新能源稱為“Alternative Fuel”，即替代能源或者替代燃料。“新能源汽車”顧名思義是使用新能源的汽車。國內(nèi)把“部分燃用汽油或柴油的混合動力車”定義為“新能源汽車”，嚴格意義上是不妥的。但我們可以寬泛地把新能源汽車理解為除了燃用汽油、柴油的傳統(tǒng)動力汽車以外的低排放汽車。從技術經(jīng)濟的角度來看，要尋找能夠代替石油的新能源并使之產(chǎn)業(yè)化是很困難的，就是產(chǎn)業(yè)化過程中的大量污染排放也是一個不確定因素。因此，新能源技術路線應在市場競爭中權衡利弊，尋找一種合適的而不是一種極端環(huán)保但市場化代價高昂的方法。

    1 新能源汽車的技術趨勢

    傳統(tǒng)動力汽車用的是不可再生的汽油、柴油，排出的是污染環(huán)境的廢氣?，F(xiàn)在逐漸量產(chǎn)的混合動力汽車僅是過渡技術，其實就是半電能汽車（把制動動能、發(fā)動機多余動能儲存為電能再通過電機驅動汽車行駛）。從技術經(jīng)濟的角度來看，在傳統(tǒng)動力汽車過渡到混合動力汽車后，最合適的新能源車是純電動汽車。

    1.1 “電動化”——部分新能源汽車的共性

    從大部份新能源汽車技術看，除需要排放尾氣的生物燃料及LPG等動力系統(tǒng)外，大多具有一個共性——“電動化”，即對電池、電機、電控的依賴程度越來越高。

    純電動汽車是電動化的代表，燃料電池最終也轉換為電能，如果插電式混合動力車采用外部充電且行駛距離較長的話，也稱為電動汽車。燃料電池主要使用氫，但氫的制取同樣需要大量的電能（電解水中的氫，再儲存起來，充入到車內(nèi)的燃料電池，產(chǎn)生電），反過來再用于驅動汽車行駛。

    如果把中間轉換環(huán)節(jié)去除，把電廠發(fā)的電直接充入汽車電池，驅動汽車，就可省去大部份中間能源轉換環(huán)節(jié)的能源損失。因此，就能源損失方面，汽車業(yè)可專注于解決電池充放電的轉換效率，而這個效率隨著科技的發(fā)展會越來越高。雖然，生物燃料等也可用于發(fā)動機，但從世界范圍來看，并不是每個國家都能取得大量生物燃料，從規(guī)?；a(chǎn)角度來說，同時生產(chǎn)幾種不同動力系統(tǒng)的汽車是很不經(jīng)濟的。

    1.2 最合適的才是最好的——綠色電力在全球都易獲取

    全球于2050年必須將汽車的CO2排放量降至目前的10％左右。為此，僅僅改進汽油車及靠混合動力很難實現(xiàn)，需要進一步普及燃料電池汽車及電動汽車。其中，電力來源可通過各種方式獲?。òL能、太陽能、核能、水電、生物質能、海洋潮汐、地熱等清潔能源），并不特別依賴某一種能源，可以是可再生能源、實現(xiàn)無污染發(fā)電，并且各個國家可根據(jù)各自國情產(chǎn)生清潔電能。這就是在數(shù)種替代能源的環(huán)保車型中純電動汽車更有可能勝出的理由。經(jīng)濟規(guī)律表明，最尖端的技術往往不是最終的解決方案，最適用的技術才是最好的方法。

    從產(chǎn)業(yè)化的角度來說，還是電動車最易在全球市場普及。而且汽車企業(yè)只要專注于單車的能耗降低及排放降低，直接使用在全球都能通用的電能，把尋找清潔能源的任務留給能源企業(yè)，畢竟從發(fā)電廠的源頭來控制污染和節(jié)能比控制汽車的排放更容易。雖然發(fā)展電動車就意味著需要大量的電力，但同時也意味著減少石油生產(chǎn)所需求的電力和產(chǎn)生的污染。目前，至少在發(fā)電源頭是有可能實現(xiàn)零排放的，如瑞典全國45％的電能來自水力發(fā)電，10％來自清潔能源，其余45％依靠12座核電站。雖然，瑞典是一個小國，但這是一個實實在在的未來典范。根據(jù)2008年底歐洲可再生能源委員會（EREC）發(fā)布的歐洲可再生能源技術路線圖，到2020年歐盟在電力領域可再生能源裝機容量將達到521.5GW，占總發(fā)電量的33%～40%，如果歐盟提出的能效行動目標得以實現(xiàn)，這一比例將超過40%。

    1.3 從礦井到車輪——全周期污染排放及可控度比較

    歐盟專為車用替代燃料的全過程周期的污染排放做了《從礦井到車輪》（Well-To-Wheels）的調(diào)查報告，其中明確計算出使用煤碳發(fā)電的電動車的全過程排放量是高技術傳統(tǒng)動力汽車的3～5倍，但使用風能、核能等清潔能源發(fā)電的電動車的全過程排放是高技術傳統(tǒng)動力汽車的1/8～1/10。能與之相比的只有生物能源制造的壓縮氫氣動力汽車，其全過程排放是高技術傳統(tǒng)動力汽車的1/6。燃料電池車全過程排放是高技術傳統(tǒng)動力汽車的1/2。

    目前，部分豪華汽車也開始使用車頂太陽能發(fā)電，但只能為空調(diào)系統(tǒng)輔助供電?，F(xiàn)今太陽能板發(fā)電效率普遍在18％～20％，照此發(fā)展，15年后完全有可能利用太陽能作動力，并使之慢慢地普及到中高檔汽車。

    下面從污染可控度的角度，簡單比較電動汽車與其他燃料汽車在燃料生產(chǎn)循環(huán)所產(chǎn)生的排放過程。

    1.3.1 傳統(tǒng)動力汽車

    假設傳統(tǒng)動力汽車行駛100km所用油耗是10L左右，其燃料生產(chǎn)循環(huán)排放為：

    （1）采油與初步生產(chǎn)再運輸（還有海運）的排放；

    （2）煉油廠10L油所用的電能的供電排放；加上汽油從煉油廠到加油站路上的排放；

    （3）汽車行駛100km的排放；

    （4）很少量的生產(chǎn)車用電池的廠家產(chǎn)生的污染排放。

    1.3.2 燃料電池車行駛100km所用產(chǎn)生的排放

    （1）制取氫所用電的電廠供電排放；

    （2）生產(chǎn)燃料電池的廠家產(chǎn)生的污染排放；

    （3）煤礦礦井（如果采用煤碳發(fā)電）生產(chǎn)運輸?shù)呐欧牛?

    （4） 氫從制氫廠到加氫站途中的排放。

    1.3.3 電動汽車行駛100km所用的電能及其排放

    （1）供應其所充電能的發(fā)電廠排放；

    （2）煤礦礦井（如果采用煤碳發(fā)電）生產(chǎn)運輸環(huán)節(jié)的排放；

    （3） 生產(chǎn)電池的廠家產(chǎn)生的污染排放。

    從上面初步可以看出，電動車在其全循環(huán)過程中涉及到排放污染的步驟最少，理論上對污染排放的可控度就更高。這就意味著，可以集中力量在少數(shù)幾個點上控制、降低污染的排放。

    1.4 國外對純電動車的觀點及產(chǎn)業(yè)化努力

    回顧電動汽車發(fā)展歷程，第一款電動汽車于19世紀問世，1900年美國已普及4000輛，在所有汽車中所占的比例達到了40％。但隨著福特T型汽車的問世，電動汽車勢力逐漸減少。之后，隨著基礎設施的完善及汽油車的改進，電動汽車最終未能成為主角。目前之所以再次受到關注，是因為除了人們的環(huán)保意識提高之外，電池技術也取得了長足進步。

    汽車電池的研發(fā)工作有著劃時代的意義，只要能夠克服電池能源技術，新能源汽車的技術趨勢最終導向純電動汽車。日產(chǎn)汽車常務董事筱原稔在2009汽車科技年會（AT International 2009）上談到，20世紀90年代以后，能量密度高于現(xiàn)有鉛蓄電池的鎳氫電池和鋰離子電池技術迅速發(fā)展。如果把汽車所需要的能量容量看作20kW/h的話，將其儲存在鉛蓄電池中時，會變成1600L，所需體積相當于幾十個油箱。而鋰離子電池方面，2000年前后為400L，目前為200L，體積已縮小至3～4個油箱，因此配備于汽車用途會逐漸變?yōu)楝F(xiàn)實。以日產(chǎn)新量產(chǎn)的Leaf純電動車為例，Leaf是比‘騏達（Tiida）’稍大一些的A+級車，但Leaf已能為鋰電池提供足夠的空間，并且連續(xù)供電行駛160km。盡管Leaf設計精良，電池組的重量僅有200kg，但因為車子的電動馬達比傳統(tǒng)的內(nèi)燃機更輕一些，并且不需要變速箱，車子的整體質量和一輛使用燃油的車差不多。

    2 新能源汽車的普及趨勢

    未來新能源汽車將沿著混合動力—插電式復合電動車—純電動車的路徑來發(fā)展，以實現(xiàn)動力總成的完全電動化。根據(jù)國際管理咨詢公司羅蘭·貝格預計，上述過程將歷時20年，即從2010年至2030年。但根據(jù)量產(chǎn)汽車換代及新技術市場化的規(guī)律來看，實現(xiàn)真正意義上的普及來說，這個過程還要延續(xù)更長的時間。

    2.1 2010～2030年，傳統(tǒng)動力占主流

    從傳統(tǒng)動力方面，現(xiàn)今除了缸內(nèi)直噴發(fā)動機技術，從全球趨勢來看，正在普及渦輪增壓技術。2011年開始，主要裝配的排量將集中在1.2～1.6L（此前主要為1.7～2.2L），小型化的趨勢將越來越明顯。渦輪增壓技術將帶來與可變氣門正時（VVT）技術一樣的節(jié)約效果。歐洲2008年15%的汽車配備渦輪增壓發(fā)動機，而到2015年，這一數(shù)字將達到33%。小排量渦輪增壓發(fā)動機的小型化帶來材料成本降低；同時，還將讓汽車排放的CO2和NOx大幅減少。下一代高效率傳統(tǒng)動力很有可能會是均質壓燃發(fā)動機（HCCI）。與油電混合動力系統(tǒng)相比，其實現(xiàn)的成本較低，與現(xiàn)有的發(fā)動機效率相比，可以降低燃耗20%～25%。但就傳統(tǒng)車用發(fā)動機而言，HCCI已經(jīng)基本上達到了技術極限。因此，在HCCI發(fā)動機與DSG雙離合變速器、以及STOP-START系統(tǒng)（即：可在短暫停車時自動停止發(fā)動機，從而節(jié)省燃油15%～25%，并降低排放）投入市場后，傳統(tǒng)動力汽車的潛力基本上已經(jīng)開發(fā)完畢。

    2.2 2013～2040年，混合動力普及

    對混合動力汽車而言，油電混合由于其電池成本很高，同等功率的電機比同等功率的發(fā)動機貴等，決定其從高端C級豪華車向A級緊湊型轎車普及。現(xiàn)在，國際市場上C級豪華車上已陸續(xù)開始引進混合動力系統(tǒng)，而B級中型車的代表豐田凱美瑞、本田雅閣在本代產(chǎn)品序列中都已開始提供至少一款混合動力車，預計從2013年開始，混合動力車型將大量出現(xiàn)在B級車上。到2025年，混合動力車型將開始在A級車上普及。

    屆時，使用在混合動力車上的電池和電機將得到很大的發(fā)展，其成本、容量、充電效率都會有很大的提高。同時太陽能電池板的效率預計也會得到大幅提高，成本大幅降低，可以成為車用電池充電的有益補充。

    2.3 2028年電動車普及

    電動車得到普及需要滿足以下幾個條件。

    （1）電池、電動機總成的成本大大降低。

    （2）電池充電時間大大減少，即在充電站充電能夠縮減到5min（即與加油時間相同）或用民用電源充電并縮減到30min。以及采用標準化電池組可在充電站方便更換。

    （3）太陽能電池板效率大大提高，可隨時為電動車電池組充電，甚至在電動車啟動時也可為不同的電池組充電。

    預計，從2028年起，電動汽車開始最先嘗試進入B級車或者A+級車序列。因為，與傳統(tǒng)動力車相比，電動汽車的操控感覺還是有些不同，汽車廠商還需相當長的時間來研發(fā)電動汽車的操控以滿足那些喜歡傳統(tǒng)動力操控感的消費者。A級車和B級車的車重相對C級車而言要輕得多，相應的驅動電機功率和電池容量也可低一些，這樣成本就不會很高。而A、B級車的消費者更容易對電動汽車的操控性產(chǎn)生妥協(xié)。因此，最先進入市場的電動車很可能是A級車或B級車。

    不要低估科技的發(fā)展速度以及現(xiàn)代工業(yè)化大生產(chǎn)的能力。預計5～6年后困擾現(xiàn)代汽車業(yè)的電池問題將有很大的進展（如充電時間；電池容量等），成本也將會有大幅的降低。

    3 對中國汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的建議

    3.1 降低傳統(tǒng)動力汽車平均油耗

    設計出適合消費者的車，盡快降低現(xiàn)有傳統(tǒng)動力汽車的油耗，畢竟傳統(tǒng)動力汽車市場規(guī)模還是最大的，一定時期內(nèi)還有的很大的市場。

    3.2 建立新能源關鍵零部件產(chǎn)業(yè)鏈

    以電動車的三大關鍵技術電控、電機和電池為例，國內(nèi)在電池部分已經(jīng)形成了整個產(chǎn)業(yè)鏈條，以磷酸鐵鋰電池為代表的鋰離子電池技術，在電動車各項技術中與西方先進水平差距最小。但電機和電控技術與國外差距很大。運用于純電動和插電式汽車的異步電機，在國內(nèi)仍然處在研發(fā)的起步階段；永磁同步電機目前在性能上也有差距。在電控方面，我國起步更晚。其中電池管理系統(tǒng)仍處在早期研究階段；而直流轉換器方面的大規(guī)模商用化產(chǎn)品，不適合電動車使用。

    此外，應該集中力量在車用電機、電池、電磁兼容和太陽能電池板上進行深入研發(fā)并使之標準化。而在這些交集技術中電控、電機和電池最為關鍵，因此應集中力量自主研發(fā)出新能源汽車的關鍵部件。

    3.3 投資新能源上下游企業(yè)

    最近20年來汽車行業(yè)發(fā)生了很多變化：產(chǎn)業(yè)分工的逐漸細分和外包生產(chǎn)模式興起。一個汽車企業(yè)不可能在所有技術上都有突破，因此，汽車企業(yè)應自己研發(fā)一部分主要技術，再把資金投入到其他專業(yè)企業(yè)來研發(fā)技術。如汽車企業(yè)可以入股或者以風險投資的形式把資金投入到新能源電池企業(yè)，如鋰電池廠商、薄膜太陽能電池廠商、結晶硅太陽能電池廠商、電動機企業(yè)及稀土原料企業(yè)等待。這3類企業(yè)在將來無論新能源車以什么形式出現(xiàn)，都將占據(jù)主導地位，那么汽車企業(yè)也將可從中受益。

    4 政府支持的政策建議

    發(fā)展新能源汽車首先要制定相關標準，包括關鍵總成的標準和健全管理體系；其次，要加強新能源汽車的研發(fā)工作，關鍵是要進行更多的試驗驗證工作；第三，要完善新能源汽車的配套體系，如充電站和加氫站等；第四政府要積極扶持，落實相關政策。

    4.1 重點投資關鍵技術，模糊技術方向

    國家如不能指定發(fā)展哪種具體的新能源技術，只有經(jīng)過充分市場競爭的技術才更符合市場的發(fā)展方向。政府在各大技術都應有投入，重點投資可放在通用技術領域如鋰電池、燃料電池、電機等。如2009年，美國能源部與企業(yè)聯(lián)合向燃料電池共計投資1億1430萬美元，生物燃料投資8億美元，對電池和電驅動技術等48個項目計劃投資24億美元。

    4.2 完善統(tǒng)一國內(nèi)標準法規(guī)，參與制訂國際標準

    國家應在汽車排放標準、能耗標準上進行指引，使各種技術在同一標準下進行公平競爭。國家還應積極引導國內(nèi)汽車企業(yè)參與新能源汽車的國際標準。國外企業(yè)已經(jīng)開始制訂新能源汽車標準，中國也應該積極參與。

    2009年漢諾威工業(yè)博覽會上，大眾、通用、三菱等全球主要汽車廠商和電力公司，已經(jīng)就電動汽車通用充電插頭的標準達成初步一致，為電動汽車量產(chǎn)鋪平了道路。豐田、日產(chǎn)汽車公司及松下電器產(chǎn)業(yè)公司等相關企業(yè)，合力開發(fā)統(tǒng)一規(guī)格的新一代汽車鋰電池，并計劃在2010年前后實現(xiàn)量產(chǎn)。日本企業(yè)還力爭在安全標準和充電方式等方面獲得國際標準化機構(ISO)的認證，以期在該領域搶奪先機。

    中國有著世界上最龐大的汽車市場，政府完全可以在連接器、電源、充電設備等方面為電動車搶先制定出統(tǒng)一的標準。這樣，中國就有與國外廠商在標準上討價還價的資本，進而進入國際標準。政府也應鼓勵國內(nèi)廠商投資國外享有相關標準和專利的零部件企業(yè)，這樣國內(nèi)企業(yè)也能間接獲得其國際標準和專利權的使用。

    4.3 在節(jié)能環(huán)保補貼標準上，引進 “領跑者”計劃

    在節(jié)能環(huán)保補貼標準上，政府可引進日本正在施行的“領跑者”計劃，即指定市場上最先進產(chǎn)品所能達到的排放、能耗標準作為今后5年內(nèi)行業(yè)補貼的依據(jù)，只要能達到該標準的產(chǎn)品就可以使消費者得到一定的補貼和稅返，這樣就能鼓勵消費者購買低排放、低能耗的產(chǎn)品，進而促進廠商積極研發(fā)先進的產(chǎn)品，使市場競爭良性發(fā)展，避免價格低廉但高能耗、高排放的汽車擾亂市場。

    4.4 規(guī)范新能源相關原材料的市場管理

    規(guī)范新能源技術所用原材料－稀土原料的市場管理。運用在電池和電機里的原料大多是稀土原料，如鋰電池里的鋰是稀土原料。

    我國是世界稀土儲量最豐富的國家，占世界稀土儲量的80%，2005年稀土產(chǎn)量占世界96%，但稀土冶煉分離年生產(chǎn)能力20萬t，超過世界年需求量的1倍。由于無序競爭，競相壓價出口，產(chǎn)量變得日趨減少，而價格卻日益下降。因此，應該嚴格規(guī)范稀土資源的出口管理，不能使大量的稀土資源在無序和廉價之中流失國外。應建立國家稀土生產(chǎn)、銷售、出口和進口的專門管理機構，統(tǒng)一制定相關政策法規(guī)，實行嚴格的管理。嚴格實行定額生產(chǎn)、定點定額出口的稀土政策。爭取在幾年內(nèi)，使稀土出口量由目前的10萬t左右，減少到2萬～3萬t左右，以維持稀土金屬的高利潤和可持續(xù)發(fā)展，確保中國長期把握稀土定價權。這樣既可使國家在出口稅收上得到應得的稅款，又可促進國外廠商在中國建廠，既有利于技術交流，也有利于國內(nèi)新能源汽車的技術發(fā)展，提高中國的整體競爭力。

    5 結束語

    發(fā)展新能源汽車對我國汽車工業(yè)是難得的機遇，自主品牌可以通過對全新領域的探索，有機會與國際汽車巨頭們重新站在同一起跑線上。但值得注意的是，與國際上的競爭對手相比，我們落后的不只是技術。需要及時學習、領悟并發(fā)展先進的設計、管理、經(jīng)營理念和方法。技術突破轉變成實實在在的汽車產(chǎn)業(yè)進步。