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1、新能源汽车产业决胜将来发展先进电驱动汽车有重大意义随着中国经济的迅速发展与人民生活水平的逐渐提高，汽车进入中国一般百姓家庭已是不可变化的事实与趋势，中国人也同样要享有迅速便捷的现代汽车文明，并且，汽车及有关产业的发展将成为中国的重要经济支柱之一。中国的汽车保有量已经达到6962万辆，但按汽车人均普及率计算，中国(每千人54辆)还远不及全球的平均水平(每千人140辆)。按照目前的发展势头，十几二十年之后，中国汽车的普及率完全也许接近发达国家的水平。如果按欧洲的一半，即每千人300辆计算，总保有量就是4.5亿辆。如果按每辆汽车年消耗燃油1吨的先进水平计算(目前欧洲水平为1.5吨，日本为1吨，中国为
2、2.2吨)，4.5亿辆车就需要4.5亿吨燃油。据石油部门专家估计， 国内的石油年产量可达到1.8亿吨，考虑进口 2.7亿吨，合计4.5亿吨。如参照发达国家状况考虑，其中三分之二，即3亿吨石油给汽车使用，可炼成燃油约2亿吨。从到2030年，国内石油产量继续较大幅度增长的也许性不大，而价格会继续攀升。要满足4.5亿辆汽车的能源需求将存在2亿吨以上的巨大缺口。因此，如果依赖石油，中国人将不也许实现普及汽车的梦想，用不了多长时间，中国的加油站前将排起长队，中国汽车工业也将不得不断滞发展的步伐。因此，中国如要继续发展汽车工业和普及汽车，一方面必须大幅度节省燃料消耗，实现每辆车年消耗燃油低于1吨的目的，另
3、一方面必须寻找数量级与石油相称的燃料来源。而唯一能在数量级上与石油燃料相提并论的只有电力资源。电可以用多种能源来生产，除了煤发电以外，国内还正在大力发展核能、水能、风能、太阳能、多种生物质能和废弃有机物等资源发电。电力部门预测， 、2030年国内年发电量将分别达到7.5和10.5万亿千瓦时左右。如果预测纯电驱动(涉及插电式)汽车、2030年保有量则分别达到3000万辆和2亿辆，按每辆电驱动车年耗电4000千瓦时(度)测算，则相应阶段的年耗电量约为1200和8000亿千瓦时(度)，分别占当年发电量的1.6%和7.6%，即只占电力供应总量的一小部分。而由于电动车多数在夜间充电，可以运用它来平衡电网
4、的峰谷差，提高电网的效率，同步意味着，这样数量的耗电量并不需要增长相应数量的发电能力。发展电驱动汽车有助于缓和发展汽车工业所面临的环境问题。由于发电过程较高的效率与电驱动汽车使用环节的零排放，使得电动汽车的全寿命周期总碳排放低于燃油汽车，更低于其她形式的煤制燃料(甲醇、二甲醚、煤制油)的碳排放。如果考虑其她的发电类型(核电和可再生能源发电)其碳排放将更低。同步，现代化的大型发电厂能最有效地提高能源运用效率，尚有条件采用CO2集中存储技术解决碳排放问题。随着水力、风力、太阳能、生物质能发电的比例增长，电驱动汽车对减少CO2排放的意义将更加显现出来。这里还要强调，发达国家的汽车普及已经完毕，她们面
5、对的是“存量”问题，她们是在既有的总量基本上如何往下减少能耗和排放，而国内的汽车普及还刚刚开始，我们面对的是巨大的“增量”问题，是在不断迅速增长的总量上努力节能减排，这个巨大的能源“增量”和排放“增量”所带来的影响比任何国家都要严峻。可以说，发展电动汽车是解决国内汽车能源与环境问题的主线途径，是唯一可选择的解决措施，其重要意义超过任何国家。发展创新型产业的良机改革开放以来，国内汽车工业获得了明显成绩，但总体而言，无论是核心技术，还是产业化水平与国际先进水平仍存在较大差距。面临着由电驱动汽车引起的巨大技术变革时期，中国绝不能错过这个机会，在继续迅速提高老式汽车产业自主研发能力的同步，应大力加强电
6、驱动汽车的技术创新和产业化工作，争取在电驱动汽车发展上占据有利位置，变化汽车工业在技术上依赖外国的被动状况，同步建立起一种新兴的创新型产业。改革开放以来国内的汽车工业获得了长足进步，不仅在产量上成为世界第一大国，并且在技术研发能力上也有了明显进步，这些都为电驱动汽车的发展奠定了重要的技术经济基本。从“十五”开始，国内设立了国家“节能与新能源汽车”重大科技项目，在该项目引领下，国内电驱动汽车研发工作已获得初步成绩，某些领域已居世界先进水平。在手机、笔记本电脑、电动自行车工业的带动下，国内电池产业得到了迅速发展，产量居世界第一，技术水平居世界先进行列。估计国内车用镍氢动力电池和锂离子动力电池年生产
7、能力将分别达到3.6亿瓦时和40亿瓦时以上。国内在锂离子电池、永磁电机等电驱动汽车核心零部件的核心材料方面具有一定的资源优势。国内已探明储量的锂资源居世界第二位，稀土资源居世界第一位。国内正处在都市化、工业化初期，已成为全球最大的汽车市场。国内电驱动汽车具有相对成本优势，以锂离子动力电池的价格为例，目前国内的价格为3-4元/瓦时， 而美、欧、日目前约10元/瓦时。此外，国内电力工业迅速发展，将来电力供会相对盈余，这将保证电驱动汽车大规模发展的用电需求。近年来，党中央与国务院高度注重新能源和电驱动汽车的支持力度，先后出台了汽车产业振兴规划、有关开展节能与新能源汽车示范推广试点工作的告知、汽车产业
8、调节和振兴规划等一系列政策，鼓励和支持电驱动汽车的创新和发展，国内将新能源汽车作为后金融危机时期重点发展的战略性新兴产业之一。目前，国内成立了跨部门的以温家宝总理为主任的国家能源委员会，研究拟订国家能源发展战略。国内目前正在实行的20个新能源汽车示范试点都市工作也将极大推动电驱动汽车技术研发和产业化进程。国家注重和政策支持将为国内电驱动汽车蓬勃发展带来重大战略机遇。以上这些都阐明了，国内在发展电动汽车上具有了许多有利条件，我们要充足运用这些有利条件，抓住机遇，加快发展步伐。电池与充电式发展电驱动汽车的重要瓶颈这里我只以纯电动汽车为例。电动汽车发展尚有许多实际的困难，涉及车辆技术问题，基本设施问
9、题，生产与使用成本问题，消费者的接受问题。而其中的两大重要瓶颈是电池与充电。其一，电池成本仍然较高，电池的能量密度较低，带来电动车的价格高，整车重，充电后续驶里程短等问题；其二，充电时间长与尚未建立起便利的充电网络。目前的电池价格与能量密度尚只能支持设计续驶里程较短的电驱动汽车，而每次充电还需要数小时。已经习惯几分钟加一次油便可以行驶数百公里的消费者能否接受需要每天充电的电驱动车？家庭只有一辆电动汽车的消费者如何解决长途出行问题？较低车速的电动汽车一旦普及会不会对既有交通体系导致一定影响和冲击？如何在拥挤的公寓式楼房居民区建立充电网线和充电桩？等等。这些都是需要面对的问题。世界电动汽车推广应用
10、大体经历过3次高潮，都没有成功，最重要因素是电池太重与价格太贵，使之无法与燃油汽车竞争。近一二十年，电池技术有了巨大的进步，锂离子电池的浮现，电池的能量密度比铅酸电池提高了数倍，特别是磷酸铁锂电池基本克服了锂离子电池在安全性方面的局限性。在分析了锂离子电池的成本构成后觉得，电池的成本将随着批量化生产的实现，将也许大幅度减少。因此说，这次电动汽车产业化成功的也许性较以往要大许多。但仍应当看到，由于目前电池的比价格(3-4元/瓦时)仍然很高，比能量(80-100瓦时/公斤)仍然很低。如果规定电动汽车与内燃机汽车接近的动力性与续驶里程，电动汽车必将很贵和很重，将无法被市场接受，也无法推广应用。一种新
11、的能源与驱动技术能否具有推广优势，总结起来重要有四个要素，即能源可获得性、环境和谐性、经济性和使用以便性，即所谓的4E(Energy, Environment, Economy, Easy )。对于电动汽车，前两项毋庸置疑，具有很大的优势，而后两项目前的问题仍然诸多。电动汽车的使用不以便性重要表目前两个方面：续驶里程短和充电时间长。由于不能指望电池的能量密度短时间内会再有重大突破，电动汽车可行的续驶里程也难以不久提高。在充电方面，虽然有迅速充电的技术，也远达不到人们的盼望。尚有，在推广的初期，充电的基本设施很不完善。为了弥补使用不以便性给消费者导致的不想购买电动汽车的障碍，只有从提高经济性想措
12、施，即消费者购买与使用电动汽车要比燃油车便宜诸多。归结起来，要使推广电动汽车获得成功，必须大幅度减少消费者的购车与使用成本，尽量改善充电以便性。这两点可以做好，电动汽车的普及就有指望。电动汽车无法取代老式汽车这个问题问到了电动汽车推广应用的核心点。对的的说，目前与此后相称长时间，受电池能量密度与价格的限制，同样重量与成本的电动汽车达不到老式燃油汽车的性能(动力性与续驶里程)。电池能量密度的继续提高虽然有很大也许性，但同步将带来安全性与成本的挑战，具有实用性的新体系的动力电池开发不是短时间可以实现的。因此，立足于目前电池的性能水平(涉及也许的改善)，是我们考虑问题的实际出发点。根据初步计算分析，
13、只有微型小型和较短续驶里程(约100公里)的电动汽车具有经济可行性，即车辆重量与成本增长不多，在较短时间内节省的燃油费可抵消增长的汽车购入成本，这对于低收入群体或购买家庭第二辆汽车的顾客具有吸引力。减少设计续驶里程是减少电动汽车成本的重要途径。如果我们可以接受较短的续驶里程的电动汽车，困扰我们的经济性问题就会迎刃而解。通过记录调查，发现90% 以上消费者每天的汽车日行驶里程不到50-60公里，也就是说续驶里程设计在100公里左右的电动汽车可以满足大多数人出行的需要。按照这样的理念来设计电动汽车，其成本与重量就也许与同级燃油汽车相称。而为了那些少数的远途行驶，可以采用选购增程器或租用燃油车来解决
14、。对于一种家庭有两辆以上汽车的状况，保存一辆燃油汽车备长途之需也足够了。因此，我们可以觉得，相称长时间里，电动汽车不具有全面替代燃油汽车的也许，并且没有这种必要。合理的方案是，扬长避短，根据多种汽车的特点，构建出一种协调发展的格局。从而解决将来汽车能源与环境问题，实现国内汽车普及的美好抱负。而选择恰当的电动汽车的技术路线来起步，也将决定电动汽车发展成败与快慢的核心因素。按照这个理念，我们可以构思一种将来新的道路交通构造，例如：活动范畴10公里以内自行车、电动自行车、微型电动三轮车；活动范畴50公里以内微型或小型电动汽车；活动范畴100公里范畴插电式混合动力或增程式电动汽车；活动范畴100公里以
15、上燃油汽车、燃料电池汽车、液化天然气汽车。混合动力汽车、纯电动汽车与燃料电池汽车有许多共同的特点，即它们都要用到电机、动力电池和相应的控制系统，可以统称为电驱动汽车。在国内863筹划“节能与新能源汽车”重大项目中并列为“三纵”，电机、动力电池和相应的控制系统是它们的共性技术，列为“三横”，可见它们在技术上有着十分紧密的关联。混合动力技术与先进内燃机技术被作为现代汽车动力系统革新的两个重要方向，都是为了达到节能减排的目的。混合动力的类型诸多，从最简朴的起停式，到复杂的机电耦合系统，均有也许被作为老式汽车技术升级的方案，逐渐被广泛采用。混合动力汽车不变化汽车的使用习惯，不需要新的基本设施，推广起来
16、比较容易。各类混合动力汽车能否在市场中具有竞争优势，重要取决于增长的成本与燃料消耗减少的比例。起停式系统增长成本很少，在都市工况下有明显的节油效果，很也许成为此后燃油汽车的原则配备。日本丰田的混合动力汽车采用较复杂的机电耦合重度混合系统，其节油效果可达到40%以上，生产初期需要政府补贴，而随着大批量生产的实现，目前的成本已与老式车接近，在全球的销售量已超过100多万辆。国内汽车公司应当加大对混合动力汽车的投入，尽快开发出具有竞争力的产品，投放市场。也同样需要国家政策的大力支持。燃料电池汽车在使用过程排出的是水蒸气和少量未完全反映的无害的氢气，燃料电池具有很高的能量转换效率，燃料电池汽车总的碳排放量也很低，并重要与氢的生产方式有关。燃料电池技术也在迅速进步，国际上先进的燃料电池寿命已经达到实用化水平。目前燃料电池价格相称昂贵，但随着批量化生产的实现
