電動汽車快跑

陳光祖作為中國汽車界的元老級人物，他說：“中國汽車從摸索開始，我也是在摸索中成長，現在的年輕汽車人比我們更有學問、更有知識，唯一能給年輕一代留下的是我們的經驗和教訓。”

到底電動汽車能否改變中國汽車產業命運，很多業內的人士都在質疑，搞電動汽車勞命傷財！搞電動汽車不合乎中國的國情！但是作為看著中國汽車業成長的見證人，我有資格說：不搞電動汽車等于是讓中國汽車產業患上“貧血癥”。

歷史的必然

電動汽車是什么？如果是認為在汽車上加上電動機，那是一種誤解。我們說的電動汽車是新世紀全球汽車產業跨越性的變革，是一項高科技的產品。大家都知道，從汽車產業科技發展中看，汽車產業的變遷是和社會的原結構，以及相適應的汽車“心臟”變化有著緊密的聯系。

1769年，世界上第一輛蒸汽車誕生了，在18世紀末和19世紀初始曾有過一段黃金年代，這就是最古老的電動汽車。

在1885年世界上第一輛內燃機汽車誕生了，隨著石油開采業的發展和內燃機汽車的普及，促使汽車成為工業社會極為重要的一種產品，以至于被譽為“改變世界的機器”。

然而，在上世紀的近百年里，內燃機汽車幾乎是無節制地發展，帶來人類社會的諸多重大難題，也導致了節能與減排成為新世紀汽車產業變革的第一要務。全球都意識到了道路只有一條：要以明確的意志，最適合的技術選擇和產業決策，讓電動汽車東山再起，否則汽車產業曾經有的奇妙神化將會破滅。

但要實現電動汽車產業變速，道路是曲折的、艱難的，需要一個“摸著石頭過河”的過程，在現在我們摸索著前進已經看到了光明的“對岸”。

現代的電動汽車是新世紀整個現代化汽車產業中重要的組成部分，是一個最具活力的車種，它正形成自己獨特的一種實踐和理論基礎。現在電動汽車集成了機械、電力、電子、磁力、液力、計算機、新材料、智能控制和最新的能源組合，它是一項多學科、跨領域、高科技的集合體。

現代電動汽車擁有新模式的社會組織，是不斷持續創新的聯盟群體，要建設一個以“綠色系統工程”為主的產業機制和網絡。這包括從產品概念構思和研發，一直延伸到產品設計、制造、銷售、服務以及回收的整個產品生態周期，形成可持續發展產業，一直體現新世紀人們智慧和創造力的源泉，于是汽車神話再現了。

這說明，汽車的形態隨著社會發展有改進和根本化改變，但人類社會已離不開汽車，已經奠定了人類生產生活不可分割的東西，人們總是千方百計地使汽車的產品能不斷地事事代代的世世下去。

寶貴的實踐

上世紀70年代，第一次石油危機以后，全球汽車產業開始新一輪汽車的研究，這標志著現代電動汽車的新起點。經過摸索和實踐，特別是上世紀的90年代末，世界上電動汽車的研發和商業化步伐都大大加快了，最可貴的收獲是找到了一個發展現代電動汽車的規律。

一開始多數是搞純電池汽車，而且都用鉛酸電池的改進產品。到90年代，主要是日本、歐美致力于混合動力汽車的研發，電動汽車的研制取得不少實質性進展，接著不少汽車從相關汽車開始研制燃料電池汽車方向發展，全球動力汽車進入一個快速發展期，明確了電動汽車的發展線路圖，這種對現代電動汽車前景的共識和明確，某種意義上來說比電動汽車的某一具體成果更重要。中國的實踐經驗也是一致的。

現代的電動汽車是由電動汽車、混合動力汽車和燃料電池汽車三大車種構成，但是他們之間的發展各有特色，至今仍有不少不確定的因素，仍是一種邊實踐邊前進的過程。

純電動汽車的研制到目前為止，作為汽車產品大量應用還有一些爭議。但用于一個特定的區域、線路進行運行，作為特小型汽車進入家庭在社區有限地帶，作為非上路車輛為某一專業業務服務，如城市掃地車，都是非常適合的。

純電動車的問題在于動力電池至今仍未達到理想的程度，目前多用鎳氫電池，并開始應用鋰離子電池、鋰離子電池、鋰聚合物電池，在性能上有很大的提高，但是據說比能量、比功率能量密度，循環壽命、價格，充電時間上和還可以有很多潛力可挖，商業化前景有待努力和觀察。

混合動力汽車將會有很大發展，也比較實用，隨著科技發展的混合動力汽車已多樣化。那么什么叫混合動力汽車呢？按國際能源組織的定義：傳遞車輛能量至少來自兩種不同的能源可轉換裝置，兩種不同的儲能裝置，可逆的儲能供應物體是電動機。

按混合動力分類，有微混合動力，一般節能10%左右，現在這種低混合水平已經過時了；輕混合度節能20%左右，也接近于低節能范圍，可以忽略不計；全混合度，也叫高混合度，節能在40%或更多。

這是當前努力方向，從掌握科技看已經達到了可普及地步，現代時興一種可插入混合動力系統PHEV（plug-in hybrid electric wehicle）成為發展的主要對象，這種新型混合動力，電池容量大，可以利用外接電源充電，特別在夜間低谷時充電，平時用電池動力，超過電池容量時可以采用混合動力模式，這種車電池運行可達60公里，加上混合動力，全程續航可超過300公里。

近來，還有一種雙模式混合動力汽車的發明，同時兼有插入式性能，即車輛上配備有兩個電動機，可以根據路況隨時切換不同性能的電動機作用，以保持車輛性能和經濟性，這也是一種新型的混合動力汽車。

混合動力汽車時1997年由豐田公司首次推向市場，目前已成為很成熟化的產品，商業化應用已經實現。據美國CSM公司預測，2000年全球約有3萬輛混合動力汽車，2004年17.5萬臺，預計2010年達70萬輛。美國另一資訊公司Mercer預測2011年全球混合動力銷售110萬輛。

豐田公司生產的Prius（普銳斯）已累計達100萬輛，豐田表示2010年要年產100萬輛混合動力汽車，2020年豐田全系列車型都要搭在為混合動力汽車，第三代混合動力汽車成本下降50％，Prius在2012年的價格要達到15－20萬元人民幣。

國際汽車界人士認為，混合動力是當代最佳的電動汽車。但它仍是一種過渡性的產品，仍存在著雙重的動力，增加車輛重量，各種混合動力車輛性能有待進一步提高，而最終將為燃料電池汽車所替代。

燃料電池實質上是電化學反應發生器，它的機理是一個電解水的逆過程，通過氫氧的化學反應生成水并釋放電能，是零污染。燃料電池汽車是應用一種質子交換膜的燃料電池，它特點是效率高、結構緊湊、重量輕、比功率大、無腐蝕性、壽命（PEMFC）長，成為今后電動汽車最為理想的驅動電源。

目前，燃料電池汽車也是多樣化的，主要分類是：純燃料電池汽車，動率都由燃料電池來承擔，由于燃料電池價格昂貴。

現在較多應用的是在燃料電池基礎上增力。一旦電池或超級電容形成混合型燃料電池汽車，可以適當降低燃料電池的功率和成本。當然，這種高科技的燃料電池混合型汽車也是處在一個比較復雜的優化過程，更好滿足現實性的整體動力性設計需求，還需要相當時間。

質子交換膜燃料電池一個核心技術是催化劑，這和目前汽車后處理器三元催化劑一樣需要貴金屬鉑，原料稀缺、價格昂貴。中科院院士朱亞杰認為，我國稀土資源豐富，研究用稀土替代或部分替代貴金屬是有可能的，這樣價格可大幅度下降。

美國的圣路易斯大學已試驗出一種無膜的燃料電池，該校化學家謝利·明特說：“膜的燃料電池非常好，因為聚合物的膜占燃料電池成本20－40％。日本大發汽車已開發出，可以排放一氧化碳的催化過程，而不使用昂貴的鉑的最新燃料電池技術，可見燃料電池汽車的科技進步成為其正作為商業化產品的一大關鍵因素。”

近年，燃料電池汽車已成為各個跨國汽車公司和政府的在汽車產業上重大行動。美國政府計劃在2010年燃料電池汽車應占全球同類產品市場份額25％， 2020年進入商業化。

日本政府目標燃料電池2010年5萬輛，2020年500萬輛，2030年1500萬輛。歐盟提出2003年推出33輛燃料電池巴士，在歐盟8個國家10個主要城市示范運營，2006年3月國也加入該示范計劃，有3輛燃料電池巴士在北京試運營。

歐盟計劃燃料電池汽車2010年達到初級化應用，2020年進入商業化應用的起飛階段。我國作為汽車大國向汽車強國轉折時期，也承擔發展燃料電池汽車的研發和應用。要在2008年奧運會上展示電動汽車研發和制造成果，2010年實現燃料電池萬輛級水平，2015年達到10萬輛。

2008年的奧運會，將是我國電動汽車產業建設的新里程。在奧運會上將有一批新能源汽車展現在世界人民的眼光上，顯示出我國自主品牌電動汽車的靚麗風采。

路線圖

路線圖是體現從國情出發，發展電動車的科學發展觀，是電動汽車產業決策 一種思維定勢。

路線圖不僅是為了把汽車產品搞出來，更是未來要建設一個新型的電動汽車產業，而確立的一種發展程序，這是根本性的。

路線圖是發展電動汽車指導性思想，但在總框架下是靈活的，不是一成不變的，但總目標是一致的，不可隨意更改的。

汽車產業無論是過去還是未來都是全球化程度發展形式最一致的產業，我們的路線圖改符合國際電動汽車產業發展的程序，也符合中國國情，目標是建設一個具有國際一流水平，自主的電動汽車產業。

設想中國電動汽車發展路線圖“三縱、三橫、三系統”可簡稱為“三三制路線圖”。

三縱是純電池電動汽車，混合動力電動汽車和燃料電池電動汽車。6家動力電池，6家驅動電機，10家控制系統，3家燃料電池。

三橫是：高效能動電池管理系統，先進的驅動電機系統和信息化的控制系統。

三系統是：新型電動汽車設計、制造工程系統和新型能源的開發與管理工程系統，社會應用工程系統。

這是重點講系統工程問題，電動汽車的商業化進程很重要的是要面向市場建立起社會化的系統支撐和應用工程的問題。

關于產品設計與制造，電動汽車與傳統汽車的設計上沒有什么本質區別，但電動汽車畢竟在產品布局、運行情況、新型動力上有區別。各種電動汽車各自特色的新型驅動源是有相當復雜的優化問題，只有建立起精確的、完整的數字化仿真模型基礎上，才能經過反復計算得出最佳設計效果。

電動汽車的試驗也具有其獨特性，實體的試驗也是驗證仿真設計必不可少的程序。例如，電動汽車強磁、高溫對電磁的干擾，冷卻退風等，以及防撞和保護燃料裝置等。

對傳統汽車的進一步優化，如風阻系數，滾動阻力，機械摩擦阻力，減輕質量等問題的提升，有助于電動汽車的效率增強。

關于新型能源開發與管理工程，也是新能源供應重大問題，以氫氣為例，制氫的方法很多，如碳化合裂解、電解水制氫、工業副產品提氫等。還有用“ 電”是制氫一種平衡電能的辦法，是比較經濟的。

電解水制氫，如果用三峽電站，價格是每度1角，按電解效率70﹪計算，生產1公斤相當于汽油熱能的氫，直接成本1.5元，僅使用93號汽油的十分之一。

對工業副產氫，像氯堿廠焦化廠等生產中排出大量含氫氣體。不完全統計，我國每年排出工業副產氫800億立方米，現在都基本不回收，白白浪費。據測算回收1平方米氫氣或成本1元，價格也不算高，還要從光合細菌，如藻類植物中，催化氫等技術。

從長遠些看利用天然能制氫也是有很好前景的，如太陽能、地熱、風能、水能、海洋能、核能等轉化可再生的氫源是可能的。

例如，等離子化學制氫，水蒸氣狀態下，通過高頻反應放電，使水分子外層失去電子，而處于電離狀態，經電場加速離子扣互作用分解成氫和氧，這種制氫法設備容積小，產氫效率高，量轉換效率達80%。

還有各種甲醇、二甲醚、液化煤、生物柴油、乙醇等提取技術。關于新能源社會應用系統工程。也以氫為例，如儲存、運輸、加注等工程也是十分復雜的。

燃料電池汽車的氫氣供應補充目前基本是分為：

首先是車載制氫技術，目前較多用甲醇重整方法供應，氫從碳氫化合物中分離出來，在分解中產生H2和CO，將CO轉變為CO2和水，溫度在攝氏200度以上，CO處理不當會使燃料電池中的催化劑中毒，還要增加一些裝置去處理才能得到純氫，目前這種方法應該較多。

車載儲氫技術目前有三種方法，一是氣體在儲存，用鋼瓶或碳纖維儲存，但這方法方便，不過儲量不高，受影響；二是液化冷儲存，在一個大氣壓下，冷凍攝氏零下252度的氫為液化，目前已有部分汽車上應用，但罐體成本較高，一般要真空隔熱；三是金屬氫化物儲氫，氫是化學特性活潑，可以和很多金屬或合金相化合，使之吸收氫，有的是吸收含量很高，甚至超過液態氫。在一定溫度下釋放出來，這種技術越來越為人們重視，是儲氫的一種好方法。

但儲氫金屬或合金輔助材料很多，還卻在研究之中，我國稀土材料豐富可以成為好的儲氫材料。還有用活性碳吸附儲氫，這技術也相當的好，也在研究應用。

目前研究碳納米材料儲氫，每克納米石墨纖維可儲氫2g，儲量很理想，但價格昂貴，放氫速度慢，影響燃料電池輸入氣體不足，還要研究。美珀杜大研制廉價制氫工藝，用鋁鎵合金，減少鉑的損耗。

其次是加氫站組成。現在各主要燃料電池汽車都設立不同加氫站，現在分為自溢加氫系統和增壓加氫系統，前者是加氣速度快、效率高，后者成本較低，但要增加壓縮機容量，投資成本大。

加氫機，像加油機，在加氫機內裝編程序的控制器，通過軟件保證安全，控制加氫過程，實現自動化加氫。目前我們在北京、上海也設立加氫站。

先進的設計是在氫源制造，氫氣配送（地下管道）或輸送氫的運輸轉輸，到加氫站整個過程系統工程，不同地區也有不同要求。

自主創新的好機遇

電動車的推動可能是實現中國汽車產業由“中國制造”走向“中國創造”的新契機。電動汽車我們與國際上發達汽車工業國家起步時間差距不大，我們在國家支持下，在科技上差距也不算大，有些先進的科技我們已經達到或個別超過國際先進水平。

電動汽車產業的建設成為自立創新汽車產業重要或部分對汽車產業未來發展是有重要意義。從歷史上看我們汽車產業創新兩種重要模式：

一種是逆向創新， 在上世紀80年代，引進先進轎車技術， KD和部件國產化，在當時我國汽車產業落后情況下是有必要的，它的特點是先有制造、加工，然后再向整車的創新方向發展。這種逆向創新水平不會太高，不會創造出超出國際水平的產品，是跟著學、跟隨性創新的結果。

第二種是邁向創新，中國電動汽車是全球基本處于同一起步水平上，沒有什么穩定的可購技術。這種新的技術一般也是不賣的，所以逼著要靠自己創新。這種創新往往是從整車概念構思開始，然后自主設計和制造，這就要可能走出原創新的道路，完整的從汽車設計到制造全過程自主創新。

對于動力電池、燃料電池、動力和整車的電控技術也是自主創新研發的。可以實現整個產業超越性發展。通過電動汽車的自主創新活動，進一步帶動整個汽車產業創新水平的效率的提高也很有利。

倡導氫能

從更大的范圍看，人類社會最終走向氫能社會，和由氫而引發的氫經濟。氫能社會永遠超出燃料電池汽車產業的范疇，它是整個社會的“氫化”問題。

氫是宇宙中最基本的分布最廣泛、最均勻的一種元素，是取之不盡，用之不竭的“永久的燃料”。1973年開始第一次石油危機油價為12美元；1978年第二次石油危機，伊朗革命引發的，油價為34美元。

現在的油價是歷史上令人難以承受的沖擊，好在正是這種油價的積壓，導致了世界上能源多元化出路，所以到100美元仍沒有出現石油危機，這說明全球已經對石油資源的依賴已經采取相應措施，而還不至于產生致命的打擊。但作為一種能源發展趨勢，總是要從不可再生能源向可再生能源方向發展的，這是一個長期艱苦探索的過程。但必須從現在毫不動搖地進行努力的工作。

2002年6月，在加拿大召開的第18屆世界能源大會上，提出了燃料電池汽車為主導的氫能社會的概念，這樣發展氫能成為了世界能源革命的一個焦點。此后，美、日歐盟等國家和組織都行動起來，積極研發燃料電池及相關工程，取得了相當大的進步。

2002年9月，小布什政府出臺的Freedom CAR計劃，即自由合作研究新一代汽車計劃，指出要集中研究推行燃料電池的電動，用以取代1993年的PVGV計劃（該計劃是以混合動為中心的電動汽車計劃）。

2003年小布什進一步說明：我對未來氫能源汽車開發上應用，不是出于空想，美國燃料電池應用的轉變，是為后代留下一份特殊的遺產。接著美國能源部制定“氫計劃”，要求在2020年燃料電池汽車進入商業化。2006年3月，美國國家氫能源協會在紐約長島會議中心召開氫能推行大會，倡導者呼吁2020年應視為全球氫能源的關鍵年，并指出燃料電池不僅是用于汽車上，而且還要進入居民、點亮路燈等。

日本政府于2001年制定了“低危害汽車開發及普及行動計劃”包括實施低危害汽車和無危害的燃料電池汽車的普及工作。與該計劃相對應的日本燃料電池示范工程（JHFC）也應運而生，JHFC包括兩個工程，即“燃料電池示范研究”和“燃料電池汽車用氫共給設施示范研究”。目前已有57輛燃料電池汽車在日本各地試運行。日本產業省規劃燃料電池汽車2020年達到500萬輛，2030年大規模商業化。

歐盟早在1998年就提出：歐盟燃料電池研究示范計劃，這包括汽車、軌道交通、輪船上應用，還要研究出便攜式發電裝備，用于分散、偏遠地區的動力裝置。在2003年歐盟提出實施“燃料電池巴士示范工程”，推出了33輛燃料電池汽車在歐洲8個國家、10個城市作為示范運營，包括倫敦、巴塞羅那、波爾圖、斯得哥爾摩、漢堡、斯圖加特和冰島的雷克雅爾來等。2003年6月中國加入了歐盟燃料電池汽車巴士示范工程，在北京有3輛低地板巴士，在頤和園、中關村地帶運營。

2003年11月，在聯合國發展計劃署，全球國際環境基金幫助下，在北京召開了“氫能經濟國際合作伙伴計劃會議”，中國、美國、日本、加拿大、印度、巴西等15個國家和歐盟參加的會議。為此2005年，科技部提出：“氫能經濟國際合作伙伴計劃項目報告”，包括燃料電池汽車客車的研制、測試和標準制定，可再生能源的制氫技術，燃料電池車用高壓氫加注站等。要在2008年北京奧運會上，2010年上海世博會上能有燃料電池汽車投入運營，并在2015年實現商業化。

雅馬哈公司稱，在摩托車上的燃料電池已獲得實驗性應用。摩托羅拉公司稱，在2005就開始在手機上實驗燃料電池電源，這種燃料電池只有小鈕扣這么大。冰島政府提出要在冰島所有漁船、汽車和居民屋內裝燃料電池，在20年左右將冰島變成氫經濟國家。

美國夏威夷在2001年通過鼓勵發展氫能源法案能夠生產超過自用需要加氫，多余的可賣給加利福利亞州。2001年4月，美國眾議院科學委員會上，祁士古石油公司CEO莫克.英格里塞利說：“氫經濟時代已經和聯系在一起，迫使我們不能不邁向氫經濟，誰不跟著他，誰就會后悔。”

芝加哥市政府提出“社區能源合作社”（community energy cooperatine）已在實驗中，非中央化分布式電網提供家家戶戶電力，社區可以自覺購買或是租用燃料電池裝置，這種辦法華盛頓和費城也開始效仿。

還有一項“氫能源網絡”，現在正不斷展開分布式發電，加上計算機和軟件的結和，在智能數字技術和網絡支持下，拉開分布式電網的序幕。這比中央式集中發電，集中供電的方式要好許多，風險也很小，如這次我們南方冰災一樣就是過分集中化供電風險。

必須相信，燃料電池的技術進步總有一天能為全世界每一個人服務，氫的成本等于零，到那個時候，這種“幾乎”是免費的能源，有什么理由去拒絕它呢？

當地球上沒有一滴石油的時候，這種情況總有一天會來臨，是五十年、七十年還是一百年？這不是奇怪的問題。如果從現在我們對此問題將要產生的危機毫無準備，那才是太草率了。

上世紀是單一能源的年代，在世紀末進入多元化年代，但石油燃料仍居絕對主導地位。新世紀進入一個多元化能源年代，那么什么時候再能恢復那樣的比較單一的能源年代呢？現在說是“氫”，但真正的成為現實都有很多不同認識，科學需要用時間來證實。

我國的石油進口70%以上靠馬六甲海峽 ，政治經濟都不穩定，能源運輸線風險不小，還有我們剛剛開始進入石油儲備，石油的安全將是重大的政治和經濟問題。

新能源的應用，電動汽車的研發、生產、迫在眉睫，但又不是短時間內解決的，為此對電動汽車特別是氫能的商業化的看法和形成不同的流派。

樂觀派：氫能大概用20年的左右的時間 ，即2020年我們可以實現商業化。

保守派：氫能大約要用30年左右，真正進入商業化階段，大約是2030年或更久。

觀望派：氫能源應用沒有把握要集中力量，傳統發動機上進行改進，包括氫能源發動機上下功夫，不要忽視燃料電池汽車。

幾種的看法面前，我們一定要保持冷靜的頭腦，方向上、戰略上不能動搖，但必須承認上面講的電動汽車商業化仍是占很小的比重，即內燃機汽車和電動汽車的并存，不是短期的，是相當長時間過渡期，燃料電池汽車還不能作為主導產品，電動車要成為主導產品大約要在60--70年的時間。

鄧小平同志曾經說過：“現在不要去爭議，要的是實干！”要面對現實把氫能汽車干下去，幾十年以后完全徹底改變中國汽車依賴石化能源的情況。汽車產業才會可持續性發展，才會在自主化的道路上真正走出自己獨立自主的步伐。

因此，從現實出發目前要展開兩條戰線工作。第一，方向明確，燃料電池汽車為最終目標是如何不能確定因素太多，像這次南方雪災一樣天氣預報不準確，因此還需要認真地實踐和探索。

第二，在相當長時間里兩種于共存的過渡，因此對傳統汽車的改進還要下大功勞，不僅僅是在動力方面，是全面的改進，才能保證現在市場的競爭力。

對于傳統汽車改進，也有利于電動汽車整體水平提升是不分前后，特別是體現在混合動力汽車上。因此：兩條戰線是客觀的，是目前制定發展戰略的基礎。