近年來,電動汽車風生水起,燃料電池汽車也開始投棋佈子,不少國家相繼出臺鼓勵新能源汽車發展的舉措。然而,無論是電動汽車還是燃料電池汽車,目前都無法挑戰傳統能源汽車的市場份額。新能源汽車的研發和推廣任重道遠
電動車發展平緩穩健
上世紀90年代,美國通用汽車公司推出EV1,被稱為新能源汽車發展史上第一輛具備大規模生産潛力的電動汽車,其功能、設備與汽油汽車沒有差 別,只是續航能力有限。EV1在1996—1999年期間曾在加利福尼亞州和亞利桑那州投入試用,但後來由於成本問題停産,最後通用汽車收回和銷毀了所生 産的EV1。福特公司也曾在2009年推出福克斯Electric,但也未取得銷售上的成功。
近年來,隨著全球對環保的重視,電動汽車風生水起,眾多汽車廠家都對此下了大功夫。其中,以特斯拉為代表的電動汽車,發展勢頭尤為強勁。特斯拉 在技術上為實現可持續能源供應提供了高效方式,並且打破了過去汽車廠家的傳統,通過開放專利及與其他汽車廠商合作,大力推動了純電動汽車在全球的發展。
加利福尼亞州是美國電動汽車市場發展最好的州,目前加州電動汽車産銷規模約佔美國市場的48%,是世界上最大的電動汽車市場。伴隨著市場的發展,加州的電動汽車技術也大幅提升,專利數量持續增加,産業上下游供應鏈和基礎設施不斷落地。
3年前,中國汽車廠商比亞迪將旗下純電動大巴帶到拉美市場,從墨西哥到哥倫比亞,從巴西到阿根廷,從智利到烏拉圭,純電動大巴作為一個新興事 物,引起拉美各國的廣泛關注。特別是巴西,為助力電動汽車産業的發展,從聯邦政府到州政府都相應出臺了一些激勵政策。如聯邦政府去年10月份宣佈,電動汽 車及混合動力汽車的進口關稅從35%降為零;聖保羅州政府也調整了純電動大巴部分零部件及電池模組的稅收標準,這意味著政府已著手刺激新能源汽車産業的發 展,對在巴西推廣新能源汽車的企業來説,是個利好消息。
巴西金磚國家政策研究中心研究員保羅·羅貝爾在接受本報記者採訪時表示,中國電動大巴的技術非常先進,值得信賴。未來各國都將著力控制污染,而新能源汽車是重要方向之一,純電動大巴很好地契合了這一發展趨勢。
氫能車正待突破瓶頸
氫是一種高效燃料,每公斤氫燃燒産生的能量為33.6千瓦時,燃燒主要生成物是水,只有極少的氮氧化物,沒有汽油燃燒時産生的一氧化碳、二氧化 碳和二氧化硫等污染環境的有害成分。氫燃料電池還具有高效率、低能耗和高性能的優點,可將50%以上的燃料能源直接轉化為電能。因此,與不可再生的化石燃 料相比,以氫燃料電池為動力的氫能汽車是綠色出行的重要選擇。
2007年,德國政府出臺“氫和燃料電池技術”(NIP)國家創新計劃,明確支援氫能與燃料電池技術發展。但截至目前,氫能汽車在德國仍沒有大 批量投入生産,生産和組裝所需的基礎設施建設也不充分。德國境內登記在冊並上路行駛的氫能汽車,只有100輛。全德國的加氫站也就十來個,並且大部分還是 汽車生産商為研發試用而配套建設的。隸屬於德國交通運輸部的國家氫能與燃料電池組織公關部主任蒂爾曼·威廉告訴本報記者,目前僅在漢堡和斯圖加特有氫能公 共汽車在試用。高昂的生産成本也是氫能汽車大量投入市場的“攔路虎”。
2015年12月15日,全球第一款面向普通消費者的氫燃料電池車豐田“未來”迎來周歲生日。然而,在輿論一陣“終極環保車”的叫好聲中,“未來”的銷售情況並不理想。
由於燃料電池尚未實現大規模量産,部分生産環節仍依賴手工,“未來”的日生産規模只有3台。在豐田收到的3000多輛訂單中,完成發貨的僅383台,主要用於政府和企業的公務用車。一般客戶要等上三四年才能提貨。
德國國家氫能與燃料電池組織經理、燃料電池專家克勞斯·博恩豪夫認為,氫能汽車發展有望突破發展瓶頸,“在過去的5到10年中,我們取得了很多技術上的突破。氫能汽車的駕駛性能和可靠性已足夠滿足大眾的使用需求。”
日本野村綜合研究所汽車行業高級諮詢顧問張翼則認為,氫能的常溫常壓液化技術已經實用化。從氫燃料電池運用10年的報告來看,尚未發生過人身傷害事件。但氫燃料電池車仍屬起步階段,在使用過程中會發生什麼情況,誰也無法預測。
政策規劃助産業佈局
美國加州1990年率先提出“零排放汽車(ZEV)計劃”,1998年開始實施,目前已推廣到美國另外9個州。2013年11月,加州、康涅狄 格州、馬利蘭州等8個州的州長共同簽署了《州零排放車輛項目諒解備忘錄》,決定到2025年8個州的零排放車輛達到330萬輛。
根據日本政府制定的《下一代汽車戰略》,新能源汽車佔乘用車的比例在2020年要達到20%—50%,在2030年達到50%—70%。其中, 至2020年和2030年,混合動力車比例分別佔30%和40%,純電動車比例分別佔20%和30%,燃料電池車比例分別佔1%和3%。
日本政府還計劃,在2025年將燃料電池車的整車價格降到與混合動力車同等水準。在行駛成本方面,2015年實現燃料電池車與燃油汽車同等水準,2020年實現燃料電池車與混合動力車同等水準。
德國2009年啟動氫能汽車倡議計劃,旨在推動燃料電池車的大規模商業化。德國預計在2018年建成100個加氫站,並於2023年建立覆蓋全 德的氫能汽車網路,包含400座加氫站。目前,德國已融資3.93億歐元支援氫能及燃料電池技術發展。其中,55%的資金用於氫生産和運輸的基礎設施建 設。
在氫儲能燃料技術研發方面,德國十分注重與中國方面的合作。中國國家電網智慧院歐洲研究院院長雷憲章向本報記者介紹,自2016年起,中國國家 電網與德國卡爾斯魯厄理工學院開始共同研究氫儲能項目,將核安全技術應用到現代能源技術領域,對氫儲能燃料進行安全分析。在已有合作項目中,德國研究機構 表現出極大積極性。“中國有龐大市場,通過這一市場,可以産生許多新的技術想法和新增技術領域。德國市場規模相對較小,但擁有大量技術儲備,在中德雙方技 術合作框架下稍作改動,就可以形成最新的技術産品。”
配套設施是發展關鍵
據日本媒體報道,東京都政府去年購買了6輛氫燃料電池車,由於距離都政府最近的加氫站往返距離有15公里,一旦遇上交通堵塞,加一次氫要花一小 時,十分不便。而對投資者來説,加氫站還是一個虧本買賣。多數加氫站目前一天只有十幾輛車需要加氫業務,而要維持盈虧平衡,每天至少要為1000輛車加 氫。
日本政府原計劃于2015年底在全國建設100個加氫站,但至今只建成33個。東京都為實現2020年奧運會期間以燃料電池車作為會場主要交通 工具的目標,計劃建造35個加氫站,實際建成6個。中心城市地價高企以及安全標準嚴格是加氫站建設的“瓶頸”。按照相關安全規定,普通加油站必須建在公路 4米以外,而加氫站必須建在8米以外,以防氫氣泄漏引發火災。考慮到安全資質和經濟原因,目前建成的加氫站大多建在煤氣公司和石油煉化企業旁邊。記者實地 參觀的練馬加氫站是東京第一家商用加氫站,就建在東京煤氣公司巨大的球形儲氣罐旁,與天然氣加氣站共用設施。這樣既可以減少加氫站的建設成本,也可降低運 輸過程中的安全風險。
在日本,建設一處加氫站平均花費4億—5億日元(1美元約合118日元),日本政府力爭通過放寬限制,在2020年前後將建設成本降低一半左 右,即降至普通加油站建設費(約1億日元)的兩倍左右。日本經濟産業省還對加氫站補貼約2/3的建設費用。為了加快加氫站建設,日本資源能源廳還考慮放寬 加氫站的建設規定。如果達不到離公路8米距離,只要安裝防護壁,也可以建設加氫站。東京都政府還計劃提供流動加氫罐車,定時定點提供加氫服務。
“汽車生産商總説,城市裏投入建設的加氫站太少,阻礙了用戶購買氫能汽車的慾望。基礎設施建設商則抱怨,正是因為路面上行駛的氫能汽車數量過 少,所以才造成配套的加氫站需求動力不足。”在博恩豪夫看來,生産成本終將會因為技術革新和批量生産而降低,氫能汽車要真正走進千家萬戶,必須解決汽車生 産與配套基礎設施不足的矛盾,這離不開汽車製造商、地方政府和社會的協同合作。
近年來,德國正在人口稠密地區建立第一個小型氫能汽車網路,覆蓋20個加氫站,並預計明年達到50個。氫能汽車網路的目標,是在每個人口稠密的大城市內以及城市周邊公路上,分佈設立5至10個加氫站,並在此基礎上進一步擴展。柏林和漢堡在此方面已初見雛形。
比亞迪巴西分公司總經理李鐵接受本報記者採訪時表示,電動汽車要想大範圍普及,充電是一大課題,這包括建設充電站和私家車位充電樁等,只有解決了這些後顧之憂,新能源汽車才能夠走進尋常百姓家。
成本控制是比拼焦點
對普通消費者而言,新能源汽車的購置和使用成本是制約其購買慾望的首要因素。目前,新能源汽車的價格普遍偏高,如特斯拉推出的車型,其售價動輒 高達10萬美元以上,普通收入者大多難以承擔。巴西作為國土面積在全球排名第五的國家,人口卻不到兩億,地理環境優越,自然資源豐富,尤其以生産乙醇著 稱,95%的汽車都可以使用添加了乙醇的燃料,這使得汽車在巴西的使用成本很低,因為乙醇本身也是一種生物燃料,相對於汽油不僅便宜,而且對環境造成的污 染也少。這就對新能源汽車在巴西的發展提出了挑戰,只有當新能源汽車的使用成本更經濟的時候,消費者才會買賬,只有當新能源公交大巴的運營成本比傳統燃油 大巴的運營成本更低的時候,運營商才會選擇。
根據巴黎氣候大會協定,要把全球變暖限制在“遠低於前工業化水準之上2攝氏度”,併為把升溫幅度控制在1.5攝氏度之內而努力,確保“到 2050年實現凈排放為零”。這就意味著不再使用化石燃料。因此,擁有環保優勢的新能源汽車代表著汽車工業的未來。在這次大變革中,通過技術創新和升級, 使新能源汽車的生産和使用成本顯著下降,儘快進入到大規模商用階段,成為全球各大汽車廠商競賽和比拼的焦點。
行業標準逐步成共識
“過去10年中,氫能汽車最大的突破,是汽車行業對壓縮氣體存儲標準的統一。將壓縮氫存儲在壓力為700巴(bar)的儲氣罐裏,是目前公認標 準。在安全性能和加氫站標準上,我們也達成了共識。無論是豐田、寶馬或賓士的氫能汽車,都應該適用同一個加氫設備。”博恩豪夫預計,再經過5到10年時 間,德國市場上將有超過100萬輛的氫能汽車。德國汽車廠商戴姆勒計劃,旗下的氫能汽車將於2017年正式量産投入市場。
目前,德國的氫大多從天然氣中分離提取,可以保證50萬輛氫能汽車的正常行駛。除此之外,已有12到15座示範電廠,專門利用風能並通過電解法 來生産氫。同時,通過生物質氣化、藻類與菌類的生物作用也可以生産氫。即便是從化石燃料中提取的氫,其産生的二氧化碳排放量,也比低排量的柴油車少 30%。
儘管與傳統汽車相比,新能源汽車的市場佔有率仍有待提高,但可以預見的是,隨著各國政府在政策層面的重視和支援,以及行業標準的完善和技術創新的延展,新能源汽車受到的關注度將不斷發酵,市場前景將十分美好。