中國儲能網(wǎng)訊：狼，終于來了。
特斯拉的到來，再次引發(fā)了中國人對新能源車的關(guān)注。這波純電動車熱潮，因?yàn)榕cIT、互聯(lián)網(wǎng)及電商模式的接駁，吸引的眼球遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了以往。特斯拉是電動車“替代汽車”的救世主，還是僅僅一個(gè)激進(jìn)新穎的商業(yè)模式？結(jié)論還有待劇情的深入。
過去的五年，中國剛剛正從上一輪電動車大躍進(jìn)中走出來。2009年全球金融海嘯，科技部門寄希望純電動車實(shí)現(xiàn)“彎道超車”，搶跑全球汽車業(yè)。電動車熱幾乎成為舉國體制：決策層期待戰(zhàn)勝危機(jī)的突破；地方志在科學(xué)創(chuàng)新的業(yè)績；企業(yè)村村點(diǎn)火，戶戶冒煙？？然而，卻因嚴(yán)重低估電動車研發(fā)和世界技術(shù)水平的差距以及推廣的難度，大筆“學(xué)費(fèi)”砸下去，各種規(guī)劃卻基本落空。
按照2009年中國政府公布的《汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，2011年以純電動車為主的新能源車產(chǎn)量就要達(dá)到50萬輛，占汽車總銷量的5%；但直到2013年底，真正賣到消費(fèi)者手中的純電動車只有數(shù)千輛。
從有百年歷史的有軌電車到城鄉(xiāng)數(shù)以億計(jì)的電動自行車，在中國人看來，純電動車技術(shù)門檻最低，彎道超車的把握最大。盡管在發(fā)達(dá)國家，純電動車只是新能源車技術(shù)路線并進(jìn)的眾多選項(xiàng)之一，在中國卻成為“孤注一擲”的首選。
但漸行漸知，電動車不但要有傳統(tǒng)汽車研發(fā)制造的功底，還要有動力電池、集成控制、電機(jī)等方面的創(chuàng)新突破。當(dāng)許多中國的電動車專家教授被跨國公司請出國門參觀，看了人家的電動車研發(fā)手段和驗(yàn)證流程時(shí)，方才感慨天外有天，與之相比絕不在“同一起跑線上”。所謂 “彎道超車”，只是中國人關(guān)起門來的臆想。
泡沫和喧囂終將過去，一批腳踏實(shí)地的中國企業(yè)會脫穎而出。比亞迪、北汽等一批執(zhí)著于新能源車研發(fā)的企業(yè)如今信心滿滿地提出，即將推出堪比特斯拉的車型。
新能源車路線圖
2001年1月，底特律，新世紀(jì)第一個(gè)國際車展。對豐田汽車公司社長張富士夫的專訪給我留下難忘的印象。時(shí)逢全球汽車業(yè)一輪大兼并，我問他，豐田如何迎戰(zhàn)這次資本大潮？他的回答似乎和企業(yè)重組并無關(guān)聯(lián)：新世紀(jì)的主動權(quán)在那些掌握節(jié)能環(huán)保最新技術(shù)的企業(yè)手里。
從奔馳發(fā)明第一輛汽車開始，迄今已有128年，汽車技術(shù)現(xiàn)在面臨著革命性的變革——包括先進(jìn)的動力能源、電子控制和新型材料。而在新能源車的探索方面，所有跨國公司都采取了全面研發(fā)、齊頭并進(jìn)、不同時(shí)間節(jié)點(diǎn)各有側(cè)重的戰(zhàn)略。
我見過國內(nèi)許多主管官員和電動車專家，一味主張?jiān)诩冸妱榆嚒耙豢脴渖系跛馈薄Ｈ欢?，不知道新能源車的體系內(nèi)涵與外延，不了解新動力能源技術(shù)研發(fā)應(yīng)用路線圖的內(nèi)在邏輯，奢談新能源汽車發(fā)展，無異于盲人摸象。
各國汽車業(yè)經(jīng)過無數(shù)曲折和彎路，在2010年前后，終于就動力能源技術(shù)的“路線圖”形成共識，由近及遠(yuǎn)的排列分別是：一、傳統(tǒng)汽車的高效動力總成和生物柴油、乙醇等生化燃料；二、混合動力；三、純電動車（只適合作短途）；四、插電式混合動力車和增程式電動車；五、氫燃料電池車。由于氫能源蘊(yùn)藏豐富、排放為零，是新能源汽車的終極方案。
在新能源車的技術(shù)路線選擇上，除了傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)的優(yōu)化，“電驅(qū)動”將成為貫穿混合動力、純電動、增程式、氫燃料電池的核心技術(shù)平臺，所有新能源都要轉(zhuǎn)化為電能儲存并驅(qū)動汽車運(yùn)行。從廣義上說，新能源車都是電動車。
內(nèi)燃機(jī)優(yōu)化仍是主流
直至今日，全球每年生產(chǎn)的8000萬輛汽車基本都是內(nèi)燃機(jī)汽車，內(nèi)燃機(jī)動力總成的科技創(chuàng)新一直是汽車業(yè)節(jié)能減排的主攻方向。比如渦輪增壓和缸內(nèi)直噴技術(shù)（簡稱FSI），大大提升了汽油在發(fā)動機(jī)里的充分燃燒；而雙離合變速箱（簡稱DSG）的發(fā)明，使變速箱換擋過程的能量損失幾乎為零。
節(jié)能減排，不光是動力總成技術(shù)創(chuàng)新的目標(biāo)，也是一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)工程。包括減小車身的風(fēng)阻系數(shù)、車身輕量化、降低輪胎摩擦阻力、電器設(shè)備智能化和能量管理等多種學(xué)科。
在全球，汽車節(jié)能減排的一個(gè)大趨勢是柴油發(fā)動機(jī)的采用。由于一系列先進(jìn)技術(shù)的采用，柴油發(fā)動機(jī)的油耗只有汽油機(jī)的三分之一到一半，排放中的碳顆粒和有害物質(zhì)比上世紀(jì)80年代降低了90%以上，令人刮目相看。
2010年秋，我先后訪問沃爾沃和雪鐵龍，得知沃爾沃在瑞典銷售的柴油轎車與汽油車比例在2000年是1∶9，到2009年猛增到9∶1；雪鐵龍2009年在歐盟銷售的轎車，70%是柴油車。
柴油不僅來自石油。在歐洲，油菜籽、速生秸稈等都是綠色柴油的新來源。在中國，“地溝油”是人們餐桌上的夢魘，但經(jīng)過處理，“地溝油”恰恰是生物柴油的好原料。
在可預(yù)見的將來，傳統(tǒng)汽車依然是世界汽車業(yè)的絕對主流，因而傳統(tǒng)動力優(yōu)化的意義格外重大。大眾中國前總裁范安德從2007年到2010年，在中國推行“動力總成戰(zhàn)略”，把大眾在中國生產(chǎn)的轎車油耗和排放降低了20%。年產(chǎn)2000萬輛汽車的中國，如果能夠全面的降低油耗和排放20%，就意味著為市場提供了400萬輛油耗和排放全部為零的新車，這一效果何等震撼。
中國汽車業(yè)的能源科技研究和開發(fā)，傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)汽車的能源優(yōu)化應(yīng)該排在優(yōu)先考慮，它是節(jié)能減排戰(zhàn)役中站在地上的那條 “腿”，站的穩(wěn)，邁出去尋路新能源的那條“腿”才得以支撐。
混合動力是一種“道”
2001年春天，我在日本豐田公司試駕剛剛面世的混合動力車“普銳斯”。它同時(shí)裝有汽油發(fā)動機(jī)和蓄電池、電動機(jī)兩套系統(tǒng)。汽車在行駛中，把怠速、制動、滑行時(shí)原本浪費(fèi)的點(diǎn)滴能量收集起來，變成電能存在蓄電池里。加速和上坡時(shí)兩套系統(tǒng)同時(shí)出力，勁頭十足；平穩(wěn)行駛時(shí)，由蓄電池驅(qū)使電動機(jī)單獨(dú)出力，不再燒油。
豐田心無旁騖地研發(fā)混合動力車十多年，普銳斯如今已經(jīng)做到第三代，節(jié)油效果可以達(dá)到50%以上。由于油電兩套系統(tǒng)，普銳斯價(jià)格是貴一些，但是兩三年間節(jié)省的油錢，就可以基本收回買車多花的錢，而且在使用中消費(fèi)者也無須改變加油和駕駛的習(xí)慣。
到2012年，豐田混合動力普銳斯的百公里油耗下降到4.7升。盡管日本政府早已取消了過去25萬日元（約合1.5萬元人民幣）的補(bǔ)貼，但在日本、美國市場，普銳斯反而越賣越火，成為日本銷量最大的單一車型。
汽車發(fā)明者奔馳公司，也把混合動力技術(shù)應(yīng)用于最頂級的轎車S400 Hybrid上。2008年秋天，我曾在德國斯圖加特試駕奔馳這款混合動力車。V6發(fā)動機(jī)加上電機(jī)做功，功率高達(dá)299馬力，搭載“即停即起”技術(shù)，百公里油耗7.9升——這一成績使S400 Hybrid成為全球頂級豪華轎車中的節(jié)油冠軍。
S400 Hybrid的亮點(diǎn)在于鋰電池的應(yīng)用。奔馳公司用高強(qiáng)度鋼殼包裹的鋰電池組只有兩塊磚頭大小，比豐田采用的鎳氫電池組小許多。不過鎳氫電池的好處是成本低、更安全，兩者追求各自不同。
內(nèi)山田竹志是豐田混合動力研發(fā)之父，2013年成為豐田汽車首位工程師出身的會長（總經(jīng)理）。此前我們有過多次交流，他讓我逐步認(rèn)同了一個(gè)基本理念：混合動力不是一種新能源，而是一種“道”，無論傳統(tǒng)燃油發(fā)動機(jī)，還是電動車、氫能源車，致力能量回收的混合動力技術(shù)都能讓它們進(jìn)一步節(jié)能。
內(nèi)山田出任豐田會長后，我曾在常熟和他交談。我問：在中國，政府和消費(fèi)者還沒有接受混合動力，什么時(shí)候，混合動力能夠被世界普遍認(rèn)同？
內(nèi)山田又給了我一個(gè)量化的指標(biāo)：1997年他研發(fā)普銳斯時(shí)，期望到2020年，混合動力車可以達(dá)到汽車銷量的百分之二三十。但今天在日本，混合動力車占豐田總銷量的比例已達(dá)40%以上。這表明，消費(fèi)者的環(huán)境資源意識的提升比想象還要快。
“我相信，到2020年，無論什么車輛，包括各種新能源車，都將采用混合動力技術(shù)。”內(nèi)山田說。
東風(fēng)集團(tuán)副總經(jīng)理劉衛(wèi)東日前也告訴我，他們正在評估對法國標(biāo)致雪鐵龍集團(tuán)（PSA）一種全新概念的空氣混合動力技術(shù)進(jìn)行聯(lián)合開發(fā)。壓縮氣瓶將取代電池，用于回收能量，這一技術(shù)有望用于國產(chǎn)雪鐵龍和標(biāo)致產(chǎn)品，樣車年內(nèi)會在國內(nèi)試運(yùn)行。
純電動車為何是一條短線
在我看到的新能源“路線圖”上，令人印象最深刻的，是其他各種新能源下面都畫著一條長線，純電動車下面則是一條短線。
我想，這意味著純電動車承擔(dān)不起全面替代汽車的使命。
早在1834年，美國人托馬斯·達(dá)文波特就造出世界上第一輛電動車，比汽車問世早近半個(gè)世紀(jì)。但由于技術(shù)進(jìn)展緩慢，上世紀(jì)60年代電動車只占世界汽車保有量的0.01%，幾乎退出歷史舞臺。
直到20世紀(jì)后半葉，石油短缺和環(huán)保呼聲日高，國外大企業(yè)紛紛投入巨資進(jìn)行電動車開發(fā)。上世紀(jì)90年代，曾經(jīng)有過一輪全球性的電動車熱，豐田的RAV4、通用的EV1等電動車在美國加州做得可圈可點(diǎn)，并且在中國汕頭南澳島的“國家電動車實(shí)驗(yàn)示范區(qū)”做過三年的示范運(yùn)行。然而，電動車終因價(jià)格昂貴、充電時(shí)間長、續(xù)航歷程短而在2003年宣布退潮。
電動車180年來無法徹底大翻身，最大的瓶頸是電池的儲能密度太低。盡管從最早的鉛酸電池，后來的鎳氫電池，到今天的鋰電池，儲能比伴隨材料成本一起攀升，而仍然和化石燃料相差甚遠(yuǎn)。
2008年夏，我采訪奔馳集團(tuán)主管技術(shù)的副總裁韋伯，他說：“現(xiàn)在汽車和電動車儲能之比是100∶1，我們的目標(biāo)是努力提高到10∶1，這樣的水平才有實(shí)用性。我們更關(guān)注誰能在中期取得電池的實(shí)質(zhì)性突破?！?
特斯拉在中國備受追捧，續(xù)航里程可以達(dá)到500公里是賣點(diǎn)之一。每兩公斤電池，可以提供一公里續(xù)航里程，水平之高在業(yè)內(nèi)未見出其右者。盡管如此，500公里續(xù)航里程，需要背1000公斤的電池包，相當(dāng)15個(gè)成人伴你同行。而跑同樣里程的燃油汽車只要加油50升。兩者的儲能差距由此可見一斑。且不說，買一塊手機(jī)電池都價(jià)格不菲，1噸鋰電池你得掏多少錢？起碼30萬元！
除了電池高昂的價(jià)格和安全方面的風(fēng)險(xiǎn)，電池制造和銷毀過程中的污染，依然有待完善。
如果說電動車的技術(shù)瓶頸在電池，那么，電動車推廣的難度則是在充電。充電基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，充電耗費(fèi)的長時(shí)間和頻繁程度，都是電動車推廣中的羈絆。
全球電動車依舊遭遇玻璃屋頂，國際上業(yè)界最樂觀的估計(jì)是，即使到“遙遠(yuǎn)”的2025年，純電動車也不會超過全球汽車總產(chǎn)量5%。
在近一兩年的A級國際車展，無論歐美、日本，跨國汽車公司推出的小型、超小型電動車越來越多。外觀時(shí)尚，玲瓏可愛，乘坐兩個(gè)人，甚至只是一個(gè)人，續(xù)航里程50公里以下的也不在少數(shù)。純電動車作為個(gè)人短程出行工具的功能越來越明確。在挪威奧斯陸頒發(fā)諾貝爾和平獎的議會大廈外的街角，我見到四車位的自助充電樁前，停放的也都是微型電動車。
線路圖上的短線表明，不要指望純電動車能夠替代傳統(tǒng)汽車。買一輛小型電動車，做日常短途出行，電池小，充電時(shí)間短，電流無須太高，晚上在家用波谷電慢充，既經(jīng)濟(jì)又延長電池壽命。但如果某日你要去趟天津，花50元坐高鐵吧。
“插電混動”現(xiàn)在最靠譜
大眾中國CEO海茲曼曾問我，大眾的“插電式混合動力”技術(shù)能否在中國推廣？我認(rèn)為，“插電混動”是當(dāng)下在中國最靠譜、最有節(jié)能環(huán)保效果的新能源車，也能讓純電動車在電池重量和續(xù)航里程的糾結(jié)中獲得解脫。
剛剛舉行的2014北京國際車展上，自主品牌已有一批“插電混動”概念車型面世。大眾近兩年推出不同版本的插電式混合動力車型，并且參與了由德國政府牽頭的一項(xiàng)為期四年、由產(chǎn)學(xué)研多家機(jī)構(gòu)參與的“插電混動”研究項(xiàng)目，從而成為繼豐田、通用之后，第三個(gè)把新能源車開發(fā)的重點(diǎn)從純電動車轉(zhuǎn)向“插電混動”的汽車巨頭。
插電混動有兩個(gè)源頭，一個(gè)是豐田，在混合動力的節(jié)油效果接近極限之后，為混合動力車嫁接電動車技術(shù)，以求進(jìn)一步節(jié)油，遂起名“插電混動”；另一個(gè)是通用汽車，純電動車下馬后，他們研發(fā)出電能耗盡后由燃油發(fā)電輸入電池的技術(shù)，從而突破續(xù)航限制，稱為“增程式電動車”。在電動機(jī)和汽油機(jī)的關(guān)系上，豐田是并聯(lián)，通用是串聯(lián)。因豐田研發(fā)在先，“插電混動”的名稱在中國一般涵蓋這兩類車型。
“插電式”是在原混合動力基礎(chǔ)上，換了一個(gè)較小的鋰電池組，用于充電和回收能量，一次充電可行駛20公里；當(dāng)電能耗盡，再回到汽油機(jī)的混合動力。插電混動的普銳斯進(jìn)入中國，政府主管部門認(rèn)為20公里的電池續(xù)航里程實(shí)在太小了，不能給予電動車補(bǔ)貼。但豐田的技術(shù)人員告訴我，20公里是考慮了人們普遍的出行需求，以及電池成本與節(jié)能效果的平衡，是從大量統(tǒng)計(jì)測算中得到的最佳值。續(xù)航能力20公里，電池小，成本自然降低；但這20公里純電動的介入，把混合動力車的節(jié)油綜合效果，從50%再進(jìn)一步提升到了74%。
而通用的“增程式電動車”Volt的設(shè)計(jì)，是一次充電可以行駛80公里，在電動機(jī)上同軸串聯(lián)一臺燃油發(fā)動機(jī)；當(dāng)電池即將耗盡時(shí)，汽油機(jī)自行啟動發(fā)電，滿箱油能繼續(xù)行駛570公里。相比插電式普銳斯，通用Volt要多備120-150公斤鋰電池，每公斤電池國際平均成本809美元，因而Volt價(jià)格也大概要高出插電普銳斯約10%。
我曾試駕Volt，從天津勸業(yè)場附近酒店充電后開到北京宣武門。車上坐三個(gè)成年人，開空調(diào)，一路頻頻加速，毫無純電動車的“里程恐懼”。全程用純電動模式跑了59.9公里（80公里果然是理論數(shù)據(jù)），增程模式83.6公里，用電10.4千瓦時(shí)，耗油7升。
大眾開發(fā)的插電混動產(chǎn)品充電續(xù)航里程為50公里，正好達(dá)到中國官方規(guī)定的新能源車補(bǔ)貼標(biāo)準(zhǔn)。
自主品牌比亞迪的F3DM雙模電動車起步很早，實(shí)際就是“增程式電動車”，目前其插電混動車型“秦”的技術(shù)較為成熟，價(jià)格在補(bǔ)貼后也接近傳統(tǒng)汽車。
兩年前，比亞迪曾對深圳跑了6萬公里的F3DM用戶做過統(tǒng)計(jì)，電里程和油里程的比例是1：1。上班5天基本用電（一次充電續(xù)航60公里），周末出遠(yuǎn)門用油。加上混合動力的能量回收，節(jié)油效果了得。種種跡象表明，比亞迪的插電混動車很快會在北京獲得新能源補(bǔ)貼。
氫動力是終極目標(biāo)
氫資源在地球上儲藏豐厚，排放純凈。氫燃料電池車是新能源汽車的終極目標(biāo)，也是汽車巨頭們極力攻占的技術(shù)制高點(diǎn)。
170年前，英國物理學(xué)家格魯夫爵士第一次成功實(shí)現(xiàn)了電解的逆反應(yīng)并產(chǎn)生出電流。這正是今天氫燃料電池的基本原理，是探索太空和汽車新能源的一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)。
簡單地說，氫燃料電池是由極板夾著極薄的電解膜構(gòu)成。在電解膜一側(cè)的陽極上，氫氣被鉑催化劑分解為電子和質(zhì)子。質(zhì)子可以穿過電解膜，與空氣中的氧生成水霧排出；電子則統(tǒng)統(tǒng)被電解膜攔下，集中起來生成電。電流在燃料電池中儲存下來，從而帶動電動機(jī)驅(qū)動車輛。
1997年7月，在斯圖加特奔馳研發(fā)中心，我第一次看到奔馳剛剛開發(fā)出的第一代、也是世界上第一輛氫燃料電池車。當(dāng)時(shí)的燃料電池體積很大，在一輛MB100中型面包車?yán)?，除了前排駕駛座，車廂全部被巨大的燃料電池組占滿。
到2010年，奔馳在歐美已經(jīng)開始試銷氫燃料電池車F-CELL，還組成“125天環(huán)游世界”示范車隊(duì)到達(dá)上海。在世博會展區(qū)的寬闊街道上，我試駕了這款奔馳最新氫燃料電池車，安靜、平順、動力強(qiáng)勁。它的氫燃料電池驅(qū)動系統(tǒng)，輸出功率100千瓦，續(xù)航里程可達(dá)400公里，每次充滿燃料只需3分鐘。
通用曾是氫能源車研發(fā)投入最大的跨國公司。2003年7月，我在底特律試駕過通用第二代氫動力概念車Hy-wire。這是一款和傳統(tǒng)汽車差異最大的新科技產(chǎn)品。Hy-wire摒棄了傳統(tǒng)汽車上必不可少的方向盤、變速箱、傳動軸等傳統(tǒng)部件，實(shí)行了完全由軟件控制的電信號“線傳”技術(shù)，重新定義了汽車。
2008年，通用已經(jīng)造出第四代氫燃料電池車，并到上海路演。奧巴馬上任美國總統(tǒng)后，轉(zhuǎn)向鐘情純電動，但從金融風(fēng)暴中重新站起來的通用，繼續(xù)邁出研發(fā)氫能源車的步伐。
近日，豐田汽車公司副社長伊原告訴我，豐田的氫能源電池車已經(jīng)處于世界領(lǐng)先地位，成本從當(dāng)年3億日元（約合1800萬元人民幣）降低到1000萬日元（約合61萬元人民幣）。豐田的儲氫罐技術(shù)成熟，一次加氫3分鐘，續(xù)航里程500公里，有望最早投入商業(yè)化。
大眾、本田、寶馬也一直走在氫燃料電池車研制的行列里。
德國和日本已經(jīng)宣布了建設(shè)1000座加氫站的計(jì)劃；在美國，將嘗試建設(shè)高速公路沿途的加氫站。
中國盡管沒有官方大力提倡和投資，氫燃料電池車也在頑強(qiáng)研發(fā)中。上汽從2006年起開始研發(fā)氫燃料電池車。今年3月28日，上汽和大眾汽車集團(tuán)在德國簽署聯(lián)合聲明，共同開發(fā)氫燃料電池技術(shù)，據(jù)稱持續(xù)投入已超過10億元。
同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院院長余卓平介紹說，受技術(shù)、成本和基礎(chǔ)設(shè)施的制約，國際上對氫燃料電池車商業(yè)化的目標(biāo)從2014年推遲到2017年。要實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，取決于燃料電池中作為催化劑的鉑金用量進(jìn)一步下降，同時(shí)燃料電池壽命提高到5000小時(shí)（相當(dāng)于跑20萬公里）以上，動態(tài)穩(wěn)定性提高，另外，大規(guī)模的制氫和存儲工藝也有待解決完善。
余卓平說，同濟(jì)大學(xué)和上汽聯(lián)合研制的氫燃料電池車，曾在2011年必比登新能源車大賽上獲得第三名。與世界領(lǐng)先技術(shù)相比，中國的燃料電池和儲氫罐的承壓技術(shù)還有差距，但基本技術(shù)已經(jīng)具備。他透露，上汽新一代氫燃料電池車將在今秋實(shí)現(xiàn)“中國行”。
