中國新能源汽車的發(fā)展現(xiàn)狀及未來展望

王曉娟

摘 要：隨著全球能源和生態(tài)環(huán)境面臨嚴峻挑戰(zhàn)，節(jié)能和新能源汽車是解決中國能源和環(huán)境問題的關(guān)鍵措施，那么新能源汽車的推廣也就會越來越廣泛。對于不同技術(shù)的前景，產(chǎn)業(yè)界和學術(shù)界尚未達成共識。本文首先介紹了新能源汽車的概念和發(fā)展歷史，講述了我國純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池汽車的發(fā)展現(xiàn)狀，并進一步分析了目前新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展機遇，并對其未來發(fā)展前景進行展望。最后，針對新能源汽車動力電池技術(shù)、安全性、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等方面存在的問題，提出發(fā)展建議。

關(guān)鍵詞：新能源汽車 發(fā)展現(xiàn)狀 節(jié)能技術(shù) 展望

1 引言

中國汽車工業(yè)在過去的幾十年里經(jīng)歷了快速發(fā)展。2016年，中國汽車產(chǎn)銷量超過2800萬輛，連續(xù)八年位居世界第一[1]，這就意味著我們需要采取一些措施來減少環(huán)境污染和節(jié)省能源損耗，而新能源汽車的發(fā)展是解決傳統(tǒng)燃料汽車存在的環(huán)境污染、資源短缺等問題的有效途徑。2020年，中國新能源汽車市場占全球新能源汽車銷量的41%。雖然近年來我國引進了先進技術(shù)，投入了更多的資金來提高新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展水平，并在實際發(fā)展過程中取得了一定的成績，但動力電池技術(shù)仍然是其主要的技術(shù)瓶頸[2]。為了推廣節(jié)能和新能源汽車，中國政府出臺了大量政策，包括燃油消費法規(guī)、信用管理政策和碳配額政策。例如政府在燃油消費規(guī)定了公司乘用車的平均油耗，到2025年，乘用車制造商的平均油耗應(yīng)降至4升/100公里。碳排放方面，出臺了《新能源汽車碳配額管理辦法》，規(guī)定了汽車制造商的碳減排配額[4-6]。為了緩解能源和環(huán)境方面的壓力，中國已經(jīng)在新能源汽車的發(fā)展上下了很大的努力，這加速了中國汽車產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型，并在近年來取得了一定的成績。

2 中國新能源汽車發(fā)展的獨特條件

全球能源電氣化正在增加，并為各國提供了減少溫室氣體排放的機會;全球23%的與能源相關(guān)的溫室氣體排放可歸因于運輸。由于大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施投資，中國國內(nèi)市場正迅速將能源發(fā)電從化石燃料轉(zhuǎn)向清潔技術(shù)，例如太陽能光伏發(fā)電。中國新能源汽車的普及表明，目前純電動汽車正在取代化石燃料汽車，但監(jiān)管機構(gòu)仍在鼓勵使用燃料電池等其他技術(shù)，這些技術(shù)可以進一步降低碳排放。中國已經(jīng)在太陽能光伏和電池生產(chǎn)方面領(lǐng)先世界[7]，并正在迅速實現(xiàn)新能源汽車產(chǎn)能和銷售范圍的國際化，參與并購買該行業(yè)的資產(chǎn)。FC技術(shù)通過延長續(xù)航里程和延長充電時間，實現(xiàn)了電池和汽車的電氣化。因此，這些經(jīng)濟、社會和環(huán)境因素正在推動中國超越德國和英國等國家，這些國家早期推出了電動和氫燃料汽車，特別是新能源政策與《中國制造2025》在戰(zhàn)略上是一致的。

3 新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

3.1 電動汽車

正如PV所證明的，中國市場為新能源汽車提供了早期的擴張機會，國家政策也在支持新能源汽車制造能力拓展和部署[8]。2015年以來純電動汽車的增長速度有所放緩，但整體銷量逐年增長。純電動汽車雖然發(fā)展迅速，但面臨著充電時間長、行駛里程短等問題。隨著純電動汽車的出現(xiàn)和生產(chǎn)成本的下降，中國對純電動汽車的激勵措施有所下降，但對燃料電池汽車的激勵措施仍將無限期存在。預計到2035年，純電動汽車將成為新銷售汽車的主流，并實現(xiàn)公共領(lǐng)域汽車的完全自動化，但要實現(xiàn)這一目標，中國還有很長的路要走。當前通過對市場反應(yīng)的探索發(fā)現(xiàn)，中國的新能源汽車市場嚴重依賴于激勵機制。

3.2 混合動力汽車

混合動力技術(shù)通常被認為是ICE與純電力技術(shù)之間的過渡技術(shù)。因此，混合動力技術(shù)不應(yīng)僅僅看作是一個過渡階段，而是一個重要的發(fā)展階段。作為拓寬資源和減少消耗的共同技術(shù)，混合技術(shù)受益于兩種技術(shù)解決方案的技術(shù)進步，它們將成為未來不可避免的技術(shù)路徑。特別是由于混合動力本身提供的多種解決方案，它們具有廣泛的應(yīng)用范圍?；旌蟿恿ζ嚱迥暝谥袊匿N售情況及增長率如圖1所示。

插電式混合動力汽車是具有放大電池和直接充電功能的混合動力汽車，是解決新能源汽車[7]續(xù)航里程短的最佳車型。然而，插電式混合動力系統(tǒng)的弱點在于成本高于傳統(tǒng)混合動力系統(tǒng)，這是未來需要解決的問題。增程電動汽車是配備充電單元的電動汽車，旨在解決里程焦慮問題。

3.3 燃料電池汽車

燃料電池汽車代表了將氫轉(zhuǎn)化為汽車動力來源的最終可能性。有觀點認為燃料電池汽車技術(shù)正在迅速走向成熟，并可能對純電動汽車的發(fā)展構(gòu)成挑戰(zhàn)。但實際上，燃料電池汽車面臨著成本高、基礎(chǔ)設(shè)施不足、缺乏高效制氫手段等多重關(guān)鍵問題。從目前的產(chǎn)業(yè)和技術(shù)狀況來看，燃料電池汽車在短期內(nèi)實現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化的前景尚不明朗。燃料電池汽車近五年在中國的銷售情況如圖2所示。

從目前的發(fā)展情況來看，我國燃料電池汽車已經(jīng)實現(xiàn)了工業(yè)化和商業(yè)化，發(fā)展?jié)摿薮?。然而，電池的工作溫度和能量密度、發(fā)動機的功率等級、整車的加速性能、氫的制備和儲存仍然是我國在燃料電池領(lǐng)域面臨的技術(shù)問題。

4 新能源汽車發(fā)展及展望

4.1 發(fā)展機遇

隨著人們生活水平的不斷提高，汽車已經(jīng)成為越來越多的人出行的工具，汽車市場呈現(xiàn)出一派繁榮景象。我國道路運輸業(yè)發(fā)展迅速，商用車需求持續(xù)增長。與此同時，中國出臺了一系列政策，促進新能源汽車的發(fā)展。最新發(fā)布的《新能源V汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2021-2035年）》，明確了產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標，指明了發(fā)展方向。我國的生態(tài)保護工作，所倡導的環(huán)境保護理念和環(huán)境政策都根深蒂固，越來越多的人的環(huán)保意識不斷提高，為新能源汽車的推廣創(chuàng)造了良好的前提。

4.2 存在的問題

新能源汽車動力電池主要包括鉛酸電池、鋰電池和氫燃料電池。能量密度是其核心技術(shù)指標。鉛酸電池發(fā)展緩慢，中國對于電池的大部分研究都是基于現(xiàn)有技術(shù)，沒有實質(zhì)性突破。燃料電池關(guān)鍵材料技術(shù)受阻。在新能源汽車發(fā)展初期，企業(yè)注重產(chǎn)業(yè)規(guī)模和數(shù)量的發(fā)展，忽視了汽車產(chǎn)品的質(zhì)量安全。美、日、韓、歐等發(fā)達國家掌握了新能源汽車的核心技術(shù)，并高度重視新能源汽車的發(fā)展，僅靠銷量很難保持中國的市場地位。我國充電基礎(chǔ)設(shè)施總體上基本支持新能源汽車發(fā)展，但仍低于“一車一項目”的預期計劃，差距依然巨大。區(qū)域分布不均勻。

4.3 未來前景

加大基礎(chǔ)研究開發(fā)投入：隨著我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)由政策驅(qū)動向市場驅(qū)動轉(zhuǎn)型的深入，技術(shù)成為實現(xiàn)這一過程的重要推動力量。加大投資力度，搶占新能源汽車領(lǐng)域制高點。創(chuàng)新生產(chǎn)技術(shù)：提高技術(shù)能力水平，提高電池的功率和壽命，不斷降低電池成本，優(yōu)化電子器件的質(zhì)量。提高安全性能：開發(fā)更安全的電極材料、電解質(zhì)、高強度隔膜等。研發(fā)快速停電、故障預防控制、電池健康智能監(jiān)控等先進技術(shù)，高度重視車輛安全，做好預防工作。完善配套設(shè)施和服務(wù)。加快新能源汽車充電樁和充電站基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。這樣在技術(shù)、市場和政府政策的協(xié)調(diào)下，新能源汽車有望在中國長期快速發(fā)展。

5 結(jié)論

經(jīng)過多年的技術(shù)研究、示范、運營和市場推廣，中國電動汽車行業(yè)的現(xiàn)狀已經(jīng)實現(xiàn)了快速、可持續(xù)的發(fā)展。雖然可以發(fā)現(xiàn)分布不平衡，但必須承認電動汽車市場的總量及其對降低油耗的貢獻。即使在第二階段后期出臺相關(guān)政策，充電設(shè)施的建設(shè)仍然是提升消費者對電動汽車認可度的最大挑戰(zhàn)。未來新能源汽車有望在中國長期快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]China news.（2016，Dec 31）.The environmental protection department expose： “Ten Haze Rumors in 2016”.

[2]G. Wan，“Review of the "863" Special Item of developing Electric vehicles （EV） during Chinese tenth five-year plan，” China Energy Science & Technology， no. 2， pp. 110-117，2006.

[3]China Association of Automobile Manufacturers. Information Express.

[4]張臣.汽車新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].汽車博覽，2020，24（5）：121-144.

[5]張紅瓊.汽車新能源與節(jié)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].科技風，2020，11（18）：30-35.

[6]Singh， K. V .， Bansal， H. O.， Singh， D. （2019） A comprehensive review on hybrid electric vehicles： architectures and components[J]. Journal of Modern Transportation， 27（2）， 77-107.

[7]Jose， C. P .， Meikandasivam， S. （2017） A review on the trends and developments in hybrid electric vehicles[M]. In Innovative Design and Development Practices in Aerospace and Automotive Engineering （pp. 211-229）. Springer， Singapore.