研究報告:新能源汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展模式調(diào)研報告

研究報告:新能源汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展模式調(diào)研報告

目 錄

1 引 言 1
1.1 項目背景與意義 1
1.2 國內(nèi)外相關研究述評 1
1.3 項目組織與實施 2
2 調(diào)研內(nèi)容 3
2.1 新能源汽車產(chǎn)業(yè)分析 3
2.1.1 新能源汽車概念與類型 3
2.1.2 新能源汽車技術 6
2.1.3 新能源汽車產(chǎn)業(yè)鏈 14
2.2 浙江新能源汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展障礙調(diào)研 18
2.2.1 汽車廠商和產(chǎn)業(yè)鏈相關者 18
2.2.2 消費市場 20
2.2.3 產(chǎn)業(yè)政策及相關配套 25
2.2.4 產(chǎn)業(yè)發(fā)展障礙 29
2.3 新能源汽車發(fā)展模式研究 31
2.3.1 新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式分析 31
2.3.2 浙江新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展模式 32
3 結(jié)束語 37
參考文獻 37
附錄 38




1 引 言
1.1 項目背景與意義
隨著中國經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展，中國汽車產(chǎn)業(yè)不斷壯大，機動車保有量急劇增長，已成為世界第四大汽車生產(chǎn)國和第三大汽車消費國。根據(jù)國務院發(fā)展研究中心估計，2020年我國的汽車保有量將達到 1.4 億輛，機動車的燃油需求分別為 1.38 億噸和 2.56 億噸，為當年全國石油總需求的43%和57%。傳統(tǒng)汽車在改變?nèi)藗兂鲂蟹绞降耐瑫r也帶來了嚴重的環(huán)境污染和大量的原油消耗。發(fā)展節(jié)能環(huán)保的新能源汽車成為解決當前交通能源和環(huán)境問題的一項重要手段。在美國、日本、歐洲等國，隨著汽車產(chǎn)業(yè)領域各大公司對新能源汽車的資金與技術投入，政府也制定了一系列配套政策和法規(guī)積極鼓勵和推動其產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化進程。對比發(fā)達國家，我國的新能源汽車產(chǎn)業(yè)仍處于發(fā)展初期。作為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一的新能源汽車產(chǎn)業(yè)，對浙江經(jīng)濟社會的和諧發(fā)展具有重要意義。目前我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展主要存在以下問題：一是在生產(chǎn)供給方面，由于新能源汽車的關鍵技術尚未完全成熟，無法實現(xiàn)批量生產(chǎn)，導致單位成本較高以及產(chǎn)品售價較高；二是在市場需求方面，由于配套設施建設相對滯后，消費需求難以真正形成，阻礙了產(chǎn)品進一步走向市場。綜上所述，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場擴大間的反饋機制仍未形成。因此，調(diào)研新能源汽車產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀，對比國內(nèi)外新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的過程，提出適合浙江新能源汽車產(chǎn)業(yè)的發(fā)展模式，并針對現(xiàn)階段發(fā)展的瓶頸提出產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關鍵任務和解決途徑，具有重要的理論和現(xiàn)實意義。
1.2 國內(nèi)外相關研究述評
（1）新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展
歐盟在其《2005年推廣戰(zhàn)略和進展報告》中提出一種新的商業(yè)化模式，該模式將新能源汽車的商業(yè)化分為技術驅(qū)動、成本驅(qū)動和市場驅(qū)動三個階段。在不同的階段，車輛、基礎設施、新能源供應和財政支持的策略不同。周家高（2003）從新能源電池汽車的工作原理角度論述了新能源汽車的應用前景，并對生產(chǎn)的關鍵技術進行了分析。胡冬雪、胡志根（2009）采用市場德爾菲法，在對新能源汽車領域技術專家、社會專家和國內(nèi)相關企業(yè)、科研院所和高校技術專家發(fā)放的問卷進行回收、處理和分析的基礎上，得到新能源汽車領域關鍵技術清單，并對關鍵技術對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要度、預期實現(xiàn)時間、我國目前的研發(fā)水平、能否形成自主知識產(chǎn)權、能否形成產(chǎn)業(yè)化、技術對生活質(zhì)量的影響、技術發(fā)展的制約因素、技術課題的發(fā)展路徑進行了分析。陳黎、陳翌、許思傳（2009）在對國內(nèi)外新能源汽車促進政策和激勵措施進行了對比分析后得出，在其商品化過程中，政府的支持起到了不可替代的作用，政府的鼓勵政策主要分為支持基礎設施建設、加強對共性技術的支持、開展示范運行項目和進行消費補貼等方面。徐鵬（2009）從政策、體系和市場三方面對我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)進行了分析，提出我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)體系基本形成，但在標準制定企業(yè)間協(xié)作和整體系統(tǒng)規(guī)劃等方面還有待完善；對于對價格敏感的消費者占主體地位的中國新能源汽車潛在消費人群，市場的跨越式發(fā)展的關鍵在于汽車價格的降低和補貼政策的完善帶來的新能源汽車購置成本和使用成本的降低，因此政策是新能源
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，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，集中的排放，清除各種_排放物較容易，也已有了相關技術。此外，電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力、風力、光、熱等，解除人們對石油資源日見枯竭的擔心。電動汽車還可以充分利用晚間用電低谷時富余的電力充電，使發(fā)電設備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟效益。有關研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉，送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，再由電池驅(qū)動汽車，其能量利用效率比經(jīng)過精煉變?yōu)槠�，再�?jīng)汽油機驅(qū)動汽車高，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量，正是這些優(yōu)點，使電動汽車的研究和應用成為汽車工業(yè)的一個“熱點”。純電動汽車的優(yōu)點是技術相對簡單成熟，只要有電力供應的地方都能夠充電。其缺點是目前蓄電池單位重量儲存的能量太少，且沒有形成經(jīng)濟規(guī)模，故電池購買價格較貴；在使用成本方面，部分試用結(jié)果表明其使用成本比傳統(tǒng)汽車貴，而有些僅為傳統(tǒng)汽車的1/3，主要取決于電池的壽命及當?shù)氐挠�、電價格。對于電動車而言，目前最大的障礙就是基礎設施建設以及電池價格影響了產(chǎn)業(yè)化的進程，與混合動力相比，電動車更需要基礎設施的配套，這不是一家企業(yè)能解決的，需要各企業(yè)聯(lián)合起來與當?shù)卣块T一起建設，才會有大規(guī)模推廣的機會。
（3）燃料電池汽車
燃料電池汽車是指以氫氣、甲醇等為燃料，通過化學反應產(chǎn)生電流，依靠電機驅(qū)動的汽車。其電池的能量是通過氫氣和氧氣的化學作用，而不是經(jīng)過燃燒，直接變成電能的。燃料電池的化學反應過程不會產(chǎn)生_產(chǎn)物，因此燃料電池車輛是無污染汽車，燃料電池的能量轉(zhuǎn)換效率比內(nèi)燃機要高2至3倍，因此從能源的利用和環(huán)境保護方面，燃料電池汽車是一種理想的車輛。單個的燃料電池必須結(jié)合成燃料電池組，以便獲得必需的動力，滿足車輛使用的要求。 近幾年來，燃料電池技術已經(jīng)取得了重大的進展。世界著名汽車制造廠，如戴姆勒－克萊斯勒、福特、豐田和通用汽車公司都制定了專門的燃料電池汽車推廣計劃。目前，燃料電池轎車的樣車正在進行試運行，以燃料電池為動力的運輸大客車在我國的北京和上海進行示范項目運行。與傳統(tǒng)汽車相比，燃料電池汽車的優(yōu)點是零排放或近似零排放；減少了機油泄露帶來的水污染；降低了溫室氣體的排放；提高了燃油經(jīng)濟性；提高了發(fā)動機燃燒效率；運行平穩(wěn)、無噪聲。但在開發(fā)燃料電池汽車中仍然存在著技術性挑戰(zhàn)，如燃料電池組的一體化及成本的降低。
（4）氫動力汽車
氫動力汽車是一種真正實現(xiàn)零排放的交通工具，排放出的是純凈水，其具有無污染，零排放，儲量豐富等優(yōu)勢，因此，氫動力汽車是傳統(tǒng)汽車最理想的替代方案。與傳統(tǒng)動力汽車相比，氫動力汽車成本至少高出20%。中國長安汽車在2007年完成了中國第一臺高效零排放氫內(nèi)燃機點火，并在2008年北京車展上展出了自主研發(fā)的中國首款氫動力概念跑車“氫程”。在新能源汽車中，電曾經(jīng)被認為是汽車的未來動力，但蓄電池漫長的充電時間和重量使得其存在商業(yè)化障礙。而電與汽油合用的混合動力車只能暫時性地緩解能源危機，只能減少但無法擺脫對石油的依賴。氫具有很高的能量密度，釋放的能量足以使汽車發(fā)動機運轉(zhuǎn)，而且氫與氧氣在燃料電池中發(fā)生化學反應只生成水，沒有污染。因此，以氫為能源的燃料電池是21世紀汽車的核心技術。其優(yōu)點是排放物是純水，行駛時不產(chǎn)生任何污染物。其缺點是氫燃料的存儲和運輸按照目前的技術條件來說非常困難，因為氫分子非常小，極易透過儲藏裝置的外殼逃逸。另外最致命的問題，氫氣的提取需要通過電解水或者利用天然氣，如此一來同樣需要消耗大量能源，除非使用核電來提取，否則無法從根本上降低二氧化碳排放。
（5）其他新能源汽車
 燃氣汽車
燃氣汽車是指用壓縮天然氣(CNG)、液化石油氣(LPG)和液化天然氣(LNG)作為燃料的汽車。近年來，世界上各國政府都積極尋求解決這一難題，開始紛紛調(diào)整汽車燃料結(jié)構。燃氣汽車由于其排放性能好，可調(diào)正汽車燃料結(jié)構，運行成本低、技術成熟、安全可靠，所以被世界各國公認為當前最理想的替代燃料汽車。目前，燃氣仍然是世界汽車代用燃料的主流，在我國代用燃料汽車中占到90%左右。替代燃料的作用是減輕并最終消除由于石油供應緊張帶來的各種壓力以及對經(jīng)濟發(fā)展產(chǎn)生的負面影響。近期，中國仍將主要用壓縮天然氣、液化氣、乙醇汽油作汽車的替代燃料。汽車代用燃料能否擴大應用，取決于中國替代燃料的資源、分布、可利用情況，替代燃料生產(chǎn)與應用技術的成熟程度以及減少對環(huán)境污染等；替代燃料的生產(chǎn)規(guī)模、投資、生產(chǎn)成本、價格決定著其與石油燃料的競爭力；汽車生產(chǎn)結(jié)構與設計改進必須與燃料相適應。
 生物乙醇汽車
生物乙醇是指通過微生物的發(fā)酵將各種生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為燃料酒精。它可以單獨或與汽油混配制成乙醇汽油作為汽車燃料。使用乙醇（俗稱酒精）為燃料的汽車即乙醇汽車。用乙醇代替石油燃料的活動歷史已經(jīng)很長，無論是從生產(chǎn)上和應用上的技術都已經(jīng)很成熟，近來由于石油資源緊張，汽車能源多元化趨向加劇，乙醇汽車又提到議事日程。 目前世界上已有40多個國家，不同程度應用乙醇汽車，有的已達到較大規(guī)模的推廣，乙醇汽車的地位日益提升。目前世界上使用乙醇汽油的國家主要是美國、巴西等國。在汽車上使用乙醇，可以提高燃料的辛烷值，增加氧含量，使汽車缸內(nèi)燃燒更完全，可以降低尾氣的_物的排放。目前的工業(yè)化生產(chǎn)的燃料乙醇絕大多數(shù)是以糧食作物為原料的，從長遠來看具有規(guī)模限制和不可持續(xù)性。經(jīng)合組織(OECD) 認為發(fā)展生物燃料得不償失，呼吁美國和歐洲國家取消對當前生物液體燃料的補貼政策。針對燃料乙醇的能源投入產(chǎn)出比、經(jīng)濟性、社會和環(huán)境影響問題，支持和反對生物燃料的兩派展開了激烈辯論。08年6月，我國發(fā)改委全面叫停糧食乙醇的開發(fā)，要求今后生物燃料的發(fā)展必須滿足不占用耕地、不消耗糧食和不破壞生態(tài)環(huán)境為前提。因此，以木質(zhì)纖維素為原料的第二代生物燃料乙醇是決定未來大規(guī)模替代石油的關鍵。我國的河南天冠、安徽豐原等公司的纖維素燃料乙醇的研發(fā)和示范走在全國前列。
2.1.2 新能源汽車技術
從全球新能源汽車的總體發(fā)展情況看，混合動力汽車技術基本完善，已經(jīng)進入商業(yè)化規(guī)模銷售階段，特別是插電式混合動力汽車已成為市場關注的新熱點；純電動汽車技術取得較大進展，全新結(jié)構純電動汽車和增程式純電動汽車開始進入市場；燃料電池汽車技術處于新的技術突破前期，其關鍵技術的研發(fā)是搶占制高點的重要戰(zhàn)略。而從國內(nèi)范圍來看，目前動力電池、永磁電機及其驅(qū)動控制系統(tǒng)已經(jīng)具備一定的產(chǎn)業(yè)規(guī)模，純電動汽車小批量示范運行已在特定區(qū)域展開，混合動力汽車已經(jīng)開始規(guī)�；瘧茫剂想姵仄囇芯抗ぷ饕踩〉昧溯^大的進展，部分成果已經(jīng)獲得示范驗證。截至2011年6月，國內(nèi)累計超過15000輛節(jié)能與新能源汽車投入運行。
根據(jù)《電動汽車科技發(fā)展“十二五”專項規(guī)劃(摘要)》，發(fā)展電氣化程度比較高的“純電驅(qū)動”電動汽車是我國新能源汽車技術的發(fā)展方向和重中之重。在技術路線上（如圖2所示），近期(2010-2015)將盡快推進混合動力技術的應用，發(fā)展小型純電動汽車和插電式混合動力電動車；中期(2015-2020)將在混合動力技術得到廣泛應用的基礎上，加大小型純電動汽車和插電式混合動力汽車推廣力度；在2020年之后，純電驅(qū)動技術將逐步占據(jù)主導地位，通過發(fā)展純電動汽車和燃料電池汽車，實現(xiàn)大幅度降低排放。到2015年左右，在20個以上示范城市和周邊區(qū)域建成由40萬個充電樁、2000個充換電站構成的網(wǎng)絡化供電體系。

圖2 新能源汽車發(fā)展技術路線
根據(jù)新能源汽車整車、系統(tǒng)及關鍵總成技術成熟程度、國家和行業(yè)標準完善程度以及產(chǎn)業(yè)化程度的不同，將其分為起步期、發(fā)展期、成熟期三個不同的技術階段（如表2所示）。起步期產(chǎn)品是指技術原理的實現(xiàn)路徑尚處于前期研究階段，缺乏國家和行業(yè)有關標準，尚未具備產(chǎn)業(yè)化條件的產(chǎn)品。發(fā)展期產(chǎn)品是指技術原理的實現(xiàn)路徑基本明確，國家和行業(yè)標準尚未完善，初步具備產(chǎn)業(yè)化條件的產(chǎn)品。成熟期產(chǎn)品是指技術原理的實現(xiàn)路徑清晰，產(chǎn)品技術和生產(chǎn)技術成熟，國家和行業(yè)標準基本完備，可以進入產(chǎn)業(yè)化階段的產(chǎn)品。對處于不同技術階段的產(chǎn)品采取不同的管理方式。起步期產(chǎn)品只能進行小批量生產(chǎn)，且只在批準的區(qū)域、范圍、期限和條件下進行示范運行，并對全部產(chǎn)品的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。發(fā)展期產(chǎn)品允許進行批量生產(chǎn)，只能在批準的區(qū)域、范圍、期限和條件下銷售、使用，并至少對20%的銷售產(chǎn)品的運行狀態(tài)進行實時監(jiān)控。成熟期產(chǎn)品與常規(guī)汽車產(chǎn)品的《車輛生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品公告》管理方式相同，在銷售、使用上與常規(guī)汽車產(chǎn)品相同。
表2 新能源汽車技術階段劃分表
序號 產(chǎn)品類別 儲能裝置種類 技術階段
　　1 混合動力乘用車 鋰離子動力蓄電池 發(fā)展期
　　2 金屬氫化物鎳動力蓄電池 成熟期
　　3 鉛酸蓄電池 成熟期
　　4 鋅空氣蓄電池 起步期
　　5 超級電容器 發(fā)展期
　　6 液壓/氣壓儲能裝置 發(fā)展期
　　7 混合動力商用車 鋰離子動力蓄電池 發(fā)展期
　　8 金屬氫化物鎳動力蓄電池 發(fā)展期
　　9 鉛酸蓄電池 發(fā)展期
　　10 鋅空氣蓄電池 起步期
　　11 超級電容器 發(fā)展期
　　12 液壓/氣壓儲能裝置 發(fā)展期
　　13 純電動乘用車 鋰離子動力蓄電池 發(fā)展期
　　14 金屬氫化物鎳動力蓄電池 起步期
　　15 鉛酸蓄電池 成熟期
　　16 鋅空氣蓄電池 起步期
　　17 超級電容器 起步期
　　18 純電動商用車 鋰離子動力蓄電池 起步期
　　19 金屬氫化物鎳動力蓄電池 起步期
　　20 鉛酸蓄電池 成熟期
　　21 鋅空氣蓄電池 起步期
　　22 超級電容器 起步期
　　23 燃料電池乘用車/商用車 燃料電池 起步期
　　24 氫發(fā)動機汽車 起步期
　　25 二甲醚汽車 起步期
　
在新能源汽車重大項目的不斷推動下，在汽車行業(yè)及相關產(chǎn)學研單位共同努力下，我國建立起節(jié)能與新能源汽車“三縱三橫（燃料電池汽車、混合動力汽車、純電動車三種整車技術為“三縱”，多能源動力總成系統(tǒng)、驅(qū)動電機、動力電池三種關鍵技術為“三橫”）的研發(fā)布局（如圖3）。采取了整車企業(yè)牽頭、關鍵零部件配合、第三方監(jiān)理、產(chǎn)學研結(jié)合、政策法規(guī)技術標準同步研究、基礎設施協(xié)調(diào)發(fā)展的創(chuàng)新研發(fā)_。全國共有200多家大型汽車企業(yè)和相關零部件企業(yè)、高等院校和科研院所，以及3000多名中高級科技人員直接參加了電動汽車專項研發(fā)。

圖3 節(jié)能與新能源汽車“三縱三橫”研發(fā)布局
課題組基于市場德爾菲法，通過對浙江新能源汽車廠商與產(chǎn)業(yè)鏈相關者、科研機構、政府部門、高等院校等對象發(fā)放調(diào)查問卷和專家座談，對問卷和座談結(jié)果進行整理、處理和分析，根據(jù)技術重要性排名選出以下8項關鍵技術的預期實現(xiàn)時間（見表3）。其中，共性技術包括四項，混合動力汽車技術兩項，純電動汽車技術、燃料電池汽車技術各一項。混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車的結(jié)構差異（圖4）和技術性能比較分析如以下圖表（表4）所示。
表3 新能源汽車領域關鍵技術預期實現(xiàn)情況表
序號 技術編號 技術適用類別 技術內(nèi)容 預期實現(xiàn)時間（年）
1 J11 混合動力汽車 混合動力汽車變速器及動力耦合系統(tǒng) 2015
2 J12 混合動力汽車 混合動力汽車發(fā)動機電控系統(tǒng) 2015
3 J21 純電動汽車 純電動汽車電池系統(tǒng) 2014
4 J31 燃料電池汽車 代用燃料汽車發(fā)動機系統(tǒng) 2014
5 GJ1 共性技術 整車與關鍵零部件標準 2012
6 GJ2 共性技術 電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 2014
7 GJ3 共性技術 動力總成控制系統(tǒng) 2014
8 GJ4 共性技術 高功率蓄電系統(tǒng)關鍵技術 2014

圖4 混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車的結(jié)構差異

表4 混合動力汽車、純電動汽車、燃料電池汽車的技術性能比較
名稱 現(xiàn)狀 市場前景
優(yōu)點 缺點
混合動力汽車 低排放、低能耗，節(jié)能在5%-50%之間 成本高，比同類傳統(tǒng)車型成本增加30%-40%。 很好，尤其是城市公交、出租、環(huán)衛(wèi)、機場等公共服務領域。
純電動汽車 零排放、低能耗、噪音低，結(jié)構簡單，節(jié)能在50%以上 成本比同類傳統(tǒng)車型增加40% -50%；續(xù)駛里程短；電池壽命短；充電時間長。 很好，尤其是以日常代步工具為主的微型電動汽車市場和公共服務領域。
燃料電池汽車 零排放、低能耗、低噪音；能量轉(zhuǎn)化率高；無需充電，無需化石燃料，氫氣來源廣泛；燃燒熱力學效率最高。 燃料電池制造成本高。氫的存儲攜帶困難。加氫站等基礎設施缺乏。適應性、可靠性和安全性有待提高。 很好，目前尤其是在城市公共服務領域。
以下針對三種新能源汽車技術進行詳細分析。
（1）混合動力汽車（HEV）
 電池技術
在混合動力汽車的核心即電池技術研發(fā)方面，我國已自主研制出容量為6Ah-100Ah的鎳氫和鋰離子動力電池系列產(chǎn)品，能量密度和功率密度接近國際水平，同時突破了安全技術瓶頸，在世界上首次規(guī)模應用于城市公交大客車；自主開發(fā)的200kW以下永磁無刷電機、交流異步電機和開關磁阻電機，電機重量比功率超過1300w/kg，電機系統(tǒng)最高效率達到93％；自主開發(fā)的燃料電池發(fā)動機技術先進，效率超過50%，成為世界上少數(shù)幾個掌握車用百千瓦級燃料電池發(fā)動機研發(fā)、制造以及測試技術的國家之一。與此同時，混合動力汽車關鍵零部件的產(chǎn)業(yè)化全面跟進，生產(chǎn)配套能力顯著增強。近來，力神、比亞迪、比克、萬向等動力電池企業(yè)投入數(shù)十億資金加快產(chǎn)業(yè)化建設，上海電驅(qū)動、大郡、湘潭電機、南車時代等電機企業(yè)加強與上下游企業(yè)合作，積極完善產(chǎn)業(yè)鏈建設。在未來2-3年內(nèi)，預計將形成20億Ah以上的動力電池和全系列驅(qū)動電機生產(chǎn)能力，能夠滿足100萬輛混合動力及電動汽車的配套要求。
 整車開發(fā)
在整車開發(fā)關鍵技術方面，我國混合動力汽車在系統(tǒng)集成、可靠性、節(jié)油性能等方面進步顯 ……（未完，全文共41183字，當前僅顯示7408字，請閱讀下面提示信息。收藏《研究報告:新能源汽車產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展模式調(diào)研報告》）