新能源汽车期待“弯道超车”
□ 清华大学 张希良 张旭 欧训民
我国已经成为世界上最大的温室气体排放国，车用能源消费快速增加引起的二氧化碳排放问题也越来越值得关注。大力发展新能源汽车，既是解决我国能源和环境问题的重要举措，也是培育自主创新能力、提升行业国际竞争力的主要途径。目前，车辆综合节能化、动力电气化和能源多元化是实现车辆交通能耗减少的主要措施，其中，涉及新能源汽车的主要路线指电气化技术。车用替代燃料路线除了对应于车辆动力系统转换的电、氢路线之外，还主要包括压缩天然气（CNG）和液化石油气（LPG）气体燃料、煤基液体燃料和生物质液体燃料路线等。
研发和生产全面启动
我国以动力系统电气化为主的新能源汽车产业在逐步发展扩大。从“十五”到“十一五”，我国持续鼓励自主研发电动汽车等新能源汽车技术。
1．电动汽车
目前，我国纯电动客车在国际上率先采用大容量、高比能量的锂离子动力电池，初步形成了纯电动客车关键技术的自主研发能力和产业配套能力，一些企业已成功开发了各具特色的纯电动轿车，部分车型开始批量上市。根据中国汽车工业协会的统计数据，2012年国内纯电动汽车的销售量达到了11375辆，纯电动汽车推广工作已经收到了明显的成效。
插电式混合动力汽车在常规混合动力系统基础上扩大了电能的使用，电池容量相对常规混合动力系统较大，具有一定纯电续航里程，可外接充电，可实现城市通勤零污染物排放，并有效解决电动车续航能力不足和能源补给不便等问题。国内已经成功上市了一批这一类型的轿车。
增程式电动汽车是一种配有车载供电功能的纯电驱动的电动汽车，以动力电池为主、发动机为辅助动力的汽车。2010年，我国企业自主成功研发了首款增程型瑞麒M1-REEV纯电动汽车，为消费者设计了多种可选择的行驶模式。
上述3种电动汽车，现阶段国际上仍以研发和示范为主，正在进一步推广，预计2025年左右开始大规模应用。
2．混合动力汽车
混合动力汽车以内燃机为主要驱动装置，以电驱动系统为辅助驱动装置，内燃机和电驱动系统联合驱动车辆。国际上该项技术现阶段处于技术示范阶段，混合动力车份额稳步提升，日系厂商占有一定优势地位，预计2020年左右得到规模应用。国内企业已研发了怠速起停、加速助力、制动能量回收等混合动力汽车关键技术，建立了新型动力系统、辅助系统、整车控制器、仪表系统等关键总成生产制造体系和质量控制体系，研制出BSG、ISG混合动力汽车，实现了批量销售。国内各整车企业均加强了混合动力产品的可靠性、耐久性考核，完成了产品型式认证试验，获得了国家产品公告并在多地开始销售。
3．燃料电池汽车
燃料电池电动汽车采用燃料电池作为电源。我国燃料电池汽车采用与国际同领域代表性企业不同的技术路线，以多能源、一体化、模块集成等为主要技术特征。国际上这项技术仍处于技术研发阶段，预计到2035年左右才能开始进行一定市场容量的推广。
4．车用替代燃料
在车用替代燃料发展方面，我国市场上陆续出现了车用天然气（CNG、LNG）、甲醇汽油、乙醇汽油、生物柴油、煤制油等非常规车用燃料。2011年我国车用替代燃料消费量约为874万吨，增速达25%，占当年汽油、柴油消费总量的3.6%。以天然气为燃料的汽车可分为CNG汽车和LNG汽车。目前，我国已有30个省（自治区）市的80多个城市推广使用天然气汽车，天然气汽车保有量已超过148万辆，而且整车生产厂仍以10万辆/年的速度投放市场。从天然气汽车推广较好的四川、重庆、哈尔滨、乌鲁木齐和西安等地区来看，CNG汽车主要用于城市内公交车、出租车和政府用车。目前LNG汽车在国内尚未得到大规模应用，主要是受LNG资源供应不足、汽车改装及购置成本高、加气设施不足等因素制约。根据调查统计，我国LNG汽车保有量为2800辆，公交系统占56%，另一部分为交通运输企业使用的LNG重卡车，如新疆广汇集团有400余辆LNG重卡车用于LNG的配送和煤矿点对点运输。
山西、浙江等地陆续开展了甲醇汽油试点。车用乙醇汽油适用于装配点燃式发动机的各类车辆。2003年国内开始推广销售乙醇汽油，目前在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽和广西6省（自治区）全封闭销售，在江苏、山东、湖北和河北等省27市半封闭销售。
生物柴油主要来源于废弃油脂，可以直接用于大型柴油发动机车辆实现对柴油的替代。2012年全国生物柴油产量为85万吨，但绝大部分产品未能进入中石化、中石油、中海油等三大石油公司销售网络，只能以非标柴油等形式销售到民营加油站或者成品油调油商手中。中海油在海南生产的生物柴油仅限于在海南省销售。
煤制油是指将煤炭转化为柴油、石脑油、汽油、液化气等产品的工艺。目前国内煤制油项目处于示范阶段，规模较小，除神华集团煤制油公司和潞安煤基合成油有限公司有少量产品外销外，其他公司生产的产品主要用于自己企业的示范车辆。
产业化尚需时日
我国汽车产业缺乏在“关键技术”及“品牌体系”方面的竞争力，而新能源汽车发展是建立在汽车产业基础上的，因此，我国传统汽车发动机技术的落后造成新能源汽车核心部件的研发也落后于发达国家。虽然我国不断加大科技创新投入的力度，但是新能源汽车的技术还有待进一步发展。当前，外资企业以及合资企业是新能源汽车市场的主导力量，国内汽车企业在关键技术方面缺乏竞争力，国产关键零部件与进口零部件仍有一定的性能差距。我国汽车企业尚未摆脱对外资企业的技术依赖，在发展新能源汽车时缺乏主动性和自信心。
我国新能源汽车产业发展的主要推动因素为政府政策，虽然自2004年起，在国家的长远规划和能源政策中，新能源汽车产业和技术的发展被多次强调，但当前的政策仍缺乏统筹协调机制。政府政策有效推动了新能源汽车的发展，但急于借此契机实现“弯道超车”的中国汽车产业并未做出有效的长远规划。随着替代燃料汽车、燃料电池汽车和电动汽车等的变化，我国汽车企业的开发资源被严重分散，研究机构有限的科研资源也被碎化。另外，新能源汽车产业相关的统一标准正在逐步推出，政策的不确定性及标准的滞后性一定程度上影响了企业对于新能源汽车的开发规划。
当前，我国尚未形成完善的城市新能源乘用车基础设施网络。无论是充电模式还是换电模式，参与能源供给服务的企业仍然需要在城市基础设施建设方面加大投入力度，为整车企业的新能源汽车提供必要的销售条件。充电配套设施不完善，限制着新能源汽车的规模化发展，而由于新能源汽车数量太少，又导致建成的一些充电设施闲置，推广工作陷入进一步发展的困境。大型充电站和充电桩等示范模型需要进一步扩展，城市新能源汽车充能设施需要合理布局。
新能源汽车的推广以及产业化，需要加大对消费者的引导及激励。我国消费市场对于新能源汽车的接受程度还远不如欧、美、日等国家。主要是因为国内汽车市场的消费特征以及新能源汽车的性能、价格等问题。我国目前的汽车市场仍然处于普及阶段，新能源汽车由于受到性能和充能的限制，无法兼顾多用途需求。另外，新能源汽车的价格离消费者的预期还有一定差距，目前一辆纯电动车价格几乎是传统汽车价格的2～3倍，即使是混合动力汽车，价格也要远高于传统汽车。虽然通过国家和地方的补贴会降低购买成本，但仍然高于多数消费者的价格预期。
针对以上众多问题，建议政府出台一揽子政策，组织多方力量，大力推进新能源汽车产业的健康快速发展。积极出台科学合理、长期统一的决策和政策，同时不断出台和完善新能源汽车相关技术标准。积极推动电动汽车的技术研发、示范和商业化，使其尽快进入快速增长期。政府部门应协调汽车行业与电力行业，制定相应的充电设施标准，积极推进充电基础设施的建设。为电动汽车、燃料电池汽车和第二代生物燃料技术的示范项目提供投资补贴；短期内，可以通过进一步强化节能环保消费观念增加新能源汽车的市场接受程度，并研究免除电动汽车和燃料电池汽车购买环节的一切税费；研究减免电动汽车和燃料电池汽车在使用环节税费的方案与实施路线图。
未来发展任重道远
未来5～10年将会是新能源汽车开始从科研向产业化过渡的关键时期，也是我国能否抓住机遇将新能源汽车这一战略性新兴产业做大做强的关键时期。我国“十二五”能源规划指出，要加强供能基础设施建设，为新能源汽车产业化发展提供必要的条件和支撑，促进交通燃料清洁化替代，降低温室气体和大气污染物排放；结合充电式混合动力、纯电动、天然气等新能源汽车发展，在北京、上海、重庆等新能源汽车示范推广城市，配套建设充电桩、充（换）电站、天然气加注站等服务网点；着力研发高性能动力电池和储能设施，建立新能源汽车供能装备制造、认证、检测以及配套标准体系。
根据《BP能源展望2030》研究报告，全球汽车数量将快速增长，2030年将从现在的约10亿辆增加到16亿辆，增幅为60%，中国的千人汽车保有量将增加到140辆。传统乘用车销量在汽车总销量中的比重会下降至1/3，而混合动力车将占主导地位，包括纯电动汽车在内的插电式混合动力车的销售比例预计到2030年增至8%。2030年，交通运输行业的主导性燃料仍然是石油和生物燃料，分别占87%和7%，而天然气和电力的市场份额有所提高。2030年前，电动车以及压缩天然气/液化天然气车辆的使用会有所增加。
我国应积极推动电动汽车技术的研发、示范和商业化，使电动车在2025年以前进入快速增长期。电动汽车在乘用车和客车中都有很大的推广潜力。电力供应不是影响电动汽车大规模发展的主要因素，电池关键技术尚未实现突破才是制约电动汽车大规模发展的瓶颈。完整、方便的充电基础设施是电动汽车大规模发展的一个前提条件，政府部门应协调汽车行业与电力行业的产业发展，制定相应的充电设施标准，并积极推进充电基础设施的建设。
燃料电池汽车是远期实现能源供应安全改善和温室气体减排的重要技术，可以在一定程度上校正电动车大规模发展造成的柴/汽油消费比失衡，也是促进车用能源可持续转型的重要技术。应加强氢气供应体系研究，使燃料电池汽车电动车在2035年以前进入快速增长期。燃料电池汽车在乘用车、客车和货车中都有比较大的应用潜力。另外，天然气、生物柴油等替代燃料技术在近中远期实现车用燃料多元化和温室气体减排中都能够发挥重要的作用。
世界银行组织发布《中国新能源汽车规划：挑战和机遇》显示，在全球努力减少碳排放、对能源安全担忧、对空气质量关切和技术快速进步的背景下，新能源汽车正在受到越来越多国家的关注。据预测，到2020年插电式电动汽车的全球销量将会达到新车销量的10%，世界电动车的价值链在10年内将会达到2500亿美元。当前，从政策技术到新的商业模式，中国在发展电动汽车需要的所有要素上都在进行创新。