目前,中國已經成為汽車生產大國,但還不是一個汽車強國。在大力倡導低碳城市化的今天,為了降低對化石能源的依賴,減少對環境的污染,世界各國不約而同的把汽車的動力聚焦在了清潔能源——電能。汽車工業的這場動力技術革命,不僅能在很大程度上緩解世界,尤其是我國工業化、城市化和機動化過程中的能源安全與環境保護問題,也為中國汽車企業的技術追趕提供了絕佳的歷史性機遇。可以預見,隨著中央和各級政府對電動汽車研發和投入的進一步加大,將明顯加速其產業化的步伐,它將成為我國又一重要的新興產業,也將圓13億國人的汽車強國夢!
重新崛起的電動汽車
所謂電動汽車,是指以車載為動力,用電機驅動車輪行駛,符合道路交通、安全法規各項要求的車輛。它一般采用高效率充電電池,或燃料電池為動力源。電動汽車雖然是近幾年才出現在大眾視野的新名詞,但其本身卻擁有較長的歷史。
早在1873年,英國人羅伯特·戴維森(Robert Davidsson)就制造了世界上最初的可供實用的電動汽車。這比德國人(Gottlieb Daimler)和(Karl Benz)發明汽油發動機汽車足足早了10年以上。
戴維森當年發明的電動汽車是一輛載貨車,使用鐵、鋅、汞合金與硫酸進行反應的一次電池。其后,從1880年開始,應用了可以充放電的二次電池。從一次電池發展到二次電池,這對于當時電動汽車來講是一次重大的技術變革,由此電動汽車需求量有了很大提高。
在歐美,電動汽車最盛期是在19世紀末。1899年法國人考門·吉納駕駛一輛44kW雙電動機為動力的后輪驅動電動汽車,創造了時速106km的記錄。
進入20世紀以后,由于技術的不斷進步,1908年美國福特汽車公司T型車問世,以流水線生產方式大規模批量制造汽車使汽油機汽車開始普及,致使在市場競爭中蒸汽機汽車與電動汽車由于存在著技術及經濟性能上的不足,使前者被無情的歲月淘汰,后者則呈萎縮狀態。
20世紀末期,隨著能源危機的進一步加劇和環境污染的加重,美國、日本、歐洲等主要汽車生產國實施了一系列政府計劃,以支持發展新能源汽車。經過十幾年的探索,以實現汽車電動化為最終解決方案的技術路線日益清晰,相關技術和產業取得一定進展,全球汽車工業孕育著一場重大技術革命。金融危機爆發后,以美國為代表的汽車生產大國,將發展電動汽車作為經濟刺激計劃的重要組成部分,加大了政府支持的力度,以期達到搶占國際競爭制高點、恢復經濟增長、保障能源安全、應對氣候變化的多重目標。可以預見,政府的強力支持,將明顯加速產業化的步伐,電動汽車將成為全球重要的新興產業。
相比街頭的傳統動力汽車,電動汽車具有無可比擬的優點:它本身不排放污染大氣的有害氣體,即使按所耗電量換算為發電廠的排放,除硫和微粒外,其它污染物也顯著減少。由于電廠大多建于遠離人口密集的城市,對人類傷害較少,而且電廠是固定不動的,集中的排放,清除各種有害排放物較容易,也已有了相關技術。由于電力可以從多種一次能源獲得,如煤、核能、水力等,因此電動汽車可以解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。
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。有研究表明,同樣的原油經過粗煉,送至電廠發電,經充入電池,再由其驅動汽車,其能量利用效率比經過精煉變為汽油,再經汽油機驅動汽車高。因此大力發展電力汽車有利于節約能源和減少二氧化碳的排量。正是這些優點,使電動汽車的研究和應用成為當前世界汽車工業的一個“熱點”。
小汽車 大戰略
中國汽車工業協會最新統計數據顯示,今年前8個月,我國汽車銷售近1200萬輛,同比增長超過39%。預計全年中國汽車銷售將達1700萬輛。這意味著中國新車銷量,已達到美國的歷史最高水平了。
在中國汽車業產銷兩旺的時候,令我們長期甩不掉的一個隱憂就是,在13億人口的大國轎車進入家庭正方興未艾之際,日益嚴峻的能源短缺和環境染污染問題如何解決?
相關統計數據顯示,自1993年起,我國由石油凈出口國變為凈進口國,石油對外依存度逐年提高。2002年我國石油對外依存度竄升到25%,2007年中國一舉成為繼美國、日本之后的第三大石油進口國,2008年石油對外依存度已驟升至51.4%。而且,在未來較長時間我們還處于能源需求旺盛的增長期。
國務院發展研究中心產業部部長馮飛曾在一次能源論壇上指出,到2020年,按最低方案預測,中國石油消耗總量將在4.5億噸,界時,石油對外依存度將高達60%。
相關統計數據顯示,當前汽車耗油約占我國石油消費量的三分之一,預計到2020年我國汽車保有量將達到1.5億輛。假設新能源汽車屆時占汽車保有量的20%,約3000萬輛,年可以節約石油5000萬噸,相當于大慶油田一年的產量……
隨著汽車數量的飛速增加,我們不得不面臨另一個問題:環境污染。有數據顯示,全球大概25%的二氧化碳是來自于汽車尾氣;在我國北京、上海等大城市,50%的空氣污染也是來自于汽車尾氣排放。通過采用新能源和節能技術,減少汽車的耗油量,減少溫室氣體和鉛化物的排放,既是節能減排的需要,也是實現可持續發展的重要保證。
本土石油資源的短缺、快速增長的進口、高昂的油價和能源生產與使用造成的污染,使我國在能源與環境方面面臨有史以來最大規模、最為嚴峻的挑戰。實際上,就減少對國外石油依賴和減少溫室氣體排放的緊迫性而言,我國絕不亞于美國。
面對如此嚴峻的形勢,為了實現可持續發展和節能減排的目標,中央明確提出要大力支持新能源汽車,尤其是電動汽車的發展。國務院發展研究中心在“培育新一輪經濟增長的產業支柱與建設經濟長期發展的體制環境”課題報告中提出,電動車的發展已演變成一場全球性的爭奪未來汽車產業制高點的競爭,政府部門和企業對后續開發和產業化應有足夠的緊迫性。
工業和信息化部副部長苗圩在近日召開的電動汽車產業發展戰略研究課題匯報會上表示,我國電動汽車產業的發展,應緊跟國際汽車產業發展的潮流和趨勢、突破能源和環境瓶頸制約、提升我國汽車產業競爭力、促進我國由汽車大國向汽車強國跨越。大會明確了我國電動汽車發展的戰略定位,研究提出了電動汽車產業發展戰略選擇、技術路徑、發展目標以及實現戰略目標的任務和措施。
由此,大力發展電動汽車上升為國家戰略!這也正如著名經濟學家吳敬璉所說,從長遠看,圓13億中國人的“汽車夢”應寄希望于電動汽車。
中國具備發展電動汽車的先天優勢
早在十五時期,我國便制定了新能源汽車科技規劃,863項目為此專門投入20億元研發經費。200余家整車及零部件企業、高校、科研院所,以及3000多名的科研人員直接參與了電動汽車的專項研發。
歷經十余年的發展,我國電動汽車的研發取得明顯進展。已形成約1800項專利,并開發出了多款電動汽車樣車。目前,共有48個型號的各類電動汽車獲得機動車新產品公告,其中,比亞迪、奇瑞、長安等企業的插電式和油電混合動力汽車已具備上市銷售的條件,天津清源公司開發的純電動轎車累計出口美國、歐盟1300輛以上。全球規模最大的新能源汽車應用試驗示范計劃,自今年起在全國13個城市逐步推進。
客觀地講,在我國整個工業體系中,電動汽車是為數不多的具備一定技術能力的產業領域。在電動汽車的三大關鍵技術方面,我們具備了一定的研發能力和加快推進產業化的條件,基本有能力依靠技術創新實現電動汽車的產業化,在電動汽車領域實現跨越式發展。
在此次世界汽車業轉型升級潮流中,中國之所以能與世界同步,甚至在某些方面走在世界的前列,就在于國家重視,技術研發早,基本掌握了電動車生產的核心技術。眾所周知,研發電動汽車,最為核心的關鍵技術有三個,首先是電池,其次是電機,最后是控制系統。其中電池最為關鍵,其成本和性能直接決定著電動汽車的產業化、商業化進程。
在電池方面,我國研發的電動汽車電池與日本、美國、德國等國際先進水平比較,總體水平相當,比亞迪、力神、雷天等企業開發出的鎳氫和鋰離子兩種類型、多個系列的車用動力電池,能量密度、功率密度等主要性能指標居國際先進水平。電催化劑、復合膜、雙極板等關鍵材料也取得重要進展。近一段時間,中信國安盟固利、比亞迪等企業已投資10多億元,建設磷酸鐵鋰或錳酸鋰動力電池的生產能力,比克、力神、北大先行、威利克、寰宇、海霸、萬向等企業也在加快投資。汽車用動力電池開始由研發進入到產業化階段,并出現了加快發展的勢頭。
在電機方面,我國電機工業規模大,車用電機產業化起步較早,與國際先進水平差距不大。目前,我國電機產業規模居全球首位,中小型電機約有300個系列,1500個品種,產品量大面廣。近年來,隨著電動汽車的發展,國產電動汽車電機性能有了很大提高,科學院電工所、華中科技大學、中船712所等單位開發的車用電機取得重要進展。自主開發的車用電機,重量比功率超過1300瓦/千克,最高效率達到93%,居國際水平。部分產品已應用到我國主要汽車生產企業的電動汽車中。
在控制系統方面,盡管在系統功能的完備性、狀態估計的準確性、工程應用的可靠性上與豐田、本田等企業相比還存在明顯差距,但在國內很多高校、科研院所和企業積極的推動下,目前已取得很大突破。
此外,我國還具備其他一些國家不具備的資源和人力資本優勢。電動汽車的動力電池需要很多礦產資源,包括鋰、鋁箔、銅箔、稀土等資源。我國是世界鋰資源第三大國,而且資源分布比較集中,鹽湖鹵水鋰主要分布在青海、湖北,工業儲量占52%,礦石鋰集中分布在四川、江西、湖南、新疆四省區,占全國儲量的98%。我國稀土永磁材料資源量居世界首位,占世界總儲量的一半,稀土產品產量占世界市場的90%以上。由此可見,相對于美、日而言我國發展電動汽車更有資源優勢,并不會出現嚴峻的資源供應安全問題。
電動汽車的價格決定著其商業化的進程,而電池成本又是影響電動汽車經濟性的最關鍵因素。我國人口眾多,再加之勞動力成本較低,目前國產車用動力電池已顯示出了較明顯的成本優勢,部分企業能量型動力電池成本僅是日、美企業的一半左右。盡管日、美等國制定了大幅度削減電池成本的計劃,屆時我國仍將保持成本優勢。這就意味著,我國電動汽車的商業化有條件加速推進,并以成本優勢實現大規模出口。
實現汽車強國夢仍需時日
盡管我國在電動汽車的研發上起點較高,并取得了一定的成績,但仍有一些薄弱環節亟需加強,如動力電池的一致性、穩定性;控制系統中關鍵部件IGBT(功率開關元件)的差距較大,國際上只有少數幾家企業具有研發和生產能力,國內需求基本依靠進口。因此,實現電動汽車對傳統汽柴油汽車的大規模替代,并最終成為一個汽車強國,將是一個較長的過程,可能需要十年甚至更長的時間。
縱觀歷史,每一次產業技術革命,必然引發利益格局的大調整以及產業鏈的重構,尤其是我國汽車企業在技術能力、經濟規模等方面不具優勢,在電動汽車發展中就不如美、日等國的汽車企業起到支配作用,這樣,發展電動汽車帶來的誘惑,就容易形成一哄而上、良莠不齊的局面,這在過去新興產業發展中曾有十分慘痛的教訓。事實上,目前已出現了電動汽車熱、電池熱的苗頭,“電池企業上汽車,汽車企業上電池”,投資沖動十分強烈。這尤應引起相關部門重視。
華南理工大學交通學院教授羅玉濤表示,總體而言,我國電動汽車當前的發展情況是積極的,但需加以引導和規范。其方式除了標準和準入政策等手段外,還需要關注我國重視不夠、發展滯后的產業聯盟方式。他說,上世紀九十年代初,美國就組建了針對新能源汽車的產業聯盟——USCAR,旗下包括先進電池聯盟(USABC)在內數量眾多的分聯盟,目前實施的插電式混合動力汽車發展政府計劃,主要借助聯盟加以實施,政府資金也重點支持聯盟,力圖通過提高組織化程度實現超越日本的目標。
2009年,中國汽車工業協會組織上汽、一汽、東風、長安等10家汽車企業在內的“TOP10電動汽車聯盟”(即國內銷售額前10大整車企業的聯盟),旨在協調國內電動車的技術開發與標準制定。今年8月18日,在國務院國資委牽頭下,16家央企組成“央企電動車產業聯盟”,聯手進軍電動車產業。另外,北京、重慶等地的相關企業,也都組建了電動車產業聯盟。這對中國電動汽車未來的發展無疑是一個好消息。
著名經濟學家吳敬璉表示,新能源汽車競爭的核心是技術的突破。政府和企業關注的重點必須聚焦于掌握核心技術,建立自主知識產權,并在此基礎上推進產業化。絕不應急于搶先從國外買進關鍵零部件拼出幾輛汽車造勢,制造一場“虛熱”,打亂國家戰略全局。在這樣一個重大技術突破的關鍵時刻,政府應以更大的力度支持“三縱三橫”競爭前的技術開發,毫不放松地緊跟世界前沿技術,力爭較快地順利渡過產業化這一關。
此外,他還指出,政府應發揮財政補貼、完善配套基礎設施、引導公眾樹立節能環保消費觀念等作用,并在稅收,信貸和研發投入上加大對電動汽車的支持力度,從而助推我國汽車產業把握此次提升民族品牌的新機遇,鑄造中國汽車強國之夢。