李振宇，任文坡，黃格省，金羽豪，師曉玉

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我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及思考

李振宇，任文坡，黃格省，金羽豪，師曉玉

（中國(guó)石油天然氣股份有限公司石油化工研究院，北京102206）

作為當(dāng)下的熱點(diǎn)新興產(chǎn)業(yè)，新能源汽車(chē)因其環(huán)境友好、技術(shù)密集，受到世界各國(guó)政府的大力支持，尤其是在中國(guó)，發(fā)展極為迅速。本文詳細(xì)介紹了我國(guó)天然氣汽車(chē)、電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池汽車(chē)的發(fā)展現(xiàn)狀，著重分析了3種類(lèi)型乘用車(chē)的綜合成本、技術(shù)瓶頸、污染物排放、補(bǔ)貼、社會(huì)運(yùn)營(yíng)成本等發(fā)展要素，提出了我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)建議。新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)要立足資源和地域特點(diǎn)因地制宜發(fā)展；改革電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼方式、促其健康發(fā)展；同時(shí)要加快研究開(kāi)發(fā)布局、搶占燃料電池技術(shù)制高點(diǎn)。

新能源汽車(chē)；電動(dòng)汽車(chē)；燃料電池汽車(chē)；天然氣汽車(chē)

傳統(tǒng)汽車(chē)以汽柴油為燃料，在車(chē)輛行駛過(guò)程中不可避免地會(huì)排放硫氧化物（SO）、氮氧化物（NO）和二氧化碳（CO2），成為造成霧霾天氣和空氣污染的污染源之一。隨著世界各國(guó)對(duì)環(huán)境保護(hù)的日益重視，近年來(lái)新能源汽車(chē)取得快速發(fā)展。尤其是在我國(guó)能源消費(fèi)革命[1]的大背景下，發(fā)展新能源汽車(chē)既可有效控制環(huán)境污染物的排放，又可通過(guò)汽柴油替代有效降低對(duì)進(jìn)口石油資源的依賴(lài)。2013年以來(lái)，國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)、財(cái)政部、工業(yè)和信息化部以及科技部等各大部委相繼出臺(tái)了一系列鼓勵(lì)和推廣新能源汽車(chē)發(fā)展的政策，包括新能源汽車(chē)購(gòu)置價(jià)格上的高額補(bǔ)貼以及不限行不限號(hào)等優(yōu)惠政策。我國(guó)以電動(dòng)汽車(chē)為主的新能源汽車(chē)發(fā)展迅速，成為主導(dǎo)全球新能源汽車(chē)發(fā)展的重要市場(chǎng)。未來(lái)十年，我國(guó)將繼續(xù)加大新能源汽車(chē)的推廣力度，新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)將繼續(xù)迎來(lái)一個(gè)快速發(fā)展期。

1 我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)需求

新能源汽車(chē)是指采用新型動(dòng)力系統(tǒng)，完全或主要依靠新型能源驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)，包括插電式混合動(dòng)力（含增程式）汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和燃料電池電動(dòng)汽車(chē)等。文章重點(diǎn)針對(duì)目前我國(guó)純電動(dòng)汽車(chē)、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)以及燃料電池電動(dòng)汽車(chē)的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀進(jìn)行分析研究。同時(shí)，由于我國(guó)天然氣汽車(chē)發(fā)展很快，因此也將其納入分析范疇。

1.1 天然氣汽車(chē)

我國(guó)天然氣汽車(chē)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，主要分為兩大類(lèi)：一是以城市出租車(chē)和家用車(chē)為代表的壓縮天然氣汽車(chē)，簡(jiǎn)稱(chēng)CNG汽車(chē)，設(shè)備相對(duì)簡(jiǎn)單，投資成本低；另一類(lèi)以大貨車(chē)和城市公交車(chē)為代表的液化天然氣汽車(chē)，簡(jiǎn)稱(chēng)LNG汽車(chē)，續(xù)航周期長(zhǎng)，適合長(zhǎng)途運(yùn)輸[2]。

目前，我國(guó)已成為全球天然氣汽車(chē)數(shù)量最多的國(guó)家。如圖1所示，截至2015年年底，我國(guó)天然氣汽車(chē)保有量突破500萬(wàn)輛，相比2010年的110萬(wàn)輛增長(zhǎng)迅速，年均增長(zhǎng)率超過(guò)40%[3]。其中，CNG汽車(chē)約為480萬(wàn)輛，LNG汽車(chē)約20萬(wàn)輛。無(wú)論CNG汽車(chē)還是LNG汽車(chē)保有量，我國(guó)均位于世界第一。在我國(guó)CNG汽車(chē)中，約有80%為“油改氣”汽車(chē)，原裝車(chē)占比僅約20%；在LNG汽車(chē)中，原裝車(chē)占比為90%以上，改裝車(chē)不到10%。目前，我國(guó)CNG汽車(chē)加氣站為4700多座，LNG汽車(chē)加注站為2650多座，合計(jì)為7400多座[4]。

2015年，我國(guó)天然氣汽車(chē)保有量增速驟降 至9%，新車(chē)產(chǎn)量甚至出現(xiàn)了負(fù)增長(zhǎng)，由2014年的27.7萬(wàn)輛下降至2015年的19.1萬(wàn)輛。究其原因，主要是由于我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展由高速增長(zhǎng)步入中高速增長(zhǎng)帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整及物流運(yùn)輸業(yè)的整體低迷。電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的爆發(fā)式增長(zhǎng)也是天然氣汽車(chē)保有量增速下降的重要原因之一。

盡管目前國(guó)際油價(jià)低位運(yùn)行，天然氣汽車(chē)存在被逆替代現(xiàn)象，但在當(dāng)前我國(guó)大力推進(jìn)節(jié)能減排和環(huán)境治理的形勢(shì)下，未來(lái)我國(guó)天然氣汽車(chē)仍有巨大消費(fèi)潛力。預(yù)計(jì)2020年我國(guó)天然氣汽車(chē)保有量將達(dá)到（1050～1100）萬(wàn)輛，其中LNG汽車(chē)的保有量將達(dá)到（40～50）萬(wàn)輛，占當(dāng)年全國(guó)汽車(chē)保有量的5%以上。CNG汽車(chē)加氣站將達(dá)（0.9～1）萬(wàn)座，LNG加注站將達(dá)（0.45～0.5）萬(wàn)座，合計(jì)超過(guò) 1萬(wàn)座[5]。

1.2 電動(dòng)汽車(chē)

得益于國(guó)家密集出臺(tái)的一系列鼓勵(lì)政策，近幾年我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量呈現(xiàn)爆發(fā)式增長(zhǎng)，成為汽車(chē)市場(chǎng)一大亮點(diǎn)。中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2016年我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)51.7萬(wàn)輛，比2015年同期增長(zhǎng)51.7%，見(jiàn)圖2。其中，純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)完成41.7萬(wàn)輛，比2015年同期增長(zhǎng)63.9%；插電式混合動(dòng)力汽車(chē)生產(chǎn)完成9.9萬(wàn)輛，比2015年同期增長(zhǎng)15.7%。

目前，純電動(dòng)汽車(chē)是我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)的主力車(chē)型，比亞迪、奇瑞、北京汽車(chē)等公司都在積極研制，并生產(chǎn)出了自主品牌的產(chǎn)品。插電式混合動(dòng)力汽車(chē)生產(chǎn)企業(yè)主要有比亞迪、上海汽車(chē)和奇瑞等。我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)快速發(fā)展的同時(shí)，也面臨著一些發(fā)展難題，如充電時(shí)間長(zhǎng)、續(xù)航里程短、存在電池過(guò)熱和爆炸的安全性問(wèn)題、整車(chē)成本高等。隨著我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)推廣使用數(shù)量的上升，部分動(dòng)力電池開(kāi)始進(jìn)入報(bào)廢期，動(dòng)力電池的回收利用也是電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的掣肘之一。政府高度重視動(dòng)力電池的回收利用，已經(jīng)開(kāi)始研究制定相關(guān)政策和標(biāo)準(zhǔn)。2016年初，國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)、工業(yè)和信息化部、環(huán)境保護(hù)部、商務(wù)部、質(zhì)檢總局五部委聯(lián)合制定發(fā)布了《電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池回收利用技術(shù)政策（2015年版）》，旨在引導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力蓄電池有序回收利用，保障人身安全，防止環(huán)境污染，促進(jìn)資源循環(huán)利用。

《中國(guó)制造2025》明確部署了我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的未來(lái)發(fā)展計(jì)劃。到2020年，自主品牌電動(dòng)汽車(chē)年銷(xiāo)量突破100萬(wàn)輛，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占70%以上；到2025年，與國(guó)際先進(jìn)水平同步的電動(dòng)汽車(chē)年銷(xiāo)量300萬(wàn)輛，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占80%以上。同時(shí)要明顯增強(qiáng)配套能力，到2020年，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等關(guān)鍵系統(tǒng)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)占有率80%；到2025年，動(dòng)力電池、驅(qū)動(dòng)電機(jī)等關(guān)鍵系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)批量出口。

1.3 燃料電池汽車(chē)

燃料電池汽車(chē)是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電流，依靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)的汽車(chē)。目前，全球率先步入產(chǎn)業(yè)化的是氫燃料電池汽車(chē)，甲醇燃料電池汽車(chē)距離商業(yè)應(yīng)用還有一定距離。與國(guó)外氫燃料電池相比，目前國(guó)內(nèi)氫燃料電池技術(shù)還存在較大差距。國(guó)內(nèi)氫燃料電池產(chǎn)品的最低工作溫度 是–20℃，而日本豐田汽車(chē)公司的產(chǎn)品工作溫度已經(jīng)達(dá)到–35℃。在電池的耐久性方面，我國(guó)相關(guān)企業(yè)氫燃料電池的穩(wěn)定壽命在2000h左右，而國(guó)際先進(jìn)技術(shù)已經(jīng)可以達(dá)8000h左右，而氫燃料電池設(shè)計(jì)壽命要達(dá)到5000h才能達(dá)到產(chǎn)業(yè)化目標(biāo)要求[6]。

經(jīng)過(guò)十多年的積累，我國(guó)已基本掌握了氫燃料電池汽車(chē)整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)和關(guān)鍵零部件的核心技術(shù)。但與純電動(dòng)汽車(chē)相比，我國(guó)氫燃料電池汽車(chē)發(fā)展相對(duì)緩慢。從機(jī)動(dòng)車(chē)整車(chē)出廠合格數(shù)據(jù)中可以發(fā)現(xiàn)，2015年國(guó)內(nèi)的氫燃料電池汽車(chē)產(chǎn)量?jī)H有10輛。目前，國(guó)內(nèi)擁有氫燃料電池汽車(chē)技術(shù)的企業(yè)是上海汽車(chē)集團(tuán)，2014年發(fā)布了榮威950插電式氫燃料電池汽車(chē)，搭載有動(dòng)力蓄電池和氫燃料電池雙動(dòng)力源系統(tǒng)，以氫燃料電池為主，動(dòng)力蓄電池為輔。此外，同濟(jì)科技、長(zhǎng)城電工、金龍汽車(chē)等多家單位都在研制氫燃料電池汽車(chē)。制約氫燃料電池汽車(chē)大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用的因素主要包括生產(chǎn)成本高、基礎(chǔ)配套設(shè)施（加氫站）不完善等。

與氫燃料電池相比，甲醇作為燃料電池化學(xué)燃料更加便于儲(chǔ)存和運(yùn)輸，不需要耐高壓儲(chǔ)氣瓶、不需要建設(shè)加氫站，推廣成本較低。然而，甲醇燃料電池汽車(chē)除必備的氫燃料電池外，還需配置甲醇重整制氫系統(tǒng)，使得整車(chē)成本更高。此外，制氫設(shè)備小型化和微型化還需要攻克很多技術(shù)難題，包括重整制氫系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行控制難、氫氣去除一氧化碳提純難以及系統(tǒng)冷啟動(dòng)時(shí)間長(zhǎng)等[7]。直接甲醇燃料電池汽車(chē)是目前研究的一個(gè)重要方向，其直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇為燃料供給來(lái)源，而不需通過(guò)甲醇重整制氫以供發(fā)電。開(kāi)發(fā)具有高催化活性和抗一氧化碳毒化性能的甲醇電氧化催化劑，是研制直接甲醇燃料電池所面臨的兩大挑戰(zhàn)。總體來(lái)看，我國(guó)甲醇燃料電池汽車(chē)研究剛剛起步，明顯落后于氫燃料電池汽車(chē)，遠(yuǎn)未達(dá)到工程化水平。

在政策方面，我國(guó)將氫燃料電池汽車(chē)與甲醇燃料電池汽車(chē)一同納入國(guó)家重點(diǎn)扶持領(lǐng)域。在產(chǎn)業(yè)化方面，《中國(guó)制造2025》首次明確提出了針對(duì)燃料電池汽車(chē)的國(guó)家層面的規(guī)劃，即2020年實(shí)現(xiàn)燃料電池關(guān)鍵材料及零部件批量化生產(chǎn)的質(zhì)量控制和保證能力，生產(chǎn)1000輛燃料電池電動(dòng)汽車(chē)并進(jìn)行示范運(yùn)行；到2025年，制氫、加氫等配套基礎(chǔ)設(shè)施基本完善，燃料電池電動(dòng)汽車(chē)實(shí)現(xiàn)區(qū)域小規(guī)模運(yùn)行。

2 對(duì)我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的形勢(shì)分析

針對(duì)乘用車(chē)領(lǐng)域，以下重點(diǎn)對(duì)CNG汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)和氫燃料電池汽車(chē)的綜合成本、技術(shù)瓶頸、污染物排放、補(bǔ)貼、社會(huì)運(yùn)營(yíng)成本等方面進(jìn)行分析。

2.1 綜合成本

綜合考慮乘用車(chē)的購(gòu)置成本和“燃料”成本，目前我國(guó)CNG汽車(chē)最優(yōu)，其次是純電動(dòng)汽車(chē)，最后是氫燃料電池汽車(chē)。這與產(chǎn)業(yè)發(fā)展和相關(guān)配套的成熟度極其相關(guān)。我國(guó)CNG汽車(chē)產(chǎn)業(yè)及其配套成熟，純電動(dòng)汽車(chē)正處于商業(yè)推廣階段、充電樁配套尚不完善，而氫燃料電池汽車(chē)則處于發(fā)展初期，距離商業(yè)推廣還有較長(zhǎng)的路要走。

目前，純電動(dòng)汽車(chē)主要以動(dòng)力鋰電池驅(qū)動(dòng)，包括三元鋰電池和磷酸鐵鋰電池。動(dòng)力鋰電池成本約占整車(chē)成本的50%，而碳酸鋰在鋰電池原材料成本中占比超過(guò)50%。隨著我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，碳酸鋰價(jià)格一路高漲，從2015年初的（4～5）萬(wàn)元/噸漲至目前的十幾萬(wàn)元/噸。隨著動(dòng)力鋰電池的需求不斷上漲，碳酸鋰價(jià)格勢(shì)必高位運(yùn)行，將顯著增加電動(dòng)汽車(chē)的整車(chē)成本。我國(guó)電池生產(chǎn)企業(yè)和科研機(jī)構(gòu)正在不斷深入研究，以實(shí)現(xiàn)電池成本和性能上的改進(jìn)。氫燃料電池通常采用貴金屬鉑（Pt）催化劑和質(zhì)子交換膜，成本昂貴。氫燃料電池系統(tǒng)的成本約占整車(chē)成本的50%。氫燃料電池必須降低Pt用量或者開(kāi)發(fā)非鉑催化劑以及壓縮質(zhì)子交換膜的制作成本，才能做到商業(yè)化批量生產(chǎn)。

隨著新能源汽車(chē)技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)配套的不斷完善，未來(lái)純電動(dòng)汽車(chē)，尤其是氫燃料電池汽車(chē)生產(chǎn)成本存在極大的下降空間。國(guó)際能源機(jī)構(gòu)（IEA）預(yù)測(cè)，到2050年純電動(dòng)汽車(chē)和氫燃料電池汽車(chē)生產(chǎn)成本將與汽油車(chē)基本相當(dāng)，如圖3所示。

2.2 技術(shù)瓶頸

2.2.1 能量密度

氫燃料電池汽車(chē)具有極高的能量密度，要優(yōu)于純電動(dòng)汽車(chē)和CNG汽車(chē)，其能量密度取決于氫氣裝載量。Toyota公司官網(wǎng)數(shù)據(jù)顯示，裝載5kg氫氣的氫燃料電池系統(tǒng)的能量密度超過(guò)350Wh/kg，續(xù)航里程達(dá)到650km。目前，動(dòng)力鋰電池系統(tǒng)的能量密度通常在80～160Wh/kg，高的能量密度以犧牲有效載荷為代價(jià)，續(xù)航里程約150～400km，然而目前300～400km并不具備普遍性。CNG汽車(chē)的能量密度同樣取決于攜帶的燃料量，目前CNG汽車(chē)攜帶的燃料量較少，續(xù)航里程在200～300km。

研制“燃料”（H2和CNG）儲(chǔ)量大、耐高壓、輕量化的車(chē)載氣瓶是氫燃料電池汽車(chē)和天然氣汽車(chē)提升能量密度、增加續(xù)航里程的有效手段。尤其是針對(duì)氫燃料電池汽車(chē)，如何減小儲(chǔ)氫系統(tǒng)的質(zhì)量與體積，是技術(shù)開(kāi)發(fā)的難點(diǎn)和重點(diǎn)。氫燃料電池汽車(chē)采用的儲(chǔ)氫手段是高壓氣瓶?jī)?chǔ)氫，儲(chǔ)氫量受限。比較理想的方案是采用高壓儲(chǔ)氫與儲(chǔ)氫材料復(fù)合的儲(chǔ)氫新模式。與純高壓儲(chǔ)氫相比，既可以提高儲(chǔ)氫能力，又可以降低儲(chǔ)氫壓力[8]。此外，常溫常壓儲(chǔ)氫技術(shù)具備儲(chǔ)氫密度大、運(yùn)輸成本低、安全穩(wěn)定等優(yōu)勢(shì)，受到科研人員的廣泛關(guān)注，儲(chǔ)氫材料（金屬氫化物、有機(jī)液體等）作為氫氣儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)妮d體是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)，需要突破氫氣在常溫常壓下難以?xún)?chǔ)存和釋放的技術(shù)瓶頸。

制約動(dòng)力鋰電池能量密度的關(guān)鍵因素在于正負(fù)極材料。以磷酸鐵鋰和三元鋰為正極、碳材料為負(fù)極的動(dòng)力鋰電池在能量密度上很難再有大的突破，只有通過(guò)新材料的開(kāi)發(fā)才能進(jìn)一步提高電池能量密度。以硅碳復(fù)合材料作為負(fù)極是目前主要的研究開(kāi)發(fā)方向，需要重點(diǎn)解決材料體積膨脹和表面結(jié)構(gòu)問(wèn)題。近日，我國(guó)發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》中，2020年、2025年和2030年純電動(dòng)汽車(chē)?yán)m(xù)航里程將分別達(dá)到300km、400km和500km，對(duì)純電動(dòng)汽車(chē)電池能量密度的提升提出了更高的要求。

2.2.2 “燃料”加注時(shí)間

目前，CNG加氣站各項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)非常成熟，CNG汽車(chē)加氣只需2～3min。氫燃料電池汽車(chē)加氫也只需3min左右，均與汽油車(chē)加油時(shí)間相當(dāng)。然而，純電動(dòng)汽車(chē)充電時(shí)間通常在6～8h（慢充，常規(guī)交流充電），即使采用快充（大功率直流充電），也需要1～2h才能充滿(mǎn)電池80%容量。目前公認(rèn)的快充是特斯拉的超級(jí)充電站，大約40min可以充滿(mǎn)80%的電。電池充電達(dá)到80%以后，需要降低電流保護(hù)電池，充電速度下降，從 80%充到100%電量所需時(shí)間與充入前80%電量所需時(shí)間基本相同。不同型號(hào)的慢充樁輸出功率各有差異，常見(jiàn)的慢充樁電壓為220V、電流在32A左右、輸出功率約7kW?？斐錁兑蕴厮估?jí)充電站為例，電壓380V、電流192A、輸出功率125kW。

快充對(duì)充電系統(tǒng)和電池系統(tǒng)都有著更高的要求，家庭用充電樁難以實(shí)現(xiàn)快充所需的高電流要求。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，快充對(duì)充電系統(tǒng)有電氣和安全性的要求；對(duì)電池系統(tǒng)相關(guān)部件和熱管理能力也有新的要求[9]。此外，快充由于是瞬間向電池輸入大電流，會(huì)引發(fā)電池過(guò)熱、帶來(lái)安全性問(wèn)題，而且經(jīng)常使用快充也會(huì)降低電池的還原能力，減少電池循環(huán) 次數(shù)。

2.2.3 溫度效應(yīng)

當(dāng)溫度降至0℃以下時(shí)，純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池的能量密度大幅降低，行駛里程縮水；同時(shí)低溫環(huán)境下電池?fù)p耗、充電困難。而氫燃料電池汽車(chē)抗低溫性能出色，–30℃低溫環(huán)境中起步、行駛都表現(xiàn)良好，與純電動(dòng)汽車(chē)相比優(yōu)勢(shì)更突出。CNG汽車(chē)同樣具有優(yōu)異的抗低溫性能，低溫環(huán)境下起步、行駛性能良好。

目前，國(guó)內(nèi)外眾多研究結(jié)構(gòu)都在致力于改善動(dòng)力鋰電池低溫性能。隨著研究的不斷深入，對(duì)動(dòng)力鋰電池低溫機(jī)制的認(rèn)識(shí)逐漸加深，不僅電池正負(fù)極材料本征影響重大，而且研究與之相匹配的低溫用電解液也極為重要[10]。

2.3 污染物排放

以天然氣-CNG-CNG汽車(chē)、煤-火電-純電動(dòng)汽車(chē)、天然氣-氫氣-氫燃料電池汽車(chē)的“井口”到“車(chē)輪”（WTW）過(guò)程進(jìn)行溫室氣體、CO和SO排放的全生命周期分析（LCA）如圖4所示，在溫室氣體排放方面，純電動(dòng)汽車(chē)最小，氫燃料電池汽車(chē)次之，其后是CNG汽車(chē)，均優(yōu)于汽油車(chē)；若氫氣來(lái)自風(fēng)電、光電（不穩(wěn)定、難以并入電網(wǎng)，棄電率較高；而利用儲(chǔ)能技術(shù)充放電存在效率損失）電解水制氫，則氫燃料電池汽車(chē)的溫室氣體排放要低于純電動(dòng)汽車(chē)。在CO和SO減排方面，氫燃料電池汽車(chē)最具優(yōu)勢(shì)，純電動(dòng)汽車(chē)SO排放最高。

2.4 補(bǔ)貼

我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展離不開(kāi)政府財(cái)政方面的大力支持，財(cái)政部和地方政府對(duì)消費(fèi)者和車(chē)企都給于補(bǔ)貼，同時(shí)享受免征購(gòu)置稅、車(chē)船稅以及不搖號(hào)、不限行車(chē)牌的特權(quán)，補(bǔ)貼車(chē)型包括電動(dòng)汽車(chē)乘用車(chē)、客車(chē)、專(zhuān)用車(chē)、貨車(chē)以及燃料電池汽車(chē)。財(cái)政補(bǔ)貼只是扶持產(chǎn)業(yè)政策的一個(gè)方面，還需依靠稅收減免、政府采購(gòu)等方面的引導(dǎo)。日前，我國(guó)新能源汽車(chē)補(bǔ)貼調(diào)整方案正式發(fā)布，除燃料電池汽車(chē)外，各類(lèi)車(chē)型規(guī)定2019—2020年補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)在現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上退坡20%；補(bǔ)貼下發(fā)方式調(diào)整為每年初上報(bào)上年數(shù)據(jù)，部委核查后下發(fā)。

德國(guó)對(duì)電動(dòng)汽車(chē)實(shí)施購(gòu)車(chē)補(bǔ)貼、減免稅款等一系列政策補(bǔ)貼，補(bǔ)貼對(duì)象為消費(fèi)者，補(bǔ)貼車(chē)型是售價(jià)不超過(guò)6萬(wàn)歐元的電動(dòng)汽車(chē)乘用車(chē)。補(bǔ)貼資金由政府和與政府達(dá)成一致的車(chē)企各付一半，且沒(méi)有地方補(bǔ)貼。補(bǔ)貼金額共計(jì)12億歐元，采取“先到先得”的原則，最晚持續(xù)到2019年6月30日。除了購(gòu)車(chē)補(bǔ)貼外，2020年前購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)汽車(chē)的消費(fèi)者還將享受免繳10年汽車(chē)稅的優(yōu)惠政策。

美國(guó)加利福尼亞州是美國(guó)最大的新能源汽車(chē)市場(chǎng)，銷(xiāo)量占到美國(guó)的一半以上。此前，加利福尼亞州對(duì)購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)的消費(fèi)者都給予補(bǔ)貼，如購(gòu)買(mǎi)純電動(dòng)汽車(chē)直接補(bǔ)貼2500美元、插電式混合動(dòng)力汽車(chē)補(bǔ)貼1500美元、氫燃料電池汽車(chē)補(bǔ)貼5000美元。目前，正式實(shí)施的新的補(bǔ)貼政策按消費(fèi)者的年收入水平進(jìn)行了劃分，普通消費(fèi)者（貧困線3倍，25萬(wàn)美元）的補(bǔ)貼額度不變；低收入者（貧困線3倍以?xún)?nèi)）的購(gòu)車(chē)補(bǔ)貼分別提升1500美元；高收入者（如個(gè)人25萬(wàn)美元以上、家庭50萬(wàn)美元以上等）只享受5000美元的氫燃料電池汽車(chē)補(bǔ)貼。此外，加利福尼亞州對(duì)車(chē)企采用零排放車(chē)輛（純電動(dòng)汽車(chē)、燃料電池汽車(chē)等）積分制度，每年規(guī)定汽車(chē)銷(xiāo)售總量中零排放車(chē)輛的比例，然后與汽車(chē)銷(xiāo)售總量相乘，計(jì)算出這一年該車(chē)廠應(yīng)達(dá)到的積分。對(duì)達(dá)不到的車(chē)企，每個(gè)積分按照5000美元進(jìn)行處罰，車(chē)企也可選擇從其他積分富裕的車(chē)企購(gòu)買(mǎi)積分。

我國(guó)對(duì)新能源汽車(chē)實(shí)施財(cái)政補(bǔ)貼不僅刺激消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)新能源汽車(chē)，而且有助于提高車(chē)企研究開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售新能源汽車(chē)的積極性。然而，由于車(chē)企是補(bǔ)貼收益方，發(fā)生了嚴(yán)重的車(chē)企作弊“騙補(bǔ)”現(xiàn)象，同時(shí)刺激了廉價(jià)小微電動(dòng)車(chē)的發(fā)展，并未促進(jìn)高端產(chǎn)品和核心技術(shù)方面的突破。未來(lái)我國(guó)新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的扶持政策可充分借鑒加利福尼亞州的零排放車(chē)輛積分制度，提高準(zhǔn)入門(mén)檻，切實(shí)促進(jìn)我國(guó)新能源汽車(chē)向高端、高性能化發(fā)展。

2.5 社會(huì)運(yùn)營(yíng)成本

是否有足夠的“燃料”、是否能夠方便快速地補(bǔ)充“燃料”是新能源汽車(chē)普及推廣面臨的社會(huì)配套的關(guān)鍵問(wèn)題。CNG汽車(chē)、純電動(dòng)汽車(chē)、氫燃料電池汽車(chē)上路行駛需要配套相應(yīng)的加氣站、充電站、加氫站。加氫站建設(shè)成本要高于加氣站、加油站，更高于充電站。據(jù)報(bào)道，普通的電動(dòng)汽車(chē)充電站只需10萬(wàn)美元，特斯拉超級(jí)充電站建設(shè)成本約30萬(wàn)美元，而建設(shè)一個(gè)加氫站需要花費(fèi)（100～200）萬(wàn)美元。

受限于電動(dòng)汽車(chē)本身續(xù)航里程短、充電時(shí)間長(zhǎng)以及小區(qū)安裝個(gè)人充電樁困難等問(wèn)題，廣大民眾還未真正接受和認(rèn)可純電動(dòng)汽車(chē)。以北京為例，頻繁出現(xiàn)“搖號(hào)熱上牌冷”的棄號(hào)現(xiàn)象。小區(qū)安裝個(gè)人充電樁受限，大部分電動(dòng)汽車(chē)車(chē)主選擇公共充電樁充電，需要支付電費(fèi)、充電服務(wù)費(fèi)以及停車(chē)費(fèi)等費(fèi)用，同時(shí)也耗費(fèi)了時(shí)間成本。由于充電時(shí)間長(zhǎng)，公共充電樁的社會(huì)化運(yùn)營(yíng)成本（主要體現(xiàn)在土地成本）也相對(duì)要高。

由于氫燃料電池汽車(chē)中短期內(nèi)在我國(guó)難以大規(guī)模推廣應(yīng)用，現(xiàn)階段我國(guó)主要面臨著純電動(dòng)汽車(chē)動(dòng)力鋰電池的替換和回收利用問(wèn)題。目前，動(dòng)力鋰電池的整個(gè)生命周期平均在5年左右，電池壽命到期后要更換電池。然而，由于動(dòng)力鋰電池在殘余壽命預(yù)測(cè)、安全性能指標(biāo)評(píng)價(jià)、回收處理再資源化等方面缺乏技術(shù)支撐，目前動(dòng)力鋰電池的梯級(jí)利用和安全回收還沒(méi)有形成成熟的商業(yè)化運(yùn)作方式，短期內(nèi)難以有效實(shí)現(xiàn)低成本產(chǎn)業(yè)化運(yùn)營(yíng)。

2.6 綜合比較

當(dāng)前不同能源形式乘用車(chē)的綜合比較見(jiàn)表1。與CNG汽車(chē)和純電動(dòng)汽車(chē)相比，目前氫燃料電池汽車(chē)購(gòu)置成本和“燃料”成本最高，就消費(fèi)者而言，并不具備經(jīng)濟(jì)性。然而，氫燃料電池汽車(chē)在續(xù)航里程、“燃料”加注時(shí)間和溫度效應(yīng)等方面綜合性能最好，CNG汽車(chē)次之，純電動(dòng)汽車(chē)最差。在溫室氣體減排方面，純電動(dòng)汽車(chē)最優(yōu)。相比氫燃料電池汽車(chē)，純電動(dòng)汽車(chē)率先取得了技術(shù)突破，正在實(shí)現(xiàn)普及推廣，未來(lái)10～20年將繼續(xù)高速發(fā)展。隨著技術(shù)進(jìn)步，預(yù)計(jì)未來(lái)3種類(lèi)型汽車(chē)的續(xù)航里程都會(huì)顯著增長(zhǎng)，但氫燃料電池汽車(chē)?yán)m(xù)航里程依舊處于領(lǐng)先地位；3種類(lèi)型汽車(chē)購(gòu)置成本也將趨同。氫燃料電池汽車(chē)存在著巨大發(fā)展?jié)摿?，但需要解決廉價(jià)氫氣來(lái)源、氫氣儲(chǔ)運(yùn)及加氫站建設(shè)成本高等氫能源體系配套問(wèn)題。

表1 當(dāng)前不同能源形式乘用車(chē)的綜合比較

新能源汽車(chē)不僅在乘用車(chē)方面發(fā)展迅速，在商用車(chē)領(lǐng)域尤其是純電動(dòng)商用車(chē)方面的表現(xiàn)也極為出眾。中國(guó)汽車(chē)工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)顯示，2016年我國(guó)純電動(dòng)商用車(chē)生產(chǎn)15.4萬(wàn)輛（占到純電動(dòng)汽車(chē)生產(chǎn)總量的36.9%）、銷(xiāo)售15.2萬(wàn)輛（占到純電動(dòng)汽車(chē)銷(xiāo)售總量的37.2%），比2015年同期分別增長(zhǎng)50.2%和50.7%。近年，商用車(chē)企業(yè)相繼推出了純電動(dòng)公交車(chē)、純電動(dòng)客車(chē)、純電動(dòng)物流車(chē)、純電動(dòng)環(huán)衛(wèi)車(chē)、純電動(dòng)廂式運(yùn)輸車(chē)等多種產(chǎn)品，服務(wù)于通勤、商務(wù)、物流等領(lǐng)域。在《節(jié)能與新能源汽車(chē)技術(shù)路線圖》部署中，我國(guó)純電動(dòng)公交客車(chē)的單位載質(zhì)量電耗水平在2020年、2025年和2030年要分別達(dá)到3.5kWh/ (100km·t)、3.2kWh/(100km·t)和3.0kWh/(100km·t)。新能源商用車(chē)儼然成為我國(guó)商用車(chē)的發(fā)展趨勢(shì)之一，在公共交通、物流等方面將會(huì)實(shí)現(xiàn)更大的發(fā)展。

3 建議

（1）立足資源和地域特點(diǎn)因地制宜發(fā)展新能源汽車(chē)產(chǎn)業(yè)。建議在公共交通、固定路線的物流和內(nèi)河航運(yùn)等地域重點(diǎn)發(fā)展天然氣尤其是LNG動(dòng)力形式的交通運(yùn)輸工具，陸上交通同時(shí)注重純電動(dòng)商業(yè)車(chē)的發(fā)展。在家用車(chē)和出租車(chē)方面，兼顧電動(dòng)汽車(chē)和CNG汽車(chē)發(fā)展。電動(dòng)家用車(chē)夜晚充電（慢充）實(shí)現(xiàn)低谷電利用；電動(dòng)出租車(chē)則利用快充和換電技術(shù)實(shí)現(xiàn)“燃料”快速補(bǔ)充；同時(shí)繼續(xù)布局加氣站兼顧C(jī)NG汽車(chē)發(fā)展。氫燃料電池汽車(chē)在努力提升技術(shù)水平、實(shí)現(xiàn)規(guī)模推廣的同時(shí)，要拓寬廉價(jià)氫氣來(lái)源，一方面可以利用風(fēng)電和光電電解水制氫；另一方面，隨著未來(lái)煉化轉(zhuǎn)型利用煉廠重油制氫。

（2）改革電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼方式，促進(jìn)健康發(fā)展。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，建議繼續(xù)扶持電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展，但需要改革我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)補(bǔ)貼方式。其一，中短期內(nèi)持續(xù)實(shí)施消費(fèi)者購(gòu)車(chē)稅收補(bǔ)貼，促進(jìn)消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)電動(dòng)汽車(chē)的積極性；其二，改變對(duì)車(chē)企的補(bǔ)貼方式，在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施新能源汽車(chē)積分制度，提高準(zhǔn)入門(mén)檻；其三，在充電設(shè)施建設(shè)、電池回收、技術(shù)創(chuàng)新方面給予補(bǔ)貼，促進(jìn)我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)內(nèi)涵式發(fā)展。

（3）加快研究開(kāi)發(fā)布局，搶占燃料電池技術(shù)制高點(diǎn)。相比純電動(dòng)汽車(chē)，氫燃料電池汽車(chē)能量密度更高、行駛里程長(zhǎng)、“燃料”加注時(shí)間更短，發(fā)展?jié)摿薮?。然而，我?guó)氫燃料電池汽車(chē)在燃料電池成本、壽命及儲(chǔ)氫等方面還亟待技術(shù)突破。我國(guó)應(yīng)加快氫燃料電池汽車(chē)整車(chē)動(dòng)力系統(tǒng)、關(guān)鍵零部件等核心技術(shù)研究開(kāi)發(fā)以及完善相應(yīng)的工業(yè)體系，提早布局，縮小與國(guó)外技術(shù)差距，搶占燃料電池技術(shù)制高點(diǎn)。

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Development situation and thinking of China’s new energy vehicle industry

LI Zhenyu，REN Wenpo，HUANG Gesheng，JIN Yuhao，SHI Xiaoyu

（PetroChina Petrochemical Research Institute，Beijing 102206，China）

As current hot new industry，new energy vehicles are supported by governments around the world because of its environmentally friendly and technology intensive features. Especially in China，the development of new energy vehicle industry is very rapid. In this paper，the development situation of natural gas vehicle，electric vehicle and fuel cell vehicle was introduced in detail. Focusing on the analysis of comprehensive cost，technical bottlenecks，pollutant emission，subsidies and social operating cost of these three kinds of passenger vehicles，the development proposals were put forward. New energy vehicle industry should be developed based on local resources and regional characteristics. The subsidy way of electric vehicle needed to be changed to promote its healthy development. The development layout of fuel cell vehicle should be speeded up to preempt the zenith of fuel cell technology.

new energy vehicle；electric vehicle；fuel cell vehicle；natural gas vehicle

U469.7

A

1000–6613（2017）07–2337–07

10.16085/j.issn.1000-6613.2016-2224

2016-12-02；

2017-04-18。

李振宇（1974—），男，博士，高級(jí)工程師，主要從事煉油、石油化工、煤化工及新能源領(lǐng)域發(fā)展戰(zhàn)略研究工作。E-mail：lizhenyu@petrochina.com.cn。

聯(lián)系人：任文坡，博士，高級(jí)工程師。E-mail：renwenpo@petrochina.com.cn。