GMT产业:新能源汽车的发展现状及其展望
[2015-07-06]
全球汽车产业经过近几年的快速发展,汽车产量和保有量分别从2000年的5837.42万辆、7.5亿辆快速增长为2012 年的8414.12万辆、10多亿辆(见图1和图2)。10多年来,全球汽车产量年均增长率达3.7%。根据Wardsauto,从1970年开始,全球汽车总量接近每15年增加1倍,预计到2050年全球汽车总量达25亿辆。中国社科院发布的《中国汽车社会发展报告2012—2013》预计,到2013年第1季度,中国私人拥有汽车总量将过亿。汽车产业在拉动全球经济快速发展、推动社会进步方面都具有重要的作用。
图12000-2012年全球汽车总产量和同比变化率
图22000-2012年全球汽车保有量
然而,问题接踵而至,汽车工业的急速发展和保有量的快速增多直接引发了许多环境和能源问题,有关汽车污染的数据见图3。
图3有关汽车污染的数据统计
机动车对PM2.5的排放量占其总量的很大一部分(其中冬季高达38%),可见汽车对环境的污染之大。在能源方面,国际能源组织(IEA)的统计数据表明,世界57%的石油在交通领域使用(中国接近40%),2012年,我国进口原油2.85亿t,对外依存度达到了58.7%。以石油为主的化石类资源的紧缺性和非再生性,与日益增加的世界汽车保有量之间的冲突将日益尖锐。但是,我们并不能因为环境和能源的问题而遏制汽车业的发展,而环境与能源的问题又不能不去解决,此时,新能源车以其能量转化效率高、环境污染小等优点发挥了其不可替代的作用。
1新能源汽车的定义
随着环境与能源问题的日益突出,新能源汽车引起了越来越多人的关注,不同国家对于新能源汽车的定义是不同的。我国工信部在2009年发布的《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》,将新能源汽车定义为:采用非常规车用燃料作为动力来源(或使用常规车用燃料、采用新型车载动力装置),综合车辆的动力控制和驱动方面的先进技术,形成的技术原理先进、具有新技术、新结构的汽车。美国通常称新能源汽车为“代用燃料汽车”,日本称新能源汽车为“低公害汽车”。
2新能源汽车的优势
新能源汽车在使用过程中是节能、环保和低成本。如就能量利用率来说,混合动力汽车为90%左右,而传统汽车为50%~60%,而且油耗节省达20%~40%,尾气污染也减少近50%。电动汽车在使用时没有污染,有极好的环保性能。能量转化效率方面,传统汽车约为17%,而电动汽车的能源转化效率与发电时的效率损失综合后,仍高达30%,约为传统汽车的两倍,节能效果显而易见。而且因为电的成本仅是油的1/5,故新能源汽车的使用成本很低。
再拿燃料电池汽车来说,燃料电池汽车在汽车减排技术方面被认为是最可行的,能够有效的解决全球气候变暖问题。据估算,使用一辆氢燃料电池汽车代替传统汽车,每年可以减少排放5~7t温室气体,而对于公交车来说,使用燃料电池每年每辆公交车可减少排放94~95t温室气体。NAS预计,如果氢燃料电池车在被市场接受过程的中能够很顺利的话,那么在40多年后,小型车基本能够不排放污染气体,全球气候变暖问题将得到有效的解决。
3国内外新能源汽车的发展现状
新能源汽车在很多国家和地区都得到推广。为了推动新能源汽车产业化发展,各国都在竭尽所能,出台一系列政策与措施,同时也取得瞩目的成绩,当然,问题和不足之处的存在是在所难免的。
3.1新能源汽车的政策
各国政府和汽车公司均把新能源汽车看做汽车产业将来的主要发展方向,许多国家也都制定了对新能源汽车的激励性政策,用以促进新能源汽车技术的研究和应用。表1是国内与其他汽车生产大国的新能源汽车产业政策的对比。
3.2新能源汽车的研究思路
国外对新能源汽车的研究大都是偏向于一种类型,如欧洲主要研发的是生物能源汽车,日本重点开发的是混合动力汽车,美国重点开发的是燃料电池汽车。
研发2009年,国务院原则通过汽车产业振兴规划,安排100亿元用于促进新能源汽车及关键零部件产业化。2012年7月《节能与新能源汽车产业规划(2012-2020)》出台2008年,德国政府拨款1500万欧元用来发展一项混合动力汽车计。2009年美国拨款20亿美元用于汽车电池技术等方面的研发和配件产业的发展
消费补助2010年6月出台的《关于开展私人购买新能源汽车补贴试点的通知》。2010年6月发布《关于印发“节能产品惠民工程”节能汽车推广实施细则的通知》日本给予购买电动汽车的消费者50%的补贴(与同级传统车差价)。美国2005年通过《能源法案》,购买新能源汽车可享有一定的税收减免
市场2008北京奥运会期间,政府投入使用了500多辆新能源汽车。2013年7月,国务院常务会议要求政府公务用车、公交车要率先推广使用新能源汽车欧盟开放公共采购,拿本地16%的公共采购资金购买新能源车辆。美国政府于2005年设立了联邦政府车队购车专项款不同点引导方式2013年9月17日《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》,主要是给予消费者资金补贴,手段较为单一美国2005年的《能源法案》消费者除享受大数额的资金补贴外,还享有抵税的优惠。欧洲,除财政补贴和税收优惠外,还包括以CO2排放量为标准的奖罚政策对于我国来说,由于缺少创新性,最终陷入了引进—学习—再引进的怪圈,技术方面总是落后于一些汽车生产强国。因此,中国政府希望通过增加新能源汽车这一产业的竞争力,来摆脱中国汽车产业尴尬的处境,故确立了包含新能源汽车生产三大关键技术的“三纵三横”的研发格局。
在国外,相关产业除了加强新能源汽车本身技术研发外,还会涉及新能源汽车相关基础设施及其产业化问题的研究。如2006年日本政府拨款199亿日元用来支持燃料电池及相关技术的开发,并在燃料电池产业化实验上投入33亿日元。此外,国外还涉及到一些主要配件合理性的研究,如电动汽车的节能水平受到整车总重和电池重量等的直接影响,为了促进节能减排,美国《清洁空气法修正案》和《能源政策法》提出,由汽车整车重量和油耗改善率的水平来决定新车型的减税额度。
3.3已取得的成就
目前“低排放”的混合动力汽车已进入大规模产业化阶段,在当前新能源汽车市场上占据主导地位。“零排放”纯电动汽车的批量生产时间已提前到2015年,比原来预计的时间提前10年至15年。
在2010年第25届世界新能源车展上,大众旗下的高尔夫、朗逸及途锐;日系中的丰田普锐斯和本田Insight;自主车型的长安奔奔纯电动版,荣威E1及比亚迪F3DM,还包括了豪华版的宝马7系混动版和凯
迪拉克凯雷德混动版,这是最受关注的十款车型。2013年7月出现在长春车展中的,除了技术成熟的合资品牌混动外,还有许多正在蓬勃发展的自主品牌纯电动和CNG双燃料产品,例如红旗H7 PHEV和广汽丰田凯美瑞尊瑞等。
综合它们的最高车速,最大行驶里程,百公里能耗等等数据,再参照德国联邦统计局的统计数据:60%的工作人员的出行方式为自驾,其中大约45.8%单程驾驶路程不到10km,28.1%的人单程驾驶路程在10到25km之间,仅16.2%的人单程驾驶路程大于25km。可以看出,新能源汽车的基本性能已经可以满足大部分驾车一族的要求。
我国从事研究和生产混合动力客车的公司有30多家,目前已成功研发多款轿车、客车及客车底盘。据CAAM统计,2012年中国市场共销售新能源汽车1.2万多辆,其中纯电动汽车接近1.1万辆,而仅2013年上半年新能源汽车的产销量就为1.63万辆。到2012年底,629款推荐车型被列入新能源汽车示范推广工程,总产量为2.74万辆,其中私人购买4400辆,试点城市中148座充换电站,807个充电桩已经建成。2012年是“十城千辆”工程的收官之年,作为示范城市之一南通市,在线运营的150辆节能与新能源城市公交车情况良好,还有3个大型车辆充电位、10个小型车辆充电位已建成。
再看看国外的一些汽车产销大国的情况,电动汽车方面,2012年全球共销售电动车11.3万辆,与2011年总销量4.5万辆相比,增长率为151.1%,其中美国2012年销售量为52835辆,占整个乘用车市场的3.38%,与2011年相比,销售量增长了几乎两倍,日本2012年前3季度销量为17513辆,比2011年增加了8896辆,增长率为103.24%;混合动力汽车方面,2013年数据显示,全球混合动力汽车总销量已超570万辆,其中普锐斯系列车已经成了累计销量超过300万辆的“普及车”。德国宝马集团2013年7月推出全球首款豪华电动汽车BMWi3,车重1250kg,比传统车型轻了400多kg。
3.4存在的问题及解决方法
在各个国家的大力发展下,一些技术方面已取得了辉煌的成就,但新事物的发展不可能一帆风顺,在研究和推广的过程中,出现一些问题和不足是在所难免的。从一项关于人们更注重新能源汽车的哪一方面的调研中得出,安全性是消费者最为关心的,其次是售后服务和零配件售价。从这可看出,新能源汽车的安全性还存在问题,关键部件和配套设施并不够完善,这些,都需要增加对新能源汽车的研发投入,以便改进其性能。
我国新能源汽车产业进入了一个新的发展时期,但从新能源汽车的科研投入和市场方面考虑,我国的新能源汽车生产要想实现规模化、产业化,还面临着一些瓶颈难题。
(1)研发成本较高,科研投入不足。虽然我国在新能源汽车方面的投入逐渐增加,但相比于国外,还是显得有些落后。需要加大研发投入,给予必要的资金支持。
(2)关键性技术缺失,研发力度不大,没有掌握核心零部件技术。国内相关企业对关键技术的研发投入不足:电池技术、电机技术和控制技术有待进一步发展。可以通过加大关键技术的研发力度,加强企业之间技术联系,寻求突破。
(3)配套设施不健全,充电站等建设缓慢。在基础设施建设方面,新能源汽车面临的困难程度远远大于传统汽车,因为建设充电设施不仅要耗费巨大的资金,而且需要在土地资源越来越紧张的城市占用一定面积的土地,这将面临着巨大挑战。这需要政府和企业的共同努力,政府应加大资金投入和给予在这方面做出贡献的企业优惠和补助。
另外,目前新能源汽车的大力推广,其最大的阻碍是“地方保护主义”筑起的壁垒。如在一些大城市,电动汽车将无法上牌,还有一些补助政策的限制,使得消费者不能够享受到政府的补贴。这些障碍,影响了消费者购买新能源汽车的积极性。在2013年9月出台的《关于继续开展新能源汽车推广应用工作的通知》有望破除地方保护主义,《通知》明确规定在示范城市推广应用的车辆中外地品牌数量不得低于30%,且不得设置或变相设置障碍限制采购外地品牌车辆,另外指出,补贴对象为消费者,中央财政将补贴资金拨付给新能源汽车生产企业,消费者按销售价格扣减补贴后支付。
4新能源汽车的发展展望
(1)新能源汽车的核心部件和控制技术的研究。电池技术、电机技术发展相对较快,但控制技术、动力耦合方面空白多。关键零部件的质量和成本对整车的质量和价格有着很大的影响,因此,核心部件和控制技术的研发依旧是重点。
(2)提高电池寿命,降低电池价格。新能源汽车中,蓄电池和燃料电池的价格占整车价格很大比例,且使用寿命偏低,所以,电池领域是重要的研究方向。
(3)完善基础设施与配套服务。新能源汽车在使用时较传统汽车成本低,消费者对这一点很清楚,但依旧不选择新能源汽车,一定程度上是因为其配套设施不够完善,充电(气)站、充电栓和维修点等较少,如果这些设施能够像传统汽车的加油站一样分布,那新能源汽车的销量一定会有所增加。
5结语
新能源汽车是世界汽车业实现跨越式发展的难得机遇,它代表了交通能源动力系统变革时代的来临。新能源汽车是解决能源环境问题、应对能源危机、促进经济发展的重要结合点。虽然存在一些问题与不足,但只要政府与企业同心协力,这些问题总会迎刃而解。节能、环保、低碳、绿色,这是我们努力奋斗的目标,汽车业的改革势在必行,新能源汽车带来的新的汽车文明将成为生态文明不可或缺的部分。