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1、其身正,不令而行;其身不正,虽令不从。论语万两黄金容易得,知心一个也难求。曹雪芹新能源汽车技术发展研究报告2018 年 10 月穷则独善其身,达则兼善天下。孟子以家为家,以乡为乡,以国为国,以天下为天下。管子牧民目录1.燃油车 Vs Prius Vs Model 3,买谁?.42.依托”失败框架”理论展开本文研究.43.寻行业规律 技术创新引发产品替代.53.1.蒸汽机 内燃机 电动机描绘行业发展路径.53.2.车辆性能与节能环保推动两次技术创新.73.2.1.车辆性能成就了蒸汽机到内燃机的延续性技术创新.73.2.2.节能环保兴起了内燃机到电动机的破坏性技术创新.83.3.优势竞争引发两次新
2、旧产品替代.83.3.1.绝对优势保证了内燃机车相对迅速替代蒸汽车.83.3.2.相对优势将注定电动车相对缓慢替代内燃机车.94.析行业现状 第二次创新与替代正在加速.134.1.历史规律演绎出两股新势力.134.1.1.延续性技术创新的混合动力是内燃机的改良者.134.1.2.破坏性技术创新的纯电动将是内燃机的革命者.144.2.全球车企“军备竞赛”,中国市场成为焦点.164.3.资本推动技术进步,电池成本下降速度加快.185.推行业趋势 两种替代模式交叉进行.195.1.国家层面:中国欧洲更易 EV,日本美国更易 PHV/HV.195.2.企业层面:老牌企业多元化,新兴企业聚焦 EV.22
3、5.3.消费者层面:EV 从非主流到主流替代,PHV/HV 直接主流替代.236.作投资建议 坚定看多新能源整车,寻觅未来明星车型是核心.24图表目录图 1:破坏性技术逆袭主流市场的路径.4图 2:世界汽车发展规律.5图 3:20 世纪初英国运营的公共蒸汽汽车.6图 4:20 世纪 60 年代前内燃机技术进步历程.6图 5:蒸汽机的原理构造图.7图 6:未来全球石油可使用年限预计仅有 50 年左右 .8图 7:交通运输部门消耗的石油占总量比例 50%+(每日百万桶).8图 8:全球交通运输部门对二氧化碳总量的贡献度超过 23%.8图 9:内燃机汽车对交通运输部门的二氧化碳贡献度超过 73%万桶
4、).8图 10:内燃机相对迅速替代蒸汽机汽车的原理图.8图 11:1990-1930 年美国汽车产量趋势.92/26好学近乎知,力行近乎仁,知耻近乎勇。中庸老当益壮,宁移白首之心;穷且益坚,不坠青云之志。唐王勃图 12:福特 T 型车问世后带来价格下降,销量迅速提升.9图 13:纯电动相对缓慢替代内燃机的原理图.9图 14:相比内燃机,混合动力和纯电动汽车能量转换率均更高(%).10图 15:相比内燃机,混合动力和纯电动汽车二氧化碳排放量均更低(g/km).11图 16:电动汽车的电池技术发展历程.11图 17:锂离子电池引发爆炸的原理.12图 18:锂电池生产过程的成本分析图.12图 19:
5、延续性技术创新(混合动力)的特征(红色背景部分).13图 20:丰田普锐斯混合动力(含插电)2004 年以来累计销量一直稳步上升.14图 21:破坏性技术创新(纯电动)的特征(红色背景部分).14图 22:比亚迪 e6 自 2012 以来的销量变化情况.15图 23:北汽新能源自 2012 以来的销量变化情况.15图 24:目前已有 6 个国家明确禁售燃油车时间表.16图 25:全球新能源汽车正在快速提升.17图 26:纯电动 EV 在新能源汽车占比快速提升.17图 27:中国 EV+PHV 销量保持高速增长.17图 28:中国占全球 EV+PHV 比例逐年上升.17图 29:全球动力电池需求
6、量快速增长.18图 30:国内动力电池需求量快速增长.18图 31:免征购置税车型目录统计下 EV 车型平均能量密度上升.19图 32:福特 T 型车问世后带来价格下降,销量迅速提升.19图 33:石油对外依赖程度:日本中国欧洲美国.20图 34:美国汽油零售价变化趋势(美元/L).20图 35:日本汽油零售价变化趋势(日元/L).20图 36:欧洲(以德国为例)汽油和柴油走势(欧元/L).20图 37:中国汽油零售价变化趋势(元/L).20图 38:石油对外依赖程度:日本中国欧洲美国.21图 39:日美欧均致力于 Nox 和 PM.21图 40:日美欧均致力于 CO 和 HC.21图 41:
7、大众/丰田/通用相互角逐世界前三位置.22图 42:大众全球销量最核心依靠中国市场.22图 43:丰田全球销量核心依靠美国和日本市场.22图 44:通用全球销量核心依靠美国和中国市场.22图 45:未来新能源汽车替代路径理论推演.24表 1:电动汽车四个阶段发展历程.6表 2:内燃机、混合动力与纯电动燃油经济简单测算(保守情景).10表 3:能量密度、电池容量与电池重量关系及测算.11表 4:特斯拉已上市四款车型的主要参数信息.14表 5:全球主要车企未来新能源汽车销量规划统计.17表 6:全球主要车企未来新能源车型规划.23表 7:全球新能源汽车销量预测(单位:万辆,未包含商用车).243/
8、26丈夫志四方,有事先悬弧,焉能钧三江,终年守菰蒲。顾炎武百川东到海,何时复西归?少壮不尽力,老大徒伤悲。汉乐府长歌行1.燃油车 Vs Prius Vs Model 3,买谁?作为一个消费者,所处当今时代是如此的幸运。论买车而言,选择非常多。动力来源上,是燃油车,还是混合动力(普混或插电),还是纯电动?品牌上,是大众丰田福特等老牌车企,还是特斯拉等新兴企业,还是上汽荣威等中国品牌车企。从全球视角看,汽车消费市场存在三个现象。燃油车(大众为代表)深入人心。自 1908 年美国福特公司生产了世界上第一辆 T 型车,1913 年开始实现流水线生产,内燃机逐渐进入普通家庭,经过上百年的发展,汽车是燃油
9、的观念已经根深蒂固。普锐斯(Prius)创造的奇迹:日本丰田是世界上混合动力技术最成熟的企业,1997 年上市了全球第一辆普通混合动力汽车 Prius 一代(普锐斯),2000 年开始进入北美和欧洲市场,2004 年推出了普锐斯第二代,2009 年推出了普锐斯第三代(插电混合动力),2015 年推出了普锐斯第四代。目前丰田混合动力车型累计销量超过 1000 万辆。特斯拉(Tesla)引发的热潮:硅谷传奇人物 Elon Musk 和 SpaceX 的创始人艾龙马斯科于 2003 年成立了特斯拉汽车(Tesla Motors),作为美国第一家上市的纯电动汽车独立制造商,先后推出了 Roadster
10、,Model S,Model X 和 Model3 等明星车型。那么问题来了,如果您未来 5-10 年买车,会买谁?普通燃油车(比如大众途观),还是插电式混合动力(比如丰田普锐斯),还是纯电动(比如特斯拉 model 3)?本篇报告企图解决的核心问题是:站在未来 5-10 年时间维度,全球视角下,新能源整车是否值得看好?混合动力(含插电)/纯电动与燃油车的关系究竟如何演变?特别提示:为了更加聚焦于 EV/PHV/HV,本文讨论范围暂不考虑燃料电池2.依托”失败框架”理论展开本文研究倘若我们稍微留意,便可发现历史上不停上演着曾经被誉为管理优良的行业领先企业最后却走向了衰退的悲剧。比如过去几十年里
11、曾被誉为世界上管理最为灵活的美国最大私人零售企业西尔斯罗巴克却被后起的维萨和万事达公司取代了领先地位,在高科技主导的计算机领域这样的案例更比比皆是,就连在挖掘机行业,原先的 30 家缆索挖掘机制造商只有 4 家成功渡过了长达 25 年的液压挖掘技术转型期。克莱顿教授从技术创新出发,以“失败框架”的独特视角给予了我们答案:放弃破坏性技术创新是大企业失败的罪魁祸首。“失败框架”的三大发现是:1)破坏性技术创新比延续性技术创新对大企业的杀伤力更大;2)技术进步的步伐要快于市场性能需求增长的步伐;3)成熟企业并不喜欢投资 ROE 低的破坏性技术创新项目。失败的核心机制是:一开始,行业内成立较早的成熟企
12、业依靠老的技术占领了市场领先地位,后来,市场出现了一项破坏性技术,也诞生一批新兴企业利用该技术开发出新产品。但此时新产品的性能远低于主流市场的成熟产品,却通常具备更可靠、更便捷和更便宜三大特点,新产品首先通过侵占边缘市场,化劣势为优势,来实现商业化,然后依靠技术进步带来性能改善逐步达到主流市场的性能需求,这时新老产品的原有性能差距会消失,消费者选择产品的关注点发生了变化,市场竞争的基础也相应发生了变化,新产品的绝对优势也开始彰显,并逐步去占领主流市场。而整个过程中成熟企业却固守原有主流市场消费者的性能关注点和坚持股东财富最大化,一般会放弃投资 ROE 低的破坏性技术创新所生产的新产品,而是选择
13、持续性技术创新去改善现有产品的原有性能,但当消费者的关注点不再是以前的性能需求时,老产品的优势便丧失殆尽,成熟企业的市场便拱让给新兴企业了。图 1:破坏性技术逆袭主流市场的路径4/26非淡泊无以明志,非宁静无以致远。诸葛亮其身正,不令而行;其身不正,虽令不从。论语主流市场A边缘市场BAB市市场技术 2场所所确确技术 2定定的技术 1的性性能能时 间破坏性技术S曲线资料来源:创新者的窘境,互联网以“失败框架”之鉴,Prius 是混合动力技术的最佳代表,相比内燃机技术是一项延续性技术创新,是汽车行业成熟企业优先选择的路径;Tesla 是纯电动技术的闪亮之星,相比内燃机技术是一项破坏性技术创新,是汽
14、车行业新兴企业优先选择的路径。两种技术创新能否替代内燃机技术?三者关系如何演变?本文研究思路:依托克莱顿教授的“失败框架”为理论基础,首先梳理了汽车行业历史并总结出发展规律,其次用行业现状去验证发展规律,然后用发展规律去推衍行业未来发展趋势,最后提出行业的投资建议。3.寻行业规律技术创新引发产品替代技术创新与产品替代演绎汽车行业发展规律。汽车行业经历着蒸汽机内燃机电动机的技术创新路径:追求车辆性能成就了内燃机替代蒸汽机(第一次)的延续性技术创新,因具备绝对优势直接进入主流市场,替代速度相对迅速;追求节能环保兴起了电动机替代内燃机(第二次)的破坏性技术创新,因起初只具备相对优势须通过边缘市场到主
15、流市场的逆袭,替代速度将相对缓慢。3.1.蒸汽机内燃机电动机描绘行业发展路径动力能源的不断技术创新谱写了人类交通工具发展史,汽车行业经历着蒸汽机内燃机电动机的发展路径。纵观人类交通工具,无论轮船、火车、飞机还是汽车,都经历着动力能源的技术创新,不同的是动力能源替代的速度有快有慢。根据动力能源的不同,我们将汽车历史分为三个阶段:蒸汽机时代(18 世纪 60 年代20 世纪 20 年代)、内燃机时代(19 世纪 70 年代预计 21 世纪中叶)和电动机时代(20 世纪 70 年代)。图 2:世界汽车发展规律动力来源电电动机时代第二次技术创内燃机时代油j节能环保第一次技术创新蒸汽机时代车辆性能煤18 世纪 60 年代19 世纪 70 年代20世纪 70年代2013未来时间资料来源:互联网蒸汽机时代(18 世纪 60 年代20 世纪 20 年代):汽车早期探索时期5/26