以汽車產業發展為對象的綠色技術預見

摘 要:本文將環境因素納入技術預見范疇，將其與可持續發展理論相結合，提出綠色技術預見的概念，進行系統的理論分析和案例驗證，探索以新能源汽車產業發展為對象的綠色技術預見方法體系。應用情景分析法進行技術需求分析，得出55項待選技術，歸為代用燃料汽車技術、電動汽車技術、混合動力汽車技術、燃料電池汽車技術、共性技術、清潔柴油汽車技術等六大類。通過兩輪大規模德爾菲調查，最終遴選出CVVT發動機技術、VVT-i發動機技術等12項關鍵技術，最后給出我國新能源汽車產業的發展路徑。

關鍵詞:綠色技術預見;可持續發展;新能源汽車產業;情景分析法;德爾菲

中圖分類號:G303 文獻標識碼:A 文章編號:1003-5192(2010)04-0001-08

Green Technology Foresight on the Development of Automobile Industry

LIU Guang-fu1， CHEN Xiao-li2

(1.School of Economics and Management， Chinese Academy of ST Management， Tongji University， Shanghai 200092， China; 2.Department of Factory Planning and Factory Operations， Chemnitz University of Technology， Chemnitz 09125， Germany)

Abstract:This paper gave out the concept of green technology foresight and carried out the green technology foresight on automobile industry， in order to achieve a strategic outlook for the future development trends of new-energy automobile in China. Based on Scenario technique， it advanced six categories of automobile technology (i.e. alternative fuel-， electric auto-， hybrid power-， fuel cell-， clean diesel- and generic technology) covering 55 technologies and reduced them to 12 key ones via statistical analysis of Delphi survey， which includes CVVT engine technology， etc.. Based on this， it figured out the development path of new-energy automobile industry in China.

Key words:green technology foresight; sustainability; new-energy automobile industry; scenario; delphi

1 引言

隨著世界經濟一體化的發展，技術創新已成為企業和國家競爭力的重要要素。企業要在知識全球化的大背景下立于不敗之地，必須不斷進行技術創新，然而大部分的企業都無法單獨承擔為技術創新奠定基礎的通用技術的研究與開發，因此，迫切希望政府能給予一定的財政支持。有限的科研資金迫使政府必須借助一定的手段把握技術發展趨勢，遴選出對產業發展起著重要作用的關鍵技術，從而實現各種資源的優化配置。技術預見作為優選“能產生最大經濟與社會效益的戰略研究領域和通用技術[1]”的工具，很好地滿足了政府的這一需求[2]。

技術預見集前瞻和優化、銜接與協作、整合與集成等多種功能于一體[3]，在政府和企業之間能很好地發揮項目優選的作用。日本的技術預見經驗表明，87%的技術預見結果都能在產業發展中得到一定實現，有效地指導了政府科技政策的制定與科技資金的投向，促進了技術與社會經濟的協調發展[4]。傳統技術預見過程中，主要考慮社會經濟發展、技術發展、社會進步和技術可行性，并將技術自身發展所帶來的有利的經濟利潤和技術外溢性列為關鍵因素，對本國的可持續發展往往成為次要因素[5]。而在很多產業，特別是像汽車產業這種高發展，高能耗和對環境高污染的產業中，轉變傳統觀念，遵循以可持續發展為基礎的產業發展路線十分關鍵。因此，在傳統技術預見的基礎上，強調技術能耗和對環境的負面效應，實施環境友好為前提的技術優選程序無疑是技術預見發展的主要趨勢。

技術預見經歷了“始于美國-日本改進-歐洲跟進-世界各國開始加入”的歷史階段，并在全球范圍內呈現出燎原之勢。中國政府自1993年起開展了若干次預見活動，其中，影響最大的為“中國未來20年技術預見”[6]，它囊括了8個領域，62個子領域，737個課題，并對民族預見文化形成等方面有著重大的影響。從技術預見總體發展趨勢來看，各國在技術預見過程中，一般還是基于技術本身及其經濟利益，忽視能源、環境等所形成的風險。而縱觀技術預見實踐，可以發現其囊括的領域很多[7]，但在汽車產業實施的技術預見活動卻很罕見，即使存在少數的預見活動，重點卻在其遴選結果的闡述，或者僅僅著眼于關鍵技術的經濟效應，而在汽車產業實行以可持續性為基礎的關鍵技術遴選幾乎是一個空缺。因此，本文擬將能源和環境考慮進技術預見范疇，在汽車產業實施以汽車產業發展為對象的綠色技術預見。

本文將傳統技術預見與可持續發展的思想相結合，以資源和環境的可持續性為前提，提出綠色技術預見的概念，并應用其對汽車產業進行關鍵技術遴選，把握新能源汽車產業發展趨勢，優選出適合我國經濟發展和環境友好的新能源汽車技術，力求為未來汽車技術的規范發展提供決策支持，并在一定程度上解決汽車產業面臨的能源短缺和造成環境惡化的問題。

2 汽車產業現狀及綠色技術預見

工業文明為社會提供大量財富的同時，也帶來了能源短缺和環境惡化等問題，能源浪費、空氣污染、極地臭氧層空洞等現象的空前加劇已成為人類發展的巨大環境隱患。特別是中國經濟經過30年的改革開放，汽車產業的不斷壯大，使得能源和環境問題更為突出。據統計，2005年中國的汽車銷售量已經達到576萬輛，汽車市場也保持著強勁的增長勢頭，官方預計到2010年，中國汽車的銷售量將達到900萬輛。汽車市場的高速發展也帶來了很多負面的影響。首先是能源的短缺，自1993年起中國成為石油進口國，目前的石油進口依存度已經達到30%以上。據國家信息中心預測，到2010年石油進口依存度將上升至44%。目前機動車石油消耗量占總量的35%，到2010年將上升到43% [8];另一方面，由汽車所帶來的污染也不容樂觀，根據2002年的調查數據顯示，在北京、上海、天津、成都等大氣污染物中，機動車排放量超過50%，部分指標甚至接近百分之百。根據國家信息中心測算，2005年中國機動車排氣污染在城市大氣污染中所占平均比例已經上升到79%。汽車產業的這種高發展、高能耗以及對環境的高污染必然會造成資源的枯竭，生態平衡的破壞。因此，在整個汽車產業，實施資源、環境的可持續發展迫在眉睫。未來技術的規范發展無疑是對人類以后生活環境改善的最為直接的手段和最為重要的信心指數。技術預見作為優化配置各種資源的宏觀管理工具和編制科技發展戰略規劃的手段[9]，能很好地實現國家技術發展戰略的探求，從而實現對未來技術發展的規范。

傳統技術預見一般基于技術本身及其經濟利益，在一定程度上忽視了能源、環境等所形成的風險。這種將技術自身發展所帶來的有利的經濟利潤和技術外溢性視為關鍵因素的技術優選手段，必然導致所遴選出的關鍵技術處于一條“以技術為中心”而非“以人為本”的長期發展之路。而汽車產業的高速發展、高能耗及高污染的現狀，就必然要求將環境等因素納入技術預見視野之中。將環境資源因素納入技術預見的范疇，強調“綠色”，也就是要重視環境和資源的可持續發展。因為可持續發展不僅堅持和重視經濟增長，而更重視如何實現可持續的經濟增長;在經濟的增長過程中，可持續發展要求評估使用能源和原料的方式，力求減少損失、杜絕浪費并盡量不讓廢物進入環境，從而減少每單位經濟活動造成的環境壓力。

綠色技術預見是從技術與環境關系的角度出發，以可持續發展思想為基本原則，立足于技術發展的各種可能的社會及環境效益，通過對未來較長期內的科學、技術、經濟、社會和環境整體發展進行系統研究，確定具有戰略性的研究領域，并從中選擇那些對經濟和社會持續發展的利益具有重大貢獻的通用技術。

技術預見實踐應用于很多領域，但在汽車產業實施的技術預見活動卻很罕見，即使存在少數的預見活動，重點卻在遴選結果的闡述，或僅僅著眼于其經濟效應。英國的HMSO項目目的在于優選出環境友好且能實現高效低耗的汽車技術[10]，但在文獻中卻僅僅展示了所遴選出的關鍵技術，而對實現這一遴選的方法論卻未曾提及;國內執行的“中國汽車產業預見(2006-2010)”[11]所強調的是優選出能為投資者帶來更多市場利潤的汽車技術;而在汽車產業實行以可持續性為基礎的關鍵技術遴選幾乎是一個空缺。基于此，本文將能源和環境考慮進技術預見的范疇，在汽車產業實施以新能源汽車為對象的綠色技術預見。

3 以汽車產業為對象的綠色技術預見

3.1 綠色技術預見方法體系

為了優選出汽車產業新能源技術，必須制定一個研究框架，從而實現對各方面專家的信息、觀點及意見的識別和評價[12]，具體流程見圖1。首先對汽車產業進行技術需求分析，應用情景分析法實現對汽車產業技術需求的預測;其次是大規模德爾菲調查，在該部分中，恰當的問卷設計及調研專家的選取尤為重要;在兩輪大規模德爾菲調查的基礎上，進行技術經濟分析，從而討論并得出關鍵技術;最后，給出我國汽車產業發展路徑和戰略目標。

3.2 汽車產業的技術需求分析

在應用德爾菲法進行技術預見之前，首先必須識別汽車產業需求及發展趨勢，本文將綜合情景分析法、專題討論、技術經濟預測等方法，集成汽車方面的專家、社會學家及潛在消費者等的集體智慧，圍繞國家未來20年社會發展趨勢，包括全球化、工業化、消費型、循環型、環境友好型和公平型社會等，分析國家戰略需求、市場需求及技術發展趨勢，推演技術需求集群以便進行技術預見調查時，專家能夠比較準確地把握未來的社會需求，避免單純地從技術發展需求出發選擇技術課題，詳細過程見圖2。

情景分析法是設想一幅幅未來社會的可能圖景，然后通過不同假設條件下的邏輯推理，選擇未來社會發展的各種愿景，并分析推出實現各種愿景所需要采取的行動。在汽車產業為對象的綠色技術預見中，主要圍繞包括全球化、工業化、消費型、循環型、環境友好型和公平型社會等6種社會情景進行。其中，循環型社會強調的是資源和能源的可持續性，鼓勵資源的循環利用;環境友好型社會強調的是低污染甚至是零污染排放;公平型社會強調的是能源高效利用，從而實現其在代際間的合理分配。基于6種社會情景，展開專題討論，分析社會情景的實現程度及存在的挑戰。

在情景分析法得出技術發展趨勢的基礎上，綜合考慮國家戰略需求和市場需求，邀請了20位汽車方面的專家(7位來自同濟大學及上海交通大學汽車學院的教授，7位來自汽車相關企業的專家，6位汽車研究所的研究員)參加“新能源汽車關鍵技術清單調查”的調研，通過回收問卷的整理分析，共得出88個技術。在專家座談及文獻調查的基礎上，吸收企業、高校、研究機構和社會各方面的有關專家的眾多建議，并對這88個技術課題一一進行探討，最終確定55個待選技術用于大規模德爾菲調查(待選技術體系見圖3)，并將其分為六大類:代用燃料汽車、電動汽車、混合動力汽車、燃料電池汽車、共性技術、清潔柴油汽車。

3.3 大規模德爾菲調查實施

3.3.1 問卷設計

德爾菲調查問卷的設計對于恰當數據的獲取有著重要的意義。為了實現以資源節約和公平分配為基礎，以環境可持續發展為基本原則的綠色技術預見，根據“全面、簡潔、準確、客觀、可行、一致”的一般原則，基于日本[13]、歐盟[14]、及中國[15]的技術預見經驗，主要選取以下技術參數對待選課題進行分析和評價(圖4)。

與傳統技術預見相比較，主要區別在于綠色技術預見技術強調技術對人類社會的可持續性，將人口健康、資源節約、環境友好作為可持續性指標，分別反應了人類社會可持續性的三個方面內容:社會可持續性、經濟可持續性和生態可持續性。

3.3.2 變量統計模型

在對專家熟悉程度、預期實現時間、技術領先國家或地區、制約因素等變量的確定過程中，綠色技術預見與傳統技術預見德爾菲基本相似[16]，因此不做詳細闡述。主要的區別是在關鍵技術選擇模型的建立上，其綜合重要度指數計算模型見圖5。

3.4 關鍵技術的技術經濟分析

3.4.1 問卷回收

以汽車產業為對象的綠色技術預見德爾菲在專家的選取過程中，加大了具有社會科學背景的專家比例，選取的專家主要由科研機構、企業、政府部門和高等院校四個部分組成。調研采取問卷小組負責制的形式，即首先確定要進行問卷調研的單位，然后從該單位中選取一位調研負責人，該負責人在學術上或工作性質上能夠和被調研人有關聯，如該領域學術研究上的領導者或課題的組織者，或該組織行政管理人員等，這樣可以確保所調研的對象確實是新能源汽車技術方面的專家或熟知者。第一輪共發放了86個單位，其中科研機構10個單位，企業38家，政府部門15個，高等院校23所，回收24個單位的問卷共268份;第二輪發放33個單位，回收問卷276份。有效問卷均在90%以上。

3.4.2 技術經濟分析

(1)關鍵技術及預期實現時間

根據兩輪德爾菲調研結果和重要度、研發水平及可持續性擬合的指標，獲得汽車產業中前12項技術(見表1)，這些技術就是對中國未來汽車產業的“綠色”發展起關鍵作用。

表1 中關鍵技術按其綜合技術重要度排列，前12項關鍵技術的綜合重要度都在1.01以上，因此，可以得出每項技術對于中國汽車產業的“綠色”發展都有著重要的影響。

預期實現時間是德爾菲調研的一個重點和主要結論之一，通過長期預測，可以把握較長時間的科學發展方向。分析選出的這12項關鍵技術課題的預期實現時間可以發現，只有E51關鍵技術將在2021年實現，其余實現時間集中在

2014~2015年，體現了較高的集中度。可以認為，這些技術將對中國汽車產業技術發展起到至關重要的作用。

(2)技術重要度

技術重要度主要從技術推動重要度、未來5年能否形成自主知識產權、市場拉動重要度和未來5年能否實現產業化四個技術參數得以反映，前12項各技術參數值見表2。

表2中，前12項關鍵技術的技術重要度都在1.23以上，說明這12項關鍵技術對于中國汽車產業的發展有著極其重要的地位。表中，各關鍵技術的“技術自身成長重要性”和“社會經濟對其的需求程度”的技術參數值基本相同，也就是說它們不僅對其自身技術成長方面極具重要性，而且社會經濟對其也有較高的需求程度。其中，E02(CVVT發動機技術、VVT-i發動機技術)的技術重要度最高，該技術可以使發動機功率提升大約10%~15%，油耗下降10%~13%，此外，中國作為一個經濟迅速發展的大國，市場潛力和購買力極大， 因此，其社會經濟需求程度高;在產業化方面，國內很多汽車都已經在E02技術上有了一定的研究，吉利遠景發動機已經開始運用CVVT技術，并使升功率達到57千瓦，這一功率高于日本和韓國的水平;北京現代伊蘭特06版也已經使用了CVVT發動機。這些國內汽車企業的不斷發展，必然會促使其產業化的實現。綜合各種因素，使得E02具有最高的技術重要度。

(3)中國的技術研發水平

研發水平主要是指技術本身所處的階段，主要是與國際水平之間的比較。研發水平主要受國內外研究基礎、市場需求度等因素的影響，此外，國家的政策對各技術的研究也有一定的促進或抑制作用，比如，法國政府對電動汽車給予了高度的重視和支持，它們在鼓勵電動汽車研究開發、產業化和商業化等方面，有著眾多的優惠、支持、補貼和扶持政策，這就促使法國在“單一能源系統中電動汽車電池”技術上進行大量的研究，并取得一定成效，研發水平也不斷地增強。根據德爾菲調查的數據，可以分析出12個關鍵技術指標的研發水平，具體數據如表3。

通過表3可以看出，中國的研發水平基本處于0.5到0.6之間，也就是說中國的汽車產業對這12項關鍵技術而言，處于“落后國際水平5~10年”的水平。這就需要中國在今后的研發過程中，加大力度，不斷進行關鍵技術的研發，力求趕超國際水平。

(4)人類社會的可持續性

與傳統的技術預見相比，綠色技術預見強調了技術對環境和能源方面的影響，將人類社會的可持續性列為關鍵技術選擇的大三要素之一。它彌補了傳統技術預見中，僅僅關注技術及經濟兩個方面、而忽視它對環境影響的缺陷。根據技術參數計量模型，得出前12項關鍵技術的可持續性指數見表4。

3.5 調研結果討論

汽車產業的關鍵技術遴選過程中，首先是基于情景分析法的6大情景，特別是循環型、環境友好型和公平型社會，它們是技術預見的前提，因此，大規模德爾菲調查所得出的關鍵技術必然對實現這些遠景具有重要的作用，比如，循環型社會強調的是資源和能源的可持續性，鼓勵資源的循環利用，通過大規模德爾菲調查，所得出的關鍵技術中，E17強調的就是采用循環發動機實現能源的循環利用;環境友好型社會強調的是低污染甚至是零污染排放，德爾菲所優選出的關鍵技術E12， E11， E39， E54，E53 和E51在這一方面很好地滿足了這一目標的實現;公平型社會強調的是能源高效利用，從而實現其在代際間的合理分配，在所得出的關鍵技術中，E2， E34， E42， E53 和 E54所強調的就是資源的高效合理利用，因此，對于該社會情景的實現也有一定的影響。因此，技術預見過程中，社會情景的合理確立對關鍵指標的遴選有著指導的作用。

除此之外，調研專家的確定也是預見中的重點，專家的學識和觀點，對于德爾菲結果的確定有著直接的影響，在綠色技術預見過程中，其加大了具有社會科學背景的專家比例，從另一個側面反面了對技術的社會環境影響的重視。關鍵指標遴選模型的構建，更體現了綠色技術預見可持續性的思想，它將可持續性影響指數列入綜合重要度計算模型，將資源和環境從傳統技術預見指標中突現出來，實現經濟、社會、環境和資源的良性互動。

4 結論

環境和資源因素納入技術預見的考慮范疇，是技術預見與可持續發展思想的結合，是對傳統技術預見的拓展和延伸，以人口健康、資源節約和環境友好3項作為生活質量可持續性指標中的關鍵指標來建立綠色技術預見德爾菲評價指標體系，把生活質量指標ST index列入綜合度計算模型，基于情景分析6大社會愿景，通過大規模德爾菲調查結果分析，最終遴選的12項關鍵技術，更能夠反映出新能源汽車未來的技術發展方向。通過綠色技術預見結果分析，結合中國汽車產業發展現狀，指出新能源汽車產業研發及產業化發展呈現多重技術方案共存局面[17]，以純電動技術為首選，實施以鋰電池和鋅碳電池為主的純電動技術;推廣使用燃料汽車;開發和推廣混合動力汽車;加大燃料電池汽車、氫能技術的研發力度和示范，促進燃料電池汽車市場早日形成;“以我為主，自主創新”是主線。因此，要掌握技術上的主動權，千萬不要走盲目引進、消化不良的老路。

技術預見的實踐較為豐富，但技術預見理論本身則尚處前沿。在我國技術預見研究還處于起步不久的階段，提出綠色技術預見的概念，并對其進行理論方面的研究，研究的難度較大。雖然本文已作了相關的努力，但還是有許多地方有待進一步深入研究，比如在綠色技術預見方法的創新上。

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