羅漢武 宋寧希
在低碳排放、節(jié)能環(huán)保逐步成為全球共識的背景下,電動汽車等新能源汽車成為社會關(guān)注的熱點。目前,電動汽車主要包括純電動汽車、混合動力汽車和燃料電池電動汽車。純電動汽車是完全由蓄電池提供動力的汽車,以車載充電電池作為儲能動力源,用電動機來驅(qū)動車輛行駛。混合動力汽車裝有兩種或兩種以上動力源,主要以電力驅(qū)動,同時搭載汽油或柴油內(nèi)燃機。燃料電池電動汽車采用燃料電池作為動力源。
電動汽車通過以電代油,利用風(fēng)能、太陽能等清潔能源,可以減少化石燃料的消耗和二氧化碳排放,降低溫室效應(yīng)。同時,電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展也會帶動其他產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,包括電池、電機電控、整車制造、新能源等領(lǐng)域,對整個社會的經(jīng)濟和就業(yè)具有促進作用。根據(jù)國務(wù)院發(fā)展研究中心研究成果,2010年我國汽車消耗石油1.38億噸,約占石油總消耗量的43%,到2020年將達到2.56億噸,約占石油總消耗量的67%。面對石油資源的日益緊張,尋找石油替代品成為一個刻不容緩的問題。
核心提示堅強智能電網(wǎng)建設(shè)是一項涉及多領(lǐng)域、跨行業(yè)乃至全社會理念轉(zhuǎn)變的龐大系統(tǒng)工程。在這項工程中,與大眾生活息息相關(guān)的一個重要內(nèi)容就是電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,以綠色、低碳、節(jié)能、環(huán)保、方便為標(biāo)志的交通革命已經(jīng)揭幕。
我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展始于本世紀(jì)初。2001年,國家啟動了“863”計劃電動汽車重大專項,將純電動、混合動力和燃料電池汽車三類作為整車的研發(fā)重點,建立了“三縱三橫”的開發(fā)布局。2006~2007年,我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)取得了重大發(fā)展,自主研制的純電動、混合動力和燃料電池三類新能源汽車整車產(chǎn)品相繼問世;混合動力和純電動客車實現(xiàn)了規(guī)模示范;燃料電池轎車研發(fā)進入世界先進行列。2009年,新能源汽車的研發(fā)呈現(xiàn)出大企業(yè)集團主導(dǎo)的新動向。2009年2月,國家《汽車產(chǎn)業(yè)調(diào)整和振興規(guī)劃》出臺,提出到2011年,我國要形成50萬輛純電動、充電式混合動力和普通型混合動力等電動汽車產(chǎn)能,電動汽車銷量占乘用車銷售總量的5%左右。2009年3月,國家科技部、財政部、發(fā)改委、工信部等四部委在全國范圍內(nèi)確立了首批13個開展節(jié)能與新能源汽車示范推廣城市。2009年6月,工業(yè)和信息化部又出臺了《新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)及產(chǎn)品準(zhǔn)入管理規(guī)則》。國家一系列政策的出臺,明確了我國節(jié)能與新能源汽車發(fā)展的方向和目標(biāo)。
和傳統(tǒng)燃油汽車相比,電動汽車在以下方面具有顯著優(yōu)勢:
節(jié)能高效。以轎車為例,與同尺寸和同配置的傳統(tǒng)燃油汽車相比,電動汽車百公里耗電10~15千瓦時。燃油汽車百公里消耗汽油8~10升。這是在平均工況下,如果在市區(qū)內(nèi),考慮堵車的情況,電動汽車在等待交通信號燈時并不耗電,而燃油汽車則需要消耗燃油保持車輛處于起動狀態(tài)。
首先,相對發(fā)電煤耗而言,供電煤耗的降低直接體現(xiàn)在整個能源消耗量的減少上。供電煤耗是指扣除了泵、風(fēng)機、除塵器、磨煤機等輔機的電廠用電后的凈發(fā)電煤耗。按照2009年全國6000千瓦及以上燃煤機組供電標(biāo)準(zhǔn)煤耗340克/千瓦時的標(biāo)準(zhǔn),電動汽車百公里耗煤3.4~5.1千克。我國煤炭儲量要遠遠大于石油儲量,單純從能源安全上考慮,大力發(fā)展電動汽車就很有必要。其次,從能源轉(zhuǎn)換效率而言,電動汽車的能源轉(zhuǎn)換效率要高于傳統(tǒng)汽車。傳統(tǒng)汽車內(nèi)燃機效率為38%,又因為汽車在市內(nèi)行駛中頻繁停車、低速行駛等,造成內(nèi)燃機空轉(zhuǎn)或處在低效率區(qū),其最終效率不過12%。而純電動汽車停車時無機器空轉(zhuǎn),80%以上的電池能量可轉(zhuǎn)為汽車的動力,即使考慮到發(fā)電效率、送配電效率、電池充放電效率,其最終效率也可達到19%。
清潔環(huán)保。我國大氣污染及環(huán)境保護的壓力巨大,汽車是主要的污染源之一。在城市有害氣體排放中,機動車排放占有重要的比例。近年來,國際上對二氧化碳等溫室氣體排放尤為重視,而中國已經(jīng)成為僅次于美國的二氧化碳排放大國。中國政府已經(jīng)承諾,至2020年,單位GDP二氧化碳排放要比2005年下降40%~45%。因此,在交通領(lǐng)域節(jié)能減排、發(fā)展綠色交通勢在必行。
電動汽車的特點就是二氧化碳減排效果好。根據(jù)計算:電廠的二氧化碳排放系數(shù)為每千瓦時電0.38千克,汽油為每升2.32千克。以每年行駛3萬公里計算,每輛電動汽車一年的二氧化碳排放量為1710千克。而燃油汽車一年的二氧化碳排放量為6960千克。
電動汽車在運行階段具有尾氣零排放的顯著優(yōu)勢,可以將污染物從數(shù)量眾多的流動污染源(以千萬輛計的汽車)轉(zhuǎn)移到數(shù)量有限的固定污染源(各類型發(fā)電廠),便于對污染物進行集中減排處理。同時,電力是唯一能夠大規(guī)模利用煤炭、水力、核能和各種可再生能源的二次能源消費方式,隨著我國可再生清潔能源發(fā)電比重的不斷提高,將進一步提高電動汽車減排效果。
綠色可持續(xù)發(fā)展。傳統(tǒng)汽車消耗的是一次能源,一旦消耗則不能再生。而電動汽車消耗的是二次能源,隨著風(fēng)電、水電、太陽能發(fā)電等新能源的迅速發(fā)展,清潔可再生能源發(fā)電所占比重將越來越大,而可再生能源的利用是可持續(xù)發(fā)展的。隨著一次能源的不斷枯竭,未來基于二次能源作為動力的電動汽車必將徹底替代目前傳統(tǒng)的燃油汽車。
隨著電池技術(shù)的發(fā)展和智能電網(wǎng)的建成,電動汽車最終將作為移動儲能單元,完全成為智能電網(wǎng)的一部分。通過完善的智能充電網(wǎng)絡(luò)及電動汽車充放電基礎(chǔ)設(shè)施有效利用其儲能特性,對平抑電網(wǎng)負荷峰谷波動、接納間歇性可再生能源以及提高電網(wǎng)運行效率將起到重大作用。例如,電動汽車用戶可以在晚上7點回家后,利用車載電池剩余的電能為小區(qū)用電負荷進行供電,減小小區(qū)高峰負荷對大電網(wǎng)的供電需求,起到“削峰”的作用,而在夜間低谷時段充電又起到“填谷”的作用,大規(guī)模的電動汽車通過這種手段能夠有效平抑電網(wǎng)的負荷波動,降低系統(tǒng)所需的備用容量,提高電網(wǎng)運行效率;同時通過高峰放電與低谷充電的電價差,電動汽車用戶能夠降低使用成本,取得直接經(jīng)濟效益。對于供電企業(yè)而言,可以在不增加系統(tǒng)備用容量和變電站投資的情況下提高售電量,提高電網(wǎng)設(shè)備的利用率。
汽車產(chǎn)業(yè)是國家的支柱產(chǎn)業(yè),在國民經(jīng)濟發(fā)展中占有舉足輕重的地位。電動汽車產(chǎn)業(yè)可以帶來動力電池、控制系統(tǒng)、電機、充電設(shè)施等大批新產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對于擴大就業(yè)具有積極意義。目前,國內(nèi)外汽車企業(yè)在電動汽車技術(shù)儲備方面站在同一條起跑線上,發(fā)展電動汽車對于處在汽車產(chǎn)業(yè)弱勢地位的中國企業(yè)來說,是一個絕好的彎道超車機會。加快電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,對于中國汽車產(chǎn)業(yè)率先實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)升級具有重要意義。
河南省電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展目前處于國內(nèi)先進水平。以電池為核心的關(guān)鍵零部件研發(fā)處于領(lǐng)先地位,目前全省有動力電池及其相關(guān)材料的企業(yè)200多家,已形成年產(chǎn)動力鋰離子電池1.58億安時生產(chǎn)能力;整車集成技術(shù)開發(fā)處于優(yōu)勢地位,省內(nèi)擁有鄭州宇通集團、鄭州日產(chǎn)、鄭州海馬、少林客車等一批車輛生產(chǎn)企業(yè),目前已研發(fā)出幾十款多類混合動力及純電動汽車;電動汽車研發(fā)體系初步形成,初步建立了以骨干企業(yè)為主體的研發(fā)體系。鄭州宇通客車股份有限公司組建了新能源產(chǎn)品部,鄭州日產(chǎn)汽車有限公司建設(shè)了新能源輕型汽車河南省工程實驗室,并成立了電動汽車事業(yè)部,河南少林汽車股份有限公司成立了新能源汽車研究所等,著力開展新能源汽車整車控制技術(shù)研究。絕大多數(shù)重點零部件企業(yè)都建立了自已的科研機構(gòu)。此外,一些高校和科研機構(gòu)積極與整車或重點零部件企業(yè)進行技術(shù)合作,取得了良好成效。
為了保障電動汽車能源補給,2010年4月,河南省電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組與省電力公司簽訂了《電動汽車充電設(shè)施建設(shè)戰(zhàn)略合作協(xié)議》。協(xié)議規(guī)定,將大力推進電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展,加快充電設(shè)施及配套服務(wù)系統(tǒng)的規(guī)劃與建設(shè),加強充電設(shè)施安全運營管理,積極協(xié)調(diào)相關(guān)部門,加大政策扶持力度,共同培育電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展。
2010年6月19日,河南首座電動汽車充電站——鄭州商都路電動汽車充電站正式建成投運。目前該站主要為鄭州85路電動公交汽車提供電能補給服務(wù),可同時滿足20輛電動公交車充電并兼顧社會車輛的充電需求。2010年年底,新鄉(xiāng)振中路電動出租車充換電站建成,該充換電站能夠同時為100輛電動出租車提供能源補給服務(wù)。
到2020年,全省將建成1160座充放電站:18個地市建成區(qū)配置530座充放電站;高速公路將完成充放電站建設(shè),共建設(shè)270座;承擔(dān)城市聯(lián)絡(luò)的主要一級公路共配置360座充放電站。