新能源电池回收范文

时间:2024-04-08 17:31:07

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新能源电池回收

篇1

新能源汽车的动力电池性能会随着使用次数的增加而衰减。随着中国新能源汽车数量的增加,达到使用寿命的动力电池组将会大量淘汰,动力电池能否有效回收利用将直接影响新能源汽车产业的可持续发展。目前我国已经开始加强对动力电池回收利用工作的技术指导和规范,通过建立上下游企业联动的动力电池回收利用体系,防止走其他废弃物治理走过的“先乱后治”的老路。不过虽然政策的大方向已明,但动力电池回收利用的市场则比较迟缓。其中在回收技术水平和回收体系建设上,我国应加快速度向国外企业学习。

动力电池回收将成为重要问题

发展新能源汽车是大势所趋,中国各家汽车企业也纷纷进军新能源汽车领域。去年,我国新能源汽车产量已跃居全球第一,全年汽车生产340471辆,销售331092辆,同比分别增长3.3倍和3.4倍,可以说我国新能源电动车产业已迎来生产的高峰期。进入2016年,行业相关人士也估计预计新能源汽车将会翻倍增长,新能源汽车产量也会持续扩大。

毫无疑问,发展新能源汽车有很多优点,大多数人一提到新能源汽车,总能说出诸如节能、环保等一系列优点,但是发展新能源汽车可能带来的弊端,知道的却寥寥无几。从汽车的使用寿命来看,一个严肃的问题已经摆在了现实面前,那就是再过几年,第一批在中国面世的新能源汽车电池即将面临着更新换代,那么淘汰下的废旧电池如何安全处理将成为重要的问题。

据悉,从新能源汽车的成本构成来说,价格为30万的新能源汽车的电池成本在10万元左右。虽然动力锂电池的使用寿命大概是20年,但是用于汽车,其寿命一般只有5-8年,因为它的容量衰减到初始容量80%以下时,电动汽车的续航里程就会明显减少。其中磷酸铁锂材料电池性能剩余70%时,就需要退役,如果性能剩余50%则直接进行拆解;三元锂电池性能在70%时同样需要退役。所以汽车动力电池在5年左右就需要更换。

行业相关的数据则更给出这个不容忽视的现实。

据行业内估计,2015年我国新能源汽车电池累计报废量约为2―4万吨,该数字将以每年2万吨左右的数量递增,到2020年,仅锂电池年报废量就将达到12―17万吨。这些电池如果不及时地进行回收和处理,将会对环境造成二次污染。数据显示,20克的手机电池可使1平方公里土地污染50年左右,那么几吨重的电动汽车动力电池废弃在自然环境中,势必会对环境造成更大的污染。

与此同时,我国新能源汽车电池产业的产能也在快速增加。其中2015年电池产业投资大概是1千亿元,在建、核建的产能1800亿瓦时。这么大的电池产能,五六年之后就进入大规模淘汰期,谁来回收?回收产业在哪里?都成为目前亟需解决的问题。

而且作为“静脉产业”的一种,我国对动力电池的回收利用尚没有成熟的经验。根据国外的资料,电池回收的技术路线相当复杂,比如在对废锂电池的处理上,首先要对其进行预处理,包括放电、拆解、粉碎、分选;拆解之后的塑料以及铁外壳可以回收;然后再对电极材料进行碱浸出、酸浸出,多种程序之后然后再进行萃取。这套程序工艺复杂,且成本较高,如何让企业能够进入该行业并取得一定的利益也都成为潜在的问题。

国家明确:不走“先乱后治”的老路

过去三十年来,中国的经济发展实际走的还是“先污染后治理”的老路。中国以出口为导向的经济,除去钢铁、煤炭,水泥、造纸、化工、纺织、印刷、材料等等行业,基本全是污染大户,这种遍地开花式的污染态势,已经让中国的土地在极短的时间内承受了大量污染之殇。

新一届的政府已经明确,未来中国不走“先乱后治”的老路,因为严重的空气污染、水体和土壤污染已经导致国家巨大的经济损失。所以我们看到最近两年来,反腐败之外,反污染成为考察官员的又一个重要抓手。

今年1月4日,被称为“环保钦差”的中央环保督察组正式亮相,首站选择河北进行督察。今年5月3日,中央环保督察组向河北省反馈了此前进驻督察情况。其中“河北省对环境保护工作的重视程度和工作力度,与中央要求和群众期待仍有较大差距”、“原省委领导对环境保护工作不是真重视,没有真抓”……这些毫不留情的批评直指问题要害。这是中央环保督察组的首次亮剑。通过严格落实环境保护主体责任,强化“党政同责”和“一岗双责”,破除环境治理积年顽疾,环保督察被寄予厚望。

对于新能源汽车的动力电池的回收利用,国家也没有懈怠。

2016年1月,工信部、发改委、环保部、商务部、质检总局五部委联合下发《电动汽车动力蓄电池回收利用技术政策(2015年版)》(简称《技术政策》),这是在2015年9月出台的征求意见稿基础上,正式下发的关于新能源汽车动力电池回收利用的指导性政策。尽管这一政策并非强制性政策,但五部委联合下发还是足以说明政府对于这一问题的重视程度。科技部部长万钢也在1月23日举办的“中国电动汽车百人会2016”上明确表示:“我们要高度关注一件事,要加快研究动力电池的回收和再利用。”

发改委有关负责人表示,《技术政策》出台的主要目的,就是加强对动力电池回收利用工作的技术指导和规范,明确动力电池回收利用的责任主体,指导相关企业建立上下游企业联动的动力电池回收利用体系,此举有助于培育良好的再利用体系,防止走其他废弃物治理走过的“先乱后治”的老路。

值得注意的是,为了构建起电池回收再利用的可追溯体系新版,《技术政策》明确提出将建立动力电池编码制度。据悉,具体编码工作由生产企业负责,国家汽车标准化主管部门将尽快制定动力电池产品编码标准;动力电池生产企业(含进口商)要对所生产(或进口)的所有动力电池产品进行编码,并建立可追溯系统。

此外,为了提高新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用水平,工业和信息化部还制定了《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范条件》和《新能源汽车废旧动力蓄电池综合利用行业规范公告管理暂行办法》,自2016年3月1日起施行。

企业布局刚刚开始

虽然政策的大方向已明,但动力电池回收利用的市场的启动则相对缓慢。由于我国在电池再利用技术上还有一些障碍,特别是由于动力电池重量体积大、材料种类繁多、电池单体一致性差以及寿命预测评估复杂等特点,车用动力电池不仅回收利用技术难度大,而且尚无创造回收利润的能力。所以整个回收产业现在还处于散、小、乱、差的程度。

总体而言,动力电池回收在中国还是一块“难啃的骨头”,油水很少。如果没有国家政策的牵头、没有补贴,那么一定难以形成气候。很多人士估计,不排除在未来,国家会制定对这一特殊领域的补贴政策和支持性政策,另外国家也对回收技术研发准备了大量的专项资金以吸引企业投资,所以一些公司开始布局动力电池回收利用的市场。

比如新三板公司鼎端装备就在今年4月公告,称与清华大学核能与新能源技术研究院签署“新能源汽车废旧动力蓄电池回收设备研制”合作与开发协议。据悉,二者具体合作内容为:新能源汽车动力用锂离子电池的回收设备的研制;新能源汽车动力用金属氢化物镍电池的回收设备的研制;新能源汽车动力用超级电容器的回收设备的研制。而合作期间清华大学核能与新能源技术研究院不得与第三方进行同样内容的合作。

据了解,清华大学核能与新技术研究院徐盛明教授团队于2002年开始从事锂离子电池回收项目研究,多次承担和参与国家自然科学基金项目。经过多年的不断钻研,在锂离子电池回收领域积累了丰富的技术储备。

在美上市的豪鹏国际集团旗下子公司赣州市豪鹏科技有限公司的“废旧镍氢、锂电池回收利用项目”则在不久前获得了国家发改委2015年中央预算内投资计划节能循环经济和资源节约重大项目资金。此次专项资金的下达,是国家部委对赣州豪鹏在新能源汽车动力电池回收及无害化处理领域的重大支持。

据悉,赣州豪鹏年处理10000吨各类废旧电池、电池极片等原料的废旧电池回收利用项目已在江西省赣州市开始实施,项目主要针对新能源汽车动力电池和各类电子产品的报废电池,利用先进的环保工艺和设备进行无害化处理,目前已和国内多家新能源汽车工厂建立战略合作伙伴关系,同时与上百家政府、企业单位签署废旧电池及废弃电子产品定点回收处置协议,共同推进废旧电池绿色回收体系的建设。2015年,公司与中国科学院过程工程研究所签署合作协议,开始共同推进新能源汽车动力电池梯次利用及回收处理。

南都电源则在其2015年年报中表示,公司未来将逐步开展锂电、电子类产品领域的回收业务,打造循环经济领域的产业平台,为公司向系统集成、运营服务战略转型奠定产业基础,进一步提升产业链优势。

中国开采“城市矿山”企业格林美也在年报别指出,公司将在原有优势的废旧电池回收体系与报废汽车回收处置体系基础上,积极拓展动力电池回收模式,开展动力电池梯级利用体系建设,与比亚迪公司合资设立储能电站(湖北)有限公司,推动构建“材料再造---电池再造---新能源汽车制造---动力电池回收利用”的新能源产业价值链与循环产业链。

福建著名的新能源电池生产企业宁德时代具备动力和储能电池领域完整的研发、制造能力,目前也在研究三元电池的回收利用工作。

另外,为鼓励生产企业回收动力电池,不少地方政府已开始积极探索。比如上海政策显示,车企回收动力电池政府将补助每套1000元;深圳则建立动力电池利用和回收体系,每卖一辆车厂商拿出600元、政府拿出300元,用于回收动力电池,初步建立电池回收的机制。

从各个企业的发展动向来看,中国处置废旧动力电池的关键还是突破技术瓶颈,找到一条既环保又经济的可行路径。相关企业是否能够成功,还在于能否通过开发可行的商业模式,为今后大规模处置提供解决方案。

日本和德国的经验可供参照

在废旧动力电池的回收上,日本和德国车企不仅成功实现了动力电池中的多次利用,还在全球建立了梯次回收产业链,值得国内企业学习。

比如丰田(含雷克萨斯)自2000年起,到目前已经在欧洲累计销售了100多万辆混动车,比目前我国的新能源汽车保有量还要大。2011年,丰田在本土启动回收镍氢电池的项目。

丰田与住友金属合作,借助后者世界一流的高纯度提取技术,丰田实现了混合动力车动力电池中镍的多次利用,该项业务可回收电池组中50%的镍;同时,丰田化学工程和住友金属矿山配置了每年可回收相当于1万辆混合动力车电池用量的专用生产线;而2012年,本田则与日本重化学工业公司合作配置了类似的生产线,这条生产线可以回收超过80%的稀土金属,用于制造新镍氢电池。回收电池虽然是责任所在,但日企主要依靠回收金属(包括对日本来说极为宝贵的稀土元素),作为回收产业驱动力。

同时,为了延长动力电池的使用寿命,避免处理高峰的产能限制。丰田还推进动力电池梯次利用项目。2015年,丰田将凯美瑞混合动力车的废旧电池用于黄石国家公园设施储能供电。日产也与住友合作利用电动车聆风的废旧锂电池开发蓄电池系统,作为太阳能发电的辅助储能系统,用于在夜晚和光照不足天气下的独立供电。住友商事与日产合资成立的4REnergy公司,以电动车EV废旧锂电池的商业再利用为目标,其公司成立5年来,已经成为商业上最成功的锂电池回收企业。

德国戴姆勒早在2007年其第一代电动版smart就已问世。到了2015年6月已经推出了第三代smart fortwo electric drive电动版。由于动力电池的梯次利用一方面可以实现节能,另一方面梯次利用得到普及还会极大地降低新能源汽车的成本。基于这一想法,德国戴姆勒就联合多家相关背景的企业成立了合资公司,着手建立全世界最大的退役电池储能电站,用于平衡整个德国的电网压力。预期打造的储能电站容量13兆瓦时,储能装置全部来自退役的smart电动版的动力电池。

篇2

背景

当前,我国新能源汽车产业蓬勃发展,推广应用工作有序推进。在可预见的将来,电动汽车动力蓄电池将大规模退役并进入回收利用环节。对动力蓄电池回收利用进行及时规范和引导,有助于培育良好的再利用体系,防止走其他废弃物治理走过的“先乱后治”的老路。对此,《节能与新能源汽车产业发展规划(2012-2020)》明确提出,要加强动力电池梯级利用和回收管理,引导动力电池生产企业加强对废旧动力电池的回收利用,鼓励发展专业化的回收利用企业;明确动力电池收集、存储、运输、处理、再生利用及最终处置等各环节的技术标准和管理要求;加强监管,督促相关企业提高技术水平,严格落实各项环保规定,严防重金属污染。《国务院办公厅关于加快新能源汽车推广应用的指导意见》(〔2014〕35号)也提出,要加快新能源汽车售后服务体系建设,研究制定动力电池回收利用政策,探索利用基金、押金、强制回收等方式促进废旧动力电池回收,建立健全废旧动力电池循环利用体系。《技术政策》的出台既是落实国务院有关文件要求,也是未雨绸缪引导行业规范发展的客观需要。

目的和主要原则

《技术政策》出台的主要目的就是加强对电动汽车动力电池回收利用工作的技术指导和规范,明确动力电池回收利用的责任主体,指导相关企业建立上下游企业联动的动力电池回收利用体系,防止行业无序发展。

为了达到上述目的,我们确定了以落实生产者责任延伸制度为主要原则,推动废旧动力电池有序回收,安全、环保和资源化利用,优先鼓励再利用,明晰相关主体责任义务。

主要内容

《技术政策》分为总则、动力电池的设计和生产、废旧动力电池回收、废旧动力电池利用、促进措施、监督管理和附则等七部分内容,对电动汽车动力电池设计生产、回收、梯次利用、再生利用等方面均做出了规定。

一是明确了管理方式和范围。根据《技术政策》的制定原则,明确对动力电池回收利用进行指导性管理,国家有关部门将对各个环节进行监督,待时机成熟后,国家发改委再会同相关部门出台相应的行业管理办法。《技术政策》适用于动力电池设计、生产及废旧动力电池的收集、分类、贮存、运输、梯级利用、再生利用等环节。考虑与国内现有新能源汽车相关政策的连贯性和一致性,结合国际电动汽车动力电池的实际应用现状和趋势,《技术政策》中规定的电动汽车动力电池,包括锂离子动力蓄电池、金属氢化物镍动力蓄电池等,不包括铅酸蓄电池。

二是明确了动力电池回收利用工作的责任主体。明确了生产者责任延伸制度,电动汽车及动力电池生产企业(含进口商)是动力电池回收利用的责任主体。电动汽车整车生产企业应负责回收安装在整车上的电动汽车动力电池,动力电池生产企业(指系统生产企业)应负责回收其销售给独立电池经销商(整车生产企业售后体系之外)的动力电池。电动汽车及动力电池生产企业(含进口商)应负责建立废旧动力电池回收网络,在具有售后服务网点的设区市至少指定一家回收网点负责废旧动力电池的收集。鼓励多家企业共建、共用废旧动力电池回收网络,降低回收成本,提高回收网络运行效率。

三是明确建立动力电池编码制度,建立可追溯体系。回收体系的建设是废旧动力电池能否得到合理回收及再利用的关键环节。为保证废旧电池的回收率,明确对动力电池产品采用编码制度,具体编码工作由生产企业负责,国家汽车标准化主管部门应尽快制定动力电池产品编码标准。动力电池生产企业(含进口商)应对所生产(或进口)的所有动力电池产品进行编码,并建立可追溯系统。编码应具有与产品的唯一对应性。编码应标识在动力电池产品显著位置,且具有较高的牢固性。

四是鼓励进行废旧动力电池梯级利用。考虑到部分废旧动力电池仍有一定容量,可适用于电动自行车、电网储能电站等行业,因此,鼓励对符合条件的废旧动力电池进行梯级利用,以节约成本,提升资源利用率。因梯级利用可能会涉及电池的拆解、重组和检测,所以梯级利用企业在销售电池时应在电池表面贴自有商标并明示该电池产品为梯级利用电池,并负责其销售的梯级利用电池的维修保养和再次回收。鼓励电动汽车及动力电池生产企业(含进口商)与废旧动力电池再生利用企业合作,根据废旧动力电池的容量、充放电特性、使用安全性等实际情况判断可否进行梯级利用。

提出了哪些促进动力蓄电池回收利用的政策措施?

目前,我国电动汽车动力蓄电池保有量还比较少,相关回收利用体系还没有有效建立起来,暂不宜进行强制性管理。因此,《技术政策》只是一个引导性文件,没有做出惩罚性规定。但为了鼓励相关主体执行《技术政策》,引导行业规范发展,我们提出了几个具体的促进措施:

在制度上,国家鼓励企业对动力电池采用收取押金、回购、以旧换新等措施,提高消费者交回废旧动力蓄电池的积极性。国家将探索把废旧动力蓄电池纳入“废弃电器电子产品回收处理基金”征收范围。

在激励措施上,国家将在现有资金渠道内对梯级利用企业和再生利用企业的技术研发、设备进口等方面给予支持,鼓励企业不断提升技术水平,节约资源、保护环境。

篇3

电池上面的二维码扫不到,但电池外包装的箱子上二维码是可以扫到的。

天能电池,天能集团所研制的一种电池。集团成立于1986年,地处长三角腹地“中国绿色动力能源中心”浙江长兴,全球新能源企业第30名,主要生产电动助力车电池、 锂电池、管式电池、风能太阳能储能电池,集再生铅资源回收、循环利用等新能源的研发、生产、销售为一体的实业集团。

(来源:文章屋网 )

篇4

节能低碳的浪潮袭来,国内的上汽、一汽、东风、南车时代、海格客车等多家企业也先后推出了新能源客车。但总体来看,由于国内客车行业的主力企业的行业优势没得到充分发挥,我国新能源客车技术总体来说相对国外还有差距。

为了掌握核心技术以及产品升级的需要,海格客车率先发力,联合国内知名高校,自主设计研发新能源整车控制系统;并依靠企业决心和大量投入,联合国内电机、电池、发动机、变速箱生产企业开发的整车控制器,在并联混合动力客车、混联混合动力、第一代/第二代纯电动客车上示范运营,形成了批量规模;同时,海格坚持集成创新,目前已推出30多款混合动力、纯电动、氢燃料电池车型,已有27款新能源客车进入国家新能源补贴车型目录,助力道路运输绿色发展。

日前,由海格客车独立研发的KLQ6129GEV纯电动城市客车荣获江苏省科学技术厅颁发的高新技术产品认证证书。

海格纯电动 环保经济

纯电动城市客车具有高效率、低污染的特点,它的应用将为改善城市环境状况带来重大环境效益,最终为我国的能源安全、环境清洁带来深远社会效益。

据悉,获得高新技术产品认证的海格KLQ6129GEV纯电动城市客车,采用了“零”排放的清洁能源――电能,将大大减少城市客车排放污染问题,优化城市环境,与常规车相比,在某种意义上,PM2.5的排放、二氧化碳、一氧化碳、碳氢化合物和氮氧化合物排放均为“零”,为国家的节能减排和城市环境改善做出重大的贡献。

其动力装置采用先进的高性能锂离子电池组,具有较好的动力性,充电4―5小时即可行驶180公里以上,采用集中快速更换电池的方案,完全可以满足城市公交客车的需要。

夜间充电,平衡电网峰谷,电网效率高,使用成本低,是目前城市公交的最佳选择之一。

创新技术 行业领先

从海格客车技术中心新能源室相关负责人处了解到:该款纯电动城市客车突破了整车技术专用化、动力总成技术专用化、动力电池高功率化、高效永磁同步电机、整车电子控制等关键技术,解决了我国新能源公交客车产业化中自动变速箱的主要技术瓶颈,达到国内先进水平。

篇5

(一)新能源汽车产业发展的背景及意义

随着城市化、工业化进程加速,汽车产业快速发展,国际原油供求矛盾逐步加深,全球气候变暖日益明显。发展新能源汽车产业是缓解石油资源短缺的重要举措,是全球汽车工业应对能源和环境问题的共同选择。首先从资源方面来看,如图1和图2所示,随着石油价格长期上升趋势明显,油价日益高涨已成为经济不能承受之重,同时随着世界和中国汽车保有量迅速攀升,对石油消耗造成严重负担。

其次从环境方面来看,能源大量消耗带来温室气体排放问题,是造成气候变化的主要原因,近年来各国排放标准不断严格,以减少汽车对全球气候变暖影响。

在此背景下,以节能减排为重要目标的新能源汽车技术不断取得突破,并逐步形成以能源、机电新技术为支撑,多种新能源为动力,涵盖新能源汽车整车、配套部件、专用储能材料及相关服务等领域,具有巨大市场潜力的新兴产业,呈现快速突破、竞相发展的态势。

新能源汽车产业代表了世界汽车产业的发展方向,是未来世界汽车产业的制高点,是各国家和汽车制造厂商的共同战略选择。大力发展新能源汽车,加快推进新能源汽车的产业化进程,既是有效应对能源和环境挑战,实现中国汽车产业可持续发展的必然选择,也是把握战略机遇,缩短与先进国家差距,实现汽车产业跨越式发展的重要举措。中国汽车工业必须积极行动起来,参与到这场全球性的新能源汽车的竞争中去,勇于迎接挑战,才能抓住这次难得的历史机遇,实现中国汽车业的跨越式发展。

(二)国外新能源汽车产业发展现状

美国、日本、欧洲等发达国家对新能源汽车技术高度重视,从汽车技术变革和产业升级的战略出发,颁布制定了优惠的政策措施,积极促进本国新能源汽车工业发展,以期提升本国汽车工业国际竞争力,在全球汽车工业新一轮竞争中占据有利地位。

1. 美国。当前国际上车用替代燃料主要是乙醇和生物柴油等非化石类燃料,美国一直致力于提高乙醇以及生物柴油等可再生资源使用量,以生物乙醇汽车为核心,近年来美国燃料乙醇生产和消费量都处于快速上升中,其主要需求就来自于替代汽车燃料。2007年1月24日,美国总统前布什发表国情咨文,宣布了替代能源和节能政策,提出美国应努力在未来10年之内将汽油使用量降低20%。2008年12月,14家美国电池和先进材料企业,在阿冈实验室的支持下,成立了先进交通运输用电池生产国家联盟,以提高美国车用锂离子电池制造实力。目前美国把充电式混合动力汽车作为刺激经济和拯救汽车业的一张王牌,联邦政府为推进充电式混合动力汽车计划,斥资140亿美元支持动力电池、关键零部件的研发和生产,支持充电基础设施建设,消费者购车补贴和政府采购。同时,美国能源部下属的国家实验室以及电池制造业联盟在肯塔基州设立了研发和制造中心,目标是为充电式混合动力车提供高性能的锂电池组。这些新能源政策,更加明确了研发节能减排新产品的方向和目标。

2. 日本。近年来,面对日趋严峻的能源形势和巨大的减排压力,日本汽车制造产业正在酝酿一场重大技术革命,以节能环保的新能源汽车开发代替传统燃油汽车。目前日本新能源汽车发展迅速,技术相对成熟,市场需求增多,逐步进入全面推广阶段,有望成为未来日本汽车产业的新引擎。日本混合动力汽车领域独树一帜并已形成产业化,同时注重鼓励燃料电池和生物燃料的发展,丰田、本田、日产等日本厂商的混合动力汽车不仅在国内热销,在国际市场上也令其他国家厂商望其项背。同时日本鼓励并重视燃料电池和生物燃料的发展,计划在5年内斥资2090亿日元开发以天然气为原料的液体合成燃料技术、车用电池,以及氢燃料电池科技;2007年着手生物燃料的普及,拟在2011年单年度生产生物燃料5千万升。为了进一步推进新能源汽车以及环保汽车,日本从2009年4月1日起实施了“绿色税制”,其适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆。

3. 欧洲国家。欧洲历来重视节能和减排,重视生物燃料的开发应用,凭借欧洲汽车厂商在柴油发动机上强大的技术优势,欧洲在清洁柴油乘用车方面发展最为迅速。目前,柴油车在乘用车总销量中的比重已超过50%。欧盟在2003年了《欧洲未来氢能图景》,并制订了《欧盟氢能发展路线图》。欧盟委员会于2007年1月公布了“新欧洲能源政策”,目标是到2020年,将温室效应气体排放量降低到至少低于1990年的20%,将能源消耗中可再生能源的比例提高到20%;同时将今后7年欧盟能源领域的研究开发预算提高50%。除欧盟委员会外,欧洲各国政府也根据本国情况制定了大量的政策和措施,旨在推动新能源汽车的开发和消费。

二、国内新能源汽车产业发展基础分析

(一)中国新能源汽车产业发展取得的成就

我国新能源汽车已具备一定的研发和产业化基础。“十五”计划以来,国家制定了新能源汽车科技规划,并在“863”项目等国家项目的支持下,在选择具体的新能源汽车道路时采取了多管齐下的策略,对各种可行的技术都予以一定的支持,上海811所、同济大学、清华大学等几十家单位,把新能源汽车及相关零部件的研发列为重点课题,对各种主要技术路线进行了跟踪研究,取得了阶段性成果。

中国式仅次于日本的全球第二大锂电池生产国,产业规模庞大,产业链基础好,生产工艺共性点多,具备大规模发展汽车用动力电池的条件。中信国安盟固利、比亚迪等企业已投资十多亿元,建设磷酸铁锂货锰酸锂动力电池的生产能力,比克、力神、北大先行、威力克、寰宇、海霸、万向等企业也在加快投资。今年来,锁着电动汽车的发展,国产电动汽车电机性能有了较大提高,自主开发的车用电机效率大大提高,部分产品已经应用到中国主要汽车生产企业的电动汽车中。通过近10年的自主研发和示范运行,我国在动力电池、驱动电机、电子控制和系统集成等关键技术领域取得明显进步,纯电动汽车和插电式混合动力汽车开始小规模投放市场。燃料电池技术水平不断提高,燃料电池汽车示范考核逐步深入。通过实施不断严格的乘用车燃料消耗量限值标准,应用先进内燃机、高效变速器、轻量化和优化设计等节能技术,我国汽车平均油耗明显降低。混合动力汽车开始进入市场,极大促进了传统汽车产业的技术升级。天然气汽车技术基本成熟,初步实现产业化,形成了一定市场规模。

(二)中国新能源汽车产业发展存在的制约因素分析

近年来,中国新能源汽车产量迅速增加,汽车质量快速提升,研发步伐明显加快,具备了实现产业化发展的基本条件。但总体来看,中国新能源汽车产业仍然处于起步阶段,尚有许多问题亟待解决,主要包括:

一是亟待攻克的技术瓶颈。目前我国新能源汽车技术水平还比较低, 国内电动车面临着电池、电机、电控系统等关键核心技术上的瓶颈问题。动力蓄电池同时涉及混合动力、纯电动和燃料电池三种电动汽车,因此动力系统的转型将强烈依赖电池技术的突破。然而,我国在电池系统集成技术、大规模生产工艺设计、生产过程质量和成本控制等方面,与国外先进水平仍有较大差距,电池技术是现阶段我国新能源汽车实现产业化存在的最大难点。

二是没有形成完备的产业链。目前我国新能源汽车产业建设能力比较薄弱,没有建立起从科研、设计到设备制造的比较完备的产业体系,产业链建设有待进一步加强,特别是消费者所必需的充电站等配套基础设施建设严重滞后,新能源汽车有关测试和试验的技术规范不健全,产品认证体系亟待加强,标准化工作进展缓慢,严重阻碍新能源汽车产业的健康发展。

三是新能源大规模供应体系尚未建立。按照科学的划分,交通能源转型有三个阶段:找到可以大规划提供的新能源;实现新能源的大规模供应;通过新能源汽车的量产有效利用新能源。可见,单纯在新能源汽车技术上实现突破,并成功进行示范运行,并不能解决能源供应问题,目前中国大规模的清洁能源供应体系远未建立,国家还没有制定出新能源大规模供应和能源基本转型的具体计划,从而使得新能源汽车的长久、稳定发展缺乏新能源供应这一物质基础。

四是直接惠及消费群体的政策扶持力度还不够。新能源汽车的发展靠的是市场的需求,而市场需求的主题是消费群体,目前,国家对新能源汽车产业有一部分政策支持,但是这些政策大多都是针对源头生产企业的,对于广大新能源汽车消费群体,国家并没有制定完善的政策,及时的给予补贴,由于目前的新能源汽车售价普遍比传统汽车高出1至2倍,甚至数倍,在这种情况下,如果国家补贴缺位,市场需求无法兴起。

五是国内各类生产要素没有得到有效整合。目前我国新能源汽车企业大多各自为战,行业协会和中介机构的作用得不到发挥,缺乏必要的资源整合与统筹协调,低水平重复建设较多,资源浪费现象比较普遍。如何充分发挥市场配置资源的作用,有效整合发展新能源汽车的各类要素和资源,在生产者和消费者之间建立起对新能源汽车的良好预期,是我国发展新能源汽车产业需要解决的一个重要任务。

六是企业缺乏自主核心技术。我国新能源汽车合资企业多,进入九十年代以来,我国多数汽车企业走上了合资发展的道路,合资一方面解决了我国汽车企业的发展资金来源问题,同时也方便了我们了解世界产业的发展动态,但是,造成了国内研发实力的弱化,企业越来越依赖国外技术,造成本国技术空心,企业自身核心技术缺失,和国外企业差距较大,在当前的发展新能源汽车的潮流下,必将为我国企业带来的巨大的挑战。

三、新能源汽车产业化发展路径分析

新能源汽车产业发展多种技术路径并存,而混合动力、纯电动和燃料电池驱动是其发展的三个基本选择。混合动力汽车目前已经产业化,但相对于日渐枯竭的石油资源而言,终究是个替代方案,不可能长久;纯电动汽车也已经迈出产业化的步伐,但技术瓶颈较多;燃料电池驱动是最终解决方案。新能源汽车将沿着 “镍氢――锂电――燃料电池”产业化路径发展。而新能源汽车产业的价值链将围绕最为核心的电池业务展开,并逐步延伸至电气系统(驱动电机、控制系统)、整车(乘用车、客车)以及上游资源(锂、镍、稀土)领域。新能源汽车产业发展主要集中在纯电动汽车和油/电混合动力汽车上。因这两种汽车在节能与环保方面的较高可行性,有望成为下一阶段新能源汽车的主流。届时世界汽车将摆脱依靠石油能源的时代,进入单一的新能源汽车时代。

(一)锂电池是新能源汽车电池的首选

目前主要的新能源电池产品有镍氢电池、铅酸电池和锂电池等品种。铅酸电池是目前应用最广泛、技术最成熟,并且唯一大批量生产和应用的动力电池,主要用于汽车和电动自行车。镍氢电池已成功应用于丰田混合动力汽车,目前应用较为成熟的动力电池,搭载镍氢电池的混合动力汽车全球销量已超过170 万辆。离子电池具有重量轻、储能容量大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点,已开始逐渐取代酸铅和镍氢电池,成为目前世界上大多数汽车企业的首选目标和主攻方向,全球已有20余家主流企业进行车载锂离子动力电池研发。

镍氢电池以其成本优势占据了电池容量要求不高的混合动力电池市场,能量密度小、续航能力差。锂离子单体电池已经完全达到实用水平,但成组应用技术尚不成熟,导致动力电池成本高,寿命较短。我们认为镍氢电池是未来2~3 年过渡产品,最终目标是锂电池和燃料电池。具备优越性能的锂电池材料已经面世,但由于制造工艺和设备的限制,成品率较低,若成品率达到80%,成本即可降低30%~50%。未来2~3年锂离子动力电池实现规模化生产,成本大幅降低之时,就是镍氢电池和铅酸电池被淘汰之日。

(二)永磁材料是汽车电机及控制系统突破口

汽车电机及控制系统的发展趋势:永磁化、数字化、集成化。传统汽车的驱动部件变速箱在新能源汽车中将被电机驱动系统取而代之,但新能源汽车同时也对电机及驱动系统提出更高效率要求、温度耐受要求和更低成本要求。电机及控制系统作为关键的驱动部件,在整车的成本比重约占15%,从新能源汽车电机及控制系统的发展趋势看,永磁同步驱动电机,控制系统及功能单元数字化,电机与变速箱、电机与发动机、电机与电子部件集成一体化是汽车电机及驱动系统的发展方向。

随着混合动力汽车和纯电动汽车的快速发展,永磁驱动电机将迎来一个更为快速发展的时期,其发展发展趋势也将呈现以下特点:高功率密度、高转矩密度、高可控性、高效率、高性能高价格比等,以满足新能源汽车的实际需求。目前,新能源汽车电机制造壁垒不高,短期内控制系统是瓶颈,仍然需要加大研发力度,寻找突破口。

四、促进新能源汽车产业发展的对策建议

针对国际新能源汽车产业发展现状和我国新能源汽车产业发展中村存在的问题分析,通过构建新能源汽车技术研发平台,建立关键零部件自主研发体系,加大研发力度突破技术瓶颈,不断完善新能源汽车标准体系并加快充电设施建设步伐,同时加强政府引导力度,建设促进新能源汽车产业的政策环境,不断推进新能源汽车产业化进程。

第一,加强新能源汽车产业相关技术研发力度。集中全行业科技资源,同时要加强国际间交流与合作,建立合作开发机制,在共性基础和前沿技术领域,积极利用国际资源;开展系统集成、动力总成、电磁兼容、高压安全、动力电池等关键技术研究,加快建立先进的整车设计与开发流程。突破动力电池核心技术,提高电池性能和寿命,降低成本。加快推进动力电池关键材料和生产装备自主化;突破和掌握高效动力总成、汽车轻量化、低阻零部件等先进节能技术。突破机电耦合、能量回收等混合动力汽车关键技术,实现混合动力专用发动机自主研发和生产;突破电动化总成控制系统(电动空调、电动转向、制动能量回馈控制系统)、整车分布式控制系统,掌握基于新型电机集成驱动的底盘动力学控制、整车控制系统、智能交通、车网融合等前沿技术。

第二,积极推进新能源汽车试点示范。深入开展节能与新能源汽车试点示范,进行产品试验验证和技术经济评价,提升产品技术水平;研究配套鼓励政策,探索建立具有商业可行性的市场推广模式,协调发展充电设施;扩大市场规模,形成试点带动技术进步和产业发展的良性循环机制,建立有利于公平竞争的开放市场环境。加强公共服务领域的节能与新能源汽车示范推广试点,以公交、出租、公务、环卫、邮政、城市物流用车和企业通勤车辆等为重点,加快推广节能与新能源汽车,逐步扩大试点规模,积极推动私人购买新能源汽车补贴试点。探索“裸车”销售、电池租赁、整车租赁等多种推广模式,建立新能源汽车租赁服务、二手车交易、电池梯次利用与回收再利用体系。

第三,加快充电设施等基础设施建设步伐。在产业发展初期,应集中力量重点在试点城市开展充电设施建设。试点城市应开展充电网络建设,建立以个人和公共停车位分散慢充为主的充电系统。推进现有社会停车场改造,在主要商业区、住宅区和政府部门停车场配套建设慢速充电桩,在城市主要干道和火车站、机场等场所建设公共快速充电场站,依托公交场站建立公交车专用的充换电系统。开展新能源汽车基础设施关键技术研究,研制与智能电网相融合的能量转换技术与设备。

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宜春锂电新能源产业取得了突破:碳酸锂量产取得了突破。江西本源、银锂、合纵三家公司的电池级碳酸锂项目,先后在实现工业化批量生产;锂电产业关键材料的工业化、规模化取得了突破,江特电机公司的锂电池正极材料实现了大规模化的生产,另新引进了具有国内先进水平的电解液生产企业金晖公司正在建设中,博能新材料公司、正拓新能源科技有限公司也分别生产出正、负极材料;高品质动力电池的引进取得了突破,引进了国内动力电动生产一流团队企业中投新能源和河南环宇公司,以及具有国际先进水平的英迪能源(苏州)公司,为今年动力电池在我市的突破打下了良好的基础;新能源汽车的生产和研发取得了突破,大路汽车、江特公司、福斯特公司分别生产出了锂电汽车、锂电场地车和电动摩托、自行车,宜工集团研发出了锂电垃圾清扫车,其工程车的新能源改造已经起步。

依靠科技有效开展锂矿资源整合

锂是自然界最轻的金属,被科学家誉为“工业味精”、“能源之星”,是生产锂离子电池的好材料,是发展新能源、新材料的重要金属。

切实做好锂矿资源整合,开展矿业权收购工作。巨源矿业1250万元收购了江西永生物流实业集团有限公司持有的江西博鑫矿业有限责任公司51%的股权;江特公司5800万元竞拍获得宜丰牌楼含锂瓷石矿6.43平方公里的普查探矿权。开展资源勘查。与赣西地质大队合作,对宜丰白水洞矿区开展锂资源详查工作,共探明氧化锂储量12.1万吨。开展选矿试验工作。针对宜丰同安第一瓷矿和奉新塘下瓷石矿、郭家瓷石矿进行选矿试验及宜丰、奉新所有氧化锂含量0.4%以上锂矿资源进行手选纯云母试验,累计试验926组,取得试验样品3572个,测样1563个,试验结果数据都很理想。

在集思广益后,宜春市委、市政府将目光敏锐地聚焦到独一无二的锂资源上。宜春现探明可利用氧化锂的储量约250万吨,其中,宜春钽铌矿可开采氧化锂的储量为110万吨,占全国的31%,世界的12%,居矿石锂矿的世界首位。在扩能改造上,宜春钽铌矿主厂房工程基建项目于2009年7月份正式开工,标志着扩能改造工程已全面铺开。项目扩能改造后,仅矿产品锂云母年产量就将从过去的6万吨增至20万吨以上,可支持年产碳酸锂2万吨,这个产量相当于2008年全国的总产量。

规划把脉锂电新能源产业

产业要发展,规划是龙头。2009年4月,宜春形成了《宜春市锂电产业发展规划》初稿。为使规划更为科学合理,同年6月10日至11日,该市和江西省科技厅、科协联合主办了锂电新能源产业规划论证会和同舟论坛,邀请国内知名专家前来宜春,为锂电新能源产业发展规划把脉。

在论证会和论坛上,专家们一致认为:锂电动汽车是锂电新能源产业的高端产品,并已成为国际竞争的热点。宜春拥有丰富的锂资源,发展锂电新能源产业符合科学发展观要求,顺应了时代潮流,融入了世界新能源革命发展大潮。

在全国乃至全球产业体系分工中,找准了适合自身发展的新坐标,宜春人推进锂电新能源产业发展的脚步也更加坚定。

《宜春市锂电产业发展规划》为打造“亚洲锂都”描绘了更加科学的发展蓝图:以锂电汽车为目标,打造亚洲较大的碳酸锂生产基地,并全部本地加工成工业用品和终端产品;建成中国领先的动力锂电池生产基地;建成35万辆以上大、中、小锂电汽车生产基地,并建立国内或国际一流的产品与技术研发、测试中心,打造“亚洲锂都”。在2015年实现产值过1000亿,力争突破1200亿元。为此,江西省将锂电新能源产业列为江西第4个千亿元产业工程和重点发展产业,宜春正打造从锂矿原料碳酸锂锂电池材料锂电池锂电汽车的完整的锂电新能源产业链条。宜春的“亚洲锂都”之梦,正沿着这样一条清晰的“路线图”全速推进。

招强选优工作突出关键技术和优势项目

宜春市紧紧围绕“延伸产业链,提升附加值,形成规模化”的招商目标,着重推出一批产业化项目,包括:国家级锂电技术研发及检测中心建设项目、电池级碳酸锂生产项目、锂离子电池锰酸锂正极材料生产项目、锂离子电池磷酸铁锂正极材料生产项目、锂离子电池三元系正极材料生产项目、锂离子电池负极材料生产项目、锂离子电池隔膜生产项目、锂离子电池电解液生产项目、动力锂离子电池项目、储能型锂离子电池项目、锂离子通信电芯生产项目、电动车用驱动电机生产项目、锂离子电池(组)电控系统(电源管理系统)生产项目、锂离子电池助力自行车项目、锂离子电池电动汽车生产项目、锂离子电池微型电动汽车生产项目、锂离子电池电动摩托车生产项目、锂离子电池回收循环综合利用项目。

在招商过程中,注重招商质量,避免低水平的重复建设,力争产业链每个环节至少有 1个优势项目落地。对涉及锂能产业内的关键技术和优势项目(如隔膜、铝塑膜、电解液、动力电池、电动汽车),在国内外进行有针对性的重点招商。

以建设新能源汽车基地为核心开展招商。在电机电控、动力电池、电源管理、整车集成等方面具有比较优势的企业中,开展以建设新能源汽车基地为目标进行招商。同时,积极扶持本地上市公司江特电机、萍钢控股的宜工集团等公司做大做强,积极引导他们参与锂电新能源项目的开发与建设,吸引了一个个投资规模大、技术含量高的锂电新能源产业项目集聚。

通过努力,江西本源新材料电池级碳酸锂项目,率先在国内实现工业化批量生产;江特电机公司生产出了具有自主知识产权和国际先进水平的锂电池正极材料;博能新材料公司、正拓新能源科技有限公司分别生产出正、负极材料;福斯特公司生产出宜春第一批锂离子生活类电池和动力及储能电池;江西锂能产业公司、宜春天锂公司、宜春微型电动汽车公司、江特电机、福斯特公司生产出了大、中、小电动汽车、特种车、电动自行车;银锂公司已生产出电池级碳酸锂;鸿兴能源二期、联威新能源、威玛新能源已投产。萍钢控股宜工投资50亿元的工程机械及新能源机械项目已进资10亿元、江特锂电池材料二期投资完成1亿元并投产;合纵锂业、佳的电源正在安装设备;京九电源、金晖公司已动工建设;中投新能源正在整地;齐鲁证注资3000万元入股明冠能源(江西)有限公司;河南环宇、厦门德科电池公司、安徽鑫达沣矿业技术公司等20多家正在注册等等。

加速推进科技平台建设

锂电新能源产业科技平台建设强势推进。

科技部授予宜春全国首个国家锂电新能源高新技术产业化基地并列入重点推进产业;江西省政府批准宜春成立全国首个锂电新能源发展局;宜春职业技术学院成立全国首个锂电新能源学院,宜春学院开设全国首个锂电新能源实验本科班;江西省高度重视宜春市锂电新能源产业发展,将宜春市锂电新能源高新产业列为全省第六个高新技术产业、第十四个重大产业和第四个千亿元产业工程,并被科技部列为重点推进产业。

强化人才支撑,引进国内外锂能产业先进技术和高端人才。主动与全球从事锂能产业研发的高等院校及科研机构联系与合作,与市政府建立合作关系的中南大学、南昌大学、江西理工大学、北京有色金属研究总院、同济大学汽车学院中,已有3所院校实施9个产学研项目;与宜春学院合作3个项目;与其他院校合作5个项目。同时,与美国麻省理工学院、美国怀特州立大学、中科院物理所、中科院电工所、武汉大学、四川大学等院校的科研人员保持密切联系,并建立了锂能产业专家库。

加速推进产业平台建设。积极筹建国家级锂电研究院和测试中心,江西省质量技术监督局已批复在宜春市筹建我国唯一的省级锂电产品检测中心―“江西省锂电产品质量监督检验中心”,成立了南昌大学(宜春)锂电及新能源研究院,江特电机股份有限公司研发平台被认定为江西省特种电机工程技术研究中心,市锂能产业公司建成了锂云母矿选矿研发中心,宜春学院成立了锂电新能源研究所。通过这些产业平台的建立,与相关科研院所合作,开展锂云母矿选矿、锂云母矿提取碳酸锂、锂电材料、锂离子电池制造、电源管理系统、电控系统、新能源汽车用电机等方面的技术研发。

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[关键词]新能源;客车;电能;CNG;醇类燃料

随着汽车保有量的增长,交通拥堵状况以及大气污染日益严峻,国内个别城市为缓解这种状况对私家车辆进行了许多限制,因此公共交通以及新能源汽车的发展得到了很大的政策支持。近年来,客车研发拥有更多的新技术手段,使得客车的动力性、经济型、可靠性、安全性等诸多方面得到了前所未有的提高,尤其是在节能环保方面更是各个厂商竞争的关键。

一、 优先发展新能源公共交通是实现节能环保的必由之路

我国城市化进程在党的十七大报告和国民经济中长期发展规划中都有详细的描述,随着城市化进程的加速,必然会带来城市公交车辆的大量需求,与此同时,像北京、上海这样人口超千万的城市交通和车辆排放污染形势严峻。

公交车辆是城市的名片,交通运输时国民经济的命脉,公交优先政策的实施会带来大量的资金投入,在建设和谐社会,实现科学发展的重大战略中,客车行业节能减排的重要措施就是实现动力系统的新能源化,包括电能、混合动力、CNG、醇类燃料、氢能源、太阳能等。

优先发展新能源公共交通的主要原因是:

(1)能源短缺,石油价格飞涨;我国交通用油呈快速上升势头,年平均增长超过10%,国家能源安全面临严峻挑战;

(2)空气污染和二氧化碳排放的控制;我国二氧化碳排放位居世界第二,仅次于美国,并且我国已正式加入签订“京都议定书”。汽车二氧化碳排放将成为我国关注的重大环保问题。

二、 常见新能源汽车的主要分类与发展

1、 电动汽车

电动汽车包括纯电动汽车(electric vehicle, EV)、混合动力汽车(hybrid electric vehicle, HEV)、燃料电池汽车(fuel cell vehicle, FCV)。

(1) 纯电动汽车

首先电能作为一种二次能源,它的来源广泛,例如水力发电、风力发电、潮汐发电等。其次,纯电动汽车利用电力驱动,在使用中可以实现零排放,电动汽车的电动机运转只做回转运动,振动和机械噪声都很小,也没有内燃机的燃烧噪声和进排气噪声。最重要的是电动汽车能源利用率高,并且制动能量易回收,按目前技术水平电动汽车的能源利用率比汽油车约高40%。

但电能作为汽车能源又存在以下主要问题:

a. 能量密度低。由于现阶段技术问题,电池能量密度低,为保证必要的行驶里程就不得不装备庞大笨重的电池组;

b. 充电时间长。电池充电时间一般需要6~10小时,快速充电技术还没有得到根本的突破;

c. 成本高昂。同档次的电动汽车比普通汽车价格高出10万元左右,即使是在原车基础上改装也需要3~7万元。

(2) 混合动力汽车

混合动力汽车将电力驱动与传统的内燃机驱动相结合,充分发挥了二者的优势,同时它可以从根本上解决现在纯电动汽车动力性能差和续驶里程短的问题。

混合动力汽车根据动力源的数量以及动力系统结构形式的不同,可以分为串联式、并联式、以及混联式。混合动力汽车节油优势主要在于以下几点;

1)为满足急加速以及以上坡等对驱动功率的要求,传统内燃机车往往配备功率较大的内燃机,而混合动力汽车可以利用电力的补偿作用使得内燃机的工作点始终平滑的工作在如下高效率的最优工作区域内;

2)混合动力汽车在等候或者低速滑行工况下可以关闭内燃机,节约燃料;

3)在汽车减速刹车时,电动机将转化为发电机,回收部分制动能量存入蓄电池,从而进一步提高燃油经济性。

(3) 燃料电池汽车

目前汽车上应用的基本是质子交换膜燃料电池(PEMFC),其基本原理是H2和O2在催化剂作用下发生氧化还原反应,生成水的同时产生电能。

燃料电池的主要优点为:

a. 效率高。燃料电池的化学反应不受卡诺循环的限制,理论上能量效率可接近80%,实际效率已达50%~70%。

b. 清洁无污染。氢/氧燃料电池产物只有水,属于零排放或者接近零排放(考虑到燃料重整时)。

c. 氢能源来源广泛,尤其可以利用电网晚间的低谷电制氢,提高了电网运行效率。

我国政府也非常重视燃料电池汽车关键技术的研究,“九五”期间,国家科技部将燃料电池技术列入国家攻关计划,“十五”和“十一五”期间,燃料电池汽车及其相关技术的研究和样车的研制开发被列入国家“863”电动汽车重大专项和重大项目中,予以重点资助。

2、 CNG汽车

天然气主要成分为80%~99%的甲烷,剩余的成分是惰性气体如二氧化碳、氮气,和其他低价的碳氢化合物。天然气的辛烷值(ROZ)高达130,若采用较高的压缩比,约可到13,所以天然气发动机非常适合增压。

天然气发动机汽车的特点是二氧化碳排放量比汽油发动机低20%~30%,而且只产生很低的氮氧化合物和非甲烷碳氢(所有碳氢化合物扣去甲烷的和)排放。

天然气公共汽车可达到严格的高环境友好汽车(Enhance Environmentally friendly Vehice,EEV)限值。目前德国约有40000辆天然气汽车获准行驶,天然气加气站670余个。并且CNG客车已经在国内一些城市如西安得到大力的推广。

未来客车天然气发动机的发展呈现以下趋势:

(1) 客车大型化和高端化对发动机要求更高

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关键词 新能源汽车 竞争力

当前,世界工业化进程不断加快,能源消耗巨大,能源危机成为经济发展的一大挑战。汽车业作为传统制造业之一,也需要寻求新的发展之路。在这样的背景下,各国纷纷把焦点投在了新能源汽车的发展上,在节能环保的同时促进产业的优化升级。

一、国外新能源汽车的发展现状

2008年国际金融危机之后,美国汽车产业经过重组焕发活力,新能源汽车成为克莱斯勒、通用汽车和福特三大汽车公司的投资重点和提高竞争力的主要策略。与此同时,特斯拉作为电动车的传奇异军突起。数据显示,1993年至2013年,美国三大汽车集团及其子公司的可替代燃料汽车数量占销售总量的66%左右;2010年5月,德国政府宣布设立“国家电动汽车平台”(NPE),目前德国已成为继美国之后的第二大电动汽车生产国,德国代表车型有奔驰产的Smart纯电动轿车;法国则重点推行发展电力能源汽车,代表车型有雷诺生产的ZE系列纯电动轿车;日本混合动力车已形成产业化,丰田的普锐斯混合动力汽车在全球销售总量已超过百万辆。

可见,车型电气化已成为目前各大车企新能源的发展方向。

二、我国新能源汽车的发展现状

2001年,我国在国家高技术研究发展计划(“863”计划)中提出了新能源汽车的研究项目,从此揭开了我国自主研发新能源汽车的序幕。

从2000年到2015年,我国政府在新能源汽车领域已累计投资近200亿元,基本确立了电动汽车“三纵三横”体系(三纵:燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车;三横:多能源动力总成系统、电机驱动系统和控制单元、动力电池和电池组管理系统)。

在国家补贴和政策优惠的利好条件下,国内汽车企业诸如奇瑞、比亚迪、上汽、一汽等纷纷抓住机遇,推出了各种新能源车型。

2015年我国新能源汽车增长迅猛,产量达到37.9万辆,同比增长3.5倍,中国也成为全球最大的新能源汽车的增量市场。然而,我国消费者的购买量大多是地方补贴和国家新能源补贴带动的,汽车厂商的电动汽车更多停留在造车阶段,并未突破新能源汽车的技术瓶颈。

在走出去的过程中,国内新能源汽车企业已经打入欧美、日本等发达国家和部分发展中国家,借助“一带一路”战略,为沿途国家提供相关服务。其中,2015年,比亚迪新能源汽车以61722辆的成绩,一举夺下全球新能源车销量冠军。

三、我国新能源汽车产业国际竞争力

迈克尔・波特认为,决定一国某一产业国际竞争优势的是一组因素,即他提出的4个“钻石因素”及机会和政府两大附加要素。

(一)要素条件

要素条件是指针对特定行业竞争所必需的生产要素,包括自然资源、劳动力数量、地理位置等一般要素和高科技、高素质劳动力等高级要素。从一般要素来看,我国劳动力充足,新能源汽车生产所需要的稀土、石墨、锂等自然资源较为充足;然而从高级要素来看,我国新能源汽车的生产技术不够成熟,与国外相比,电驱动系统集成化程度低,发动机及机电耦合装置的技术依然薄弱,关键技术未有所突破。与此同时,相关的人才也十分欠缺。

(二)需求条件

国内需求在提高竞争优势方面发挥重要作用。良好的需求能够促使企业加强创新能力,提高产品质量,从而提高企业的竞争力。从需求的总量来说,我国人口众多,是世界上最大的汽车市场。然而随着汽车保有量的增加,能源消耗巨大,由此造成的空气污染日趋严重,民众需要更为清洁环保的汽车。

(三)相关供应商和支持性产业

具有国际竞争力的供货行业和相关产业,能帮助国内的某一行业在国际市场上确立优势竞争地位。新能源汽车依赖于电池、电机和电控三大核心环节。其中,电池直接影响着汽车的使用年限,是最重要的技术保障。与欧美、日本相比,目前我国关于电池技术的法规不够完善,相关充电设备缺乏统一的技术标准和规范。而在基础设施方面,我国也比较落后,以欧盟、日本为例,加氢站目前已经有几十座,将来还要建设上百座,而我国内目前就两三个,且使用率不足。

(四)企业的策略、结构和竞争状况

每个企业都有自己的发展战略和竞争策略。比如,丰田致力于混合动力车的研发,中国则更注重纯电动汽车的发展。就竞争状况而言,在新能源汽车领域,欧美国家和日本的技术优势明显,市场发展更成熟。在对外扩张的竞争策略上,我国汽车企业更多地采取了合资和购买兼并的策略,吸收了部分国外企业的先进技术。

(五)机会

新发明的出现、主要技术的中断、战争等会给企业带来很多机会。当前世界日益严重的环境问题和能源危机为新能源汽车的发展提供了有利的国际环境。由于新能源汽车发展历史较短,竞争巨头较传统企业少,转型成本低,电力技术的研发空间仍然巨大,一旦实现技术突破,很容易占据竞争优势地位。

(六)政府

政府政策是通过四个关键因素发挥作用的。在新能源汽车行业,政府的政策主要体现在产业规划、政府补贴和制定相关标准上。

自2013年以来,国家发改委、财政部、工信部以及科技部等各大部委陆续出台了一系列鼓励和推广新能源汽车发展的政策,包括新能源汽车购置价格上的高额补贴,以及不限行不限号等政策优惠。

在补贴政策方面,我国最新的补贴政策为:未来五年内,对于纯电动、插电式混动乘用车及客车,根据续驶里程给予数万元至数十万元补贴,而对于专用车或货车则根据电池容量给予每度电1800元的补贴。这一政策将有利于发挥国内市场潜力,推动消费增长。

在标准制定方面,2015年12月,全国汽车标准化技术委员会我国《新能源汽车国家标准目录》;2016年8月1日,质检总局、国家标准委、工信部联合印发了《装备制造业标准化和质量提升规划》,其中制定了插电式混合动力汽车、纯电动汽车、燃料电池汽车等新能源汽车以及动力电池等零部件的相关标准。随着标准的日益规范,国内新能源汽车的发展将更加通畅。

四、相关政策建议

可以看出,与发达国家相比,目前我国的新能源汽车产业仍然存在很多问题,国际竞争力仍然较弱,但是发展潜力巨大。笔者结合基于钻石模型的分析,对我国新能源汽车产业发展提出建议。

(一)把握分寸,适度扶持

当前我国对新能源汽车的支持政策繁多,各省市都有自己的补贴政策。然而,补贴过度有可能造成汽车企业过分依赖政府,缺乏技术升级的积极性,长期来看不利于提高国际竞争力。

(二)注重研发,鼓励创新

现今我国新能源汽车产业还处于成长阶段,技术条件不成熟。国家应加大对相关领域科学研究的支持,注重高校的相关学科建设,成立相关的研究机构,提高整个产业的创新能力。

(三)完善产业链建设

新能源汽车产业的长足发展离不开国家的支持和企业自身的努力,还需要完善的产业链支持。首先,加快电池、电机、电控技术升级,减小上游产业链的阻碍。其次,在基础设施方面,针对消费者普遍担心的充电站等,应尽快落实和普及。新能源汽车的维修、保险等,也应加快步伐跟上。最后,可形成电池回收利用机制,减少资源浪费,实现优化配置。

(作者单位为四川大学经济学院)

参考文献

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关键词:电动汽车电池;现状;发展趋势

一、引言

能源危机和环境污染是当今世界的两大问题,而大气污染的42%来自燃油汽车的废气排放。目前,全世界汽车每年向大气排放的有害气体多达5亿吨,成为污染环境的主要原因之一。由于汽车严重污染环境,各国对汽车污染的限制越来越严。

随着环境保护概念的深入人心和国际原油供应的持续紧张,多数发达国家的研究机构和汽车厂商都加大了对新能源汽车技术的研发投资,以替代传统以石油为燃料的汽车,形成了多种技术共同发展的局面,其中部分技术已经在商业化领域取得了重要成功。

电动汽车是利用装在车上的蓄电池提供电能拖动电动机旋转,通过传动装置驱动车轮旋转。蓄电池又称为电瓶,是一种能储存电能的装置,能实现电能和化学能的转换。电瓶充电时,把电能转化为化学能储存起来,而当车辆工作时,电瓶放电,再把化学能转为为电能,驱动电动机旋转。蓄电池有两大类,一类是酸性蓄电池,又称为铅蓄电池;另一类是碱性蓄电池,铁镍和镉镍电池两种。铅蓄电池的优点是制造费用低,内阻小,能提供强大的电流,因而在电动类车辆中普通使用。

二、电动汽车电池的发展现状

(一)电动汽车具有的优点

电动汽车与燃油汽车相比,电动汽车有着无可比拟的优点,其具体情况如下:

(1)有利于环境的保护。电动汽车使用的是蓄电池,没有尾气的排放,不会对环境造成污染,这是燃油汽车无法做到的。这在提倡低碳生活和环境保护的当下,是能源发展的一个新趋势。

(2)节约能源。电动汽车能够实现能量的回收利用,在制动状态时,可以回收能量的40%左右,从而提高了能源的利用效率。

(3)结构轻巧紧凑。由于蓄电池的体积小,可以分散布置,所以总体布置相比发动机而言,布置更加紧凑。

(4)电动汽车相比燃油汽车而言,驾驶更加方便,起动容易,调速平滑。

(5)制造成本小,没有发动机的振动带来的影响,使用寿命相对而言提高非常大。

(二)电动汽车电池的发展现状

电动汽车是以蓄电池作为能源,是清洁型汽车,它集新技术、新材料、新能源为一体,将是二十一世纪重要的交通工具之一。当前的电动汽车技术受三个主要因素的严重制约:一是电荷量比较低,充完电一次行驶里程比较短,二是充电时间长,使用不方便;三是质量电荷量小,使电动汽车自身的装备质量大,从而影响加速性能和最高车速的提高,无法与燃油汽车相抗衡。所以电动汽车发展的关键就是蓄电池。

当前已经成功研制出的电池主要有:铅蓄电池、镍镉蓄电池和燃料电池等。可接受的电动汽车电池的最低指标为:比能量>100瓦小时/千克(whk/g),比功率>150wk/g、循环寿命>600次、一次充电行程>Zokom,及经济性、可靠性和安全性能等。电池的比能量决定电动汽车的行驶里程,比功率则影响最高车速、加速性和爬坡能力。

电动汽车一般是由蓄电池、电动机和控制系统三部分组成,而关键部分是蓄电池。蓄电池有酸性、碱性和燃料电池等。目前用得最广泛的是铅酸电池,它工作可靠,价格低,但它的能量密度小寿命较短。碱性电池,为镍铁、镍锌、镍氢电池等,其能量密度大,寿命也较长.但价格昂贵。燃料电池,如氢-氧燃料电池,由于存在安全隐患,需采用一些昂贵金属故成本太高未被广泛采用。

应用在电动汽车上的储能技术主要是电化学储能技术,即铅酸、镍氢、镍镉、锂离子、钠硫等电池储能技术。过去这些储能技术分别在比能量、比功率、充电技术、使用寿命、安全性和成本等几方面存在严重不足,制约了电动汽车的发展。近年来,电动汽车电池技术的研发受到了各国能源、交通、电力等部门的重视,电池的多种性能得到了提高,如锂离子电池技术在安全性方面取得了突破性进展。这些将有望推动电动汽车的大规模商业化。

纯电动汽车的三大关键部件是电池、电机、电控,而电池则是最核心、产业价值最大的部分。目前,我国已经形成一条完整的锂离子动力电池产业链,为纯电动汽车发展奠定了一定的基础。我国已经研制出多元素聚合锂离子电池、双定子磁悬浮直流驱动电机、电池管理及电控系统等产品,可广泛用于客车、轿车以及军事动力领等域。高性能动力电池、驱动电机以及其控制系统的技术突破将积累工程化技术、加快产业化步伐。我国纯电动汽车整车产品技术和产业化基础,与国际基本同步,而且在某些领域还具有独特优势,纯电动客车动力系统已实现国产化。目前镍氢电池汽车属于技术成熟类电动汽车,而锂电池汽车则属于技术发展阶段的汽车。

铅酸蓄电池性能可靠而价廉、紧凑,但很重,而且功率密度小,平均寿命仅为2~2.5年,在寒冷气温下更短。在安全方面,硫酸蓄电解液可用胶体来代替。充电时放出的氢气有爆炸的危险,需用密封装置解决。它是技术上最成熟的电池,为大多数的电动汽车选用,但其过充电、过放电时寿命缩短。

镍锡蓄电池的体积能量密度与铅酸蓄电池相近,但重量能量密度则非常优越。其技术成熟性仅次于铅酸蓄电池,但其成本比铅酸蓄电池高50%,但很安全,寿命一般为3年。

镍锡蓄电池可以急速充电、过充电,电池的放电深度及周围温度的变化对其性能影响较小,和能量高的特点,但这种蓄电池除非完全放电,否则不能完全充电,因此影响了汽车行程,另外,为了防止污染环境,对镍锡蓄电池需回收,其回收能力尽管是一大难题,但在强制使用零排污车之前,可望得到解决。

三、电动汽车电池发展趋势

铅酸电池虽便宜,并在叉车、观光车或者短途公共汽车上作为动力源应用,但新一代铅酸电池的比能量和循环次数仍存在严重的限制。未来使用铅酸电池来驱动在高速公路上行驶的电动汽车是不实际的,但价格优势使其在轻度混合或者短途行驶的电动汽车中仍占一席之地。然而,有文献指出近期美国的“下一代电池和电动车”中有一种超级电池是超级电容器与铅酸电池的并联使用。这种电池具有双电层电容器的高比功率、长寿命以及铅酸电池价格便宜的优势,将具有市场竞争力。

镍氢电池虽然具有较高的比能量和比功率等优点;但由于需要大量使用镍和钴其成本较高,镍钴的稀缺性会导致其大批生产和使用时价格反而会上涨。目前,它仍然大量地应用于混合动力车,随着锂离子电池的大规模生产和成本的降低,镍氢电池终将退出。镍氢电池是电动汽车过渡阶段使用的电池,但在近期和中期仍然是非常关键的动力电池之一。

目前市场上的电池中,锂离子电池(锂离子电池和锂高聚合物电池)的性能最好,同质量的锂离子电池其能量是铅酸电池的 4~6 倍,是镍氢电池的 2~3 倍。价格和大功率锂离子电池的安全性是它的最主要缺点。锂离子电池的主要原材料为锂,我国的锂矿资源丰富,已探明的锂总储量居世界第 ;锂离子也存在于海水中,未来可利用太阳能从海水中提取。此外,锂离子电池具有循环使用的潜力,可解决对原材料的需求问题。

具有应用前景的还有锂硫电池。锂硫电池为二次锂电池,由单质硫、金属锂和有机电解液组成,具有比能量高、成本低、环境友好的特点。

参考文献:

[1]廖权来等.电动汽车的关键技术及发展对策[J].武汉:中国机械工程,1993.4。

[2]王嘉诚.中国新能源汽车产业发展分析[D].上海:2012.4。

[3]马凤娟.电动汽车电池技术的发展及环境影响[J].秦皇岛:中国环境管理干部学院学报,1998。

篇10

与磷酸铁锂相比,三元材料具有高能量密度比、循环寿命厂、重量轻等特点,以能量密度为例,磷酸铁锂的能量密度为120WH/KG,而三元电池的能量密度可以做到180WH/KG。在储存性能方面,二者的容量都可以恢复,但前者每月衰减3%,而后者的衰减力度仅有1-2%性能更优。不过,三元材料电池在继承高能量密度优势的同时,也预示着它更容易发生爆炸。工信部曾于今年1月将三元锂电池暂缓在客车上的推广,就是出于对安全性的考虑。

无论是政策还是市场占比规模,当前三元电池并不存在压倒式优势,但我们认为,三元电池是未来新能源汽车产业链发展的长期趋势,相比碳酸锂,当前三元电池概念股的投资价值凸显。

为什么这么说?首先,在国内三元电池的主要使用范围是乘用车和专用车领域,政策对三元电池的负面效应有限。太平洋证券的数据显示,2015年三元锂电池在乘用车及专用车的使用上为3.03Gwh,大幅高于磷酸铁锂近50个百分点。

工信部对三元锂电池的暂缓范围只局限于客车,主要是因为客车的电池数量多,容易发生爆燃事故。工信部一手抓一手放,这种“胡萝卜+大棒”的方式显然也是认可三元锂电池的优势,只是这个领域在国内起步较晚,目前尚无成文的行业标准,后续政策上极有可能以提高电池安全标准为主而非打压限制。

其次,中外对比来看,三元锂电池不是不可用,关键还是看技术。特斯拉使用的便是三元锂电池,比亚迪虽然是国内磷酸铁锂电池最大的生产商,但在最新款车型“宋”级上也采用了三元材料电池,中外两大新能源整车企业对三元锂电池的使用具有示范性效应。

再者,在下游需求大幅增长以及产能短期难以有效扩充的背景下,以碳酸锂及六氟磷酸锂为代表的锂电池上游资源价格短短半年的时间翻了数倍有余,然而以钴为主的三元材料价格却仍处于历史底部。根据安信证券的预测,2016年全球钴需求量将结束连续7年下跌达到供需平衡的格局,乐观点可能会有4000吨的缺口。