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本文通过对机械工业中新能源与节能技术发展现状的分析,对机械新能源与节能技术的应用情况进行了探讨。
关键词:
机械;新能源;节能技术
0前言
对于机械工业来说,要想进一步的提升自身经济效益,增强综合实力,必须进行新能源的开发与利用以及采取相应的节能工艺与技术。现阶段,随着经济全球化进程的不断推进,机械工业的竞争压力越来越大,能源的消耗方面更是遇到了发展的瓶颈。集中体现在:人工费用所占成本比例相对较大;原料成本持续增加;能源投入数额较大;环保投入也持续升高等方面,使得机械企业在成本控制方面捉襟见肘。只有通过加快新能源的研发速度,推广使用节能工艺与技术,全面梳理现阶段能源消耗与节能中所出现的问题,才可以显著地降低能源消耗提升企业效益。
1机械工业中新能源与节能技术的发展现状
现阶段我国逐步的将新能源推向产业化发展的道路,尤其是在机械工业方面,新能源与节能技术的应用与发展已有了不少的成果。如今,我国已对新能源的节能技术的研发形成了完整的理论,为进一步的开发和应用提供了基础和保障。而在新能源和节能技术的实际研发中,一些产品已被应用到机械工业中,并可以满足相关的要求。而有一些新能源节能技术产品开始走向产业化的道路,其生产规模正逐步扩大。其中最具代表性的就是新能源汽车的工业化生产。不过,在新能源和节能技术的发展与应用过程中,依然有不少的问题存在。首先,相对于发达国家来说,国内关于新能源与节能技术的研发要晚一些,政府在这方面的资金投入相对要少,而企业的资金投入更是不多。现今,关于新能源和节能技术,很多都处于试验时期,即便有些企业逐步的增加了研发的资金,也取得了一定的成果,但整体上来说,还和国际先进水平存在着不少的差距。其次,在应用新能源和节能技术的机械中,很多核心部件不具备产业化生产的技术与条件,需进一步的加强。第三,我国对于新能源和节能技术相关的机械产品政策扶持力度不足。从环保的层面上来说,采用新能源与节能技术的产品,政府应加大扶持力度,给予相应的优惠和补贴政策。最后,我国没有统一的关于新能源和节能技术规范与标准。要想机械工业逐步的应用新能源和节能技术,应当建立并完善相应的标准与规范,以达到促进机械新能源和节能技术发展的目的。
2机械新能源与节能技术的应用
2.1LNG机械的应用
天然气是一种非常清洁的能源,在使用过程中包含两种类型:压缩天然气(CNG)和液化天然气(LNG)。CNG是通过加压的方式,让其以气体状态的情况下储存到相应的装置里,和我们通常使用的管道天然气组成一致。而LNG则是将天然气在非常低的温度下进行冷凝等处理,让其处于这种低温(一般在162℃左右)环境中逐渐的被液化,从而产生了液化天然气。因为此状态下天然气的密度要大得多,因此LNG机械相应的具有更长的工作周期,也使其在机械工业中的应用前景更大LNG机械大部分应用于汽车发动机的工业生产中,其采取特定的设备将LNG液化,然后将气化天然气的压力进行调节以后将其输入发动机,进而完成动力输出操作。通过采用这种新能源与节能技术,新能源的消费成本可降低30%以上。不过,LNG机械依然有着多种问题存在。第一,用于汽车发动机的LNG机械和以柴油为动力的机械比较,其性能依然有所差异。尤其是在动力调节方面,相对的存在一定滞后性,无法完美地适应负荷的随时改变。第二,无法实现密闭的作业。因为LNG所储存的装置其内部会存在非常高的压力,而如果其内部的压力超出一定值以后,就会自动的将天然气释放出去,以确保天然气储存装置的安全性。但是,在密闭的空间内,天然气就无法实现释放。最后,在LNG机械加注天然气的过程中,要依靠专业的设备完成,而实际的使用过程中,就会产生一定的限制,极大地阻碍了LNG机械的应用与发展。但是,和一般的柴油为动力的机械相比较,LNG机械是具有非常显著的环保效益,其可明显的降低二氧化碳、二氧化硫以及一氧化碳等污染气体的排放量,在改善大气环境方面意义非凡。
2.2电驱动机械
很多大型的工程机械,逐步开始使用大功率的电驱动马达以代替传统的发动机驱动。而相应的电驱动马达所需的动力来源为电网的电能,与电动机所连接的控制器和变频器之间可以实现数据的传输与交换,从而实现按照外界载荷情况而实时的变频,达到调整电动机功率的目的。通过这样的节能技术,可有效地降低能源的消耗,同时还具有较小的噪音污染、较小的污染物排放等特点。在节约成本的基础上,又达到了环境保护的目的。
2.3混合动力机械
机械工业中汽车行业对于混合动力的使用已逐渐的成熟,并为混合动力机械的发展提供了极其广阔的空间。现阶段,机械工业中经常使用的混合动力能够分成三种,分别是油电混合动力形式、油液混合动力形式以及由电液混合动力形式。在油电混合动力机械中,加入电动力,可以较相同能力的机械减少很大的功率,也实现了能源消耗的减少。相同情况下,采用混合动力可较单一柴油动力机械降低20%左右的能源消耗量,同时可减少20%左右的污染物排放量。
3结语
新能源与节能技术在机械工业中的应用,可有效地减少能源的消耗量,定会给机械工业带来良好的发展机遇,同时也是未来机械工业的发展要求和方向。
作者:龙腾 单位:邵阳学院
参考文献:
关键词:汽车产业;技术创新;低碳经济
一、引言
随着世界经济危机的爆发、全球气候变暖以及日本福岛核事故等问题出现,能源紧缺和环境污染问题已成为一个举世关注的经济和政策议题,发展低碳经济开始受到各国的高度重视。所谓低碳经济是指依靠技术创新和政策措施实施一场能源革命,建立一种较少排放温室气体的经济发展模式,从而减缓气候变化。低碳经济的实质是能源效率和清洁能源结构问题,目标是减缓气候变化和促进人类的可持续发展[1]。汽车产业作为国民经济的主导产业,是以能源的消耗为基础,对能源的依赖作用大,能源问题已经成为制约我国汽车产业发展的一大障碍。
同时,随着汽车数量不断的增加,尾气排放引起的环境问题也日益突出。汽车产业高能耗、高排放、高污染的现状不改变,将会对汽车产业的发展造成严重的影响。为加快我国汽车产业快速发展,解决能源和环境问题对汽车产业发展的制约,发展低碳经济,实现汽车产业技术创新,开发节能环保、新能源汽车,是一条有效途径。
二、汽车产业技术创新的新要求
1.技术创新与市场需求有效结合
伴随全球能源、环境、气候面临的形势日益严峻,许多国家纷纷制定各类专项行动计划,大力培育发展以新能源、新一代信息技术、生物为代表的战略性新兴产业。节能和新能源汽车产业作为一种战略性新兴产业,在加快产业结构转型升级、转变经济发展方式的同时,应充分发挥技术创新和市场需求对节能和新能源汽车产业发展的"双向驱动"作用,将技术创新同市场需求有效结合起来[2]。
基于节能环保和发展低碳经济的理念,未来汽车产业发展将主要表现为两种趋势:一是趋向于节能汽车的研发生产;二是重点发展新能源汽车。因此,国内汽车企业应该抓住国内汽车消费市场转型升级的有利时机,把握汽车产业的发展方向,紧紧围绕国内外市场,以需求为导向,适时优化调整研发投入的力度和方向,加大对节能汽车和新能源汽车的技术创新,创造出更多适合市场需要的产品。
2.技术创新与汽车政策相适应
能源与环境的问题已成为全球日益关注的焦点,全球变暖的威胁让全球节能减排势在必行。为应对能源资源和生态环境危机,发展环保型汽车是各国汽车产业的必由之路。中国近年来经济发展迅速,同时也饱受碳排放量过大的指责,政府面临的节能减排压力很大。针对我国汽车数量巨大、能源紧缺以及环境污染严重等问题,国务院、国家环保局和国家发展改革委等先后出台了多项汽车节能减排政策,旨在鼓励汽车企业提升节能水平,提高燃料燃烧效率。通过财政补贴、税收优惠等政策措施引导消费者购买小排量等节能环保型汽车。
对于汽车生产厂家而言,国家不断提高新车的排放标准,技术创新有了新的要求。为了达到不断提高的排放标准,汽车生产企业应该加快技术创新,推动传统汽车提高燃料燃烧效率,以适应政策要求。此外,发展新能源汽车是实现节能减排的另一条有效途径。新能源汽车替代传统汽车能够缓解我国石油对外依存度过高以及环境污染等压力,同时在新能源汽车技术方面,全球汽车企业差距相比与传统汽车更小,为中国汽车工业崛起提供了机会。
因此,汽车产业技术创新应以政府政策为导向,加快对小排放量汽车、节能型汽车以及新能源汽车的开发,提高汽车节能技术和燃油利用效率,降低新车碳排放量,推动技术升级,开发清洁能源,增强我国汽车产业的国际竞争力。
三、技术创新途径
近些年来,我国汽车产业虽然发展迅速,汽车产销量逐年增加,但是我国汽车企业主要是掌握一些低端技术,市场上现存的汽车产品表现出高能耗、高排放等特点,节能效率低下,对环境和能源造成了严重威胁。而不断增长的汽车消费需求与能源和环境的压力之间的矛盾也日益突出,汽车产业在能源利用方面迫切需要进行技术创新。
针对我国汽车产业发展现状,从能源效用技术创新的角度,结合目前汽车产业发展的趋势,提出了解决我国汽车产业车用能源短缺问题的两种途径:一是大力发展节能汽车;二是重点发展新能源汽车。
1.大力发展节能汽车
发展节能汽车是在传统汽车高污染、高能耗的背景下提出来的,所谓节能汽车,是指以内燃机为主要动力系统,综合工况燃料消耗量优于下一阶段目标值的汽车。加大对节能汽车的研发力度,加快技术创新和进步,推动节能汽车产业发展。
(1)调整汽车产品结构
汽车企业应该优化研发投资结构,加大对小型车、柴油机车的研发投入,加快技术创新,研发出更多品种的小排量车车、柴油机车,丰富车型,以满足消费者不同的需求,符合国家政策的规定,提高小型车、柴油车等市场份额。
(2)提高汽车节能技术
传统汽车能耗高,对燃油的利用效率低,碳排放量大。对此,应加大汽车发动机、变速器的技术创新,增大R&D投入力度,掌握核心技术,提高内燃机的供能效率,以降低能耗。同时,开发出高效变速器,提高整车优化、轻量化技术,减少阻力,节约能源。
(3)推行行业标准
大力推行燃料消耗量标准和排放标准。加快技术创新,实现技术突破,研发出世界上先进的发动机系统,降低每公里的平均燃料消耗量和汽车尾气中的有害气体排放量。
(4)提高交通运输效率
加大对新型公交车的技术研发力度,发展节能型公交,缓解出行压力,提高道路运输效率。
2.重点发展新能源汽车
在能源和环境的压力下,新能源汽车成为未来汽车产业的发展方向,是实现节能减排的主力军。加快培育和发展新能源汽车,既是有效缓解能源和环境压力,推动汽车产业可持续发展的紧迫任务,也是加快汽车产业转型升级、培育新的经济增长点和国际竞争优势的战略举措。
(1)加强核心技术研发
新能源汽车目前最大的制约因素就是电池技术,应大力推进动力电池技术创新,重点开展动力电池系统安全性、可靠性研究和轻量化设计,集中力量实现关键共性技术突破。
(2)加强关键零部件研发
零部件发展应该与汽车整车同步发展,重点支持驱动电机系统及核心材料,电动空调、电动转向、电动制动器等电动化附件的研发。大力开展燃料电池电堆、发动机及其关键材料核心技术研究。
(3)加大节能技术研发
积极推进汽车节能技术创新,以提高汽车燃料经济性水平。重点开展混合动力技术、高效内燃机技术和先进电子控制技术的研究,开发混合动力专用发动机,掌握混合动力、先进内燃机、高效变速器、汽车电子和轻量化材料等汽车节能关键核心技术。
(4)加大新型发动机开发
积极开发新型替代能源,诸如天然气、乙醇、液态氢等低污染燃料,加大对这些新型动力发动机的研发力度,获得技术上的突破,研发出新产品,以适应未来市场的需求。
总之,加大技术创新,发展节能与新能源汽车是降低汽车燃料消耗量,缓解燃油供求矛盾,减少尾气排放,改善大气环境,促进汽车产业技术进步和优化升级的重要举措。
四、结语
低碳经济是中国经济发展的必然之路,产业技术创新是发展低碳经济的必要手段[3]。为解决我国汽车产业高能耗、高污染等问题,缓解能源稀缺和环境问题带来的压力,应加大对汽车产业的技术创新,开发节能和新能源汽车,发展低碳经济,实现汽车产业转型升级。
参考文献:
[1]庄贵阳.中国经济低碳发展的途径与潜力分析[J].国际技术经济研究,2005 (7):8-12.
[2]姜江、韩祺.新能源汽车产业的技术创新与市场培育[J].产业经济,2011(7):57-62.
东风:30亿砸向新能源
近日,东风汽车正式该公司的节能与新能源汽车战略规划,明确该公司第一批共16个节能与新能源汽车重大专项。
在对公司新能源汽车战略的阐述中,东风汽车副总经理周文杰表示,“东风将以纯电动汽车作为中长期战略重点,以混合动力汽车作为现阶段产业化目标,并与传统汽车节能技术相结合,立足整车集成与整车控制,整合与掌握核心资源,并积极探索纯电动汽车的商业应用模式。”周文杰透露,未来5年内,东风将陆续投入30亿元专项资金用于节能与新能源汽车的产品技术开发和建设。
目前,东风汽车的新能源汽车战略的内容,也尽量向规划“靠拢”,将“在传统内燃机的技术进步和电动汽车技术研发两个技术方向上持续发展,一方面研究传统内燃机汽车的节能减排和替代燃料技术,另一方面加快混合动力汽车技术的完善和产业化建设,进行纯电动乘用车的研发与产业化。”
一汽:3种路径同步进行
事实上,作为国内三大汽车集团之一,此前东风汽车在新能源汽车上的“姿态”并不积极,而上汽和一汽均已了各自的新能源战略。
一汽集团技术中心主任李骏表示,一汽集团核心技术已梳理成5大技术品牌,并设立了10个核心技术。其中在新能源汽车发展上,将实行混合动力、纯电动和插电式三种路径同步进行。
李骏表示,一汽对新能源车的规划是从两头走的多元化技术为主的,具体分为大于1200公斤的车做混合动力,小于1000公斤的车为纯电动,而在1000公斤-1200公斤的车正在研究是用插电式。一汽研发高层指出,目前整个一汽所提供的混合动力的公交客车包括控制系统都是自己研发的技术。
上汽:欲做新能源车老大
上汽也透露了自己在新能源汽车领域的雄心。上汽集团董事长胡茂元表示,近年来,上汽集团已全面布局整个新能源汽车产业链,上汽集团计划占领20%的新能源汽车市场份额。
按照集团的“十二五”规划,2015年上汽集团新能源车的市场占有率达到20%。胡茂元称,“与其他企业不同,上汽从研发新能源汽车着手,以求真正实现产业化发展。通过新能源汽车的产业化,带动电池、电机等关键零部件技术发展和产业化。”
近年来,中国汽车节能技术推广应用也取得积极进展,新能源汽车经过近10年的研究开发和示范运行,初步具备产业化发展基础,电池、电机、电子控制和系统集成等关键技术取得明显进步,纯电动汽车和插电式混合动力汽车开始小规模投放市场。
但与先进水平相比,我国尚未完全掌握汽车节能关键核心技术,燃料经济性水平还有一定差距,节能型小排量汽车市场占有率偏低;新能源汽车整车和核心零部件技术尚未突破,产品成本高,社会配套体系不完善,产业化和市场化发展受到制约。总的来讲,我国新能源汽车尚处于起步阶段,产业化发展面临诸多挑战。
技术攻关、示范工程和基础设施建设等都需要较大资金投入
与传统汽车开发相比,我国新能源汽车的研发仍处于初级阶段,要实现真正产业化,尚需大量资金投入到技术攻关、基础设施建设和示范推广等方面。
首先,产业化技术瓶颈仍需大量投入。尤其在基础技术研究、关键部件和材料的研发及产业化方面,需要大量资金投入。其次,充电站、加氢站的广发就爱难舍需要大量投入。最后,新能源汽车的产业化发展离不开大量的示范推广工作和政策、资金投入。与传统汽车比较,目前混合动力汽车成本要增加30%-40%,纯电动汽车成本增加40%-50%,燃料电池汽车成本要增加100%以上。我国新能源汽车目前商业化示范运行的范围仍然有限,未来国家主导的大规模示范工程,还需要大量资金投入。
多项政策驱动新能源汽车行业投资机会
国家的新能源汽车整体规划指出:“改造现有生产能力,到2010年形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右”。此外,还有中央财政对“13城千辆”新能源公务车进行补贴,加大新能源相关配套设施建设。特别是2012年04月18日国务院常务会议通过的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》更为新能源汽车行业的发展树立了合理的目标:
一是产业化取得重大进展。节能与新能源汽车的生产和消费稳定增长,产业规模位居世界前列。到2015年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车累计产销量超过50万辆;到2020年,纯电动汽车和插电式混合动力汽车生产能力达200万辆、累计产销量超过500万辆,燃料电池汽车、车用氢能源产业发展水平与国际同步。
二是燃料经济性显著改善。到2015年,节能型乘用车新车平均燃料消耗量降至6.9升/百公里以下。到2020年,节能型乘用车新车平均燃料消耗量降至5.0升/百公里以下,达到国际先进水平;商用车新车平均燃料消耗量接近国际先进水平。
三是技术水平大幅提高。掌握先进内燃机、高效变速器、汽车电子、轻量化材料和普通混合动力等汽车节能关键核心技术,新能源汽车、动力电池及关键零部件技术整体上达到国际先进水平,形成一批具有较强国际竞争力的节能与新能源汽车企业。
四是配套能力明显增强。关键零部件技术水平和生产规模基本满足国内市场需求。充电设施建设与新能源汽车产销规模相适应,满足重点区域内或城际间新能源汽车运行需要。市场营销、售后服务及动力电池回收利用体系基本完善。
五是管理制度较为完善。建立起有效的节能与新能源汽车管理制度和扶持政策体系,形成比较完备的技术标准和管理规范体系。
新能源汽车及其关键零部件产业将在国家相关政策扶持下快速成长,随之而来的就是相关的投资机会。
新能源汽车的投资机会分析
从时间上来说,新能源汽车行业短期看混合动力、中期看纯电动、长期看燃料电池。混合动力汽车采用油电混合驱动,不需要充电,又能达到一定的节油要求,是目前最适于产业化得新能源汽车。纯电动汽车短期受电池技术、成本、动力性能、充电设施等因素制约,但在客车、行政用车、特种车等方面因可得到财政补贴,而有一定的产业机会。燃料电池汽车目前技术不成熟,离产业化差距大。
从产业链的角度来说,混合动力车产业链,除了行驶系统、动力系统、车身系统将传统汽车产业链进行延伸以外增加了电池、电机、电控系统等组件组成的新能源动力系统;纯电动汽车和混合动力相似,只是去掉了传统的发动机、油箱等组件,汽车的行驶能量完全由电池组储能提供,因此对电池储能规模、电机率大小的要求比混合动力汽车更大。
从新能源动力系统产业链来看,投资机会包括:具有锂、铂、镍、稀土等上游资源的矿业和关键零部件制造厂商(包括电池、电驱系统等);其中电机电控值得关注,而整车制造不大适合于风险投资,动力电池则是新能源汽车投资的核心。
锂电池的投资机会。《汽车产业调整和振兴规划》中明确“形成10 亿安时(Ah)车用高性能单体动力电池生产能力”,新能源汽车产业将促进电池市场规模快速增长,全球动力电池市场规模将超过5000亿人民币。
按照电池种类,动力电池包括:锂电池、镍氢电池、铅酸电池、超级电容器等。其中超级电容器能量密度过低,或可用作辅助电源;镍氢电池目前为动力电池的主要类型,但潜力有限;而锂电池应用前景最好,将逐步取代铅酸电池和镍氢电池。总的来说,2015年之前镍氢电池仍是混合动力汽车的主流电池品种;而从中长期来看,随着磷酸铁锂电池的技术突破以及成本降低,锂电池有望广泛应用,其需求将于不久之后爆发。
锂电池中,正/负极、电解液和隔膜构成其产业链的核心。其中正极材料是锂电池性能的关键:磷酸铁锂具有较好的安全性,能量密度相对较大,是目前最好的正极材料;截至2008年10月不完全统计,全国有40多家磷酸铁锂电池材料生产厂家,其中进入工业化批量生产并向市场稳定供货的企业有近10家。负极材料中,石墨类碳负极材料由于其来源广泛和价格便宜,一直是负极材料的主要类型;此外,改性天然石墨正在取得越来越多的市场占有率,近年来也逐步开始使用钛酸锂作为负极。相对而言,负极材料整体投资价值相对较小。
除了正负极材料之外,电解液一般由高纯度的有机溶剂、电解质锂盐(六氟磷酸锂)和必要的添加剂等原料构成,国产电解液从2002年进入市场并逐步取代进口产品;性能优异的隔膜对提高电池的综合性能具有重要作用,隔膜产品目前基本依赖进口,国内仅少数企业可以生产,逐步进入市场。
来自国内外节能与新能源汽车研发生产企业参加展会,展示了近年来在节能与新能源汽车领域取得的最新成果,数款国内节能与新能源汽车在展会首次亮相。宇通、五洲龙、上海神舟、沂星客车等多家商用车企业均携旗下节能与新能源自主品牌车型亮相。
一直秉承“低碳、环保、节能”理念的宇通客车,此次携纯电动城市客车ZK6141BEV1等车辆参展。郑州宇通客车股份有限公司新能源技术部工程师李钰锐介绍:“ZK6141BEV1定位于客运城际大巴,额定载客80人,一次充电能跑300公里,目前有50台的订单意向。”在谈到宇通目前节能与新能源车型销售情况时,李钰锐表示,“目前还是混合动力车型销售得比较好,虽然现在国家补贴下降,但是我们的技术也在进步,产品的价格也在下降,可以说混合动力车型已经得到了市场认可。”
将绿色环保,节能减排作为发展方向的五洲龙参展车辆为纯电动城市客车(FDG6113EVG5),深圳市五洲龙汽车有限公司国际营销公司品牌推广主管杨则刚介绍:“此款车最大的亮点就是安静,真正意义上做到了静音行驶状态,充满一次电,如果在普通的城市工况下可以跑到350公里左右,而且没有尾气,所谓新能源清洁公交就是这样去体现的。另外车造型比较主流,有一些高科技的配置,还包括针对电池的一些保护装置。”在谈到新能源车发展规划时,杨则刚表示,希望政府加大订单的数量并且继续推广,现在一线城市都很主动地去做,而同样具备实力的二三线城市显得稍微差些。
来自山东的沂星电动汽车有限公司一直致力于研发新能源汽车,特别是在纯电动汽车产品研发方面取得了重要进展。产品开发覆盖高中低档、大中轻型、双层、单层等各种类别的纯电动城市客车,以满足不同用途的客户需求。沂星本次携纯电动城市客车SDL6120EVG等新型车辆参展。“我们企业区别于其他企业最大的特点就是我们只做纯电动汽车,而且我们只做大车,像是公交车、旅游大巴、中巴……相当于是为公众服务的车,车从2009年开始在路上运营,现在有300多辆在包括香港的全国各地运营。”山东沂星电动汽车有限公司董事长助理叶钢在展会上接受记者采访时谈道,“我们的纯电动客车采用全承载铝合金轻量化车身技术,使整车整备质量较同规格钢结构车辆降低1.5—2吨,比国内其他企业的纯电动客车可多载客40%以上。驱动系统采用三相异步电机及伺服控制系统,三相异步电机效率在公交运营状态下和永磁电机差不多,比较耐用,可保证整车控制的精度及系统效率。同时具备高效制动能量回收及驻坡零速锁定功能,提高了车辆运行安全性和驾驶舒适性。”叶钢补充道。
此次神州巨电也带来最新科研成果——全球首发单体超大容量500AH锂电池纯电动大巴。“电池要真正过关,首先要产业化,我们在5年前就已经产业化了。其次,要看是不是通过工信部要求的检测,而我们在3年前就通过了。当时这个电池是用在军方的重型武器上,现在用在新能源车上,我们的产品在安全和经济上都很有保证。”北京神州巨电新能源技术开发有限公司总裁王麦克自信地告诉记者。
除商用车展区外,本届车展还设立乘用车展区和零部件展区。在各级政府的大力支持下,我国自主品牌汽车在节能与新能源领域取得了不俗的成绩。一汽、东风、上汽、北汽、长安均携旗下节能与新能源自主品牌车型亮相。同台竞技的还有吉利、华晨、江淮、长城等后起之秀,可谓群星闪耀。一汽大众、一汽丰田、广汽丰田、广汽本田、上海通用、上海大众和北京现代等合资品牌组成豪华阵营,也亮相本届节能与新能源汽车成果展。
与国内企业相比,丰田和沃尔沃等国际车企也在本届车展上展示了各自最新的节能与新能源技术和产品。作为全球首个累计销量突破百万辆的新能源车型,此次展出的丰田普锐斯搭配了最新的节能技术,向世人展示丰田在节能与新能源领域的实力与决心。沃尔沃则带了来其畅销欧洲市场的S60柴油混动版车型,这不但体现了一向注重安全与舒适的沃尔沃在节能与新能源领域的地位,同时也传达出发展节能与新能源汽车离不开政府支持的期望。
1、修订市政府与各县区政府20*年节能目标责任书。根据省政府下达我市*的节能约束性指标及我市前两年节能工作实际,按*节能总体目标倒排,从20*年起,未来三年内单位GDP能耗每年应下降8.15%。为保障我市顺利实现预期目标,修订市政府与各县区政府签订的20*年节能目标责任书,在责任书总体框架不变的前提下,将各县区原“20*年单位GDP能耗同比下降4.0%以上”的目标修订为“20*年单位GDP能耗同比下降8.15%以上”。
2、落实政府节能专项资金。根据省政府关于20*年节能工作考核要求,积极设立市、县(区)两级节能专项资金,用于节能改造示范项目补助和节能工作奖励,确保节能宣传及日常工作正常运转。
3、加快组建市、县两级节能监察中心。明确监察中心的性质、结构框架、人员编制、职能作用,推动我市节能监管工作步入法制化、规范化的轨道。
二、进一步加大产业结构调整力度
4、加大淘汰落后产能力度。根据国家产业政策和淘汰落后产能的有关标准和规定,20*年全市要关闭小粘土砖厂20家、淘汰粘土实心砖1.8亿标块;关闭小水泥生产线1条,淘汰小水泥36.5万吨;关闭小造纸厂企业1户,淘汰落后小造纸0.3万吨;钢铁企业全部工艺技术装备均达到国家规定的等级及以上。淘汰高耗能设备15台套,实施电机改造、变压器改造工程。
5、积极发展装备制造、农副产品深加工等低耗能、低污染的产业。实施江淮汽车*分公司年产26万台轿车变速器、*强大齿轮公司年产4万台汽车驱动桥总成、*应流集团年产15万吨高精度高强度特种紧固件、*江淮电机系列高性能电机制造等技改工程。积极发展太阳能、生物质能、沼气等新能源和可再生能源。实施鸿阳新能源公司太阳能电池板生产、舒城2X15MW生物质能电厂、*县240万千瓦抽水蓄能电站等新能源项目。
6、支持高技术产业发展。鼓励应用高技术改造传统产业,筛选一批节能环保、新能源项目积极争取国家和省专项目资金支持;新开工的装备制造业、电子信息等先进制造业项目优先备案,符合条件及时纳入“861”行动计划。
三、进一步明确节能工作重点
7、加大对重点耗能行业的监管。突出抓好电力、水泥、化工、造纸等重点耗能行业和年综合耗能3000吨标煤以上的重点用能单位节能工作,确保责任分解到位。推动企业积极调整产品结构,重点组织抓好工业锅炉、区域热电联产、余热余压利用、节约和替代石油、电机系统、能量系统优化等节能技术改造。
8、加大对政府机关等重点耗能领域的监管。相关部门要采取切实可行的技术和管理措施,降低机关用能总量。做好公务用车节能,严格车辆管理;办公区域要推行绿色照明,尽量采用自然光照明,空调温度设置要求夏季不低于26度,冬季不高于20度,避免电量浪费;节约用水,坚决杜绝“长流水”现象的发生;倡导无纸化办公,节约用纸;实施政府绿色采购,逐步加大节能产品政府采购实施力度,禁止采购国家明令淘汰的产品和设备。同时抓好建筑、农村、交通、商业领域节能。
9、全面落实十项节能攻坚任务。根据省节能减排领导小组节能办公室《关于实施十项攻坚,务求使节能工作取得突破性进展的通知》的要求,各相关部门要密切配合、协调一致,加快实施结构调整、淘汰落后、节能改造、绿色照明、重点企业与领域节能、公共场所、监管能力、能源评价、政策落实等十项攻坚。
四、进一步实施节能改造项目
10、在全市范围内了解跟踪掌握重点节能改造项目基础上,有针对性推广应用一批共性的节能技术改造项目。对新上项目严格把好能评关,制订年度实施节能、清洁生产和资源综合利用等节能专项计划,确定节能和循环经济发展目标、计划试点园区和若干家试点企业,重点组织实施一批节能项目、扶持一批节能项目、完成一批节能项目、实施一批合同能源管理项目、淘汰一批落后高耗能项目。无特殊技术要求的电机系统2010年前一律完成变频技术改造;重点实施*世林照明公司节能环保型窑炉改造、*建来化工有限公司、霍邱县奔盛化工有限公司能量系统优化改造,*江淮电机高效节能电机开发,*省神虹变压器有限公司年产40万KVA非晶合金节能变压器,金云设备公司年产800台节能锅炉,*华祥新型建材公司节能建筑墙板、免烧砖保温砌块,*王牌电器公司新型太阳能热水器扩建项目。
关键词:汽车;节能;减排
【分类号】:TU831;TU201.5
0引言
能源是人类赖以生存和发展的基础。我国能源总体供应短缺,并且呈现多煤、少气和缺油的特点。汽车作为国家发展的支柱产业之一,消耗的能源主要是石油产品――汽油和柴油。1993年我国成为石油进口国。2010年我国石油进口量达29450万吨,对外依存度高达52.6%,预计2020年我国对进口石油的依存度将达到70%,能源安全风险进一步加大。近年来我国汽车消耗的燃料以两位数比例逐年增长,汽车交通成为我国成品油的主要消耗领域。据预测2015年,汽车交通领域的石油消耗将达到2.5亿吨,届时我国石油短缺的局面将更加严峻。
在机动车保有量持续快速增长的情况下,机动车污染排放对我国大气质量,特别是城市大气质量形成了严重威胁。为了有效应对全球环境问题,全世界积极行动,我国政府也承诺到2020年我国单位GDP的CO 排放比2005年下降40%~50%。这将对我国汽车工业提出严峻的挑战。要解决能源的巨大消耗和环境污染的持续恶化的问题,我国汽车必须在节能减排上采取有效措施进行应对[1]。
1我国汽车节能减排状况
1.1目前国家关于汽车行业节能减排和能源安全的相关政策
随着汽车的不断增加,我国汽车尾气对大气的污染日益严重,能源与环境社会发展的矛盾日益突出。如何完善我国的节能减排政策,逐步提高我国汽车的燃油经济性及尾气排放标准,达到节约能源,减少污染的目的是迫在眉睫的问题[2]。同时,我们也坚信国家关于汽车行业节能减排和能源安全政策的实施对于促进我国汽车行业的节能减排工作和新能源汽车的发展至关重要。2009年是新能源汽车产业的破局之年,扶持新能源汽车的政策也进入密集期[3]。这些政策对新能源汽车产业的发展具有深远影响,其措施要点归纳如表1。同时,节能减排政策依然在不断加码和细化。
表1:近年汽车节能减排和能源安全政策一览表
1.2我国汽车节能减排和新能源汽车研发能力状况分析
在“863”计划和“十一五”国家科技专项等国家项目的支持下,我国节能减排和新能源汽车研发取得了阶段性的研究成果,培养了一支能力较强的研发队伍,人才储备体系正在日趋完2012年01月 商业营销善。近年来,随着全球汽车工业中心开始向我国转移,我国节能减排和新能源汽车的产业化进程明显加快。据不完全统计,目前从事混合动力客车研制和生产的厂家就有30多家。各汽车集团节能减排及新能源汽车发展的主要成绩和规划如表2。
表2:各汽车集团节能减排及新能源汽车发展的主要成绩和规划
1.3目前内资企业在节能减排和新能源汽车研发上取得的成绩及遇到的问题
近年来,我国内资企业在节能减排和新能源汽车研发上取得很大突破:新能源汽车产量迅速增加,新能源汽车质量快速提升,具备了实现产业化发展的基本条件。目前混合动力汽车初步具备产业化生产能力,进入小批量商业示范应用;纯电动汽车有效地开拓了特定区域的市场;燃料电池汽车主要技术性能接近国际先进水平;传统燃料车用动力系统改造研究已处于起步阶段;气体燃料、生物质燃料和煤基燃料等代用燃料车用动力系统研究进入产业化示范阶段。
但总体来看,我国节能减排和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,主要包括以下几个方面:
(1)关键技术缺乏:企业研发力度不够,且尚未掌握核心零部件技术
主要表现在:混合动力整车的核心集成能力、动力系统优化和匹配技术有待于进一步提高;动力系统技术平台已被整车企业所接受,但推广工作尚需进一步磨合;基础技术研究仍是制约瓶颈,致使关键部件和材料尚需进口,增加了零部件和整车的成本,等等。
(2)资金缺乏:技术攻关、示范工程、基础设施建设都需要较大投入
目前,新能源汽车的成本比传统汽车高出很多,要实现产业化,还需要度过艰难的市场导入阶段。要真正实现其产业化,尚需大量资金投入到技术攻关、基础设施建设和示范推广等方面。单凭企业自行解决资金问题,会给企业在激烈的市场竞争中增加很大的资金压力,因此需要政府在车辆购置、税费等方面出台实
质性措施,以推动新能源汽车的发展。
(3)人才缺乏:科技人才和管理人才存在较大缺口
新能源汽车的研发还处于起步阶段,相关科技人员相当匮乏,尤其在基础研究和关键零部件和材料的研发方面。而且,目前新能源汽车的车型开发、试验验证等技术能力与传统汽车相比,仍然很不完善,也需要专业的人才队伍。因此,我国新能源汽车的研究开发存在严重的科研人才瓶颈。同时,随着新能源汽
车示范工作将在全国几十个城市大规模的铺开,相关管理方面的人才将出现较大的空缺。
(4)相关配套产业发展滞后
一方面,锂、铂、镍、稀土等原材料应用能力较弱,以及提高动力电池能力密度和充放电性能等关键元器件缺失;另一方面,充电设备等相关的新能源汽车配套设施发展滞后。
2我国汽车节能减排技术的发展趋势
2.1我国汽车主要工业指标的回顾与预测
2000年以来,我国汽车工业即以进入了发展史上的黄金时期。根据我国汽协统计,2010年我国汽车产量达到1826.47万辆,是2000年207万辆的8.8倍,完全满足了国内市场需求。2011年我国汽车产量预计要突破2000万辆大关[2]。
(1)汽车总产量预测
从统计图中可以看出2010年我国汽车产量以年增长15%预计,2015年我国汽车产量将超过3600,如图1。
图1 :2011年~2015年我国汽车产量预测
(2)汽车保有量的回顾与预测
2010年我国以9100万辆的汽车保有量一跃超过日本,成为全球汽车保有量排名第二的国家。汽车保有量的快速增长一方面进一步提高了城市交通现代化的程度,另一方面也带来了极大的环境和能源压力[1]。
到2015年按报废率10%(废期为10年)计算,我国汽车保有量预计达到1.66亿辆。如图2。
图2:2011年~2015年我国汽车保有量预测(按年报废率10%计算)
到2015年按报废率8%(废期为12年)计算,我国汽车保有量预计达到1.73亿辆,如图3。
图3:2011年~2015年我国汽车保有量预测(按年报废率8%计算)
2.2 我国汽车节能减排新技术分析与展望
基于我国汽车动力系统的发展现状和面临的挑战,我国汽车动力系统的发展应从节能汽车和新能源换汽车两方面出发[4]。结合我国当前汽车产业政策和汽车研发方向,分析我国汽车节能减排和新能源汽车的发展趋势如下[3]:
(1)传统燃料车用动力系统
汽油机方面,目前国内各类微型汽车及轿车基本上为汽油车,广泛采用了电子燃油喷射、多气门等技术,可变进气系统和涡轮增压技术也得到一定程度的应用。目前在我国尚处于发展和完善阶段的一些技术,有可能成为我国未来汽车技术的发展方向,如发动机本身的结构优化,包括多气门可变进气系统、稀薄燃烧技术等,轻质材料的应用也会得到初步的发展。
柴油机方面,总体来说,国内柴油机高速直喷、增压及增压中冷、废气再循环等技术已经得到开发和逐步应用,而电控燃油喷射、高压共轨、排气后处理等世界先进技术则处于起步阶段。今后我国车用柴油机的发展趋势主要表现在广泛采用直喷、增压及增压中冷技术,涡轮增压技术想小缸径多缸柴油机延伸。未来
的技术趋势为电子控制燃油喷射技术、排气再循环技术、增压及增压中冷技术以及均质充气压缩燃烧等。
(2)待用燃料车用动力系统
我国从20世纪90年代末开始大规模研制、开发和推广代用燃料汽车,经过十几年的发展,已经取得了很大的成绩。当前,在我国开展研究和应用比较集中的车用替代燃料主要有:气体燃料、生物质燃料和煤基燃料。
气体燃料方面,我国已经初步建立起燃气汽车产业化的技术平台,相当于国际上第二代燃气汽车产品的电子闭环控制、燃气供给加三元催化转化等技术在中国燃气汽车上得到普遍应用。当前气体燃料的开发重点是以电控闭环多点顺序喷射为特征的第三代燃气发动机技术。
生物质燃料方面,国内生物燃料研究工作有所加强,应用形成一定规模。车用乙醇汽油和生物柴油(BD100)等国家标准已相继颁布实施,生物燃料的生产工艺研究也取得了较大进展。今后,车用乙醇汽油和生物柴油将得到更大规模的发展。
煤基燃料方面,相比与气体燃料和生物质燃料汽车的产业化示范的有序开展,我国煤制油的研究工作刚刚起步。煤合成油CTL尚处于产业化准备阶段,煤间接液化合成油进入产业化也还有大量工作要做。但是,煤制油也是今后研究的方向之一。
(3)电动汽车动力系统
鉴于中国私人轿车和公交车集中在大中城市的国情,中国混合动力汽车主要是起停式微弱混合、ISG轻混合和主副电机中度混合等三种不同的技术方案,产品设计面向市场,EVT等强混合动力汽车和PLUG-IN混合动力汽车业逐步得到关注。纯电动汽车和燃料电池汽车的研发都取得了一定的进展,这也是今后我国
汽车节能减排的主要研究方向之一。
3结束语
环境保护已是当今时代的主题,一个国家在环境保护和公共交通事业的发展程度也是其综合国力强弱的体现,汽车作为一个节能减排的重点方向有着非同寻常的意义。但汽车的节能减排并不是一朝一夕就能完成的,既要有汽车企业的自身努力,又要有政府政策的支持,更需要全民环保意识的不断提高。
参考文献:
[1]方红燕,王今,刘克强.对我国汽车行业节能减排战略的思考[J].汽车工业研究,2009.
[2]刘兰剑.我国汽车节能减排政策与美、日比较研究[J].我国科技论坛,
2010.
(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2~3年锂离子动力电池实现规模化生产,成本大幅降低之时,就是镍氢电池和铅酸电池被淘汰之日。
(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。
电动汽车是新能源汽车的典型代表,它以车载电源为动力,用电机驱动车轮行驶,既节能又环保。面对高油价和呼声渐涨的能源革命,在不断突破自身技术障碍、取得相关政策支持的背景下,汽车“纯电时代”似乎已渐行渐近。
新能源汽车借力“高油价”而发展
对于石油价格上涨,向来就是“有人欢喜有人愁”。油价快速上升,对石油企业来说是“福音”,是盈利空间扩大;对私车族来说就是忧愁,就是日常支出增加;对交通运输企业来说就是压力,就是盈利能力受伤。除此之外,石油价格上涨,对与石油消费具有替代性的新能源汽车当然是利好消息。
国家将出台《节能与新能源汽车产业规划》,这是国家重大能源政策,再加上石油价格持续高涨,势必对新能源汽车产业产生刺激作用和强大助力,新能源汽车未来几年将迎来良性发展机遇。
新能源汽车在我国仍属于新兴产业,在过去几年基本上还是以“概念”为主,在竞争市场上看,传统燃油汽车存在比较优势,因为在客户认可和承受能力来说,新能源汽车没有“价格优势”和明显的“使用优势”,毕竟对于私车族来说“日常支出”高低是最敏感的因素。石油价格的进一步上涨,显然为新能源汽车产业发展奠定良好基础,让新能源汽车的“环保”优势在比较中真正体现出来。
新能源汽车引领低碳环保城市生活
由于全球应对气候变化的进程日益紧迫,对新能源等低碳技术的需求有了强劲增长。按照UNEP(联合国环境规划署)的测算,想要实现全球控制温升不超过2℃的目标,在能效、低碳能源领域的投资将达正常情景下的10倍,每年要达到1.2万亿美元。如果中国实现单位GDP二氧化碳强度下降40-45%的目标,我国在节能和新能源领域的直接投资15年内就需要10万亿元以上,这尚未包含上下游相关产业发展的投资需求。这样大规模的低碳投资也意味着新的经济增长点,这对促进企业技术创新、提升低碳竞争能力有非常好的刺激。
如果按照现在的发展势头,到2050年全球碳排放可能要达目前的2倍以上,而实现全球控制温升不超过2℃的目标,到2050年碳排放不仅不能增加,还要降低50%以上。未来经济发展实际需要的排放增长和保护气候需严控的排放量之间差距很大,解决的出路在于全球都必须向低碳发展转型,而低碳技术的创新和快速产业化发展则是重要支撑。低碳技术领域巨大的市场需求和投资机会,将使先进低碳能源技术和节能技术成为世界科技竞争的前沿和重点领域。
近年来,我国汽车业发展迅猛,预计2020年前我国将成为世界上最大的汽车制造国和主要的汽车进出口国之一。我国目前的人均汽车保有量还很低,是世界上汽车市场潜力最大的国家,预计2020年汽车保有量将达到1.3-1.5亿辆。但是,当我国刚刚到达汽车社会门槛,车用石油消费在石油总消费中的比例还大大低于世界平均水平时,我们已经感受到了石油供应的日益紧张。2000年以来,汽车(包括农用车)汽油、柴油年消费约占我国汽油、柴油消费总量的一半,石油消费的1/3左右。这一数据说明:车用汽油、柴油消费总量与石油消费总量同步快速增长。由于汽车市场的持续升温,石油安全风险不断增大。
预计2010年后我国石油消费将超过1亿吨,相当于科威特一年的总产量。同样,世界石油局势也日趋紧张。由于电动汽车不采用石油作为燃料,所以在很大程度上缓解目前石油资源短缺的现象。
目前,我国的二氧化碳排放已居全球第二位。二氧化碳排放中25%来自汽车,汽车尾气排放已成为城市大气污染的重要因素。随着我国汽车保有量的持续增长,减排二氧化碳的压力越来越大。据测算,新能源汽车尤其是电动汽车的能效比传统汽车高46%;同时可以减少13-68%的二氧化碳排放。发展新能源汽车俨然已经成为低碳生活的最佳选择。
政策给力 新能源汽车迈向产业化
据报道,由工信部、科技部等部门参与制定的《节能与新能源汽车产业规划(2011-2020年)》(以下简称“规划”)已上报国务院。根据规划,我国新能源汽车发展将是混合动力和纯电动车两轮驱动,未来10年产业核心技术投资将达千亿元。
工信部装备工业司司长张相木在接受媒体时说,“汽车行业的预期是,中国汽车保有量将从2009年的6280多万辆跃升到2020年的2亿辆,未来能源安全、环境保护和交通压力等问题将进一步凸显,加快培育和发展新能源汽车有助于解决矛盾。”
据介绍,规划的目标包括两大块。一是2015年前,将大力扶持节能与新能源汽车的关键零部件的发展。在电机、电池等核心零部件领域,力争形成3至5家动力电池、电机等关键零部件骨干企业,产业集中度超过60%。到2015年,动力电池系统能量密度达到120瓦时/公斤以上,成本降低至2元/瓦时;到2020年,动力电池系统能量密度达到200瓦时/公斤以上,成本降低至1.5元/瓦时。二是实现普通混合动力汽车的产业化,力争中、重度混合动力乘用车保有量达到100万辆以上。
新能源汽车的发展范围是:传统燃料的节能环保型汽车、以纯电动汽车为主的新能源汽车及混合燃料、氢燃料等汽车。到2020年,我国新能源汽车累计产销量要达到500万辆,其中,中、重度混合动力乘用车占乘用车年产销量的50%以上。
《规划》明确,2011到2020年的十年间,中央财政投入1000亿元,其中,500亿元为节能与新能源汽车产业发展专项资金,重点支持关键技术研发和产业化,促进公共平台等联合开发机制;300亿元用于支持新能源汽车示范推广;200亿元用于推广混合动力汽车为重点的节能汽车。另外100亿元用于扶持核心汽车零部件业发展;50亿元用于试点城市基础设施项目建设。
与此同时,规划还从财政税收、搭建技术平台等多个层面提出了相应的产业支持措施。未来10年,税收政策给予节能与新能源汽车推广以很大优惠。比如,免征纯电动汽车、充电式混合动力汽车车辆购置税;减半征收普通混合动力汽车车辆购置税和消费税。列入《国家重点支持的高新技术领域》的整车企业及关键零部件企业,将享受国家有关高新技术企业所得税税收优惠。
可以预期,中国在未来将逐渐形成传统能源汽车和新能源汽车“并驾齐驱”局面,新能源汽车将很快走出“概念”阶段,而真正走向“产业化”发展阶段。
新能源汽车板块爆发在即
梳理过去几年新能源概念在A股的演变,如今这一概念早已不只是2007年市场认知中的多晶硅、风电,而是涵盖到了替代能源、节能、环保等多个领域。如今重回高油价时代,新能源投资该遵循怎样的逻辑?
由于石油涉及领域广泛,因此油价上涨对各个领域都有很大影响,但对新能源汽车产业的影响更加明显,对新能源汽车产业极其相关细分产业具有重大现实和长远意义。
动力电池:“锂”想照进现实
隔膜是锂电池中的关键内层组件之一。隔膜吸取电解液后,可隔离正负极以防止短路,同时允许锂离子的传导;在过度充电或者温度升高时,隔膜通过闭孔来阻隔电流传导,防止爆炸。隔膜性能的优劣决定电池的界面结构和内阻,进而影响电池的容量、循环性能、充放电电流密度等关键特性,性能优异的隔膜对提高电池及动力电池的综合性能有重要作用。
隔膜市场容量保持较快速增长,各厂商持续扩产。根据相关数据显示,历年的锂电池隔膜市场都保持了10%左右的增长率,而随着电动汽车市场的启动,这一增长率未来有大幅提升的空间。预计到2013年需求量可达5.63亿平米,产值近17亿美元,为2009年市场容量的1.76倍。国际三大主要厂商均处于扩产进程中,未来产能需求比基本保持稳定,预计产品价格将继续维持每年3-5%的递减趋势。
我国对锂电池隔膜需求日益增长,实现进口替代潜力巨大。我国是世界最大的锂电池生产制造基地、第二大锂电池生产国和出口国,锂电产品已经占到全球40%的市场份额。我国对于隔膜的需求与日俱增,而80%的隔膜需要依赖进口。隔膜产品目前毛利率高达60%以上,动力隔膜市场前景光明,在此两个因素的驱动下,越来越多的国内公司将涉足隔膜领域。长期来看,随着国内隔膜技术的进步和质量的提升,未来实现进口替代的潜力巨大。
充电站:新能源汽车时代的先声
在新能源政策支持下,预计2010-2015年我国年均新能源汽车需求量将达到35.2万辆,2015年需求量将达97.7万辆,年均增长率216%。作为新能源汽车的基础设施,电动汽车充电站有望先于新能源汽车市场爆发。
充电站建设投资年均增速有望超过50%。综合考虑国网2015年前建设1700个充电站的规划和新能源汽车发展状况,我们预计未来五年我国充电站建设年均投资有望达到30亿元,年均增速50%以上,到2015年我国充电站建设投资有望达到48亿元。
充电站的导火索已经引燃。年初国家电网宣布今年将建设75座充电站,南方电网则宣布今年将建设超过80座充电站。目前国家电网公司的充电站建设计划基本如期执行,这增强了我们看好充电站市场后期走势的信心。
寻找产业链上的明珠。一个完整的充电站,包括直接充电设备、配电设备、管理辅助设备三个部分。其中,直接充电设备是充电站的核心,一般占充电站成本的50%左右。目前已经进入这个领域的上市公司包括奥特迅、科陆电子、思源电气、许继电气、国电南瑞等。其中奥特迅是深圳市最早的两家充电设备提供商之一,掌握了大电流快速充电技术,收入规模较小,最有希望在充电站发展的大潮中获得快速发展,建议投资者长期关注。
电机系统:政策大给力
2011年高效节能电机推广规模较大,约占全国电机销量的30%,而2009年高效节能电机销量占比约为8%,未来所有销售电机有望全部采用高效节能电机,推广规模持续加大。
3月19日,财政部、国家发展改革委联合在湖南召开会议,对高效电机推广工作进行动员部署。会议确定,2011年全国高效电机的推广任务是3177万千瓦,占全年国内电机销售量的比重约为30%,其中,低压高效电机2000万千瓦、高压高效电机1000万千瓦、稀土永磁电机177万千瓦。补贴规模:低压高效电机根据功率档次每千瓦分别补贴58,和31元;高压高效电机每千瓦补贴26元;稀土永磁电机每千瓦补贴100元。此次补贴力度较大,根据不同电机以及不同电压等级补贴范围为每千瓦26-100元,其中低压高效电机根据功率档次每千瓦分别补贴58和31元;高压高效电机每千瓦补贴26元;稀土永磁电机每千瓦补贴100元,较2010年6月出台的《关于印发节能产品惠民工程高效电机推广实施细则的通知》的补贴每千瓦12-60元约增长一倍,表明国家推广高效节能电机的决心加大。由于中小型电机市场集中度低,只有加大补贴才能使得各个厂家大规模推广高效节能电机。
整车制造:集大成者