新能源汽車發展,我們該向日本豐田借鑑什麼?

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

中國石油經濟技術研究院 呂建中 王祖綱 郝宏娜

5月11日,在日本訪問的中國國務院總理李克強參觀了位於北海道苫小牧市的豐田公司北海道廠區,主要考察了豐田公司的多功能出行平臺、氫燃料電池車、自動駕駛汽車等高新技術產品。據悉,為迎接李克強總理的到訪,豐田公司特意把最尖端的高科技產品運到這一零部件工廠進行展示。

李克強總理指出,當前中國正在加強創新體系建設,希望中日兩國就加強創新合作與對話達成共識,也希望包括豐田公司在內的日方企業抓住機遇,進一步深化對華合作,實現從“製造”到“智造”的升級,實現更高層次的互利共贏。

李克強總理到豐田公司參觀考察的新聞報道,在國內新能源汽車領域引起了較大反響,一些業內專家學者甚至開始重新反思中國的新能源汽車發展戰略與政策問題。中國石油經濟技術研究院(ETRI)屬於國內能源專業智庫,一直密切關注國內外新能源汽車的發展,從2011年開始就與日本豐田公司建立了“能源與汽車對話”的機制,每年聯合舉行研討會,就能源與汽車的有關技術、經濟、市場等話題進行交流對話。通過交流對話,ETRI對豐田公司的技術創新、經營管理特別是在新能源汽車方面的發展理念、技術路線等有了比較深入的瞭解。

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

2016年4月,應豐田公司之邀,呂建中副院長帶領ETRI專家組專程赴豐田公司本部及部分製造工廠、流水線、研發基地等參觀考察,瞭解混合動力、氫燃料、純電動等汽車的研發生產及銷售情況,回想起來,對李克強總理這次參觀之所見所聞感同身受。藉此機會,談談我們的一些收穫和體會。

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

日本汽車發展特點

日本作為一個島國,人口眾多,國土面積狹小,能源資源極其匱乏。但作為一個經濟強國,卻擁有比較完備、發達的工業體系,特別是汽車產業處於世界領先地位並呈現出與眾不同的發展特點。

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小型輕量車倍受歡迎

日本的國土面積約為37.8萬平方公里,建設了127萬多公里的道路,其中84%的平均路寬僅有3.7米,如此狹窄的道路卻容納了超過7500萬輛汽車。所以,在日本,無論是政府的政策導向還是國民的消費習慣,國民對像K-Car這樣的輕型、小型車十分青睞,市場需求很大。2006年,日本排量在1.0升以下的車約佔乘用車保有量的30%,2015年達到40%。

IHS Automotive公佈的數據顯示,目前小型車為全球輕型車銷量貢獻了28%的份額,而且未來十年還將保持增長趨勢。在豐田公司,小型車則為其貢獻了27%的全球銷量。

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混合動力車跨越式發展

多年來,日本堅持發展油電混合動力汽車(HV),形成了穩定的技術和成熟的市場。2005年日本混合動力汽車的市場份額僅有1%,到2010年就增加至10%,2014年又升到20%,2016年則超越了30%。

混動技術是豐田最先發明應用的,憑著混動普銳斯,豐田在世界範圍內大獲成功。目前,豐田、本田等公司在該領域擁有絕對的技術優勢,而中國並沒有把混合動力列入新能源汽車範疇。

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日本國內市場以本土車為主,外國進口車份額很小

在日本汽車市場上,80%以上的市場份額被豐田、本田、日產、馬自達四家日本本土的汽車製造商壟斷,其中豐田一家獨佔近50%,基本處於寡頭壟斷局面。

外國進口車的份額在日本很低,一般佔6%左右。主要品牌是大眾、奔馳、寶馬、奧迪等德國車,偶爾可見標緻、雪鐵龍等法國車,很少見到美國、韓國車。

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豐田公司的未來汽車發展路線與技術創新

作為全球銷量第二、利潤第一、國內市場份額近半的汽車公司,豐田的發展創新基本代表了日本汽車的發展趨勢。多年來,豐田公司既致力於研究面向未來的氫能源技術,又致力於完善現有的內燃機技術,把未來的汽車發展方向主要集中在電動化、網聯化、智能化和共享化上。李克強總理此次參觀的氫燃料電池汽車、多功能出行平臺、自動駕駛技術正是這“四化”的尖端體現。

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未來汽車發展路線

2015年豐田發佈了對未來汽車的遠景規劃,2050年後推出的新車型中不再有傳統汽車的身影。未來,將有70%的車輛為混合動力(HV,以下簡稱混動)與插電式混合動力(PHV,以下簡稱插混);30%為純電動(BV)或者氫燃料電池汽車(FCV),其中,純電動車將適用於短距離通勤,長距離運輸將以混動、插混和燃料電池汽車為主。

豐田的新能源路線可以概括為一個基本面加一個切入點。基本面是,近期通過混動/插混過渡到未來的氫燃料電池汽車,這點從發佈的遠景規劃得以充分體現。切入點是,用下一代電池技術攻佔電動汽車革命的制高點,以增強對純電動汽車的戰略佈局。因為對純電動車來說,其推廣瓶頸主要體現在高成本、低能量密度的動力電池上。

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氫燃料電池汽車技術

氫燃料電池汽車最早是由本田公司研發出來的,但卻由豐田公司首先實現了量產。2015年,豐田公司正式發佈Mirai成為世界上首款批量生產的氫燃料電池車,經燃料電池將氫氣的化學能轉化為電能,給驅動輪帶來114千瓦的最大功率。

與傳統汽車相比,氫燃料電池汽車的能源效率更為優越,而且3分鐘就可完成氫燃料加註;車輛行駛時的排放物只有水,完全做到了行駛過程中二氧化碳等汙染物的零排放;一次加氫5公斤,可使續航里程達到500公里以上,與傳統燃油車大致持平。回過頭看豐田汽車的新能源路線,混動/插混+氫燃料電池,就是典型的立足於現實、著眼於未來的佈局。

氫燃料電池車的核心是氫燃料電池系統,其中氫燃料電池和儲氫技術是核心中的核心,也是燃料電池汽車的特殊成本所在。在這兩個方面,豐田公司都處於世界領先水平。即便如此,Mirai的成本仍大大高於同級別的傳統汽車。我國在這兩方面也都有所突破,但技術的穩定性和成本的經濟型還有待進一步驗證。

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

氫燃料電池車能否大規模普及,既在於成本能否進一步下降,又在於加氫站網絡的建設。由於氫是二次能源,並非天然開採所得,這就需要制氫。制氫的途徑廣泛且歷史悠久。目前,以甲烷等化工原料制氫佔氫氣產量的80%以上,當然也可通過電解法直接用水來制氫,但付出的能量比得到的能量大得多,大規模應用是得不償失的。業界期待的最理想境界是直接用簡單的方法,如以太陽能或風能等為能源,通過電解水生產氫,使全生命週期變得更加環保。

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固態電池技術

在逐步確定未來汽車發展路線的同時,豐田公司也一直努力投入電池技術的研發。早在2014年豐田公司就發佈了電池技術發展路線,當時計劃到2025年實現全固態電池的普及應用,能量密度達到600瓦·時/升。

固態電池是指繼磷酸鐵鋰電池、三元鋰電池之後的第三代固體電解質鋰電池,具有能量密度高、安全性好的特點。固態電池普及後,純電動車的成本可望達到與現在燃油車接近的水平。不過,這項技術開發難度大,豐田公司尚未實現商業化量產。

值得注意的是,除了加快技術研發之外,在豐田的推動下,日本經產省還計劃向國際電工委員會(IEC)提出申請推動固態電池國際標準的制定。所謂“一流企業做標準”,日本汽車企業計劃從一開始就爭取更多話語權,在未來電動汽車的電池領域佔據領先地位。

認識與體會

日本的新能源汽車發展經驗可以看出,他們不僅致力於探尋世界領先的能源環境解決方案,而且還要制定行業新標準,保持產業競爭優勢,並通過創新促進需求,擴大就業,促進增長,提高品質,在不少方面值得我們學習借鑑。

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立足當前、著眼長遠,統籌規劃好新能源汽車發展路線圖

多年來,日本非常重視新能源汽車的發展,2009年公佈了《新能源汽車普及戰略》。2010年發佈了《下一代汽車戰略2010》,將下一代汽車定義為“混合動力汽車(HV)、純電動汽車(BV)、插電式混合動力汽車(PHV)、燃料電池汽車(FCV)、清潔能源汽車(CEV)、清潔柴油汽車(CDV)、壓縮天然氣汽車(CNGV)”等節能與新能源汽車。2013年提出了“日本重振戰略”和“2014年汽車產業戰略”,確立了日本新能源汽車的“銷售目標”。計劃到2020年HV乘用車銷量佔比達20%~30%,BV乘用車和PHV乘用車共佔15%~20%,FCV乘用車接近1%;2030年HV乘用車佔30%~40%,BV乘用車和PHV乘用車共佔20%~30%,FCV乘用車接近3%。

我國大力發展新能源汽車,不僅是解決能源與環境問題的需要,也是汽車產業實現“彎道超車”和跨越式發展、提升國際競爭力的需要。要推動新能源汽車產業由大變強,必須有效設計發展路線圖,按照路線圖的要求,發揮制度優勢,動員各方面力量,完善政策措施,建立靈活高效的實施機制,營造良好的發展環境。可喜的是,2016年中國汽車工程學會發布了《節能與新能源汽車技術路線圖》,為國家新能源汽車發展路線圖的制定提供了有益參考。

在發展路線圖設計上,需要從我國能源資源稟賦的現實出發,科學合理地定義“新能源汽車”的範疇,把傳統能源的節能提效與新能源的開發利用有機結合起來,把能源革命與汽車製造、智能駕駛等有機結合起來,統籌規劃技術創新、製造革命、基礎設施建設、扶持政策等,形成高質量的新能源汽車發展格局。

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交通能源清潔多樣化是我國現實可靠的選擇

就在我國各大車企紛紛大力投入純電動汽車發展的時候,2015年豐田公司發佈的未來圖景裡還是以氫燃料電池汽車和混合動力為主。經歷了2016~2017年這兩年時間,行業聲音逐漸趨於理性,發展新能源汽車的最終目的是為了節能減排,保障國家的能源安全,何必非得執著於純電動汽車呢?

如果說由於電池技術瓶頸、能量密度上限、基礎設施限制等因素無法快速推廣純電動汽車,那麼混動、插混等更務實的節能環保動力形式就應該佔據更重要的位置。甚至於在天然氣資源豐富的地區,發展天然氣汽車也不失為一種可靠的選擇。在所有資源缺乏的地區,發展小排量汽車同樣可為節能減排做貢獻。因此,需要充分發揮各種能源的特性,真正做到“宜電則電”“宜混則混”“宜氫則氫”“宜油則油”“宜氣則氣”。這樣,傳統能源產業就可以從新能源汽車發展的旁觀者轉變為參與者,利用終端網絡優勢,建立多功能、多樣化的交通能源補給站。

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轉變消費觀念是優化小排量汽車市場發展環境的關鍵

中國汽車業的節能減排不能僅靠政策扶持和市場開發,必須大力轉變消費觀念。2017年,我國新能源汽車銷量僅佔汽車總銷量的2.6%,傳統汽車在保有量和銷量上仍佔有絕對優勢,重視傳統燃油車的節能增效減排意義重大。

小型車對交通節能增效減排的貢獻極大。但在我國汽車市場,消費者在購車時“舍小取大”的現象較為普遍,小排量車型購買需求相對較低,市場前景堪憂。

為改變目前小排量汽車的市場局面,可借鑑日本經驗,加強政府對使用節能環保的“低油耗,低排放”汽車的政策支持與引導,提升消費者購車的節能減排意識。同時,國內車企也應多設計和生產精品小車以打消消費者對小排量汽車的技術含量和安全性的疑慮。

總體上看,只有改變消費者對小排量汽車的選購誤區,未來我國小排量車型才有較好的市場發展環境。

作者提示

今年以來,國際油價基本走出低谷,開始平穩上漲,同時我國的油氣進口大幅度增長,很可能導致“輸入型通脹”,給國內市場乃至國家能源安全造成一定的壓力。在這種情況下,新能源汽車的發展將會受到政府和社會的高度重視。

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

聯繫方式:010-64523400


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