目前,中国已经成为汽车生产大国,但还不是一个汽车强国。在大力倡导低碳城市化的今天,为了降低对化石能源的依赖,减少对环境的污染,世界各国不约而同的把汽车的动力聚焦在了清洁能源——电能。汽车工业的这场动力技术革命,不仅能在很大程度上缓解世界,尤其是我国工业化、城市化和机动化过程中的能源安全与环境保护问题,也为中国汽车企业的技术追赶提供了绝佳的历史性机遇。可以预见,随着中央和各级政府对电动汽车研发和投入的进一步加大,将明显加速其产业化的步伐,它将成为我国又一重要的新兴产业,也将圆13亿国人的汽车强国梦!
重新崛起的电动汽车
所谓电动汽车,是指以车载为动力,用电机驱动车轮行驶,符合道路交通、安全法规各项要求的车辆。它一般采用高效率充电电池,或燃料电池为动力源。电动汽车虽然是近几年才出现在大众视野的新名词,但其本身却拥有较长的历史。
早在1873年,英国人罗伯特·戴维森(Robert Davidsson)就制造了世界上最初的可供实用的电动汽车。这比德国人(Gottlieb Daimler)和(Karl Benz)发明汽油发动机汽车足足早了10年以上。
戴维森当年发明的电动汽车是一辆载货车,使用铁、锌、汞合金与硫酸进行反应的一次电池。其后,从1880年开始,应用了可以充放电的二次电池。从一次电池发展到二次电池,这对于当时电动汽车来讲是一次重大的技术变革,由此电动汽车需求量有了很大提高。
在欧美,电动汽车最盛期是在19世纪末。1899年法国人考门·吉纳驾驶一辆44kW双电动机为动力的后轮驱动电动汽车,创造了时速106km的记录。
进入20世纪以后,由于技术的不断进步,1908年美国福特汽车公司T型车问世,以流水线生产方式大规模批量制造汽车使汽油机汽车开始普及,致使在市场竞争中蒸汽机汽车与电动汽车由于存在着技术及经济性能上的不足,使前者被无情的岁月淘汰,后者则呈萎缩状态。
20世纪末期,随着能源危机的进一步加剧和环境污染的加重,美国、日本、欧洲等主要汽车生产国实施了一系列政府计划,以支持发展新能源汽车。经过十几年的探索,以实现汽车电动化为最终解决方案的技术路线日益清晰,相关技术和产业取得一定进展,全球汽车工业孕育着一场重大技术革命。金融危机爆发后,以美国为代表的汽车生产大国,将发展电动汽车作为经济刺激计划的重要组成部分,加大了政府支持的力度,以期达到抢占国际竞争制高点、恢复经济增长、保障能源安全、应对气候变化的多重目标。可以预见,政府的强力支持,将明显加速产业化的步伐,电动汽车将成为全球重要的新兴产业。
相比街头的传统动力汽车,电动汽车具有无可比拟的优点:它本身不排放污染大气的有害气体,即使按所耗电量换算为发电厂的排放,除硫和微粒外,其它污染物也显著减少。由于电厂大多建于远离人口密集的城市,对人类伤害较少,而且电厂是固定不动的,集中的排放,清除各种有害排放物较容易,也已有了相关技术。由于电力可以从多种一次能源获得,如煤、核能、水力等,因此电动汽车可以解除人们对石油资源日见枯竭的担心。
此外,电动汽车还可以充分利用晚间用电低谷时富余的电力充电,使发电设备日夜都能充分利用,大大提高其经济效益。有研究表明,同样的原油经过粗炼,送至电厂发电,经充入电池,再由其驱动汽车,其能量利用效率比经过精炼变为汽油,再经汽油机驱动汽车高。因此大力发展电力汽车有利于节约能源和减少二氧化碳的排量。正是这些优点,使电动汽车的研究和应用成为当前世界汽车工业的一个“热点”。
小汽车 大战略
中国汽车工业协会最新统计数据显示,今年前8个月,我国汽车销售近1200万辆,同比增长超过39%。预计全年中国汽车销售将达1700万辆。这意味着中国新车销量,已达到美国的历史最高水平了。
在中国汽车业产销两旺的时候,令我们长期甩不掉的一个隐忧就是,在13亿人口的大国轿车进入家庭正方兴未艾之际,日益严峻的能源短缺和环境染污染问题如何解决?
相关统计数据显示,自1993年起,我国由石油净出口国变为净进口国,石油对外依存度逐年提高。2002年我国石油对外依存度窜升到25%,2007年中国一举成为继美国、日本之后的第三大石油进口国,2008年石油对外依存度已骤升至51.4%。而且,在未来较长时间我们还处于能源需求旺盛的增长期。
国务院发展研究中心产业部部长冯飞曾在一次能源论坛上指出,到2020年,按最低方案预测,中国石油消耗总量将在4.5亿吨,界时,石油对外依存度将高达60%。
相关统计数据显示,当前汽车耗油约占我国石油消费量的三分之一,预计到2020年我国汽车保有量将达到1.5亿辆。假设新能源汽车届时占汽车保有量的20%,约3000万辆,年可以节约石油5000万吨,相当于大庆油田一年的产量……
随着汽车数量的飞速增加,我们不得不面临另一个问题:环境污染。有数据显示,全球大概25%的二氧化碳是来自于汽车尾气;在我国北京、上海等大城市,50%的空气污染也是来自于汽车尾气排放。通过采用新能源和节能技术,减少汽车的耗油量,减少温室气体和铅化物的排放,既是节能减排的需要,也是实现可持续发展的重要保证。
本土石油资源的短缺、快速增长的进口、高昂的油价和能源生产与使用造成的污染,使我国在能源与环境方面面临有史以来最大规模、最为严峻的挑战。实际上,就减少对国外石油依赖和减少温室气体排放的紧迫性而言,我国绝不亚于美国。
面对如此严峻的形势,为了实现可持续发展和节能减排的目标,中央明确提出要大力支持新能源汽车,尤其是电动汽车的发展。国务院发展研究中心在“培育新一轮经济增长的产业支柱与建设经济长期发展的体制环境”课题报告中提出,电动车的发展已演变成一场全球性的争夺未来汽车产业制高点的竞争,政府部门和企业对后续开发和产业化应有足够的紧迫性。
工业和信息化部副部长苗圩在近日召开的电动汽车产业发展战略研究课题汇报会上表示,我国电动汽车产业的发展,应紧跟国际汽车产业发展的潮流和趋势、突破能源和环境瓶颈制约、提升我国汽车产业竞争力、促进我国由汽车大国向汽车强国跨越。大会明确了我国电动汽车发展的战略定位,研究提出了电动汽车产业发展战略选择、技术路径、发展目标以及实现战略目标的任务和措施。
由此,大力发展电动汽车上升为国家战略!这也正如著名经济学家吴敬琏所说,从长远看,圆13亿中国人的“汽车梦”应寄希望于电动汽车。
中国具备发展电动汽车的先天优势
早在十五时期,我国便制定了新能源汽车科技规划,863项目为此专门投入20亿元研发经费。200余家整车及零部件企业、高校、科研院所,以及3000多名的科研人员直接参与了电动汽车的专项研发。
历经十余年的发展,我国电动汽车的研发取得明显进展。已形成约1800项专利,并开发出了多款电动汽车样车。目前,共有48个型号的各类电动汽车获得机动车新产品公告,其中,比亚迪、奇瑞、长安等企业的插电式和油电混合动力汽车已具备上市销售的条件,天津清源公司开发的纯电动轿车累计出口美国、欧盟1300辆以上。全球规模最大的新能源汽车应用试验示范计划,自今年起在全国13个城市逐步推进。
客观地讲,在我国整个工业体系中,电动汽车是为数不多的具备一定技术能力的产业领域。在电动汽车的三大关键技术方面,我们具备了一定的研发能力和加快推进产业化的条件,基本有能力依靠技术创新实现电动汽车的产业化,在电动汽车领域实现跨越式发展。
在此次世界汽车业转型升级潮流中,中国之所以能与世界同步,甚至在某些方面走在世界的前列,就在于国家重视,技术研发早,基本掌握了电动车生产的核心技术。众所周知,研发电动汽车,最为核心的关键技术有三个,首先是电池,其次是电机,最后是控制系统。其中电池最为关键,其成本和性能直接决定着电动汽车的产业化、商业化进程。
在电池方面,我国研发的电动汽车电池与日本、美国、德国等国际先进水平比较,总体水平相当,比亚迪、力神、雷天等企业开发出的镍氢和锂离子两种类型、多个系列的车用动力电池,能量密度、功率密度等主要性能指标居国际先进水平。电催化剂、复合膜、双极板等关键材料也取得重要进展。近一段时间,中信国安盟固利、比亚迪等企业已投资10多亿元,建设磷酸铁锂或锰酸锂动力电池的生产能力,比克、力神、北大先行、威利克、寰宇、海霸、万向等企业也在加快投资。汽车用动力电池开始由研发进入到产业化阶段,并出现了加快发展的势头。
在电机方面,我国电机工业规模大,车用电机产业化起步较早,与国际先进水平差距不大。目前,我国电机产业规模居全球首位,中小型电机约有300个系列,1500个品种,产品量大面广。近年来,随着电动汽车的发展,国产电动汽车电机性能有了很大提高,科学院电工所、华中科技大学、中船712所等单位开发的车用电机取得重要进展。自主开发的车用电机,重量比功率超过1300瓦/千克,最高效率达到93%,居国际水平。部分产品已应用到我国主要汽车生产企业的电动汽车中。
在控制系统方面,尽管在系统功能的完备性、状态估计的准确性、工程应用的可靠性上与丰田、本田等企业相比还存在明显差距,但在国内很多高校、科研院所和企业积极的推动下,目前已取得很大突破。
此外,我国还具备其他一些国家不具备的资源和人力资本优势。电动汽车的动力电池需要很多矿产资源,包括锂、铝箔、铜箔、稀土等资源。我国是世界锂资源第三大国,而且资源分布比较集中,盐湖卤水锂主要分布在青海、湖北,工业储量占52%,矿石锂集中分布在四川、江西、湖南、新疆四省区,占全国储量的98%。我国稀土永磁材料资源量居世界首位,占世界总储量的一半,稀土产品产量占世界市场的90%以上。由此可见,相对于美、日而言我国发展电动汽车更有资源优势,并不会出现严峻的资源供应安全问题。
电动汽车的价格决定着其商业化的进程,而电池成本又是影响电动汽车经济性的最关键因素。我国人口众多,再加之劳动力成本较低,目前国产车用动力电池已显示出了较明显的成本优势,部分企业能量型动力电池成本仅是日、美企业的一半左右。尽管日、美等国制定了大幅度削减电池成本的计划,届时我国仍将保持成本优势。这就意味着,我国电动汽车的商业化有条件加速推进,并以成本优势实现大规模出口。
实现汽车强国梦仍需时日
尽管我国在电动汽车的研发上起点较高,并取得了一定的成绩,但仍有一些薄弱环节亟需加强,如动力电池的一致性、稳定性;控制系统中关键部件IGBT(功率开关元件)的差距较大,国际上只有少数几家企业具有研发和生产能力,国内需求基本依靠进口。因此,实现电动汽车对传统汽柴油汽车的大规模替代,并最终成为一个汽车强国,将是一个较长的过程,可能需要十年甚至更长的时间。
纵观历史,每一次产业技术革命,必然引发利益格局的大调整以及产业链的重构,尤其是我国汽车企业在技术能力、经济规模等方面不具优势,在电动汽车发展中就不如美、日等国的汽车企业起到支配作用,这样,发展电动汽车带来的诱惑,就容易形成一哄而上、良莠不齐的局面,这在过去新兴产业发展中曾有十分惨痛的教训。事实上,目前已出现了电动汽车热、电池热的苗头,“电池企业上汽车,汽车企业上电池”,投资冲动十分强烈。这尤应引起相关部门重视。
华南理工大学交通学院教授罗玉涛表示,总体而言,我国电动汽车当前的发展情况是积极的,但需加以引导和规范。其方式除了标准和准入政策等手段外,还需要关注我国重视不够、发展滞后的产业联盟方式。他说,上世纪九十年代初,美国就组建了针对新能源汽车的产业联盟——USCAR,旗下包括先进电池联盟(USABC)在内数量众多的分联盟,目前实施的插电式混合动力汽车发展政府计划,主要借助联盟加以实施,政府资金也重点支持联盟,力图通过提高组织化程度实现超越日本的目标。
2009年,中国汽车工业协会组织上汽、一汽、东风、长安等10家汽车企业在内的“TOP10电动汽车联盟”(即国内销售额前10大整车企业的联盟),旨在协调国内电动车的技术开发与标准制定。今年8月18日,在国务院国资委牵头下,16家央企组成“央企电动车产业联盟”,联手进军电动车产业。另外,北京、重庆等地的相关企业,也都组建了电动车产业联盟。这对中国电动汽车未来的发展无疑是一个好消息。
著名经济学家吴敬琏表示,新能源汽车竞争的核心是技术的突破。政府和企业关注的重点必须聚焦于掌握核心技术,建立自主知识产权,并在此基础上推进产业化。绝不应急于抢先从国外买进关键零部件拼出几辆汽车造势,制造一场“虚热”,打乱国家战略全局。在这样一个重大技术突破的关键时刻,政府应以更大的力度支持“三纵三横”竞争前的技术开发,毫不放松地紧跟世界前沿技术,力争较快地顺利渡过产业化这一关。
此外,他还指出,政府应发挥财政补贴、完善配套基础设施、引导公众树立节能环保消费观念等作用,并在税收,信贷和研发投入上加大对电动汽车的支持力度,从而助推我国汽车产业把握此次提升民族品牌的新机遇,铸造中国汽车强国之梦。