亿元[23]。从2011年注册成立到2018年创业板上市,这家专注于新能源汽车动力电池系统、储能系统的研发、生产和销售的企业的崛起堪比火箭,让我不由得想到那句著名的“一个人的命运啊,当然要靠自我奋斗,但是也要考虑历史的行程”。
宁德时代的核心人物曾毓群1989年毕业于上海交大船舶工程系,被分配至福建一家国企。在国企待了不到3个月,曾毓群便辞去工作,跑到东莞新科磁电厂做工程师。在电子产业的十年,出众的专业能力和胆识帮助曾毓群迅速成长为最年轻的工程总监。
1999年,曾毓群接到一个任务:SAE执行总裁梁少康让他帮忙考察一个电池项目。曾毓群在深圳和专家们讨论了一整天,回来写报告称如果做电池,肯定是能出来的。经过数番详谈,曾毓群与直属上司陈棠华、SAE执行总裁梁少康合伙创立了新能源科技有限公司(Amperex Technology Limited,简称ATL),注册地在香港,首家工厂设在东莞。
ATL在美国贝尔实验室的专利基础上杀入了聚合物软包锂电池,并在2003年成功拿下了苹果的1800万个iPod电池的订单,成功打入了苹果供应链。其后,ATL的市场版图不断扩张,很快成为世界一线品牌的平板电脑、智能手机等新型电子移动设备电池的供货商。
因为国家法规限制,外商独资企业无法生产动力电池,而曾等人又看到了动力电池领域的广阔前景,于是在2011年曾毓群将ATL的动力电池业务剥离出来,在他的家乡福建宁德,成立了宁德时代新能源科技(Contemporary Amperex Technology Co., Limited,简称CATL),专注做电动汽车的动力电池。因此,CATL是一家完全中资背景的电池公司。
在CATL的崛起之路上,每一步都与政策相互呼应,稳准狠地踏在了风口,扎着技术翅膀的CATL自然好风凭借力,送它上青云。
宝马一役对于CATL犹如新人秀,有着非同寻常的意义。创立伊始,基于ATL的良好业内声誉,华晨宝马就联系CATL为宝马的一款叫“之诺”的新能源汽车提供电池方案,作为一个老牌的豪华品牌,宝马光是给宁德时代的生产标准要求文件就有800页之巨,严格的要求虽然形成了不小的压力,但也反过来促进了宁德时代进一步提升电池的生产及检测水平。宁德时代内部一位工程师提到,宝马的项目之后,电池检测工作有了明显的优化。
2015到2016年,出于对电池安全性能的关注,工信部发布了《汽车动力蓄电池行业规范条件》,相关的企业目录受到了行业的广泛关注。CATL作为第一批就被收录其中的企业自然也被各个整车企业青睐,抓住了难得的机遇窗口期,独占优势的优质电池产能结合第一波的政策利好,相继收获了吉利、北汽、上汽、东风和长安等乘用车企业的订单,开始在动力电池领域成功站稳脚跟。当年(2015年),宁德时代电池的出货量,就超过了韩国的三星和LG两位国际巨头。
此时,宁德时代的前面还站着一个在风口策马扬鞭的比亚迪。比亚迪的看家本领是磷酸铁锂电池,这种电池安全性好不易自燃、成本低但能量密度低且不耐寒冷;而宁德时代的秘籍是三元锂电池,比磷酸铁锂更耐低温,能量密度高,但缺点是寿命和安全性都不如磷酸铁锂,成本上也更高。当时的市场上,磷酸铁锂因为成本更低还要占优势一些,但总体上这两种电池算是平分秋色。但比亚迪因为自身新能源汽车的需求,基本不对外供货,而专注于电池的CATL就在2017年以12.0GWh的动力电池销量成为全球第一,反超比亚迪的7.2GWh。[24]
也正在2017年,新能源汽车的补贴政策中开始将能量密度纳入补贴标准(参见前一节),因此能量密度潜力更高的三元电池瞬间具有了一骑绝尘的优势,这是CATL第二次抓住的政策利好。
中国人讲究的“天时、地利、人和”在CATL的成长路上体现地尤为充分。但这一切,2011年的CATL还无法准确预判,在当时,他们只是牢牢抓住了一个机遇;而成功,也就是牢牢抓住了时代和命运送来的每一个机遇。
这一年,新能源汽车的风云际会,正在缓缓拉开帷幕,CATL已经作为产业链的一环拿到了这场狂欢的入场券。而小伙子们(整车厂们)也迫不及待冲进了会场,想邀请矜持的消费者们一起进入舞池。
次年,特斯拉发布了他的Model X,作为世界上第一款豪华电动SUV,“鹰翼”的车门在一段时间内成为了很多爱车小男孩小女孩的梦想。
上汽荣威正式推出了电动微型车e50,采用专为纯电动力而全新开发的整车平台,是中国首款完全意义上的纯电动汽车。
比亚迪E6已经下场,北汽新能源业已早在2009年就成立。
合资时代的受益者、突围的自主品牌、以及以dream car姿态闯入的特斯拉……属于新能源的时代已经到来,只是,将走向哪里呢?
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[24] 宁德时代发家史——从成立到第一只用了六年!_手机搜狐网 . https://m.sohu.com/a/418530729_99926108/ (accessed November 25, 2020).
来源:第一电动网
作者:郝旭
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