萬 鋼
(中國科學技術協(xié)會,北京 100863)
過去五年是全國上下砥礪奮進的五年,也是汽車界創(chuàng)新發(fā)展的五年。回顧習近平總書記2014年5月份視察上汽集團技術中心時候所指出的:新能源汽車技術研發(fā)能不能占領制高點,已經(jīng)成為當今世界汽車行業(yè)的競爭焦點。汽車行業(yè)是市場很大、技術含量和管理精細化程度很高的行業(yè),發(fā)展新能源汽車是我國從汽車大國邁向汽車強國的必由之路,要加大研發(fā)力度,認真研究市場,用活用好政策,開發(fā)適應各種需求的產(chǎn)品,使之成為一個強勁的增長點。總書記的講話為我們指出了中國汽車由大到強的路線圖。
新能源汽車成為全球汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級的標志,中國市場成為全球主戰(zhàn)場。2017年,全球主要國家新能源汽車銷售超過142萬輛,我國新能源汽車銷量達到77.7萬輛,占新車銷售比例達到2.69%,其中,新能源乘用車銷售了58萬輛左右,新能源商用車增長也比較迅速,達到19.8萬輛。截至2017年底,全球新能源汽車累計銷售已突破了340萬輛,其中在中國行駛的電動汽車也超過了50%,充分說明我國用實實在在的行動為節(jié)能減碳以及應對氣候變化做出了貢獻。
新能源汽車關鍵零部件的研發(fā)及產(chǎn)業(yè)化取得新進展。動力電池關鍵材料國產(chǎn)化進程加快,性能指標穩(wěn)步提升,成本明顯降低,單體、電池包、BMS等方面的安全技術研究全面推進。三元材料動力電池單體比能量最高達到260 Wh/kg;磷酸鐵鋰動力電池單體比能量提升到160 Wh/kg;動力電池系統(tǒng)成本明顯下降,達到2.0元/Wh以下。2017年我國車用動力電池產(chǎn)能已經(jīng)達到20 GWh,車用動力電池規(guī)模生產(chǎn)全球領先。驅動電機關鍵部件及共性基礎技術進一步突破,如IGBT、導磁硅鋼、稀土永磁材料、位置傳感器等;電力電子系統(tǒng)集成、電機電控一體化趨勢取得顯著進展,重量比功率已經(jīng)超過3.3 kW/kg,峰值效率和高效區(qū)都得到了明顯進步。燃料電池電堆功率密度已超過2 kW/L,雙極板的研發(fā)和批量化取得原始技術創(chuàng)新,燃料電池動力系統(tǒng)部件和集成技術取得顯著進展,研發(fā)的70 MPa車載高壓供氫系統(tǒng)以及70 MPa的氫氣罐的標準也正在形成的過程當中。多品牌的網(wǎng)聯(lián)車上市,取得了市場好業(yè)績,成了追捧的目標,自動駕駛技術和樣車展示運行也嶄露頭角,相關的一些政策也在推動落實。
我國新能源汽車在研發(fā)、產(chǎn)業(yè)、市場、政策創(chuàng)新和基礎設施建設方面已呈現(xiàn)明顯的比較優(yōu)勢。研發(fā)體系方面,確立了新能源汽車“三縱三橫”研發(fā)布局,實施了新能源汽車“純電驅動”技術轉型戰(zhàn)略,建立了產(chǎn)學研結合、大中小融通的研發(fā)體系,形成產(chǎn)業(yè)鏈供應體系。產(chǎn)業(yè)方面,整車到零部件的產(chǎn)業(yè)鏈條基本形成,轉型升級速度也加快,龍頭骨干企業(yè)和一些新興企業(yè)正在加速形成。市場方面,2017年我國新能源汽車產(chǎn)銷量全球第一,保有量占世界一半,為應對氣候變化和生態(tài)文明建設做出顯著貢獻。政策上方面,已經(jīng)逐步形成了全環(huán)節(jié)、中長期、可持續(xù)的政策扶持體系,也正在探索用戶市場的激勵措施?;A設施方面,截至2017年底,全國投入運營的公共充電樁數(shù)量超過21萬個,形成了龍頭企業(yè)牽頭、多方參與的市場機制。商業(yè)模式方面,共享汽車等新興商業(yè)模式取得創(chuàng)新發(fā)展,電動化、智能化正吸引著跨界融合的發(fā)展。
電動化、智能化正引領全球汽車產(chǎn)業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。2016年,挪威、瑞典等北歐國家宣布從2030年起要停止銷售燃油車后,歐洲、美國、日本、印度都逐步宣布了要向電動化、智能化方向發(fā)展的政治意愿,同時也正在制定相應的發(fā)展路線圖和時間表。與此同時,歐洲、美國、日本等發(fā)達國家跨國車企也正圍繞電動化、智能化方面同時發(fā)力:大眾集團提出了升級2025戰(zhàn)略,發(fā)布“Roadmap E”計劃,從2019年開始全系車型的電動化;豐田提出了2020-2030年新能源車型挑戰(zhàn)計劃;寶馬、通用、奔馳等也都分別推出了他們電動汽車的車型。這些計劃和行動是對社會的一種承諾,也是全球汽車產(chǎn)業(yè)轉型發(fā)展方向及其為應對全球氣候變化的實際貢獻。
新形勢下既有很多新的挑戰(zhàn),也有很多好的基礎。第一,現(xiàn)在純電動汽車雖然發(fā)展快,但是功能、性能上還是有短板。續(xù)駛里程就是一個短板。增加續(xù)駛里程不能簡單的用增加電池的辦法解決,因為電池增加了,重量也增加了,單位耗能反而增加了。純電動汽車功能也還沒有完全覆蓋汽車市場要求,電池低溫性能亟待改進,能量密度亟待提升,需要我們共同的繼續(xù)探索技術創(chuàng)新的方向和策略。第二,傳統(tǒng)內(nèi)燃機驅動系統(tǒng)將面對更加嚴苛的排放標準和降耗減碳的要求,高動態(tài)檢測標準對動力系統(tǒng)提出新的挑戰(zhàn)。我們需要將轉型的壓力轉化為產(chǎn)業(yè)升級的動力。第三,基礎設施建設不平衡、不充分,建設、運營和服務體系還需更加靈活完善,要著力創(chuàng)新新能源汽車市場運營模式,包括基礎設施市場運營商業(yè)模式。第四是面向未來電動化、智能化的發(fā)展和大規(guī)模市場應用,現(xiàn)有的政策體系要相應調整,相應的標準法規(guī)也要加快制定和完善,使之更加精準和高效,更加適應于創(chuàng)新發(fā)展、綠色文明和普適、普惠的發(fā)展方向。
總的來說,未來我們要更加重視科技創(chuàng)新、轉型升級、政策創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和業(yè)態(tài)創(chuàng)新。
科技創(chuàng)新方面,需要與時俱進,促進更高質量的發(fā)展。我國電動汽車科技創(chuàng)新走過了將近20年道路,一直在與時俱進,促進更高質量發(fā)展。第一個五年規(guī)劃確定了電池、電機和電控三大核心技術以及純電動、混合動力、燃料電池等基本車型,形成了“三縱三橫”的研發(fā)布局,“十二五”時期順應科技制度的改革,把關鍵技術向基礎研究方面發(fā)展,在控制理論、電力電子、電化學機制等方面增加了基礎研究,同時明確了插電式增程式作為混合動力汽車的研發(fā)重點。未來的發(fā)展方向,一是要明確電動化、智能化新方向,創(chuàng)新和完善新能源汽車“純電驅動”技術轉型戰(zhàn)略。整車產(chǎn)品要在綜合能效,即高比能量蓄能、高比功率發(fā)電、高效率驅動和能量回收、智能化控制、輕量化車身等多方面提高質量;二是要提升“三電”核心技術,加強高能量密度動力電池、高功率密度燃料電池、高性能驅動和高效率能量回饋、智能控制系統(tǒng)等方面的基礎研究,應用研究和系統(tǒng)集成創(chuàng)新;三是要加大對燃料電池發(fā)動機的研發(fā)力度,推進區(qū)域商業(yè)化示范運營,加快產(chǎn)業(yè)化進程,拓展燃料電池應用領域;四是要結合新一代人工智能重大項目的實施,來研發(fā)智能網(wǎng)聯(lián)、自動駕駛技術平臺,積極穩(wěn)妥的推動自動駕駛上路,逐步的進入市場應用階段。
轉型升級方面,內(nèi)燃機電動化相結合成為車用動力技術發(fā)展新方向。在相當長的時間內(nèi),特別是在大客運、大貨運、大船運、大農(nóng)業(yè)等領域,內(nèi)燃機或以獨立驅動、或以混合動力的形式具有廣闊的市場需求,面對節(jié)能減排低碳新要求和高動態(tài)監(jiān)測新標準的挑戰(zhàn),內(nèi)燃機行業(yè)必須適應新形勢、新要求,著力推動技術進步和轉型升級。一方面,內(nèi)燃機技術將以提升燃油效率、降低排放為主線,著重在高質量整機技術、高性能關鍵零部件技術、先進燃燒技術、低磨擦技術、低消耗功附件、輕量化以及余熱能利用、后處理技術等領域組織科研攻關,以期在我國交通領域節(jié)能減排、應對氣候變化中發(fā)揮重要作用。另一方面,內(nèi)燃機與電動化相結合成為車用動力技術發(fā)展的新方向。除了內(nèi)燃機本身的技術創(chuàng)新之外,要更加注重內(nèi)燃機與電動化融合發(fā)展方面的技術創(chuàng)新。目前,市場上已出現(xiàn)了一些新產(chǎn)品,如CHS混合動力系統(tǒng)已經(jīng)運用到廣汽、吉利的插電式混合動力車型上,效率明顯提高,部分車型還應用了阿特金森循環(huán)發(fā)動機。另外,還可以基于各類油-電混合動力構型體系,探索諸如均質壓縮點燃(HCCI)、內(nèi)燃機增程器、轉子發(fā)動機等過去難以獨立應用的新技術的研發(fā)和應用。針對新型動力系統(tǒng)混合驅動需求,研發(fā)高效率增程式機電混合系統(tǒng)研發(fā)和系統(tǒng)優(yōu)化,因此研發(fā)高效率增程式機電混合的系統(tǒng),將是今后的重點研發(fā)內(nèi)容之一。
政策創(chuàng)新方面,需要繼續(xù)完善政策創(chuàng)新,保持政策連續(xù)性,擴大電動汽車市場銷售配額。一方面,堅定2020年新能源汽車財政補貼退出的同時,明確延長新能源汽車車購稅等優(yōu)惠措施。適時實施汽車節(jié)能積分制和相應的獎勵措施,加快碳交易制度建設、創(chuàng)新商業(yè)模式等政策措施,保持和加強政策的連續(xù)性和創(chuàng)新性。年初中央政府已經(jīng)出臺規(guī)定,要求黨政機關率先使用新能源汽車,按照規(guī)定逐步擴大新能源汽車配備比例;交通運輸部發(fā)布了《關于加快新能源汽車在交通運輸方面的推廣應用的實施意見》;住建部發(fā)布了《城市電動汽車充電設施規(guī)劃建設》,對充電設施、財政獎勵制度、互聯(lián)互通作出了新的要求和新的規(guī)定。另一方面,我們的政策創(chuàng)新今后將繼續(xù)擴大電動汽車市場銷售配額,加快公交、出租汽車普及步伐,開拓共享汽車新市場,完善充電設施基礎建設措施,營造更好的市場環(huán)境。
制度創(chuàng)新方面,需要制定和落實好各項標準規(guī)范。一要制定技術標準,支撐轉型,加強標準研究制定及供給。環(huán)保部門已公布的國六排放標準將是全球最嚴厲的汽車排放控制法規(guī),實施前應做好整車開發(fā)、油品質量和相關檢測能力建設和監(jiān)管工作。著眼新能源汽車的轉型升級,應研究制定有關新能源汽車的綜合能效和超低排放的技術標準;制定汽車新標準時,要擴大新能源汽車專家參與,聽取新能源汽車優(yōu)勢企業(yè)意見,協(xié)同推進新能源汽車推廣應用和傳統(tǒng)汽車的轉型升級。二要加快電力價格機制改革。要注重實施支持可再生能源和波谷電利用的政策,降低成本、提高效率;要及時出臺鼓勵車用動力電池梯次利用和回收再利用的政策措施。三要以安全、綠色、高效、共享為原則,及時出臺自動駕駛試運行的發(fā)展規(guī)劃和技術規(guī)范,要明確適應階段和區(qū)域的法定標準,通過安全可靠的試驗運行,逐步投入市場應用。
業(yè)態(tài)創(chuàng)新方面,龍頭企業(yè)領軍基礎設施建設,新能源汽車產(chǎn)業(yè)從制造向服務全鏈條發(fā)展。一方面,龍頭領軍企業(yè)在基礎建設設施方面開展了大量工作。國網(wǎng)公司構建了高效的充電設施和開放服務的平臺,符合相關標準的充電樁就可納入到充電服務平臺內(nèi)。國網(wǎng)公司逐漸從一個運營公司轉化到平臺公司。神華開始布局氫能基礎設施,選擇了一些重點來進行加氫設施的布局,為未來進入氫能源設施、為未來的清潔能源的發(fā)展做了很多工作,也發(fā)揮了龍頭領軍企業(yè)的作用。另一方面,新能源汽車產(chǎn)品正在從制造向服務的全鏈條發(fā)展。新能源汽車企業(yè)從單一的提供汽車產(chǎn)品向提供產(chǎn)品-服務-充電-運營多環(huán)節(jié)組合的新型商業(yè)模式轉變;目前國內(nèi)已經(jīng)有幾十家開始進行商業(yè)運行,以環(huán)球車享、易開租賃、奔馳Car2Go為代表的分時租賃和共享汽車在國內(nèi)開始運行,取得了比較好的運行效果,規(guī)模也在不斷的擴大。另外,自動駕駛汽車正在推進跨產(chǎn)業(yè)的融合,從傳感器、地圖、自動駕駛、操作系統(tǒng)、整車制造、通信設備和通信服務等各方面已經(jīng)形成初期產(chǎn)業(yè)生態(tài)。
國際合作方面,需要繼續(xù)加大開放和國際合作力度,推進全球協(xié)同創(chuàng)新。多邊合作上,去年的清潔能源部長會議和創(chuàng)新使命部長會議上,電動汽車倡議對外發(fā)布了EV30@30挑戰(zhàn),目標是到2030年,全球銷售的汽車中有30%是新能源汽車,同時國際氫能伙伴計劃和國際能源署的先進燃料電池合作項目也在推進中。雙邊合作上,中美清潔能源聯(lián)合研究中心、中德電動汽車聯(lián)合研究中心也正在開展相關工作。另外,我們主動倡議發(fā)起的國際氫能燃料電池協(xié)會,來自12個國家的46家國內(nèi)外機構共同參與了發(fā)起。在全球環(huán)境基金會(GEF)支持下,我國也將在新能源汽車和可再生能源綜合應用中逐步實現(xiàn)商業(yè)化推廣。
汽車產(chǎn)業(yè)轉型升級是一個長周期過程,我國新能源汽車起步雖早,但整體實力優(yōu)勢微薄。行百里者半九十,要繼續(xù)加強科技創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)升級、政策創(chuàng)新、制度創(chuàng)新和業(yè)態(tài)創(chuàng)新,著力提高供給質量,創(chuàng)造經(jīng)濟和社會效益。在今后的國際合作與產(chǎn)業(yè)競爭中,更需要集政產(chǎn)學研用各方力量,發(fā)揮創(chuàng)新優(yōu)勢,加強國際合作,努力奮斗、發(fā)奮圖強實現(xiàn)我國汽車產(chǎn)業(yè)由大到強的目標。