我国新能源汽车驶入快车道

    未来5～10年全球新能源汽车有望走进大规模产业化阶段，并将带动整个相关产业链蓬勃发展。新能源汽车发展总体将遵循节能（降低总能耗）、环保（减少污染物排放）两大趋势，逐步实现对化石类传统能源的替代。其中，混合动力汽车在2020年以前将是新能源汽车的主流，2020～2030年逐渐被纯电动汽车取代，燃料电池汽车在2030年以后有望占据重要地位。在这个过程中面临的最大挑战就是自主创新，达到一种减排标准很容易，更难的是由汽车大国向强国迈进的目标。
 
    1 我国新能源汽车的发展规划

    2009年3月20日国家发改委发布《汽车产业调整与振兴规划细则》，提出在2011年前，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，占乘用车销售总量的5%。因此,业内一致认同，在未来3～5年，新能源车关键零部件将进入快速发展阶段。

    2009年6月25日，工信部发布《新能源汽车生产企业及产品准入管理规则》，将新能源车清晰的划分为起步期、发展期和成熟期3个不同的技术阶段。燃料电池车、氢发动机汽车和二甲醚汽车被列入起步期；锂离子动力蓄电池为动力的混合动力乘用车、商用车，以及纯电动汽车，属于发展期；使用铅酸蓄电池和镍氢电池的混合动力乘用车则为成熟期。

    按照新规则对新能源汽车技术阶段的划分，就动力源而言，铅酸电池在混合动力乘用车、纯电动乘用车、纯电动商用车中的应用均处于成熟阶段，意味着这三类以铅酸电池为动力的新能源汽车可以产业化；镍氢电池在混合动力汽车上应用的成熟度优于锂电池，尤其在混合动力乘用车上的应用完全具备产业化条件；锂电池在纯电动汽车应用方面的条件优于镍氢电池，但尚处于发展期，可以在区域内示范推广；超级电容器在混合动力汽车应用方面处于发展期，在纯电动汽车应用方面处于起步期；其他包括锌空气蓄电池、燃料电池、氢发动机汽车、二甲醚汽车等均处于起步期。

    2 新能源汽车的发展路径及比较

    新能源汽车将朝着“镍氢——锂电——燃料电池”产业化路径发展。从2009年7月1日起，以镍氢电池生产的混合动力乘用车被归类为成熟产品。短期能够兑现业绩的只有镍氢动力电池，磷酸铁锂电池的不成熟，以及工信部出台的新能源汽车准入新标准也让镍氢电池生产商看到了中短期的希望。据日本富士经济权威分析，镍氢电池的主流地位将可延续至2011年，之后锂电池将逐渐侵蚀镍氢电池的市场份额。以氢为动力的燃料电池汽车（FCEV）得到了世界各国政府和企业的高度重视，并且取得了重大进展，预计在未来的5～10年内FCEV将正式进入市场，以加氢站、输氢管道建设为标志的“氢经济”初露端倪。

    2.1 镍氢电池

    在镍氢电池领域，我国在技术和资源上均具有优势，其中，氢氧化镍性能世界领先，稀土资源丰富，具有得天独厚的资源优势，因此，发展镍氢动力电池是我国目前最现实的选择。

    从镍氢电池产业链条看，上游原料厂商为金属矿产开采商，中游为镍氢电池材料供应商。目前，长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等品牌轿车已经在示范运行，他们采用的是向国外采购的镍氢电池，国内镍氢电池在汽车上的运用仍处于研发匹配阶段。科力远目前正与国内奇瑞汽车、长安汽车等合作，首批下线的产品主要供应奇瑞汽车。

    镍氢电池也具有难以克服的缺点，即记忆效应。记忆效应是指在电池充放电过程中，会在电池极板上产生许多小气泡，时间一久，这些气泡会减少电池极板的面积，也间接影响电池的容量。镍氢电池的记忆效应和充电发热等方面的问题直接影响到该电池的使用。除此以外，镍氢电池自放电率高、比能量较小，只能用在HEV上，这些缺点的使镍氢电池只能是过渡产品。

    在发展新能源汽车上，目前镍氢电池技术最成熟，未来3年内仍将是新能源车的主流，之后镍氢电池技术将和磷酸铁锂、氢燃料电池三分天下，5年后将逐渐被锂电池及燃料电池所取代。电池巨头松下和三洋也认为，锂离子动力电池不可能在2～3年内取代镍氢动力电池，主要原因是镍氢动力电池便宜安全，已经达到规模化生产。锂电池还有课题如安全性需要继续攻关，因此商业化尚需时日。

    按照新标准，国内已经上市的比亚迪双模电动车，属于锂电池汽车，虽然可以批量生产，但只能是在批准区域、范围内销售使用的产品，这就大大限制了其产品的全面推广。而长安杰勋、奇瑞A5、一汽奔腾、通用君悦等大部分品牌HEV轿车采用的都是镍氢电池，可在全国范围内销售使用。很明显，国家的这种决策在向国有大汽车企业、集团倾斜。

    2.2 锂电池

    传统的铅酸电池、镍镉电池和镍氢电池本身技术比较成熟，但它们用在汽车上作为动力电池则存在较大的问题。绿色电池时代的主角较量，引发了锂离子电池与镍氢电池的对决，中国工程院院士陈立泉甚至称：“锂电汽车是我国在激烈的国际竞争中难得的一次历史机遇，锂电汽车将带来一场能源革命和产业革命。”

    锂离子电池是20世纪90年代发展起来的高容量可充电电池，能够比镍氢电池存储更多的能量，比能量大，循环寿命长，自放电率小，无记忆效应和环境污染。锂离子电池的正极材料是钴酸锂、锰酸锂和磷酸铁锂等，负极是碳素材料。根据锂离子电池所用电解质材料不同，锂离子电池可以分为液态锂离子电池和聚合物锂离子电池两大类。动力锂电池主要包括钴酸锂电池、镍酸锂电池、锰酸锂电池、磷酸铁锂电池等，因为原材料钴、镍价格高和污染较重，性能活泼易爆炸，目前电池业界的投入集中在成本低廉的锰酸锂动力电池与磷酸铁锂动力电池上。

    由于汽车用锂离子电池体积大，其散热性变差，安全性大幅下降，如何解决该问题十分重要。目前最常用的钴酸锂离子电池大型化后，会有过热着火或爆炸的危险。相对而言，正极材料为锰酸锂和磷酸铁锂的锂离子电池安全性能更好。另外，液态锂离子电池电解液的有机成分为碳酸酯，闪点很低，沸点也较低，正极为强氧化性化合物，负极为强还原性化合物，当电池内部压力过大或过热时，会引起爆炸，或外壳破裂后与空气接触，因温度高和锂负极的高活泼性引燃起火。聚合物锂离子电池的安全性较好。从技术成熟度来讲，锰酸锂材料更为成熟，但磷酸铁锂的安全性和成本更好。

    动力电池的容量决定了电动汽车的续航能力，镍氢电池的电池容量是70～80W·h/kg，锂离子电池是150～200W·h/kg，后者是前者的2倍以上。电池的充电寿命和记忆效应决定了电池性能，镍氢电池的充电寿命只有500～700次，锂离子电池的充电寿命有800～2000次，这将大大影响成本。二者对环境污染程度都很少。镍氢电池的安全性能比较好，锂离子电池的安全性能较差，但磷酸铁锂锂离子电池有重大改善。最终成本的比较，传统汽车的能源效率可折算为50/kW·h，但需要用油，镍氢电池混合动力汽车的能源效率折算为300～700/kW·h，锂离子电池电动汽车的能源效率折算为180～220/kW·h，不需要石油。因此，长期而言，产业发展方向一定是锂离子电池电动汽车。

    磷酸铁锂动力电池正极材料的投资机会最被看好，目前磷酸铁锂材料在美国和加拿大已实现了批量生产，国内企业比亚迪、天津斯特兰、深圳贝特瑞、深圳天骄等有小批量供应。而磷酸铁锂的关键原材料则是碳酸锂，由矿产资源提炼而成，在自然界中储量有限，具有极强的地域性和稀缺性，属于稀缺资源。因此，在新能源汽车产业链中，碳酸锂资源的战略重要性就显得尤为突出。

    从《汽车产业调整与振兴规划细则》可以看出国家政策比较务实，不急于冒进。之前大家都很看好锂电，但事实上，技术突破后才有大发展。锂电肯定还需要突破，目前全国推广时机未到。而镍氢电池的推广时机已成熟，镍氢成本、性能基本满足混合动力需求，混合动力产品明显更成熟。锂离子动力车，只能在批准的区域、范围、期限和条件下销售、使用。新规定将大大影响锂电池汽车的发展速度，并将在一定程度上影响车企对锂电池汽车的研发积极性，不利于锂电池汽车产业的发展。

    2.3 燃料电池

    燃料电池汽车的原理是让氢、氧在催化剂作用下，通过化学反应产生电能，以此作为驱动汽车发动机的能源；而传统电动车则直接利用电能驱动机车运转。

    一般来讲，燃料电池发动机的转化效率比普通内燃机高出40%～60%。按照普通轿车百公里耗油量标准看，燃料电池轿车百公里需要气态氢1.2kg左右。据报道，宝马公司7系氢内燃机轿车具有氢与汽油两用的燃料发动机, 通过仪表盘上的转换开关实现自由切换, 当氢燃料驱动时, 0～100km/h 加速时间为9.5s, 最高车速可达230km/h。

    燃料电池汽车由于是通过氢与氧的化学反应产生电能，因此生成物只有水，可以实现零排放或近似零排放。这样既减少了机油泄露带来的污染，又降低了温室气体的排放，是一种符合节能减排要求的理想汽车。同时，提高了发动机燃烧效率，运行过程平稳、无噪声。

    燃料电池车的高昂成本使其短期内很难走向市场。目前，国内运行的燃料电池汽车主要以示范车为主，一般用在特殊场合展示如旅游观光等，还没有实现真正的商业化。国际市场上虽然有部分燃料电池车在商业化运营，但仍以出租车为主。2008年北京奥运会上展示的3辆燃料电池客车，每辆成本300多万元，而目前公交系统进口的欧Ⅳ标准传统发动机低地板大客车售价仅在100多万元。从市场经济学角度讲，高成本很难完成市场化推广，而无法实现市场化就不可能大规模批量生产，进而成本就无法降下来，最终导致成本与销售的恶性循环。燃料电池轿车的研发和投产比燃料电池客车更难，既需要成熟的技术，还要有更加完备的基础设施。

    对于行驶范围广泛、不固定的轿车而言，如果在其行驶途中不能及时找到加氢站，那么轿车就不如牛车。然而基础设施建设，既涉及城市规划、交通、电力等问题，又要解决投资和经营者的获利问题，同时还要有效解决加氢的核心技术和统一标准等问题。对于有一定行驶区间的公交车而言，这个问题可能容易解决，但是对于私家车而言要解决这些问题就任重而道远了。

    3 新能源汽车发展的难点

    从某种意义上说，新能源汽车零部件还没有形成一个产业，仍然处于培育阶段。主要困难是重度混合动力汽车技术存在差距，包括基础原材料、整个管理系统、电池系统、电机控制器核心关键器件依赖进口、产业链不健全，新能源汽车的核心传动模块、电机、电控系统等关键零部件被国际巨头垄断。尽管国内有企业在研发，但很难达到整车厂要求，以现在的能力我国新能源汽车很难达到产业规划中的目标。

    3.1 基础性原材料依赖进口

    基础性材料，虽然国内资源很丰富，但是像磷酸铁锂这样的基础性原材料，主要渠道还是依靠国外，基础性原材料的国产化是产业化的重要问题。在2009年7月举办的“电动汽车用动力蓄电池与电机发展与应用国际研讨会”上，工信部工业司明确指出，关键部件的产业化、基础原材料的国产化，是当前新能源汽车发展的关键和瓶颈所在。目前新能源汽车零部件没有产业化基础，以现在的能力很难达到2011年新能源汽车在新车销售的比重达到5%的目标。

    3.2 安全性问题

    由于锂离子动力电池具有能量密度大、工作温度高、工作环境恶劣等方面的原因，加上以人为本的安全理念，因此，用户对电池的安全性提出了非常高的要求。汽车动力电池的管理系统方面，由于其工作电压是12V或24V，而单个动力锂离子电池的工作电压是3.7V，因此必须由多个电池串联而提高电压。但由于电池难以做到完全均一的充放电，因此导致串联的多个电池组内的单个电池会出现充放电不平衡的状况，电池会出现充电不足和过放电现象，而这种状况会导致电池性能的急剧恶化，最终导致整组电池无法正常工作，甚至报废，从而大大影响电池的使用寿命和可靠性能。

    3.3 不够稳定

    磷酸锂铁电池正极材料的稳定性难以保证。比如这一批做出来性能很好，但下一批就不好了，颗粒这批很小，下批很大，这样就对电池的稳定性构成挑战。磷酸锂铁电池组也存在稳定性问题。比亚迪电动车电池由上百块单体磷酸锂铁电池组成，由于电池在使用过程中，随着使用会出现电压下降的问题，100节串联的电池，如果其中的一节或两节电池电压降低的幅度与其他的电池不一致，就会影响整个电池组的效果。这就要求这100节电池必须高度精密，压降必须高度统一，这对电池生产的自动化程度提出了很高的要求。

    3.4 充电时间瓶颈

    比亚迪双模车最快的充电时间是15min，原因就在于磷酸锂铁电池的原材料。磷酸锂铁电池的正极采用磷酸锂铁粉，铁元素导电性差，因此必须在大电压下才能快速充放电，而如果想再快，只能依赖更先进的工艺和制作。美国A123公司突破了这个瓶颈，而我国普通的生产只能达到2～6um，而他们能把磷酸锂铁粉的颗粒制作成纳米级别的大小，也就是0.0002um，这样可以实现很快速的充电。但是价格极其昂贵。

    3.5 生产周期长

    电动汽车零部件供应商产能规模普遍比较小，没有形成规模化的生产能力，生产准备周期比较长，通常要达到3～5个月，跟汽车行业的要求（2个星期）相差太远。

    4 发展新能源汽车的扶持政策

    目前，北京、重庆、上海、武汉、吉林、济南等地也都拿出了庞大的新能源汽车产业基地的计划。电动车的推广，政府力量至关重要。各地政府对于新能源车的税费、补贴、充电网络建设等支持力度，直接决定了当地的新能源车的发展状况。

    4.1 政策补贴

    我国从2001年起开始通过国家863计划组织力量研发新能源车，投入近20多亿。但直到2008～2009年，新能源车才真正在政府、企业、社会等层面引起高度关注。2009年1月，汽车产业调整振兴规划出台，中央财政安排补贴资金，支持节能和新能源汽车示范推广。之后，中央发布了《关于开展节能与新能源汽车示范推广工作试点工作的通知》，确定13个试点城市，主要在公交、出租、公务、环卫和邮政等公共服务领域推广试点。

    2009年2月，财政部发布《节能与新能源汽车示范推广财政补助资金管理暂行办法》明确提出根据混合强度的不同，对集团用户购买新能源车给予不同程度的补贴。《办法》中规定：中央财政将从节能减排专项资金中安排部分资金，支持国家节能与新能源汽车示范推广。乘用车和轻型商用车中，混合动力汽车按照节油率分为五档补贴标准，最高每辆车补贴5万元；纯电动汽车每辆可补贴6万元；燃料电池汽车每辆补贴25万元。新办法将支持在北京、上海、重庆等13个城市开展节能与新能源汽车示范试点。

    2009年8月5日，深圳市政府办公厅向深圳市规划局、交通局、发改委、市政府采购中心等单位分送了一份文件，内容是王荣代市长到比亚迪公司调研的会议纪要。纪要中，深圳市政府对比亚迪给予了鼓励，并承诺在比亚迪厂房建设工业用地上给予支持，另外，承诺租赁30辆比亚迪汽车作为政府公务用车。

    4.2 政策采购

    2009年3月27日，济南市与中通客车签订了80辆新能源客车订单，这些车长为12m混合动力客车，尾气排放达到国V标准，每辆车的造价为110万元，全部用作公交车。这是济南签下的新能源汽车第一单。2010年前，济南市将投入使用300辆类似的客车。目前公布的材料显示，2012年前，济南市将订购300辆新能源客车，其中240辆将由中通客车生产，其余的60辆将由另外一家企业生产。

    国内各个示范城市在采购新能源汽车时，基本都以本地利益出发，优先采购地方企业的产品，比如，深圳市优先采购本地比亚迪电动车，北京市采购北汽福田800多辆混合动力公交客车，重庆市采购10辆长安集团的混合动力轿车，长春与大连首批采购的混合动力公交来自一汽，济南市新能源汽车采购第一单也是来自山东本省的客车企业。

    各地优先向本地车企采购，这并不利于产业的健康发展。如果“十城千辆”继续按照现在的做法走下去，将出现各自为政的“新地方保护主义”。各地采购如果不顾产品优劣、节油效率和采购价格等因素，而是一味的以支持地方车企为由，也将导致各车企盲目乐观、不求上进，造成技术研发上的惰性，不利于技术的进步。