国外纯电动汽车发展现状及前景
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国外纯电动汽车发展现状及前景
【摘要】本文从技术和市场两方面对国内外纯电动汽车的发展历史和发展现状进行了深入分析,指出了国内纯电动汽车目前需要解决的主要问题,进一步分析研究了纯电动汽车的发展前景。
【关键词】纯电动汽车;发展现状;发展前景
1.国外纯电动汽车发展历程
近年来,各国政府为了振兴汽车业,新能源汽车扶持政策都加速出台,在相关产业标准方面有密集动作。总体看来,各国实现交通能源转型的总趋势基本相同,即发展环境友好和资源优势的替代能源,以此来改善对石油的过分依赖,同时对交通能源结构进行调整。混合动力电动汽车应用于短中期研发,长期发展纯电动汽车和燃料电池电动汽车[1-2]。
1.1美国纯电动汽车发展
20世纪90年代中期,美国制订发展电动车的“新一代汽车伙伴(PNGV)计划”,主要研发电池驱动纯电动汽车。2002年,美国能源部对工业研究、开发和演示电动汽车投资1500万美元,包括供电质量、动力储存以及使用效率等。低速、小型、特种用途的纯电动汽车得到不断发展。同时,《能源法案》2005年在美国获得通过,规定购买清洁能源汽车能减免一定的税收。在经历经济危机之后,政府推出“以旧换新”汽车计划来刺激消费,鼓励用户将大排量的旧汽车换为节能新型汽车。2009年,为了支持新一代电动汽车部件及其电池组的研发,政府设立20亿美元的投资计划。同时政府还投入4亿美元来建设充电站等基础设施[3]。
2012年,美国电动汽车市场增长突飞猛进,全年电动汽车(包括插电式混合动力车和纯电动汽车)销售量较上年猛增2倍。2012年,加利福尼亚州仍然是美国电动汽车发展的领先者,加州纯电动车的新车注册数量占全美总数的32%。
1.2日本新能源汽车发展
由于地理环境、人口分布等特殊性日本政府对电动汽车的研发尤其看重。1965年,电动汽车的研发被列入国家项目;1971年,制定了《电动汽车的开发计划》。90年代之后一些大型汽车企业重新着手研发装载锂离子、镍氢电池的第二代纯电动汽车。由于当时技术和成本等方面的考虑,新能源汽车的研发战略中,动力装备类企业(富士重工、三菱重工等)以纯电动汽车蓄电池技术的研发为重点,而更多的日本汽车企业则将混合动力汽车作为重点发展方向。而纯电动汽车的研发逐渐小型化,单人和双人车型成为主力车型。
2009年4月,日本对纯电动汽车、清洁柴油车、混合动力车、天然气车以
及认定为低油耗且低排放的车辆开始实施“绿色税制”。日本政府还通过免除多种税负的优惠政策来鼓励用户购买“下一代汽车”(指前三类车)。在日本,混合动力普锐斯新车能全免重量税和取得税,同时个别车辆还能减免一半的自动车税,还可以领取补助金。日前,日本政府准备245亿日元巨资用于研发下一代车用电池,同时还将投资210亿日元用于电池创新基础科学研究。
1.3欧洲纯电动汽车发展
相对于国内市场而言,欧洲的电动汽车市场非常成熟,市场环境对电动汽车商业化很有利。同美国相比,欧洲更崇尚“零污染”的纯电动汽车。
德国政府对保护环境方面相当重视,并投入了大量资金研发电动汽车。德国政府2009年颁布《国家电动汽车发展计划》,规划到2020年,德国将有100万辆电动汽车在运行。但是,由于各种原因2012年德国政府将目标下调至60万辆左右。德国准备首先在大城市运营电动汽车,之后在城市间高速公路推广。
英国电动汽车技术在世界范围内都是较先进的,而且应用也相当广泛。上世纪80年代中期,英国在运行的电动汽车就有12万辆,现在已达40多万辆[4]。伦敦于2012年开展“电源伦敦”计划,到2015年伦敦的充电站数量将首次超过加油站。充电站按年度会员制,会员只需缴纳161美元会费可享受全年无限制充电。此外,伦敦市长还决定彻底减免电动汽车的城市拥堵费(约每年3200美元)。
2. 纯电动汽车关键技术及发展前景
2012年,国务院先后出台了《电动汽车科技发展“十二五”专项规划》、《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》等多项政策。科技部继2011年投入约8亿元专项资金启动”十二五”电动汽车科技创新外,2012年再次安排约4亿元专项资金用于电动汽车科技创新。与此同时,新能源汽车产业技术创新工程启动,在整车、动力电池方面,累计部署超过40亿元专项资金。2012年国内销售新能源汽车12791辆,其中纯电动汽车产销量分别比上年增长98.8%和103.9%。
2012年6月国务院颁布的《节能与新能源汽车产业发展规划(2012~2020)》中指出,到2015年,纯电动汽车及插电式混合动力汽车累计产销量争取达50万辆,到2020年超过500万辆。
2010-2012年“十城千辆”累计推广了27,432辆,80%为公共服务领域,完成既定目标仅40%左右。9月份出台新政策提出,补贴将由中央政府直接补贴企业,同时要求示范城市采购30%外地生产的新能源汽车。新的推广计划将带动2014-2015年新能源汽车销售约12万辆。目前看来要达到工信部提出的2015年和2020年的目标,还有很长的路要走。
2.1纯电动汽车电池技术
电池是纯电动汽车的动力源,也是纯电动汽车发展的关键因素。到目前为止,车用电池经历了3代的发展。铅酸电池是第1代,广泛使用的是免维护的阀控式铅酸电池(VRLA),是由于其可靠性高、价格低廉、原材料丰富和高倍率放电等优点。但比能量低、质量和体积相对较大,而且一次充电的续驶里程较短。碱性电池是第2代,主要有镍氢、锌空气、镍镉、钠硫和锂离子等,比功率和比能量较铅酸电池要高,续驶里程和动力性能都得到明显提高,然而价格比铅酸电池要高很多。随着商业化进程的加快,锂电池的成本也将下降。燃料电池是第3代电池。它能高效的将化学能转化为电能,在比能量、比功率方面优势也较明显,燃料也易于获取,还能够控制反应过程。所以,燃料电池是理想的车用电池,应用技术还有待进一步的开发,一些关键技术还有待突破[5-6]。2.2车辆
电动汽车是一类具有高科技综合性的产品,除电动机、电池含有高科技以外,其车体本身同样潜在很多高新技术。例如,同等条件下,如果使用轻质材料如铝、镁、复合材料优及质钢材,适当优化结构,可使汽车自身重量减少30%-50%。再比如,假设能使车身特别是汽车底部更加流线型化,能够使汽车的空气阻力减少50%。在提高和优化车体的设计水平,相较于提高电池的储能能力,在节能方面是更易于实现的。
2.3外部负效应
就外部负效应来说,虽然纯电动汽车没有污染物排放,但是从全生命周期看,纯电动汽车所消耗的电力是需要发电厂来提供的。中国的能源特点是第一次和第二次能源大转换尚未完成。煤炭在一次能源消费中的比重还在70%左右。第二次能源大转换中涉及到的发电能源转换问题,油气、水电、核电比重要上升,目前我们还没有做到,发电能源中煤炭扔占80%左右。用纯电动汽车代替燃油汽车,相当于用煤代油。假如按燃油汽车每车每年1t燃油(日本汽车平均耗油水平),这算为1.53t煤;纯电动汽车每车每年耗电4 000 kW·h ,需要消耗1.6t标准煤。虽然折算成标准煤之后消耗量基本上相同,但是燃油排放的CO2比燃煤少。所以就中国目前能源结构纯电动汽车还增加了CO2的排放量。发展低碳经济的同时,应该加快第二次能源大转换的进程,提高低碳、无碳能源比重,从而推动纯电动汽车的发展步伐。
3.结语
随着当今汽车工业的高速发展,汽车所引起的环境污染、能源短缺问题越来越受到全球各国的重视,纯电动汽车以其节能、高效、零排放等优点迅速得到发展,但是我们纯电动汽车的发展还有很长一段路要走。我们不能盲目的只看到纯电动汽车的优势,对于纯电动汽车带来的负效应也要同样重视。借鉴国外发展纯电动汽的同时,还应依据国内基本国情,国内能源结构、关键技术等都将是我们攻克纯电动汽车的难题。
参考文献:
[1]门保全.电动汽车[M].湘潭:湘潭大学出版社,2010.9.