汽車產業是國民經濟重要的支柱產業,也是體現國家競爭力的標志性產業。近年來,隨著我國城市化進程的加快,汽車產業保持了快速發展的態勢,2009年,我國汽車產銷量已躍居世界首位。不容忽視的是:其帶來的能源短缺和環境污染問題也日趨嚴重。故而,大力發展新能源汽車不僅能有效地緩解與日俱增的能源消耗和環境污染帶來的壓力,而且是中國這樣新興產業汽車大國發揮后發優勢,實現跨越式發展的一條捷徑。
何為新能源汽車
所謂新能源汽車,狹義上講是指除汽油、柴油發動機之外所有其它能源汽車。廣義上講,是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料,但采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進、具有新技術、新結構的汽車。包括混合動力汽車(HEV)、純電動汽車(BEV)、燃料電池汽車(FCEV)、氫能源動力汽車以及太陽能汽車、醇醚汽車等。
混合動力汽車是指采用傳統燃料的,同時配以電動機、發動機來改善低速動力輸出和燃油消耗的車型。按照燃料種類的不同,又可分為汽油混合動力和柴油混合動力兩種。目前國內市場上,混合動力車輛的主流是汽油混合動力,而國際市場上柴油混合動力車型發展也很快。這種車的最大優點就是采用混合動力后可按平均需用的功率來確定內燃機的最大功率,在處于油耗低、污染少的最優工況下工作。
純電動汽車主要指采用電力驅動的汽車。其中大部分車輛直接采用電機驅動,有一部分車輛把電動機裝在發動機艙內,還有一部分直接以車輪作為四臺電動機的轉子。由于電力可以從多種一次能源中獲得,如煤、核能、光等,因而大力發展電動汽車可以解除人們對石油資源日漸枯竭的擔心。此外,電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電,使發電設備日夜都能充分利用,大大提高其經濟效益。目前,電動汽車的研究和應用已成為世界各國汽車工業的“熱點”。
燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料,通過化學反應產生電流,依靠電機驅動的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用,而不是經過燃燒,直接變成電能。從能源的利用和環境保護方面看,燃料電池汽車是一種理想的車輛。近幾年來,燃料電池技術已經取得了重大的進展。世界著名汽車制造廠,如豐田、通用等已經宣布,計劃在2012年以前將燃料電池汽車投向市場。
氫動力汽車是一種真正實現零排放的交通工具,排放出的是純凈水,具有無污染,零排放,儲量豐富等優勢,因此,氫動力汽車是傳統汽車最理想的替代方案。與傳統動力汽車相比,氫動力汽車成本至少高出20%。中國長安汽車在2007年完成了中國第一臺高效零排放氫內燃機點火,并在2008年北京車展上展出了自主研發的中國首款氫動力概念跑車“氫程”。
燃氣汽車是指用壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)和液化天然氣(LNG)作為燃料的汽車。燃氣汽車由于排放性能好,可調正汽車燃料結構,運行成本低、技術成熟、安全可靠,被世界各國公認為當前最理想的替代燃料汽車。目前,燃氣仍然是世界汽車代用燃料的主流,在我國代用燃料汽車中占到90%左右。美國的目標是,到2010年,公共汽車領域有7%的汽車使用天然氣,50%的出租車和班車改為專用天然氣的汽車。
醇醚汽車,是指以乙醇為燃料的汽車,因而又叫酒精汽車。用乙醇代替石油燃料的活動歷史已經很長,無論是從生產上和應用上的技術都已經很成熟,近來由于石油資源緊張,汽車能源多元化趨向加劇,乙醇汽車又提到議事日程。目前世界上已有40多個國家不同程度應用乙醇汽車,有的已達到較大規模的推廣。
發展新能源汽車勢在必行
近幾年,全球能源與環境的嚴峻形勢,特別是國際金融危機對汽車產業的巨大沖擊,推動世界各國加快能源戰略轉型,掀起了新能源汽車發展熱潮,在各種新能源汽車技術路線中,以純電動汽車、混合動力汽車和燃料電動汽車為代表的汽車被普遍認為是未來汽車能源動力發展的方向,已經成為世界發達國家和主要汽車制造商應對能源環境挑戰的戰略重點。對中國這個正處于城市化加速期,資源緊缺、環境污染漸趨嚴重的發展中國家而言,大力發展新能源汽車可謂是迫在眉睫!
近年來,我國汽車市場發展迅速,已成為全球第一大汽車市場。2009年,我國汽車保有量突破7000萬輛,產銷量雙雙突破1300萬輛,石油年消耗量達到1.2億噸。目前,我國人均GDP已超過3000美元,消費結構升級是必然趨勢,加之我國正處于工業化、城市化重要階段,汽車需求的快速增長難以避免。預計到2020年,我國汽車保有量將達到1.5億輛,如果全部使用化石能源,石油年消耗量將達2.5億噸,約占屆時我國石油總消耗量的55%。因此,大力發展新能源汽車是緩解我國石油短缺、降低石油對外依存度的重要措施。
新能源汽車不燃燒汽油和柴油,所使用的鋰電池是國際公認的環保電池。與傳統汽車相比,電動車在啟動時沒有污染,具有極好的環保性能。就效率而言,傳統汽車的能源轉化效率只有17%,電動車的效率是90%,即使考慮燃煤發電的效率損失,電動車的總效率也大于30%,約為傳統汽車的二倍,節能效果十分明顯。有調查顯示,全球大概25%的二氧化碳是來自于汽車的尾氣。我國如能在新能源汽車領域率先實現突破,將會改變我國在氣候變化上的被動地位,并為全球解決日益嚴重的能源環境問題做出貢獻。
發展新能源汽車是我國汽車工業發展的必由之路。新能源汽車將催生汽車動力技術的一場革命,并必將帶動汽車產業升級。據測算,新能源汽車的使用成本非常低廉。將其百公里的用電成本進行換算,電的成本僅是油的成本的25%,也就是說,使用新能源汽車僅需花四分之一的錢就可以跑到與原來相當的公里數。普通汽車,不論是手動檔的,還是自動檔的,都用變速箱變速,電動車變速是電機驅動,沒有變速箱,而且非常強勁。此外,電動車的四輪驅動,原理簡單,容易實現,且運行維護方便,不用換機油。
總之,新能源汽車代表了世界汽車產業的發展方向,是未來世界汽車產業的制高點,是世界各主要國家和汽車制造廠商的共同戰略選擇。從國家戰略的高度來審視,大力發展新能源汽車已成為我國新一輪經濟增長點的突破口和實現交通能源轉型的根本途徑。
我國新能源汽車發展現狀
早在上個世紀90年代,我國對電動汽車的研發就已開始起步。2001年,我國啟動了“863”計劃電動汽車重大專項研究,涉及的電動汽車包括3類:純電動、混合動力和燃料電池汽車。并以這3類電動汽車為“三縱”,多能源動力總成控制、驅動電機、動力蓄電池為“三橫”,從而正式建立了“三縱三橫”的開發布局。近十余年來,國家先后投入了20億元人民幣,組織了國內上百家產學研單位進行有計劃持續的電動汽車技術攻關,經過兩個五年計劃的科技攻關,我國在新能源汽車領域取得了重大進步。
在混合動力車方面,我國已有100多款各類混合動力汽車產品進入汽車新產品公告,一汽奔騰生成方案、比亞迪F3、DMA插電式方案等多款混合動力轎車進入規模化示范,關鍵零部件配套體系進展迅速,同時具有自主知識產權的混合動力商用車的新產品取得了實質突破。一汽、東風、北汽福田、南車時代、五洲龍等混合企業的公交客車,在系統集成可靠性、節油性等方面普遍得到用戶的認可。
在純電動汽車方面,我國已有50款以上純電動汽車進入汽車新產品公告,產品化、工程化技術取得快速進步,整車性能與國際水平相當。在小型純電動轎車和純電動中大型客車的性價比方面有比較優勢和國際競爭力,目前搭載大容量鋁離子動力電動客車實現了規模應用,小型純電動轎車批量出口歐美,奇瑞S18、比亞迪E6、重泰SU6等車型在2010年紛紛推向私人用戶購買、租賃用戶和出租車領域。
在燃料電池汽車方面,繼北京奧運期間示范以來,燃料電池汽車、城市客車又取得了新一輪進展,技術性能及運行可靠性明顯提高,無故障間隔里程與國外同步達到3000公里,燃料經濟性躋身世界先進行列。目前在上海世博會形成了200輛規模的世界上單一城市最大的燃料電池示范車隊,并建立了儲運、加重等示范體系。
為了進一步推動新能源汽車產業的發展,使我國由汽車生產大國變成汽車強國,2008年以來,中央領導集體高屋建瓴,多次在聽取匯報、座談會上明確指示,新能源汽車代表汽車工業的發展方向,是催生新的技術革命、帶動產業升級和建立新型戰略性產業的重要切入點和突破口,應加緊突破包括電動汽車在內的節能減排技術,積極推進新能源汽車取得實質性進展。
目前,以示范城市為載體,以用戶購車、財政補貼為主線,節能與新能源汽車相關的科技創新、產業發展、市場準入、財稅扶持等政策正在形成。各地政府也加大了投入,在北京、重慶、長春等地陸續建立了一批以整車為龍頭的區域性新能源汽車產業聯盟和產業基地,并進駐各地的高新技術產業發展區和經濟技術開發區,享受全方位的新興產業培育政策。同時,為配套十城千輛工程,中央政府已下撥節能與新能源汽車財政補助資金10億元,帶動地方、企業以及民間資本在電動汽車整車、電池、電機等關鍵零部件和基礎設施等建設方面的投資已達100億元以上。今年6月以來,十城千輛工程又新增了天津、廣州等12個示范城市,目前示范城市已達25個。
成為汽車強國五大瓶頸亟需突破
目前,我國在電動汽車領域已有一定的技術積累,同時中國還是電動汽車所需要的金屬鋁和稀土資源比較豐富的國家,有資源優勢,特別是我國汽車消費處于成長期,具有明顯的需求優勢,這些都是我國發展新能源汽車十分有利的條件。然而,正如科技部部長萬鋼所說,中國要想在未來5到10年內把新能源汽車做大做強,成為真正的汽車強國,在不斷地提升創新能力的同時,還必須做好攻堅克難的準備,努力突破一些不利的因素。具體來說,我們必須盡快突破影響我國新能源汽車快速發展的四大障礙。
第一是技術瓶頸。盡管我國新能源汽車的研發取得了很大突破,技術取得了快速的發展,但其產業化發展還面臨著許多挑戰,國內企業對關鍵技術的研發力度仍然不夠:混合動力整車的核心集成能力、動力系統優化和匹配技術有待于進一步提高;動力系統技術平臺已被整車企業所接受,但推廣工作尚需進一步磨合;基礎技術研究不足致使關鍵部件和材料尚需進口,增加了零部件和整車的成本。因此,要想做大做強新能源汽車,擁有自主知識產權的核心技術必不可少!
第二是資金瓶頸。大力發展新能源汽車,就意味著在技術攻關、示范工程、基礎設施建設都需要較大投入,盡管國家出臺了一系列優惠政策,并提供了數量不菲的財政支持,但這遠遠不夠。與傳統汽車相比,目前混合動力汽車成本要增加30%—40%,純電動汽車成本增加40%—50%,燃料電池汽車成本要增加100%以上。盡管我國新能源汽車已經在某些地區開展了商業化的示范運行,但示范范圍仍然有限,未來的3—5年中,在國家主導的大規模示范工程當中,還需要國家資金的大量投入。
第三是人才瓶頸。近年來,我國新能源汽車產業的整體實力有了很大的躍升,特別是在科技人力資源方面已經形成了一支優秀的隊伍,但這支隊伍還遠遠不能滿足新能源汽車產業的快速發展。此外,由于新能源汽車不同于傳統的燃油汽車,故而其管理模式也與之大相徑庭,從而導致新能源汽車的管理人才也十分缺乏。對于當前正處在推動新能源汽車技術進步與產業化進程的中國汽車工業而言,要在激烈的國際競爭中掌握戰略主動、實現發展目標,就必須培養和吸引大批國際一流技術人才和管理人才,吸引更多高層次留學人才回來,以人才推動科技進步,推動產業發展。
第四是價格瓶頸。汽車企業對新能源汽車產業政策呼聲最高的就是補貼問題,從目前的消費情況來看,新能源汽車的消費基本集中在政府采購,盡管奇瑞和比亞迪等汽車企業也推出了面向個人銷售的新能源汽車,但由于面向個人購買新能源汽車的補貼政策遲遲未能出臺具體細則,面向個人的新能源汽車消費還難以打開局面。之所以補貼政策至關重要,主要還在于目前的新能源汽車售價過高,對普通個人消費者而言,可能更傾向于購買油動力車。
最后要突破配套設施缺乏,售后維修力量薄弱的瓶頸。插電式混合動力汽車、純電動汽車都需要建立充電站設備,我國目前僅有少數城市,如上海、深圳建立了幾個試驗性充電站。一旦新能源汽車,尤其是純電動車大規模上市,如此少的充電基站肯定會影響消費者的購買心理。由于新能源汽車正處于發展的初級階段,市場上很少有專業的的維修人員和維修店面。專業維修人員的缺乏會導致新能源汽車的售后服務滯后,這必然會影響新能源汽車的發展。因此,加大配套設施建設,盡快培養專業化的售后服務隊伍,對我國新能源汽車的發展大有裨益。
盡管新能源汽車面臨著諸多難題,但新能源汽車代表著世界汽車產業未來的發展方向。“前途是光明的,道路是曲折的”,相信隨著技術進步和配套的逐步完善,我國新能源汽車將迎來發展的春天。