中国新能源汽车产业基础\路径与

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一、国际新能源汽车产业发展的背景及现状

(一)新能源汽车产业发展的背景及意义

随着城市化、工业化进程加速,汽车产业快速发展,国际原油供求矛盾逐步加深,全球气候变暖日益明显.发展新能源汽车产业是缓解石油资源短缺的重要举措,是全球汽车工业应对能源和环境问题的共同选择.首先从资源方面来看,如图1和图2所示,随着石油价格长期上升趋势明显,油价日益高涨已成为经济不能承受之重,同时随着世界和中国汽车保有量迅速攀升,对石油消耗造成严重负担.

其次从环境方面来看,能源大量消耗带来温室气体排放问题,是造成气候变化的主要原因,近年来各国排放标准不断严格,以减少汽车对全球气候变暖影响.

在此背景下,以节能减排为重要目标的新能源汽车技术不断取得突破,并逐步形成以能源、机电新技术为支撑,多种新能源为动力,涵盖新能源汽车整车、配套部件、专用储能材料及相关服务等领域,具有巨大市场潜力的新兴产业,呈现快速突破、竞相发展的态势.

新能源汽车产业代表了世界汽车产业的发展方向,是未来世界汽车产业的制高点,是各国家和汽车制造厂商的共同战略选择.大力发展新能源汽车,加快推进新能源汽车的产业化进程,既是有效应对能源和环境挑战,实现中国汽车产业可持续发展的必然选择,也是把握战略机遇,缩短与先进国家差距,实现汽车产业跨越式发展的重要举措.中国汽车工业必须积极行动起来,参与到这场全球性的新能源汽车的竞争中去,勇于迎接挑战,才能抓住这次难得的历史机遇,实现中国汽车业的跨越式发展.

(二)国外新能源汽车产业发展现状

美国、日本、欧洲等发达国家对新能源汽车技术高度重视,从汽车技术变革和产业升级的战略出发,颁布制定了优惠的政策措施,积极促进本国新能源汽车工业发展,以期提升本国汽车工业国际竞争力,在全球汽车工业新一轮竞争中占据有利地位.

1.美国.当前国际上车用替代燃料主要是乙醇和生物柴油等非化石类燃料,美国一直致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生资源使用量,以生物乙醇汽车为核心,近年来美国燃料乙醇生产和消费量都处于快速上升中,其主要需求就来自于替代汽车燃料.2007年1月24日,美国总统前布什发表国情咨文,宣布了替代能源和节能政策,提出美国应努力在未来1０年之内将汽油使用量降低20%.2008年12月,14家美国电池和先进材料企业,在阿冈实验室的支持下,成立了先进交通运输用电池生产国家联盟,以提高美国车用锂离子电池制造实力.目前美国把充电式混合动力汽车作为刺激经济和拯救汽车业的一张王牌,联邦政府为推进充电式混合动力汽车计划,斥资140亿美元支持动力电池、关键零部件的研发和生产,支持充电基础设施建设,消费者购车补贴和政府采购.同时,美国能源部下属的国家实验室以及电池制造业联盟在肯塔基州设立了研发和制造中心,目标是为充电式混合动力车提供高性能的锂电池组.这些新能源政策,更加明确了研发节能减排新产品的方向和目标.

2.日本.近年来,面对日趋严峻的能源形势和巨大的减排压力,日本汽车制造产业正在酝酿一场重大技术革命,以节能环保的新能源汽车开发代替传统燃油汽车.目前日本新能源汽车发展迅速,技术相对成熟,市场需求增多,逐步进入全面推广阶段,有望成为未来日本汽车产业的新引擎.日本混合动力汽车领域独树一帜并已形成产业化,同时注重鼓励燃料电池和生物燃料的发展,丰田、本田、日产等日本厂商的混合动力汽车不仅在国内热销,在国际市场上也令其他国家厂商望其项背.同时日本鼓励并重视燃料电池和生物燃料的发展,计划在5年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池,以及氢燃料电池科技；2007年着手生物燃料的普及,拟在2011年单年度生产生物燃料5千万升.为了进一步推进新能源汽车以及环保汽车,日本从2009年4月1日起实施了“绿色税制”,其适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆.

3.欧洲国家.欧洲历来重视节能和减排,重视生物燃料的开发应用,凭借欧洲汽车厂商在柴油发动机上强大的技术优势,欧洲在清洁柴油乘用车方面发展最为迅速.目前,柴油车在乘用车总销量中的比重已超过50%.欧盟在2003年发布了《欧洲未来氢能图景》,并制订了《欧盟氢能发展路线图》.欧盟委员会于2007年1月公布了“新欧洲能源政策”,目标是到2020年,将温室效应气体排放量降低到至少低于1990年的20％,将能源消耗中可再生能源的比例提高到20％；同时将今后7年欧盟能源领域的研究开发预算提高50％.除欧盟委员会外,欧洲各国政府也根据本国情况制定了大量的政策和措施,旨在推动新能源汽车的开发和消费.

二、国内新能源汽车产业发展基础分析

(一)中国新能源汽车产业发展取得的成就

我国新能源汽车已具备一定的研发和产业化基础.“十五”计划以来,国家制定了新能源汽车科技规划,并在“863”项目等国家项目的支持下,在选择具体的新能源汽车道路时采取了多管齐下的策略,对各种可行的技术都予以一定的支持,上海811所、同济大学、清华大学等几十家单位,把新能源汽车及相关零部件的研发列为重点课题,对各种主要技术路线进行了跟踪研究,取得了阶段性成果.

中国式仅次于日本的全球第二大锂电池生产国,产业规模庞大,产业链基础好,生产工艺共性点多,具备大规模发展汽车用动力电池的条件.中信国安盟固利、比亚迪等企业已投资十多亿元,建设磷酸铁锂货锰酸锂动力电池的生产能力,比克、力神、北大先行、威力克、寰宇、海霸、万向等企业也在加快投资.今年来,锁着电动汽车的发展,国产电动汽车电机性能有了较大提高,自主开发的车用电机效率大大提高,部分产品已经应用到中国主要汽车生产企业的电动汽车中.通过近10年的自主研发和示范运行,我国在动力电池、驱动电机、电子控制和系统集成等关键技术领域取得明显进步,纯电动汽车和插电式混合动力汽车开始小规模投放市场.燃料电池技术水平不断提高,燃料电池汽车示范考核逐步深入.通过实施不断严格的乘用车燃料消耗量限值标准,应用先进内燃机、高效变速器、轻量化和优化设计等节能技术,我国汽车平均油耗明显降低.混合动力汽车开始进入市场,极大促进了传统汽车产业的技术升级.天然气汽车技术基本成熟,初步实现产业化,形成了一定市场规模.

(二)中国新能源汽车产业发展存在的制约因素分析

近年来,中国新能源汽车产量迅速增加,汽车质量快速提升,研发步伐明显加快,具备了实现产业化发展的基本条件.但总体来看,中国新能源汽车产业仍然处于起步阶段,尚有许多问题亟待解决,主要包括:

一是亟待攻克的技术瓶颈.目前我国新能源汽车技术水平还比较低,国内电动车面临着电池、电机、电控系统等关键核心技术上的瓶颈问题.动力蓄电池同时涉及混合动力、纯电动和燃料电池三种电动汽车,因此动力系统的转型将强烈依赖电池技术的突破.然而,我国在电池系统集成技术、大规模生产工艺设计、生产过程质量和成本控制等方面,与国外先进水平仍有较大差距,电池技术是现阶段我国新能源汽车实现产业化存在的最大难点.

二是没有形成完备的产业链.目前我国新能源汽车产业建设能力比较薄弱,没有建立起从科研、设计到设备制造的比较完备的产业体系,产业链建设有待进一步加强,特别是消费者所必需的充电站等配套基础设施建设严重滞后,新能源汽车有关测试和试验的技术规范不健全,产品认证体系亟待加强,标准化工作进展缓慢,严重阻碍新能源汽车产业的健康发展.

三是新能源大规模供应体系尚未建立.按照科学的划分,交通能源转型有三个阶段：找到可以大规划提供的新能源；实现新能源的大规模供应；通过新能源汽车的量产有效利用新能源.可见,单纯在新能源汽车技术上实现突破,并成功进行示范运行,并不能解决能源供应问题,目前中国大规模的清洁能源供应体系远未建立,国家还没有制定出新能源大规模供应和能源基本转型的具体计划,从而使得新能源汽车的长久、稳定发展缺乏新能源供应这一物质基础.

四是直接惠及消费群体的政策扶持力度还不够.新能源汽车的发展靠的是市场的需求,而市场需求的主题是消费群体,目前,国家对新能源汽车产业有一部分政策支持,但是这些政策大多都是针对源头生产企业的,对于广大新能源汽车消费群体,国家并没有制定完善的政策,及时的给予补贴,由于目前的新能源汽车售价普遍比传统汽车高出1至2倍,甚至数倍,在这种情况下,如果国家补贴缺位,市场需求无法兴起.

五是国内各类生产要素没有得到有效整合.目前我国新能源汽车企业大多各自为战,行业协会和中介机构的作用得不到发挥,缺乏必要的资源整合与统筹协调,低水平重复建设较多,资源浪费现象比较普遍.如何充分发挥市场配置资源的作用,有效整合发展新能源汽车的各类要素和资源,在生产者和消费者之间建立起对新能源汽车的良好预期,是我国发展新能源汽车产业需要解决的一个重要任务.

六是企业缺乏自主核心技术.我国新能源汽车合资企业多,进入九十年代以来,我国多数汽车企业走上了合资发展的道路,合资一方面解决了我国汽车企业的发展资金来源问题,同时也方便了我们了解世界产业的发展动态,但是,造成了国内研发实力的弱化,企业越来越依赖国外技术,造成本国技术空心,企业自身核心技术缺失,和国外企业差距较大,在当前的发展新能源汽车的潮流下,必将为我国企业带来的巨大的挑战.

三、新能源汽车产业化发展路径分析

新能源汽车产业发展多种技术路径并存,而混合动力、纯电动和燃料电池驱动是其发展的三个基本选择.混合动力汽车目前已经产业化,但相对于日渐枯竭的石油资源而言,终究是个替代方案,不可能长久；纯电动汽车也已经迈出产业化的步伐,但技术瓶颈较多；燃料电池驱动是最终解决方案.新能源汽车将沿着“镍氢――锂电――燃料电池”产业化路径发展.而新能源汽车产业的价值链将围绕最为核心的电池业务展开,并逐步延伸至电气系统（驱动电机、控制系统）、整车（乘用车、客车）以及上游资源（锂、镍、稀土）领域.新能源汽车产业发展主要集中在纯电动汽车和油/电混合动力汽车上.因这两种汽车在节能与环保方面的较高可行性,有望成为下一阶段新能源汽车的主流.届时世界汽车将摆脱依靠石油能源的时代,进入单一的新能源汽车时代.

(一)锂电池是新能源汽车电池的首选

目前主要的新能源电池产品有镍氢电池、铅酸电池和锂电池等品种.铅酸电池是目前应用最广泛、技术最成熟,并且唯一大批量生产和应用的动力电池,主要用于汽车和电动自行车.镍氢电池已成功应用于丰田混合动力汽车,目前应用较为成熟的动力电池,搭载镍氢电池的混合动力汽车全球销量已超过170万辆.离子电池具有重量轻、储能容量大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点,已开始逐渐取代酸铅和镍氢电池,成为目前世界上大多数汽车企业的首选目标和主攻方向,全球已有20余家主流企业进行车载锂离子动力电池研发.

镍氢电池以其成本优势占据了电池容量要求不高的混合动力电池市场,能量密度小、续航能力差.锂离子单体电池已经完全达到实用水平,但成组应用技术尚不成熟,导致动力电池成本高,寿命较短.我们认为镍氢电池是未来2～3年过渡产品,最终目标是锂电池和燃料电池.具备优越性能的锂电池材料已经面世,但由于制造工艺和设备的限制,成品率较低,若成品率达到80%,成本即可降低30%～50%.未来2A

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(二)永磁材料是汽车电机及控制系统突破口

汽车电机及控制系统的发展趋势：永磁化、数字化、集成化.传统汽车的驱动部件变速箱在新能源汽车中将被电机驱动系统取而代之,但新能源汽车同时也对电机及驱动系统提出更高效率要求、温度耐受要求和更低成本要求.电机及控制系统作为关键的驱动部件,在整车的成本比重约占15%,从新能源汽车电机及控制系统的发展趋势看,永磁同步驱动电机,控制系统及功能单元数字化,电机与变速箱、电机与发动机、电机与电子部件集成一体化是汽车电机及驱动系统的发展方向.

随着混合动力汽车和纯电动汽车的快速发展,永磁驱动电机将迎来一个更为快速发展的时期,其发展发展趋势也将呈现以下特点：高功率密度、高转矩密度、高可控性、高效率、高性能高价格比等,以满足新能源汽车的实际需求.目前,新能源汽车电机制造壁垒不高,短期内控制系统是瓶颈,仍然需要加大研发力度,寻找突破口.

四、促进新能源汽车产业发展的对策建议

针对国际新能源汽车产业发展现状和我国新能源汽车产业发展中村存在的问题分析,通过构建新能源汽车技术研发平台,建立关键零部件自主研发体系,加大研发力度突破技术瓶颈,不断完善新能源汽车标准体系并加快充电设施建设步伐,同时加强政府引导力度,建设促进新能源汽车产业的政策环境,不断推进新能源汽车产业化进程.

第一,加强新能源汽车产业相关技术研发力度.集中全行业科技资源,同时要加强国际间交流与合作,建立合作开发机制,在共性基础和前沿技术领域,积极利用国际资源；开展系统集成、动力总成、电磁兼容、高压安全、动力电池等关键技术研究,加快建立先进的整车设计与开发流程.突破动力电池核心技术,提高电池性能和寿命,降低成本.加快推进动力电池关键材料和生产装备自主化；突破和掌握高效动力总成、汽车轻量化、低阻零部件等先进节能技术.突破机电耦合、能量回收等混合动力汽车关键技术,实现混合动力专用发动机自主研发和生产；突破电动化总成控制系统（电动空调、电动转向、制动能量回馈控制系统）、整车分布式控制系统,掌握基于新型电机集成驱动的底盘动力学控制、整车控制系统、智能交通、车网融合等前沿技术.

第二,积极推进新能源汽车试点示范.深入开展节能与新能源汽车试点示范,进行产品试验验证和技术经济评价,提升产品技术水平；研究配套鼓励政策,探索建立具有商业可行性的市场推广模式,协调发展充电设施；扩大市场规模,形成试点带动技术进步和产业发展的良性循环机制,建立有利于公平竞争的开放市场环境.加强公共服务领域的节能与新能源汽车示范推广试点,以公交、出租、公务、环卫、邮政、城市物流用车和企业通勤车辆等为重点,加快推广节能与新能源汽车,逐步扩大试点规模,积极推动私人购买新能源汽车补贴试点.探索“裸车”销售、电池租赁、整车租赁等多种推广模式,建立新能源汽车租赁服务、二手车交易、电池梯次利用与回收再利用体系.

第三,加快充电设施等基础设施建设步伐.在产业发展初期,应集中力量重点在试点城市开展充电设施建设.试点城市应开展充电网络建设,建立以个人和公共停车位分散慢充为主的充电系统.推进现有社会停车场改造,在主要商业区、住宅区和政府部门停车场配套建设慢速充电桩,在城市主要干道和火车站、机场等场所建设公共快速充电场站,依托公交场站建立公交车专用的充换电系统.开展新能源汽车基础设施关键技术研究,研制与智能电网相融合的能量转换技术与设备.

第四,建设促进新能源汽车产业的政策环境.以加快新能源汽车产业突破发展为目标,不断完善税收优惠政策.突出税收优惠的针对性；对战略性新兴产业实行间接税收优惠；不断完善税收法制,提高税收优惠政策的法律保；进一步完善对新能源汽车产业技术的研究、开发、引进、转让和应用等各个环节的扶持政策.制定支持新能源汽车产业发展的政策体系.从财政、税收、投资、金融、产业、土地、价格、生态建设、人才、帮扶等方面进一步完善扶持政策,激励社会资源发展战略新兴产业的政策手段.

第五,加强人才培养和自主知识产权开发及保护.加强人才培养与队伍建设,以国家专项工程为依托,培养一批国际知名的领军人才.加强电化学、新材料、汽车电子、车辆工程、机电一体化等相关学科建设,培养技术研究、产品开发及管理人才.实施人才引进计划,鼓励企业、大学和科研机构从国外引进专业人才.通过部门合作、统筹规划、系统设计,构建全产业链的专利体系,加强知识产权的应用和保护,激励原创性技术的研究与开发,改进高校和科研机构知识产权的评价使用制度,建立高效的知识产权评估交易办法,加大对创新成果的奖励力度.▲