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当前世界新能源汽车发展现状、趋势及我国的路线选择

中国产业竞争情报网  2011-07-25  浏览:


  (一)全球新能源汽车发展的必然性和行业领域的基本共识


  从必然性上看,新能源汽车回应全球能源和环境系统的挑战。2010年全球汽车保有量8.5亿辆,消耗全球石油产量的55%,排放15%的二氧化碳。2050年预计全球汽车保有量达30亿辆,那时按100亿人算,每千人300辆车,如果保持目前石油消耗总量不变,同时二氧化碳降低50%以满足温控两度的目标,单车的石油消耗必须降低4倍,二氧化碳排放要降低6倍,也就是说,现有的内燃机动力汽车渐进式的技术改进没法满足这一目标,需要汽车产业进行革命性的变革,来应对环境、能源系统的挑战。


  现在看汽车产业有两个方向实现变革:一是驱动方式,主要由传统的汽柴油的内燃机驱动改用替代燃料、纯电驱动以及氢燃料;另一个是控制方式,以人为主的汽车控制更加智能化,甚至可以远程信息控制。结合这两个方面,以四个电驱动的轮子加上计算机控制的模式,和现在的汽车有非常大的变化,而且能实现四个方面的目标,即零排放,零化石燃料,零交通事故,零交通堵塞。前两个通过驱动方式的变化实现,后两个通过智能控制和远程信息控制来实现。这种新能源汽车的技术路线有两个方面:一是替代燃料的系统。采用生物燃料、煤基燃料及天然气来替代传统的汽柴油的技术路线,部分技术已实现;另外一个就是比较根本性或革命性的燃料系统变革:纯电驱动、插电式混合动力、油电混合动力以及燃料电池。 从技术来看电动汽车并没有碳减排的效果,但是为未来碳减排技术应用提供一个前提,就说我们从每辆单车的碳排放的治理集中到上一个环节,就是发电环节碳排放的治理和控制。另外未来新能源,风电、太阳能发电等这些清洁能源比重上升,会进一步降低电动汽车碳排放的程度,实际也是给出电动汽车回应前面两个挑战的发展前景,是应对能源和环境问题的一个有效的手段。


  在电动汽车发展历程中,混合动力汽车就是传统汽车向电动汽车的过渡,这中间有不同技术组合方案,如低混合动力、中混合动力、强混合动力,低混节油7%,中混节油20%,强混节油30%。不同技术的组合趋向于纯电动汽车的方向发展,并且越靠近纯电动汽车节油效果越好,所以现在新能源汽车的发展是长期远景目标和近期具体技术方案的结合。


  现在整个新能源汽车行业形成一个共识,就是长期来看纯电驱动汽车是一个根本方向,包括电动车和燃料电池。


  (二)国际上各国新能源汽车发展的状况


  应该说,引领新能源汽车的主要是欧美日这些国家,他们起步比我们要早很多,而且它们各有侧重。比如美国侧重解决石油依赖,保证石油安全;欧洲是侧重于温室气体的减排;日本是既保证能源安全,又重视提高他们产业的竞争力。在技术路线的选择方面,欧洲、美国、日本有些类似的经历,在早期这些国家主要是替代燃料为主,譬如说欧洲发展生物质燃料,美国也曾经大力提倡发展生物质燃料替代燃油。但近期都转向电动汽车路线,尤其金融危机之后,美国把发展电动汽车,短期内插电式混合动力汽车作为发展新能源汽车规划的重要组成部分。截至2009年底,全球混合动力汽车已经超过了200万辆,主要是在发达国家,特别是美国和日本。日本丰田的Prius和本田的Civic已经实现了商业化的发展,但他还是属于一种中度混合的动力汽车,还没有发展到插电式强混合动力的程度。另外,纯电动汽车的发展呈现明显的“小型化”的趋势,如奔驰的Smart,宝马的MINI,三菱的iMiEV等车型,这也是基于当前的动力电池的技术还没有实现更高的能量密度和功率密度,在这种情况下,结合城市短距离使用,发达国家把它作为纯电动汽车市场的突破口。这里新推出小型纯电动车有几个关键数据,最高车速100~120公里/小时,续驶里程100~160公里,能在15~20分钟左右充入80%的电量,电池全部充满需要7-8小时。推向市场的纯电动汽车基本上就是在这范围之内,这主要是乘用车,不包括公交等特种车。


  (三)我国节能与新能源汽车的进展


  我国从2001年开始,国家“863”项目投入20亿元主要做电动汽车研发,形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”,以动力蓄电池、驱动电机、动力总成控制系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。共计200多家整车及零部件企业、高校和科研院所,以及3000多名科技人员直接参加了电动汽车专项研发。目前共有160余款各类电动汽车进入我国汽车产品公告,建成30多个电动车国家重点实验室等国家级技术创新平台,制定电动汽车相关标准42项。


  我们国家发展电动汽车有相当好的基础。生产电动汽车关键的三个组成部分:电池、电机、电控。首先我国电池是仅次于日本和韩国的全球第三大锂电池生产国,占全球25%的份额。但目前主要用于手机、电动工具、电动自行车等领域,很多企业已经开始转向动力电池的生产。我国也是锂资源储量大国,锂离子动力电池生产已经形成了一个比较完整的产业链。动力电池的主要性能明显进步,初步具备产业化能力,锂离子动力电池功率密度从2001年的491瓦/千克提高到2008年的2500瓦/千克,增加了5倍多,循环寿命达1000次左右。动力电池企业的投入也大大加强,2009年底国内车用镍氢和锂离子动力电池的年生产能力分别超过1.4亿瓦时和9亿瓦时,2010年底有望分别提高到3.6亿瓦时和40亿瓦时以上。


  在车用电机方面,我国是工业电机生产大国,有较强的电机技术基础,节能汽车整车已进入到规模化应用阶段,前期是城市公交,现在乘用车产品也越来越多,比如比亚迪、郑州日产、奇瑞、长安等都有混合动力性汽车生产上市。我国的电动汽车的基础设施建设得到初步发展,部分城市已形成网络雏形。在北京、上海、广州、深圳等试点城市建设充电站、充电桩也初具规模。像国家电网公司、中石油、中石化等大企业积极介入,尤其电网公司主要负责规划的制定,到2020年左右要建1万座充电站,部分省市也在做充电桩建设规划。


  (四)国家发展节能与新能源汽车的战略意义及发展路线


  我国发展节能与新能源汽车的意义有很多方面,重点讲两条:第一,是应对节能减排重大挑战的需要。我国2009年汽车保有量达到7619万辆,石油消费量3.93亿吨,约2亿吨供汽车消耗,单车年消耗超过2.3吨。2015年我国汽车保有量将超过1亿辆,2020年预计达到2亿辆,按目前的燃油经济性计算,我国石油消费量分别达到4.2亿吨和8.4亿吨,届时石油进口依赖程度高达77%。第二,汽车产业跨越式发展是提升国际竞争力的需要。欧美日都是把新能源汽车作为战略制高点来考虑,国家投入力量来加强这个产业的发展。最近美国科技部一直在说新能源汽车领域有可能落后于中国,实际上也是在制造气氛,但是也说明新能源汽车发展的重要性。我们国家传统汽车领域和国外相比还是比较落后的,走市场换技术的路线,无论是模仿创新或集成创新还是引进技术消化后再创新,反正是没有原始创新的东西。新能源汽车方面,我国和发达国家是站在同一个起跑线上,说法较多的是“弯道超车”,我们有机会在新能源汽车领域与西方发达国家在一个平衡的层面上创新。


  在发展路线上,无论产业界学术界还是政府间争论都比较多,主要有三种观点:1.直接发展插电式混合动力和纯电动汽车,在技术上实现跨越,弯道超车,这是发改委观点。2.在市场不成熟的情况下,不能跨越必要的技术阶段,应从混合动力汽车开始发展,这是汽车工业协会的观点,也代表了大多数汽车生产商的观点。3.多种技术应得到共同发展,特别是传统内燃机节能技术的改进,以满足不同市场的需求,这是工信部的观点。混合动力作为近期发展的重点,它有几个优势:1.动力汽车基本不改变驾驶方式,具有一定的节能减排效果,且成本增加相对较低。2.混合动力汽车对产业条件要求相对较低,不需要基础设施支持。3.在动力电机等关键技术没有实现重大突破前,作为过渡车型,有利于掌握电池、电机、电控等关键技术,促进各项电动技术的应用,减少纯电动汽车产业化过程中技术不确定性的风险,为纯电动汽车发展奠定基础。


  中国工程院院士、世界电动车协会主席陈清泉在深圳第25届世界电动车大会上表示,中国有望成为电动车王国。计划2015年电动汽车规模提升至100万辆左右,并将推出一系列的政策推动新能源汽车的发展,把新能源汽车作为重点支持的新兴产业。


  (五)我国节能与新能源汽车发展政策取向


  我国汽车产业确立了“纯电驱动”的技术转型方向,重点突破电池、电机和电控技术,推进纯电动汽车、插电式混合动力汽车产业化,实现汽车工业跨越式发展。近期以混合动力汽车为重点,大力推广普及节能汽车,逐步提高我国汽车燃油经济性水平。“十二五”期间大力发展节能汽车,中度、重度混合动力乘用车保有量计划超过100万辆,但是占总体汽车保有量的比重还是小的。2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车实现产业化,市场保有量希望超过500万辆。


  在发展方式上也存在不小的争论。我们是走自主创新的路线还是走国际合作的路线?是先要市场还是先要技术?如何给小型低速电动车进行定位?在山东一些地方,小型低速电动车已经发展起来,价格不算贵,3到6万元,用的是铅酸蓄电池,市场的接受度很高,买的人较多。但根据发改委的观点,第一,这肯定不算新能源汽车;第二,这用的是低技术,速度也低,达不到现在乘用车的速度。现在新能源汽车在市场上价格太高没有生存能力,即使国家在私人购买新能源汽车时发放补贴,但是买的人寥寥无几。


  在政策支持上,我国主要是在研发和产业化方面的进行补贴,也选了很多试点城市,未来还是延续“三纵”“三横”路线,加大关键技术投入和实现关键技术突破,要建立基于燃料消耗量的奖惩机制,以前是对单车的,以后要针对生产企业,这对企业应该是个非常强的激励政策。


  对一个新兴的技术产业来讲,有争论是比较正常的。


  首先,对新能源汽车的定位是争论比较大的。现在是两个观点:一个是中国在新能源汽车上应该继续扮演追踪或追随者的角色;另一个是主张中国在新能源汽车上扮演一个领跑创新者的角色。由于对其定位不同,所以政策投入的界定也不同,以至于我们基本上还要看国外,包括在政策上也要参照国外。如果要做到领跑创新,我们就要做个领路者,难度是比较大的。从我们的基础来讲,做到领导创新有两个基本途径:一个途径就是探轨式,比如在新领域当中,大家起步都差不多的时候,我们可以做一个领跑者;一种就是变轨式,在这种发展轨道发生重大变革的时候,我们抓住机会,在新的轨道上我们可以成为领跑者,电动汽车应该是一个典型的变轨式创新的案例,在这领域我们具备全球领先创新的条件,特别是这两年以来,电动汽车的重大技术创新进步很多都是发生在我们中国,比如电池的成本。


  其次,有关的争论体现在四个方面:技术、市场、商业模式、制度。


  第一,技术路线争论是非常大的,我不知道最终确定什么路线,估计还会发生变化。混合动力汽车用工信部的结论来讲它是一个节能车,是传统汽车领域中的节能应用,所以它不作为新能源汽车的范畴的话,近期启动的新能源汽车应该是纯电动汽车,包括插电式混合动力车。我建议在研发阶段我们应该采取多元的技术路线进行支持的方式,在产业化布局的时候就应该突出重点。


  第二,市场路线的争论,国外主要是大城市应用电动汽车为主,集中在高消费群体,我们能不能走一个针对低收入群体,在二三级城市或者农村来先行起步的市场路线,这也是争论比较大的,国内主管部门多数不认同,而美国的官员和企业界都觉得很有兴趣。


  第三,商业模式上探索也比较多。目前推广电动汽车上有三种商业模式:第一种是整车销售,连车带电池都买回家;第二种是整车租赁;第三种是裸车销售,消费者买车不带电池,采取电池租赁,有专门的电池运营公司来进行更换。这种模式有四个优点:一是电池可以梯次使用,车上不能使用了,电池可以用在大容量储存的充电站上;二是充电由专业公司来管理,还是比较安全的;三是责任清晰,电池责任主体就是电池公司;四是可以保证回收。


  第四,发展新能源汽车的制度问题争论比较大。政策资源投入主要是激励这个产业的发展,但是很多制度问题没有解决,靠政策的投入也弥补不上。目前存在三个准入没有放开:一个是生产者的准入没有放开,按工信部的安排,把新能源汽车的生产任务以现在的汽车厂商为主,但是传统的汽车厂商对新能源汽车不是很积极的,很多时候是一个对立物;二是运营者准入没有放开,现在只有电网公司来运营,电网公司能力有限而且动力不足,不让非电力企业进入,仅仅靠电网公司来做基础设施,目前来讲是一个很差的制度安排;三是油价机制,电动汽车能不能被消费者接受,要看它的经济性,现在国内油价的定价机制,如果不和国际市场接轨,电动汽车就是走向市场,将来也会被燃油汽车消灭掉。


  政府在未来如何更好地推动新能源汽车的发展?


  1.结合发展战略确定管理模式。从发达国家监管和准入管理来看,主要是两个方面,一个是安全,把维护社会的公共利益作为出发点;另一个就是节能和环保。最为放开的是美国,它有一套完善的法规体系,汽车企业研究新车型,销售新车型,企业可以按照法规自己检查新车,认为达到这个标准就可以销售上路,这不需要任何的行政公告、认证、审批等,但是有一点,政府对新车是不定期抽查的,一旦发现不合法规的汽车,罚款是非常重的。我们国家汽车监管的体系,不光是对汽车生产主体进行严格监管,而且对他的行为像技术、销售、价格、创新等方方面面都监管,我认为未来汽车发展一定要有新的政策模式相配套。


  2.政策的着力点。政府如何整合配置资源?我感觉最好的办法不是自己去探索,而是看看别人怎么做的,如果是有效的,我们就可以借鉴。


  3.要把一些配套的东西做好。(1)如何利用国家创新体系去搭建平台,特别是一些共性技术平台,靠单个企业或者一些技术联盟往往效果不好。(2)基础设施这一块必须进行投入。(3)消费者的体验。市场上的一些鼓励政策,对上路、上牌等之前要做一些制度性的安排,否则不好开展。(4)统一标准的问题,与节能环保政策相结合,国家和地方目前来说是呈一个过热的态势,各个地方都在制定一些标准,比如说各地在建的充电站,要有统一标准。


  在减排方面,新能源汽车和传统汽车差不多,主要是碳排放问题;节能方面主要是效果问题,这两方面有共同之处,但也有区别,在这些政策中间要体现出来。


  第一点,对于技术路线。像柴油强混动力汽车,他节能效果能达到30%,污染物排放会有一定程度下降;电动车这些发展路线,我个人觉得涉及一个政策问题,有一段时间柴油技术相当不错,像大众也做过,只是经过一段尝试,商业化程度低。这两年只是因为电池技术有了突破性进展,纯电动汽车被提了出来,我们政府在这件事情上应该持开放态度,各种各样的新技术得让他们有创新的空间,这是我的基本思路。


  第二点,市场和技术的关系。山东和浙江的一些电动车企业我去看过,他们做的车10公里的车程,耗电才1块多钱,很便宜,老人可以开上着车子送孩子上学、买菜,在50公里内活动没问题。如果一个新的东西没有市场化能走多远?如果是个很好的技术但不能市场化,也是走不了多远。中国在新能源汽车上也要走市场化道路,Windows并不是上互联网最好的操作系统,为什么现在都在使用,就因为它市场化最早。中国现在有经电动自行车技术改装的电动汽车在使用,我个人认为还是相当不错的,至少比我们现在街上横冲直闯的电动自行车要好,无论是对他本人还是对其他人来说,都是比较安全。我不太赞成把这问题归结为先有市场还是先有铅酸电池,其实铅酸电池也是一种技术,而且这些技术本身在提升,我去过一些工厂,他们就说我们现在符合国家的政策标准,节能环保方面都做了很好的改进,而且统一回收,不会造成二次污染,比别的电池价格便宜,为什么就不能搞呢?从中国来讲这是最容易市场化的东西,如果允许搞的,铅酸电池市场化可以很快,中国很有可能就走在世界的前面。这个技术本身也可以改进,退一步讲,等锂电池技术发展成熟以后,换成锂电池就不行了吗,也可以兼容呀。新技术发展不可预知,未来不知道冒出什么电池又把锂电池给淘汰了。最新技术不一定有市场,没有市场的技术一定没有前途的。


  第三点,中国现在有很好的赶超机遇,但是我感觉到这个机遇很可能正在丧失。原因是,我们的政策不知道该指导别人干什么,只是叫人不要干什么;不知道怎么发挥中国人的创造精神。通过我们的研究,未来五年后中国经济发展的速度是降低的,中国一定要转入到创新驱动型经济的轨道来,我本人持不太乐观的态度,为什么?就这样一个比较简单的新能源汽车产业,本来中国有很好的机会,就是受制于很多的管制。这些东西,你差一年,说不定有很好的机会就错失了,像美国管理汽车市场的那种度量,中国拿出一半就够了,中国人绝对不比美国人笨,新能源发展问题也是经济问题,我们今后讨论这些问题应该注意这一点。