新能源汽車發(fā)展的技術經濟分析

王新華

山東商業(yè)職業(yè)技術學院 山東省濟南市 250000

除了傳統(tǒng)的以汽油和柴油為動力車輛外，新能源車輛通常也可以被視為低排放（零排放）環(huán)境友好型車輛。就目前而言，實在很難找到用新能源來替代大規(guī)模石油生產。因此,從技術和經濟的角度來看，新能源技術的發(fā)展方向應該綜合市場競爭的優(yōu)缺點來尋找合適的技術。

1 新能源汽車概述

新能源汽車一般指的是通過使用非常規(guī)的車用燃油為主要動力源(或使用常規(guī)的車用燃料、采用新型車載動力裝置),并綜合汽車的發(fā)動機控制系統(tǒng)與驅動設備方面的先進技術,使產生的技術原理，更加進步、擁有新科技、新型技術的汽車。

2 新能源汽車的技術趨勢

2.1 “電動化”一部分新能源汽車的共性

從大多數(shù)新能源汽車技術的角度來看，它們大多有一個共同的特點——“電動”即電池，燃料電池主要是經過改造的，若插入式或者混合動力車輛利用了外部電荷,它就被稱為電動汽車。電池主要利用儲氫材料,而制氫過程也需要大量電力（將氫電解成水，然后將其儲存在汽車燃料電池中發(fā)電），然后開車。這種網絡模型汽車是屬于燃料電池汽車，是利用發(fā)電驅動汽車。如果去掉中間產品轉換環(huán)節(jié)，發(fā)電廠產生的電力可以直接給汽車電池和汽車發(fā)動機充電，這樣可以節(jié)省轉換環(huán)節(jié)之間的大部分能量損失。因此，在能源損失方面，汽車行業(yè)可以專注于解決電池的能源轉換效率問題，這將通過科技發(fā)展變得更加有效。

2.2 綠色電力在全球都易獲取

到2050 年，全球目標是汽車二氧化碳排放量的必須降低到10% 左右，因此只有改進汽油和混合動力汽車才能實現(xiàn)這一目標。燃料電池電動汽車需要進一步推廣。其中，電能資源可以以不同的方式大規(guī)模生產，如風電、太陽能、核能、水電、生物質能、潮汐發(fā)電、海洋能、地熱電力,以及潔凈燃料。因為不同國家的發(fā)電廠,都可以使用最符合自己國情的清潔燃料，然后由汽車使用。因此，將全世界可用的電力作為能源是非常合適的，這就是為什么純電動汽車很可能贏得許多友好的模式環(huán)境與替代能源。在中國，煤炭現(xiàn)在是最便宜的發(fā)電廠，但受到嚴重污染（改善），中國正在尋求提高環(huán)境清潔能源的比例。在發(fā)達國家，發(fā)電更清潔，更環(huán)保。因此，電動汽車便成了世界上最受歡迎的汽車。此外，只要汽車公司專注于降低汽車能耗和排放，直接利用全球能源和尋找清潔能源就成為能源公司的一項重要任務但畢竟，有可能限制數(shù)億輛機動車的有毒排放，而不是保持預期和能量。電力運輸?shù)目焖侔l(fā)展意味著他們使用了大量電力，但這也意味著他們可以通過能源需求和粗橄欖生產來減少環(huán)境污染。目前,汽車已經基本能夠實現(xiàn)零排放能量，例如，對于瑞典這樣一個小國家而言，它45% 的電力主要來自水力發(fā)電，10% 來自于清潔能源，剩下45%依賴于12 個發(fā)電廠生產的核能，它也許就是未來的一個真實例子。根據(jù)2008 歐洲可再生能源委員會發(fā)布的歐洲可再生能源技術路線圖來看，截至2020 年，歐盟所有的可再生能源會達到521.5 千兆瓦，占總發(fā)電量的30%到40%之間，如果歐盟能夠實現(xiàn)能源效率這一目標，這它的比例將超過40%。

2.3 全周期污染排放及可控度比較

歐盟的調查報告《從礦井到車輪》中指出，科技型電力運輸為聯(lián)合電力運輸?shù)?/3～1/5。風能、核能等清潔能源的電力輸送全過程是傳統(tǒng)高科技能源的1/8～1/11。與生物能源生產的氫動力汽車相比，氫動力汽車的整個排放過程是傳統(tǒng)高科技交通的1/6。寬電池的整個分解過程是傳統(tǒng)電功率的1/2。目前，使用豪華型（斯柯達昊銳，2009 年上海B 級車）在包上使用太陽能系統(tǒng)，但僅用于制造超速調節(jié)。此時，太陽能電池板的生產效率一般為18%至20%。這一發(fā)展在15 年內產生太陽能來裝載電池，逐漸普及到高端交通工具中。

2.4 國外對純電動車的觀點及產業(yè)化努力

博世集團領導人團說：“新能源交通的發(fā)展需要緩慢進行。在2020 年前，減少二氧化碳排放和提高能源利用效率是改善燃料系統(tǒng)的最佳途徑，這是一項新技術。由于電池的密度越來越大，如果出現(xiàn)任何問題或事故，都會影響到技術的發(fā)展，甚至影響到技術市場的終結?！币虼?，從長遠角度來看，如果只要能克服電池動力技術的話，純電動汽車的發(fā)展趨勢最終將會由新能源汽車技術來指導。日產汽車公司總經理談到，2009，我們正在迅速開發(fā)鎳氫鋰離子電池，其能量效率高，可與鉛電池媲美。如果選擇所需的能量為20kw·h，當它存儲在一個小型電池中（如成千上萬個電源箱）時，將轉換為1600 升。在鋰離子電池中，2000 年以后為400 升、目前是200 升，其體積已減至3～4 個油箱，因此汽車的使用將逐漸成為現(xiàn)實。例如，日產新的純電動汽車Leaf 要比Tiida 汽車稍微大一些，可以提供足夠的鋰電池空間，并在160 公里內連續(xù)運行。雖然車的設計很好，電池的質量仍然很大，約200 公斤，但由于汽車比傳統(tǒng)的內燃機輕，不需要齒輪箱。因此，汽車的整體質量和燃油利用率都一般比較好。

3 新能源汽車發(fā)展的技術經濟對策分析

3.1 在中國社會主義經濟發(fā)展之初，傳統(tǒng)的節(jié)能和消費方式屬于社會主義發(fā)展中國家，尤其是汽車工業(yè)。其真正發(fā)展并不是理想的解決方案。在發(fā)展過程中，中國企業(yè)不僅要關注新能源汽車的發(fā)展，同時也注重對傳統(tǒng)車輛的改造。考慮到消費者的真實需求，汽車開發(fā)計劃更符合消費者需求，不僅注重經濟，而且注重汽車質量。真正的開發(fā)過程必須考慮到汽車行業(yè)中傳統(tǒng)汽車的巨大市場和較長的生命周期。這必須考慮到傳統(tǒng)汽車的巨大市場，盡量減少和避免平均油耗。

3.2 發(fā)展新能源汽車，企業(yè)必須要更加重視關鍵零部件的加工，讓其形成科學先進的產業(yè)鏈。從電動汽車的結構來看，電動汽車的三個主要部件分別是電控部件、蓄電池部件和發(fā)動機部件。從電池的角度來看，中國目前已經有了比較完整的產業(yè)鏈，其中最具有代表性的是磷酸鋰電池，與西方相比，電動汽車技術中的鋰離子電池會相對較少。就電池而言，中國電動汽車管理技術會相對比較落后。發(fā)動機作為發(fā)動機的重要組成部分，在汽車行駛中起著重要的作用。目前，純電動異步發(fā)動機和插入式感應發(fā)動機仍在開發(fā)中。在研發(fā)方面，永磁同步發(fā)動機的實際性能還有一定差距。自動力轉向發(fā)展以來，我國電氣工程起步較晚，對蓄電池管理系統(tǒng)的研究還處于起步階段，直流變換器不適用于汽車。另一方面，汽車公司不應該在研發(fā)領域浪費金錢和精力；研發(fā)的實際風險仍然相對較高。如電磁兼容、汽車電氣工程、太陽能電池板等，我們要將它標準化。事實上，新能源汽車的發(fā)展不僅僅是工業(yè)企業(yè)的問題，也是開發(fā)新系統(tǒng)的眾多汽車的一個問題。

3.3 近年來，我國汽車產業(yè)的發(fā)展越來越注重產業(yè)分工和產業(yè)升級，汽車行業(yè)的發(fā)展也越來越關注上下游能源公司的新投資。隨著生產方式的外包，汽車公司之間的實際分工越來越清晰。如果汽車公司在實際開發(fā)過程中沒有實現(xiàn)技術突破，很容易影響實際開發(fā)效率。企業(yè)應重視關鍵車輛技術的研發(fā)，通過早期和最終合作提高業(yè)務技術開發(fā)效率。例如，汽車公司可以使用更復雜的方式，如股權或風險投資，投資于資本，特別是新能源基礎設施、稀有原材料等，汽車公司行業(yè)必須在實際發(fā)展過程中發(fā)揮主導作用，新能源汽車公司的發(fā)展必須在實際發(fā)展中獲得更多利潤。

3.4 在新能源發(fā)展的背景下，政府必須認識到其重要責任，并發(fā)揮領導作用。在開發(fā)新能源的過程中,國家不應該過于明確發(fā)展的真正方向,充分發(fā)揮自身在市場競爭中的作用,堅持發(fā)展,適應市場需要。盡管政府投入了大量技術，特別是在燃料電池和發(fā)動機等一般技術部門，但關鍵技術的技術位置并不均衡。政府還需要從汽車實際排放標準、能源消費標準等方面，確保相關的地方法規(guī)的完善和規(guī)范并有效地指導國內汽車制造商為新能源汽車標準的制定作出貢獻。中國必須積極推動新能源汽車標準的制定，實施新能源汽車的標準化發(fā)展。事實上，中國有自己的汽車市場。政府應為電力供應、充電設備、連接器和其他電動汽車行業(yè)制定統(tǒng)一標準，政府應充分發(fā)揮其監(jiān)管作用，鼓勵本地公司參與建立合資企業(yè)，并通過相關的外國標準和專利直接利用資本投資。政府亦應積極發(fā)揮監(jiān)管作用，通過節(jié)能補貼,推動本地汽車業(yè)的有效發(fā)展和環(huán)保。政府部門從排放達標和提升生產的能耗方面扶持生產,這可能從稅收補貼中獲得,并引導消費者選擇低能耗生產,積極發(fā)展清潔燃料汽車。

4 新能源汽車技術的發(fā)展方向

對于新能源汽車的推廣，在電池容量、充電車等方面還存在一些技術問題。因此，開發(fā)新能源汽車需要解決許多問題。在此基礎上，本文總結了新能源汽車技術的發(fā)展趨勢。

4.1 目前，我們需要更仔細地審視中國新能源汽車的智能、輕量化和智能化標準。中國汽車行業(yè)的大多數(shù)公司也關注新能源、智能、汽車和其他高科技領域的創(chuàng)新和發(fā)展網絡。新能源汽車的智能化使用可以提高自動化、安全性和舒適性，從而了解新能源汽車能源的合理配置，促進公共交通的發(fā)展。自動互聯(lián)輕型新能源汽車是汽車行業(yè)的一個熱點。汽車車燈的設計將進一步改善車輛的動態(tài)功能。目前,輕型車輛的主要研發(fā)重點集中在新型化金屬材料的使用上,包括了輕質合金和復合材料在車輛制造業(yè)上的廣泛應用。輕質合金(主要是鎂和鋁合金) 已經廣泛應用于車輛制造業(yè)中,而復合材料的使用技術還必須更加完善。而設計和生產清潔燃料車輛的最簡易關鍵技術則是激光焊接技術,它雖然能夠保證對輕質化金屬材料的焊接要求，但該技術本身存在一定的困難，為適應新能源汽車快速發(fā)展的需要。

4.2 在新能源汽車的設計和制造過程中，技術發(fā)展過程中不僅遇到了技術難題，而且還遇到了涉及經濟性和安全性的問題。在上述分析中，重要的是要強調，燃料電池汽車的不受歡迎不僅是因為燃料電池儲存的不穩(wěn)定性，還因為其高昂的研究成本，同時，大型燃料電池汽車的廣泛應用是改善其燃料加注網絡的必要條件，而支持使用燃料電池汽車的基礎設施也不完善。顯然，燃料電池的成本是傳統(tǒng)汽車的十倍。因此，降低成本，強調新能源汽車的環(huán)境和經濟保護也是研究的方向。此外，燃料電池的短期壽命也是使用燃料電池的車輛未來必須解決的主要技術問題之一。我們可以看到，使用燃料電池的車輛數(shù)量還有很長的路要走。

5 對中國汽車產業(yè)發(fā)展的建議

5.1 降低傳統(tǒng)電動汽車的平均油耗

中國汽車工業(yè)必須首先改造現(xiàn)有的傳統(tǒng)汽車，并盡可能降低傳統(tǒng)汽車的平均油耗很快。畢竟，傳統(tǒng)汽車市場仍然相對較大，還有大約幾十年的生命周期。

5.2 建立新能源關鍵零部件產業(yè)鏈

以電動汽車三大關鍵技術作為目前的一個例子，磷酸亞鐵鋰電池提出的某些瀝青鋰離子蓄電池技術，電動汽車的不同技術與西方先進水平略有不同。除電池外，中國在發(fā)動機和電子控制技術方面與國外還有很大差距。目前，我國清潔電動汽車、異步發(fā)動機和異步離合器的研發(fā)還處于起步階段。永磁同步發(fā)動機的效率是不同的。在電氣控制方面，我國起步較晚。電池管理系統(tǒng)的研究還處于起步階段。目前，直流變換器并不適用于電動汽車。而且，有限的資金和精力不能浪費在各種電力線的研發(fā)上，這樣風險很大。相反，他們應該把重點放在統(tǒng)一不同的能源技術，如汽車，電池，電磁兼容和太陽能電池板的交叉。在這些交叉口中，電氣控制、汽車和電池是最重要的。新能源汽車的發(fā)展不僅是汽車工業(yè)面臨的問題，也是一個巨大的系統(tǒng)工程。因此，我們應該集中精力開發(fā)新能源汽車的關鍵部件。

5.3 投資新能源上下游企業(yè)

在過去的20 年里，汽車行業(yè)最大的變化是行業(yè)分工的逐步改善和外包安排的出現(xiàn)。汽車公司無法在所有技術上取得進步，因此，汽車公司必須在一些關鍵技術上開展自己的研發(fā)活動，然后在其他技術上投入資金；專業(yè)企業(yè)的發(fā)展。例如，汽車公司可以參與風險資本或對新能源事業(yè)進行某種形式的投資。作為鋰電池，薄電池太陽能電池生產商、晶體硅太陽能電池生產商等。汽車和原材料企業(yè)。這三類公司今后無論以何種方式開發(fā)新能源汽車，都將占據(jù)主導地位，屆時汽車公司也將受益匪淺。

6 結語

發(fā)展新能源汽車對中國汽車制造業(yè)而言是難得的發(fā)展機會,中國自主品牌汽車能夠通過對新領域的開拓,逐步超越過去落后十幾年乃至幾十年的技術壁壘,更有機會和全球汽車行業(yè)巨人們再次站在了同一個起跑線上。但值得注意的是,和國際上的主要競爭者比較,我們所落后的還不僅僅只有技術水平。假如,人們不能及時的去掌握、領悟和發(fā)展汽車先進的設計、管理和運營理念與方式,或者僅僅單純地尋求科技突破,那么,就很難把科技突破轉變成實實在在的汽車產業(yè)進步。但科技并不是捷徑可走,唯有踏踏實實地集中兵力造好汽車,我國汽車制造業(yè)才能避免又一次輸在起跑線的附近。