清洁汽车:中国汽车工业跳跃发展的起跑线

大排量的汽车今后在中国市场上将不受欢迎,因为我国首部控制汽车燃料消耗量的强制性国家标准已经出台,10月28日,国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会共同发布了这个消息,并宣布将于明年7月1日起正式实施。

《乘用车燃料消耗量限值》国家标准是我国第一个相关的强制性国家标准。该标准将分阶段实施,新开发车型从2005年7月1日开始实施第一阶段限值要求,从2008年1月1日开始实施第二阶段限值要求;在生产车型分别比新开发车型推迟一年实施。

中国汽车技术研究中心的专家在会上介绍,《限值》旨在限制大排量、高油耗车,以减少能源消耗。《限值》提出的第一阶段的要求基本相当于当前国产汽车燃油消耗量的平均水平,油耗指标可降低5%-10%,可以迫使生产厂家提高产品技术含量,促进落后车型的更新换代。第二阶段的限值中油耗量将比第一阶段减少约10%。2008年以后投放市场的车,耗油量可达到2002年的国际平均水平。今后还有可能制定第三阶段的限值。

不久前在上海必比登挑战赛上,记者采访清华大学汽车工程系主任欧阳明高教授时,他提出了相同的思路。他认为中国汽车业的能源发展战略应该是:第一对现有的车进行优化,实现节能;第二是开发新一代车用能源。

10月12日至14日,刚刚举办过F1大赛的上海国际赛车场里,一辆辆汽车在跑道上风驰电掣,但没有震耳的噪音,也没有呛人的尾气排放烟味,事前也没有排山倒海的广告宣传。一项叫做“必比登挑战赛”的国际汽车赛事正在这里进行。

必比登挑战赛是国际顶级的环保汽车赛事。必比登挑战赛展示的不是速度,而是最新、最先进的汽车环保节能技术。这是“必比登挑战赛”第一次在中国、也是在亚洲举行。众多世界顶级的汽车厂商争相前来参赛,140多辆代表目前世界最高水平的环保汽车济济一堂,尽展风采,使前来观看竞赛的人感到未来汽车的“清洁之风”沁人心肺。

本届大会上展出的电动汽车、电池电动汽车、燃料电池汽车、混合燃料汽车、太阳能汽车等都将引领业界未来的潮流。我国“863计划”电动汽车重大专项所研发的环保汽车也在这次大会上首次集体亮相,共有43辆车登记参加本次活动,包括20辆城市两轮车和15辆大客车。这些国产环保车出手不凡,其中一些车型展示了与国际水平保持同步的环保技术。

上海燃料电池汽车动力系统有限公司推出了“超越二号”概念车,采用的完全是中国人自己研制的混合驱动动力系统。其中燃料电池发动机36kw,锂离子动力蓄电池15AH,永磁驱动电机60kw。在这次挑战赛上,它在7项测试中获得5项A级好成绩。这在参赛轿车中属凤毛麟角。它的燃料为气体氢和电力,最高时速115.3公里,一次充气的行驶里程可达197公里。据介绍,明年该款车就将实现小批量生产。清华大学在这里展示了他们研发的“863号”城市客车。这款氢动力燃料电池“863号”城市客车B型车在今年5月的北京“第二届国际氢能论坛”上曾和奔驰公司的CITARO大巴一起驶过人民大会堂,显示了其卓越的性能。在必比登挑战赛前,该车已完成了3000公里的测试。

天津清源电动车辆有限公司展示了QYEV-1和QYEV-2型纯电动轿车概念车,在测试中也获得5项A级好成绩。它使用80Ah锂离子电池,5挡手动变速器,基于CAN总线的动力总成分布式控制系统。该系统成功地在电动汽车上实施远程监控和指挥,实现了驾驶策略和能量管理策略的远程优化,为两辆轿车获得能量消耗率优胜奖起到了重要作用。这标志着我国在整车驱动控制、综合信息管理以及车辆网络通信技术等方面已达到国际先进水平。必比登挑战赛上展出的还有武汉理工大学的ASPIRE电力能源概念车,是一款拥有完全自主知识产权的两座双门生活用车,小巧别致的外形引起人们的极大兴趣。集约化的电动锁系统,操纵一手把握,中置大屏幕液晶仪表板,将虚拟数字式汽车仪表与电子后视镜、车载定位导航、故障监测、无线上网和影音娱乐系统融为一体。

《联合早报》在10月18日报道了一条消息:亚洲两大经济强国中国和印度在西非油田主导权的争夺战中,中国在最后一分钟与安哥拉政府达成协议,夺得巨额石油合约项目。报道援引印度一油气专家的看法:在“9·11”事件后,西非油产的潜能开始受到注意,而中国也随即展开了以援助换取西非石油的经济策略。

国际能源机构的数据显示,中国去年每日消耗546万桶原油,比日本的日耗543万桶高。现在中国已超越日本,成为仅次于美国的第二大石油消费国家。北京已积极在中东、中亚、东南亚和俄罗斯等地,展开全球性的能源外交。

这就为中国大力研发电动汽车提供了一个注脚:多煤少油的中国,石油显然已经成了经济发展的命脉,同时也是瓶颈。中国从10年前就已开始成为石油纯进口国。而随着我国汽车产量和保有量的高速增长,中国三分之一的油需靠外国供应,约占世界油需的7%。专家估计,到2020年,中国的石油供应将出现明显缺口。

另一条引人注目的消息是,此次必比登挑战赛上,通用和大众都宣布了在上海开展混合动力和燃料电池汽车的研发。他们看好的当然是中国巨大的汽车能源市场。据国家环保总局的资料,中国目前已成为世界第四大汽车生产国和第三大消费国。资料显示,在世界范围内,汽车所消耗的石油占石油消耗总量的50%,发达国家还要高一些,如美国已占到60-70%。中国近几年这个比例急剧上升,已占到40%,预计未来几年的增长将更快。这是中国大力研发电动汽车的另一个注脚。

还有第三个原因。目前中国的二氧化碳排放量位于世界第二位,汽车尾气排放为此做出了“巨大贡献”。在北京、上海等大城市,机动车尾气污染已成为空气污染的主要来源。预计到2010年,全国将有近400个城市从煤烟型污染转变为煤烟-机动车混合型污染。

近年中国政府不断提高机动车排污的标准,但被形容为“火山喷发般”增长的机动车保有量淹没了这种努力。因此,开发新型环保节能汽车就成了当务之急。

中国早在七五期间就已开始对电动车的研究,“九五”期间已成功开发出纯电动汽车。但当时,电动车的开发并未显得像现在这样急迫,投入的人力、资金的规模都不大。2000年,国际油价的波动描绘出能源危机的现实威胁,震动了世界各国,当然也震动了经济快速增长的中国。

这年9月,一批汽车专家,建议“把发展轿车清洁能源作为中国汽车工业跳跃发展的起跑线”,受到科技部高度重视。2001年2月底,863计划电动汽车重大专项正式立项,投资为8.8亿元人民币,加上地方和企业配套资金,总资金预计约24亿元。我国“十五”重大科技攻关在电动车领域的投资也将达到100亿元人民币,并明确提出制造成本增长低于30%、油耗节省30%以上、排放降低50%以上等标准。 据专家称,发展电动汽车对于中国还有一个现实的好处:在传统汽车领域,中国落后于发达国家二三十年,中国已经失去了追赶的机会,而在电动汽车领域,中国与国外相比,技术水平和产业化程度差距相对较小。

同济大学校长、国家863电动汽车重大项目首席科学家万钢博士认为,我国在电动汽车等环保型汽车的生产研发方面,与国际先进水平仅有约5年的差距,某些方面可能还略有优势。

这就意味着我国有可能在环保汽车时代到来之前,打破传统技术的落后局面,改变中国在汽车制造业上一直处于被动的劣势。我国对传统的汽车内燃机技术一直采取“拿来主义”,直接购买而不是投巨资去研制,虽然比较经济却又受制于人。而在电动汽车的开发上,我们却有可能变劣势为优势:因为我们没有发达国家汽车工业的历史包袱。

电动汽车的研究是从单独依靠蓄电池供电的纯电动汽车开始的。从20世纪70年代开始,各国都对纯电动车投入了极大的热情和大量资金。但是由于其造价高、充电时间长、一次充电后行驶路程短和电池造成污染等弊病,技术上还没有取得重大突破,因此,纯电动汽车的发展没有达到预期的目的。

混合动力电动汽车就是在纯电动汽车开发过程中形成的一个“分支”。这是一种为有利于市场化而产生的新车型,可认为是电动汽车技术突破前的一个过渡车型。它将内燃机与一定容量的储能器件(主要是高性能电池或超级电容器)相组合,大幅度地降低了油耗,减少了污染物排放。各大汽车公司普遍认为它投资少、选择余地大、容易达到未来排放标准和节能目标,而且市场配套较为简便,消费者在观念上也容易接受,因此纷纷将很多的力量投入研制开发。

燃料电池汽车,即以燃料电池作为动力系统的汽车,具有节能、转换效率高、不需要石油燃料、排放达到零污染、车辆性能接近内燃机汽车、结构简单及运行平稳的优点,近年来成为新的聚焦点。现在国外企业界纷纷组成强大的跨国联盟,以期达到优势互补目的。世界各大汽车公司已相继推出以甲醇或汽油为燃料的燃料电池汽车,但在关键技术上还没有取得全面突破。

在电动车的开发上,国际上形成了日本、欧洲、美国三大流派。注重实际的日本人最先开发混合动力汽车技术,1997年12月,丰田首先在日本市场上推出了世界上第一款批量生产的混合动力汽车“PRIUS”,该轿车于2000年7月开始出口北美,同年9月开始出口欧洲。现在已经在全世界20多个国家上市销售。截止到2002年3月底,丰田汽车公司生产的混合动力车在日本国内和海外的累计销量已经分别突破了10.3万辆和10万辆。

近年来,日本的燃料电池车也快速发展。去年11月24日,广州本田在广州国际车展上展示了HONDA燃料电池车FCX和超低油耗混合动力车INSIGHT。据称是世界上首次实现商品化生产的燃料电池车,于2002年在日本和美国上市。燃料电池车FCX只加氢气不加油、排出废物为纯净水,堪称是“零污染”环保车型。不过,一辆燃料电池车的成本是普通汽车的100倍,因此目前在全球也仅有10辆的销量。使燃料电池车的昂贵成本降到与普通汽车价格相当的地步是老百姓的梦想,本田技术专家预计,这个梦想有望在2020年实现。

欧洲早期很崇尚纯电池驱动电动汽车,其中最为成功和著名的车型就是电动标致106,经过十多年的倾力开发,这种以镍镉电池为动力的电动汽车在欧洲各国,尤其是在政府部门当中,拥有了大量的用户。但它一次充电后行驶里程仍然不高,镍镉电池还有严重的二次污染。如今,欧洲各国对燃料电池公共汽车的研究热情开始高涨。

美国是最早看好燃料电池汽车的国家。早在1964年,通用汽车就有了第一个燃料电池实验,并在1968年生产出第一辆可使用的燃料电池车。美国加州是世界上汽车排放标准最严厉的地区,但经过13年在环保及环保车辆的探索实践后,于近期表示不再积极鼓励发展纯电动汽车,而转向了燃料电池。例如通用等公司将不再继续加大对纯电动汽车的投入,但对已经在路上使用的电动汽车仍进行维护。通用正在大力宣传它的燃料电池汽车,如这次必比登挑战赛上对Hy-wire等的宣传,可以预料燃料电池将成为未来几年美国的开发热点。

资料介绍,中国在国家863计划中,已经设立了电动汽车重大专项,并明确了我国的电动汽车发展重点:燃料电池汽车发展居首位,第二为混合动力电动汽车,纯电动汽车兼顾一下的基本原则。这个原则是与世界尤其是美国大致相同的。任务是:建立燃料电池汽车产品技术平台;实现混合动力电动汽车的批量生产;推动纯电动汽车在特定区域的商业化运作。一汽、二汽、上汽、北京客车厂和清华大学、北京理工大学等单位分别承担了各个课题。

也就是说,中国将同时开展燃料电池汽车、混合动力电动汽车和纯电动汽车的研发。一些专家质疑这种做法,因为纯电动汽车虽然是零排放,但是又将产生新的污染———蓄电池污染,因此现在发达国家将主要力量用于氢动力电动车和混合动力电动车的研发。而且,我国的研发资金本来就有限,这样平均一摊就更为捉襟见肘。

也有专家认为:电动车今后的发展方向谁也说不清楚,所以现在三条路都必须去试。而纯电动汽车是电动汽车发挥作用的技术基础和未来。

从这次必比登挑战赛的参赛车辆来看,国际汽车巨头的参赛车辆多为混合动力车以及氢燃料车。如奥迪三升车(A21.2TDI)使用新型阳光柴油,每百公里仅消耗2.99升柴油。雪铁龙Xsara毕加索用生物柴油为燃料,已可以批量生产。

而挑战赛上展示的新能源车更是抢眼。如梅赛德斯-奔驰A级氢燃料电池车(F-CELL)的能源为气态氢,采用聚合体电解薄膜燃料电池,是真正的零排放车。福特的FOCUSH2RV则使用氢燃料内燃机,各项污染物的排放量都接近于零。通用的HY-wire线传控车结合了燃料电池和网络通信技术,废弃了方向盘驾驶方式,展示了一个全新的汽车概念。

这次挑战赛上还有一款非常吸引人的太阳能概念车,是另一种全新的清洁能源,由曙光车辆协会制造。曙光车辆协会是一个致力于轻型车辆能源效率的自愿者组织。这款太阳能车的特点是有一个轮毂式马达,能源效率高达98.4%,风阻系数为0.1,总重量只有180公斤。它曾经仅靠太阳能在一天内实现了780公里的行程,最高时速可达145公里。当然,这款概念车距市场化还有更远的路要走。

在过去100年中,汽车极大地拉动了经济增长和社会进步。在北美、欧洲和日本所取得的巨大发展中,内燃机和石油扮演着最重要的角色。但是,如果将来继续采用这种发展模式,随着世界人口的快速增长,再加上其他诸如化石燃料资源有限、城市发展、大气质量、更高安全性和自然环境保护等方面的问题,这种模式的限制性很快就会表现出来。

因此,如果要继续保持现在这种发展态势,经济发展的方式就需要进行一定的调整。难怪业界专家指出,未来汽车将以安全、清洁、经济为发展方向。可以预计,21世纪新型的交通工具———电动汽车,将以高效、节能、低噪声、零排放的优点,展现在世人面前。

我国燃料电池汽车商业化示范项目已经于2003年3月启动,北京和上海各有6辆燃料电池公共汽车投入示范运行。现在北京市民乘坐的公交车中,就有最先进的环保汽车———燃料电池汽车。

燃料电池商业化示范项目是由全球环境基金(GEF)和联合国开发计划署(UNDP)共同支持的。GEF根据其可持续交通方面的计划,支持燃料电池汽车在发展中国家的发展和应用(其他四个发展中国家为巴西、埃及、印度和墨西哥)。

据报道,科技部副部长邓楠日前透露:我国已经制定了环保汽车发展路线图。第一步是推广燃气汽车;第二步是推动混合动力车的发展;第三步是加大氢动力研发,促进电池动力技术的发展。

经过多年的探索与努力,我国电动汽车的电池、电机、电控三大关键技术相继取得突破。业内专家认为,我国电动汽车技术群体性突破的时机已经到来,电动汽车将迅速大规模进入市场。

据同济大学校长、国家863电动汽车重大项目首席科学家万钢博士介绍:按计划,到2008年将有几十辆燃料电池车在北京奥运会举办时为奥运服务。到2010年,将有超过100辆使用燃料电池的车辆在上海的世博会上亮相,并在当年形成千辆级燃料电池车的生产能力,2015年将实现十万辆级的生产。

万钢认为,燃料电池技术最快产业化关键问题是怎样通过合作来降低成本:“如果我们能够在中国这样一个深受政府关心而且比较大的市场上,把我们所开发的技术运用到车上,这样可以通过批量生产来降低制造成本。” (孙丹平 于建永)

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