新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

中国石油经济技术研究院 吕建中 王祖纲 郝宏娜

5月11日,在日本访问的中国国务院总理李克强参观了位于北海道苫小牧市的丰田公司北海道厂区,主要考察了丰田公司的多功能出行平台、氢燃料电池车、自动驾驶汽车等高新技术产品。据悉,为迎接李克强总理的到访,丰田公司特意把最尖端的高科技产品运到这一零部件工厂进行展示。

李克强总理指出,当前中国正在加强创新体系建设,希望中日两国就加强创新合作与对话达成共识,也希望包括丰田公司在内的日方企业抓住机遇,进一步深化对华合作,实现从“制造”到“智造”的升级,实现更高层次的互利共赢。

李克强总理到丰田公司参观考察的新闻报道,在国内新能源汽车领域引起了较大反响,一些业内专家学者甚至开始重新反思中国的新能源汽车发展战略与政策问题。中国石油经济技术研究院(ETRI)属于国内能源专业智库,一直密切关注国内外新能源汽车的发展,从2011年开始就与日本丰田公司建立了“能源与汽车对话”的机制,每年联合举行研讨会,就能源与汽车的有关技术、经济、市场等话题进行交流对话。通过交流对话,ETRI对丰田公司的技术创新、经营管理特别是在新能源汽车方面的发展理念、技术路线等有了比较深入的了解。

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

2016年4月,应丰田公司之邀,吕建中副院长带领ETRI专家组专程赴丰田公司本部及部分制造工厂、流水线、研发基地等参观考察,了解混合动力、氢燃料、纯电动等汽车的研发生产及销售情况,回想起来,对李克强总理这次参观之所见所闻感同身受。借此机会,谈谈我们的一些收获和体会。

新能源汽车发展,我们该向日本丰田借鉴什么?

日本汽车发展特点

日本作为一个岛国,人口众多,国土面积狭小,能源资源极其匮乏。但作为一个经济强国,却拥有比较完备、发达的工业体系,特别是汽车产业处于世界领先地位并呈现出与众不同的发展特点。

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小型轻量车倍受欢迎

日本的国土面积约为37.8万平方公里,建设了127万多公里的道路,其中84%的平均路宽仅有3.7米,如此狭窄的道路却容纳了超过7500万辆汽车。所以,在日本,无论是政府的政策导向还是国民的消费习惯,国民对像K-Car这样的轻型、小型车十分青睐,市场需求很大。2006年,日本排量在1.0升以下的车约占乘用车保有量的30%,2015年达到40%。

IHS Automotive公布的数据显示,目前小型车为全球轻型车销量贡献了28%的份额,而且未来十年还将保持增长趋势。在丰田公司,小型车则为其贡献了27%的全球销量。

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混合动力车跨越式发展

多年来,日本坚持发展油电混合动力汽车(HV),形成了稳定的技术和成熟的市场。2005年日本混合动力汽车的市场份额仅有1%,到2010年就增加至10%,2014年又升到20%,2016年则超越了30%。

混动技术是丰田最先发明应用的,凭着混动普锐斯,丰田在世界范围内大获成功。目前,丰田、本田等公司在该领域拥有绝对的技术优势,而中国并没有把混合动力列入新能源汽车范畴。

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日本国内市场以本土车为主,外国进口车份额很小

在日本汽车市场上,80%以上的市场份额被丰田、本田、日产、马自达四家日本本土的汽车制造商垄断,其中丰田一家独占近50%,基本处于寡头垄断局面。

外国进口车的份额在日本很低,一般占6%左右。主要品牌是大众、奔驰、宝马、奥迪等德国车,偶尔可见标致、雪铁龙等法国车,很少见到美国、韩国车。

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丰田公司的未来汽车发展路线与技术创新

作为全球销量第二、利润第一、国内市场份额近半的汽车公司,丰田的发展创新基本代表了日本汽车的发展趋势。多年来,丰田公司既致力于研究面向未来的氢能源技术,又致力于完善现有的内燃机技术,把未来的汽车发展方向主要集中在电动化、网联化、智能化和共享化上。李克强总理此次参观的氢燃料电池汽车、多功能出行平台、自动驾驶技术正是这“四化”的尖端体现。

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未来汽车发展路线

2015年丰田发布了对未来汽车的远景规划,2050年后推出的新车型中不再有传统汽车的身影。未来,将有70%的车辆为混合动力(HV,以下简称混动)与插电式混合动力(PHV,以下简称插混);30%为纯电动(BV)或者氢燃料电池汽车(FCV),其中,纯电动车将适用于短距离通勤,长距离运输将以混动、插混和燃料电池汽车为主。

丰田的新能源路线可以概括为一个基本面加一个切入点。基本面是,近期通过混动/插混过渡到未来的氢燃料电池汽车,这点从发布的远景规划得以充分体现。切入点是,用下一代电池技术攻占电动汽车革命的制高点,以增强对纯电动汽车的战略布局。因为对纯电动车来说,其推广瓶颈主要体现在高成本、低能量密度的动力电池上。

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氢燃料电池汽车技术

氢燃料电池汽车最早是由本田公司研发出来的,但却由丰田公司首先实现了量产。2015年,丰田公司正式发布Mirai成为世界上首款批量生产的氢燃料电池车,经燃料电池将氢气的化学能转化为电能,给驱动轮带来114千瓦的最大功率。

与传统汽车相比,氢燃料电池汽车的能源效率更为优越,而且3分钟就可完成氢燃料加注;车辆行驶时的排放物只有水,完全做到了行驶过程中二氧化碳等污染物的零排放;一次加氢5公斤,可使续航里程达到500公里以上,与传统燃油车大致持平。回过头看丰田汽车的新能源路线,混动/插混+氢燃料电池,就是典型的立足于现实、着眼于未来的布局。

氢燃料电池车的核心是氢燃料电池系统,其中氢燃料电池和储氢技术是核心中的核心,也是燃料电池汽车的特殊成本所在。在这两个方面,丰田公司都处于世界领先水平。即便如此,Mirai的成本仍大大高于同级别的传统汽车。我国在这两方面也都有所突破,但技术的稳定性和成本的经济型还有待进一步验证。

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氢燃料电池车能否大规模普及,既在于成本能否进一步下降,又在于加氢站网络的建设。由于氢是二次能源,并非天然开采所得,这就需要制氢。制氢的途径广泛且历史悠久。目前,以甲烷等化工原料制氢占氢气产量的80%以上,当然也可通过电解法直接用水来制氢,但付出的能量比得到的能量大得多,大规模应用是得不偿失的。业界期待的最理想境界是直接用简单的方法,如以太阳能或风能等为能源,通过电解水生产氢,使全生命周期变得更加环保。

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固态电池技术

在逐步确定未来汽车发展路线的同时,丰田公司也一直努力投入电池技术的研发。早在2014年丰田公司就发布了电池技术发展路线,当时计划到2025年实现全固态电池的普及应用,能量密度达到600瓦·时/升。

固态电池是指继磷酸铁锂电池、三元锂电池之后的第三代固体电解质锂电池,具有能量密度高、安全性好的特点。固态电池普及后,纯电动车的成本可望达到与现在燃油车接近的水平。不过,这项技术开发难度大,丰田公司尚未实现商业化量产。

值得注意的是,除了加快技术研发之外,在丰田的推动下,日本经产省还计划向国际电工委员会(IEC)提出申请推动固态电池国际标准的制定。所谓“一流企业做标准”,日本汽车企业计划从一开始就争取更多话语权,在未来电动汽车的电池领域占据领先地位。

认识与体会

日本的新能源汽车发展经验可以看出,他们不仅致力于探寻世界领先的能源环境解决方案,而且还要制定行业新标准,保持产业竞争优势,并通过创新促进需求,扩大就业,促进增长,提高品质,在不少方面值得我们学习借鉴。

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立足当前、着眼长远,统筹规划好新能源汽车发展路线图

多年来,日本非常重视新能源汽车的发展,2009年公布了《新能源汽车普及战略》。2010年发布了《下一代汽车战略2010》,将下一代汽车定义为“混合动力汽车(HV)、纯电动汽车(BV)、插电式混合动力汽车(PHV)、燃料电池汽车(FCV)、清洁能源汽车(CEV)、清洁柴油汽车(CDV)、压缩天然气汽车(CNGV)”等节能与新能源汽车。2013年提出了“日本重振战略”和“2014年汽车产业战略”,确立了日本新能源汽车的“销售目标”。计划到2020年HV乘用车销量占比达20%~30%,BV乘用车和PHV乘用车共占15%~20%,FCV乘用车接近1%;2030年HV乘用车占30%~40%,BV乘用车和PHV乘用车共占20%~30%,FCV乘用车接近3%。

我国大力发展新能源汽车,不仅是解决能源与环境问题的需要,也是汽车产业实现“弯道超车”和跨越式发展、提升国际竞争力的需要。要推动新能源汽车产业由大变强,必须有效设计发展路线图,按照路线图的要求,发挥制度优势,动员各方面力量,完善政策措施,建立灵活高效的实施机制,营造良好的发展环境。可喜的是,2016年中国汽车工程学会发布了《节能与新能源汽车技术路线图》,为国家新能源汽车发展路线图的制定提供了有益参考。

在发展路线图设计上,需要从我国能源资源禀赋的现实出发,科学合理地定义“新能源汽车”的范畴,把传统能源的节能提效与新能源的开发利用有机结合起来,把能源革命与汽车制造、智能驾驶等有机结合起来,统筹规划技术创新、制造革命、基础设施建设、扶持政策等,形成高质量的新能源汽车发展格局。

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交通能源清洁多样化是我国现实可靠的选择

就在我国各大车企纷纷大力投入纯电动汽车发展的时候,2015年丰田公司发布的未来图景里还是以氢燃料电池汽车和混合动力为主。经历了2016~2017年这两年时间,行业声音逐渐趋于理性,发展新能源汽车的最终目的是为了节能减排,保障国家的能源安全,何必非得执着于纯电动汽车呢?

如果说由于电池技术瓶颈、能量密度上限、基础设施限制等因素无法快速推广纯电动汽车,那么混动、插混等更务实的节能环保动力形式就应该占据更重要的位置。甚至于在天然气资源丰富的地区,发展天然气汽车也不失为一种可靠的选择。在所有资源缺乏的地区,发展小排量汽车同样可为节能减排做贡献。因此,需要充分发挥各种能源的特性,真正做到“宜电则电”“宜混则混”“宜氢则氢”“宜油则油”“宜气则气”。这样,传统能源产业就可以从新能源汽车发展的旁观者转变为参与者,利用终端网络优势,建立多功能、多样化的交通能源补给站。

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转变消费观念是优化小排量汽车市场发展环境的关键

中国汽车业的节能减排不能仅靠政策扶持和市场开发,必须大力转变消费观念。2017年,我国新能源汽车销量仅占汽车总销量的2.6%,传统汽车在保有量和销量上仍占有绝对优势,重视传统燃油车的节能增效减排意义重大。

小型车对交通节能增效减排的贡献极大。但在我国汽车市场,消费者在购车时“舍小取大”的现象较为普遍,小排量车型购买需求相对较低,市场前景堪忧。

为改变目前小排量汽车的市场局面,可借鉴日本经验,加强政府对使用节能环保的“低油耗,低排放”汽车的政策支持与引导,提升消费者购车的节能减排意识。同时,国内车企也应多设计和生产精品小车以打消消费者对小排量汽车的技术含量和安全性的疑虑。

总体上看,只有改变消费者对小排量汽车的选购误区,未来我国小排量车型才有较好的市场发展环境。

作者提示

今年以来,国际油价基本走出低谷,开始平稳上涨,同时我国的油气进口大幅度增长,很可能导致“输入型通胀”,给国内市场乃至国家能源安全造成一定的压力。在这种情况下,新能源汽车的发展将会受到政府和社会的高度重视。

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联系方式:010-64523400


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