自從19世紀(jì)末德國(guó)人卡爾·苯茨(Kart Benz)發(fā)明世界上首臺(tái)內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)以來(lái),現(xiàn)代汽車(chē)工業(yè)已經(jīng)走過(guò)了一百多年波瀾壯闊的歷史。汽車(chē)為人類(lèi)帶來(lái)了移動(dòng)的自由(Freedom of Mobility),非常顯著地拓展了人們的活動(dòng)范圍,豐富了人們的社會(huì)活動(dòng),從而全方位地推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)、文化的發(fā)展。但是,受到能源短缺、全球暖化等問(wèn)題的影響,傳統(tǒng)的內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn),而這在中國(guó)尤其突出。我國(guó)應(yīng)該主動(dòng)迎接這一歷史性挑戰(zhàn),迎難而上,全面推動(dòng)以電動(dòng)汽車(chē)為代表的新能源汽車(chē)的發(fā)展,將我國(guó)打造成為電動(dòng)汽車(chē)的王國(guó),實(shí)現(xiàn)人類(lèi)社會(huì)與地球的和諧共生。
一、中國(guó)面臨的挑戰(zhàn)最為迫切
未來(lái)30年,汽車(chē)行業(yè),從技術(shù)、生產(chǎn)到使用的各個(gè)環(huán)節(jié)都將進(jìn)行一場(chǎng)史無(wú)前例的劇烈變革,而以電動(dòng)汽車(chē)為代表的新能源汽車(chē)正是這場(chǎng)革命的主角。我國(guó)應(yīng)該抓住難得的歷史機(jī)遇,主動(dòng)參與并引領(lǐng)這場(chǎng)深刻的變革,努力將中國(guó)打造成為電動(dòng)汽車(chē)的王國(guó)。這是一條充滿(mǎn)希望的發(fā)展之路,同時(shí)也是我們僅有的出路。這些年,我國(guó)汽車(chē)工業(yè)發(fā)展迅速,從2009年開(kāi)始成為世界第一大汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)國(guó),2010年產(chǎn)銷(xiāo)量突破1800萬(wàn)。截至2011年8月底,全國(guó)汽車(chē)保有量首次突破1億輛,由此引發(fā)了對(duì)石油的大量需求:2010年,我國(guó)消費(fèi)石油超過(guò)4億5000千萬(wàn)噸,其中55%依靠進(jìn)口。汽車(chē)的燃油消耗量占到成品汽油、柴油表觀消費(fèi)量的80%和42%,并成為新增石油消耗的主體。我國(guó)的能源安全面臨嚴(yán)峻考驗(yàn):我國(guó)對(duì)外石油依存度從2000年的約30%,迅速上升到2010年的55%。盡管我國(guó)汽車(chē)保有量巨大,但每千人汽車(chē)保有量小于60輛,還不到世界平均值的一半。未來(lái)二十年間,我國(guó)將要實(shí)現(xiàn)汽車(chē)普及率接近發(fā)達(dá)國(guó)家的水平,如果按歐洲的一半,即每千人300輛計(jì)算,屆時(shí),我國(guó)汽車(chē)總保有量將超過(guò)4.5億輛。由此可測(cè)算出,如果不全面推廣電動(dòng)汽車(chē),我國(guó)汽車(chē)燃油需求將存在巨大的缺口。此外,燃油汽車(chē)所帶來(lái)的溫室氣體排放也是驚人的。據(jù)預(yù)測(cè),到2020年,我國(guó)全年汽車(chē)年成品油消耗將達(dá)到3億噸,按照60 %的成品油率來(lái)?yè)Q算,年消耗原油約5億噸,由此而造成的二氧化碳排放量應(yīng)該在12.5億噸到15億噸之間。這無(wú)疑是我國(guó)乃至世界難以承受的嚴(yán)重后果。在2009年哥本哈根氣候大會(huì)前夕,中國(guó)政府向世界作出了負(fù)責(zé)任的承諾:到2020年,我國(guó)單位國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值二氧化碳排放比2005年下降40 % ~ 45 %。為了達(dá)成這一目標(biāo),大力發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè),從而逐步降低對(duì)燃油汽車(chē)的依賴(lài)將是我們的必然選擇。
二、工程哲學(xué)指導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展
電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是一種革命性的產(chǎn)業(yè),它勢(shì)必會(huì)對(duì)傳統(tǒng)燃油汽車(chē)產(chǎn)業(yè)造成沖擊。電動(dòng)汽車(chē)又是一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)。電動(dòng)汽車(chē)的功能、主要零部件、生產(chǎn)方式、產(chǎn)業(yè)鏈等和傳統(tǒng)汽車(chē)有很大區(qū)別。因此,不能再用傳統(tǒng)汽車(chē)的眼光來(lái)評(píng)價(jià)電動(dòng)汽車(chē)。我們一定要用開(kāi)放的思維和堅(jiān)定的勇氣去迎接挑戰(zhàn)。隨著插電式電動(dòng)汽車(chē)的普及,電動(dòng)汽車(chē)對(duì)現(xiàn)有電網(wǎng)領(lǐng)域的影響也不容小覷。因此,所有參與到電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的各方都需要保持一種開(kāi)放、妥協(xié)的心態(tài),共同努力來(lái)促進(jìn)該產(chǎn)業(yè)的快速且健康的發(fā)展。發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)是一項(xiàng)龐大、復(fù)雜的系統(tǒng)工程,它涉及到電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)品的研發(fā)、配套基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)、商業(yè)模式的設(shè)計(jì)、政府政策法規(guī)的制定等多個(gè)方面。因而我認(rèn)為,要以工程哲學(xué)來(lái)指導(dǎo)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
那么,什么是工程?從科學(xué)、技術(shù)、工程三元論的角度來(lái)界定,科學(xué)是以發(fā)現(xiàn)為核心,科學(xué)是對(duì)自然的本質(zhì)及其運(yùn)行規(guī)律的探索、發(fā)現(xiàn)和揭示,并最終歸納為真理。科學(xué)家的探索往往是出于好奇心,并沒(méi)有明確的實(shí)用目的。技術(shù)是以發(fā)明為核心,技術(shù)本質(zhì)上是改善人類(lèi)社會(huì)生活的手段,它可以是方法、裝置、工具、儀器儀表或過(guò)程。技術(shù)講求的是技巧。工程則是集成科學(xué)、技術(shù)和管理,并以此解決實(shí)際問(wèn)題。具體說(shuō)來(lái),工程是利用科學(xué)原理和技術(shù)手段在一定邊界條件下進(jìn)行集成優(yōu)化和綜合優(yōu)化,有目的地完成設(shè)計(jì)、構(gòu)建、運(yùn)行等項(xiàng)目。工程具有系統(tǒng)性、復(fù)雜性、交叉性、綜合性等特征。工程是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的發(fā)動(dòng)機(jī)。隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的急速發(fā)展,工程師們一方面要了解科學(xué)家有什么新發(fā)現(xiàn),另一方面更要了解社會(huì)有什么需求,不僅把科學(xué)家的發(fā)現(xiàn)和社會(huì)的需求聯(lián)系起來(lái),還要把知識(shí)、行動(dòng)和道德結(jié)合起來(lái),明確應(yīng)該做什么,不應(yīng)該做什么,不斷拓寬基礎(chǔ),拓寬視野,拓寬使命感。集成和創(chuàng)新是工程的靈魂。創(chuàng)新就是要把新的技術(shù)商業(yè)化,這意味著成功地提出新的事物,該事物必須具備相當(dāng)?shù)募夹g(shù)含量,并在商業(yè)上獲得成功,創(chuàng)造價(jià)值。
工程哲學(xué)就是要深刻理解科學(xué)、技術(shù)、工程和創(chuàng)新之間的相互聯(lián)系的基礎(chǔ)上,進(jìn)行系統(tǒng)集成優(yōu)化。概言之,工程哲學(xué)講求理論聯(lián)系實(shí)際,做到系統(tǒng)集成優(yōu)化貫穿產(chǎn)、學(xué)、研、用、管等各個(gè)環(huán)節(jié)。而系統(tǒng)集成優(yōu)化的思想原則又可歸納為如下六條:1)辯論、定義、修訂和追求目標(biāo):系統(tǒng)有能力完成目標(biāo),結(jié)果印證措施的正確性;2)整體思想:整體大于個(gè)體的總和,個(gè)體大于整體的分解;3)創(chuàng)造性:看到樹(shù)木之前,先看到森林;4)遵守學(xué)科程序:分而攻之,合而治之;5)考慮人的因素:人是會(huì)犯錯(cuò)誤的,需要反饋監(jiān)管機(jī)制;6)管理項(xiàng)目和團(tuán)隊(duì)精神:大家為人人,人人為大家。這其中1是確定目標(biāo),2到4是思想方法問(wèn)題,5和6是管理問(wèn)題。
就我國(guó)發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)路線而言,集中力量發(fā)展純電動(dòng)車(chē)或插電式新能源汽車(chē)更符合國(guó)情。也不排斥有能力的企業(yè)發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē)。電動(dòng)汽車(chē)也是汽車(chē)的一種,電動(dòng)汽車(chē)所必需的傳統(tǒng)汽車(chē)的基本技術(shù)也必需抓住而不能繞過(guò)。中國(guó)的國(guó)情在于:首先,我國(guó)對(duì)能源、環(huán)保的壓力要比外國(guó)大,技術(shù)和市場(chǎng)的發(fā)展都很快,我國(guó)應(yīng)該抓住機(jī)會(huì),穩(wěn)健快速進(jìn)入;其次,發(fā)展混合動(dòng)力汽車(chē),我們很難跟豐田等國(guó)外成熟的車(chē)企競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)方經(jīng)過(guò)二十多年的努力,在內(nèi)燃機(jī)和變速器的改進(jìn)、整車(chē)能量控制器等方面都形成了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)壁壘,很難實(shí)現(xiàn)有效突破。事實(shí)上,如果有能力的廠家成功開(kāi)發(fā)出混合動(dòng)力車(chē)并受到市場(chǎng)的接受,也是好事,但政府應(yīng)重點(diǎn)支持純電動(dòng)車(chē)技術(shù)的發(fā)展,特別是支持動(dòng)力電池系統(tǒng)技術(shù)的發(fā)展。利用我國(guó)自然資源、市場(chǎng)、人力資源的優(yōu)勢(shì),首先大力發(fā)展有市場(chǎng)需求、能有效節(jié)能減排的小型低速電動(dòng)汽車(chē)和城市公交增程式電動(dòng)汽車(chē)或純電動(dòng)汽車(chē),也不排除市場(chǎng)能接受的其它型式混合動(dòng)力汽車(chē)、積累經(jīng)驗(yàn),不斷提高在動(dòng)力電池、電機(jī)電力電子電控、動(dòng)力總成等核心技術(shù),向新一代先進(jìn)的電動(dòng)汽車(chē)跨越發(fā)展。
三、決定電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化成功與否的關(guān)鍵因素
電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)化成功的關(guān)鍵因素為:1)價(jià)格不高于傳統(tǒng)車(chē);2)使用方便程度與傳統(tǒng)車(chē)相當(dāng);3)能耗和排放低于傳統(tǒng)車(chē)。目前最難做的是第一個(gè)。任何產(chǎn)品要取得成功,除了要有好的性能和好的產(chǎn)能外,還要有消費(fèi)者的青睞。電動(dòng)汽車(chē)和傳統(tǒng)汽車(chē)比較,多了又重又貴的動(dòng)力電池,怎么能做到其價(jià)錢(qián)跟傳統(tǒng)汽車(chē)一樣呢?對(duì)消費(fèi)者有何傳統(tǒng)車(chē)所沒(méi)有的附加值?這就要把電池的附加值發(fā)揮出來(lái),這就使電池的初始成本不要只讓車(chē)主來(lái)承擔(dān)。為了降低成本,必須以整體思想來(lái)考慮問(wèn)題。應(yīng)該認(rèn)識(shí)到,電動(dòng)汽車(chē)不但是一種交通工具,它還是一種能源工具。電動(dòng)汽車(chē)集群將形成一個(gè)龐大的電能儲(chǔ)存系統(tǒng),如果能和電網(wǎng)交互使用,不但可以起到削峰填谷的作用,有助于提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性和運(yùn)行效率,而且還將有助于風(fēng)能、太陽(yáng)能等間歇式新能源的開(kāi)發(fā)和利用。如果在政府主導(dǎo)下,消費(fèi)者、電動(dòng)車(chē)制造商、電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)商、能源服務(wù)商等共同設(shè)計(jì)出一種多贏的商業(yè)模式,則電動(dòng)汽車(chē)的附加價(jià)值會(huì)得以充分體現(xiàn),從而促使其價(jià)格大幅下降,最終為消費(fèi)者所接受。各有關(guān)方面共同在能源補(bǔ)給模式上進(jìn)行創(chuàng)新,根據(jù)不同的車(chē)型和用途,才用最安全、經(jīng)濟(jì)、有效的能源補(bǔ)給模式,包括慢速充電、機(jī)會(huì)充電、特殊情況下的快速充電、特種用途的更換電池模式、電池租賃服務(wù)等。
總之,發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)要做到三好:1)好的產(chǎn)品。即性能優(yōu)良、價(jià)格合理;2)好的基礎(chǔ)設(shè)施。即方便和經(jīng)濟(jì),可采用智能充電、慢速充電、快速充電、更換電池、儲(chǔ)能充電等多種模式;3)好的商業(yè)模式。要大膽采用創(chuàng)新的商業(yè)模式,集合汽車(chē)、電力、能源、信息、服務(wù)、金融、保險(xiǎn)、銷(xiāo)售等多個(gè)行業(yè)的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),共享利益,共擔(dān)風(fēng)險(xiǎn)。這需要各參與方保持一種開(kāi)放的心態(tài),精誠(chéng)合作,在利益分配上采取相互妥協(xié)態(tài)度,共同將這個(gè)產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng)。主要的是汽車(chē)行業(yè)與電力行業(yè)要真誠(chéng)握手并取得妥協(xié),政府要推出有效的政策法規(guī)進(jìn)行指導(dǎo)和促進(jìn)。
[page]四、我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的問(wèn)題
盡管我國(guó)電動(dòng)汽車(chē)發(fā)展已取得了一定的成績(jī),但依然存在很多問(wèn)題。首先,在整車(chē)、關(guān)鍵零部件、公共平臺(tái)等方面我們并不完全掌握核心技術(shù)。以電池技術(shù)為例,近些年,我國(guó)動(dòng)力電池技術(shù)發(fā)展得很快,單體容量比國(guó)外同類(lèi)產(chǎn)品大,價(jià)格也比相對(duì)便宜。但也存在兩個(gè)弱點(diǎn):第一,缺乏深層次的機(jī)理分析,業(yè)界應(yīng)該從電化學(xué)材料、物理、電工、機(jī)械、散熱、安全性、可靠性、智能管理等方面進(jìn)行系統(tǒng)分析,建立數(shù)學(xué)模型,以提高產(chǎn)品質(zhì)量;第二,缺乏有效的電池系統(tǒng)評(píng)價(jià)體系,較快地、科學(xué)地評(píng)估電池系統(tǒng)在電動(dòng)汽車(chē)工況下的性能、可靠性和安全性。政府應(yīng)更大支持動(dòng)力電池的研發(fā)和整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,促進(jìn)從礦產(chǎn)、原料、裝備、工藝到系統(tǒng)組裝、測(cè)試、評(píng)估等各個(gè)環(huán)節(jié)的全面發(fā)展?!笔?middot;五”期間動(dòng)力蓄電池以能量型動(dòng)力蓄電池為主要發(fā)展方向,兼顧功率型動(dòng)力蓄電池和超級(jí)電容器的發(fā)展,重點(diǎn)突破動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)安全性、一致性、耐久性與低成本等關(guān)鍵技術(shù),促進(jìn)動(dòng)力蓄電池系統(tǒng)集成和模塊化技術(shù)發(fā)展,帶動(dòng)關(guān)鍵材料國(guó)產(chǎn)化,實(shí)現(xiàn)動(dòng)力蓄電池產(chǎn)業(yè)技術(shù)快速升級(jí)、瞄準(zhǔn)國(guó)際前沿技術(shù),深入開(kāi)展新型車(chē)用動(dòng)力蓄電池自主創(chuàng)新研究。我們的目標(biāo)要達(dá)到電動(dòng)汽車(chē)用高能量型蓄電池系統(tǒng)的能量密度達(dá)到150 - 250 Wh/kg,成本低于3元/Wh,壽命 2000 - 5000次循環(huán),充電率2C, 放電率3C。我認(rèn)為目前最重要的是提高動(dòng)力電池系統(tǒng)(電池包)的一致性,可靠性和壽命,即使在目前可達(dá)到的能量密度約100 Wh/kg 的情況下(據(jù)我所知,目前世界各國(guó)也未能做到200 Wh/kg 以上), 重點(diǎn)突破一定市場(chǎng),例如城市短途公交、社區(qū)和中小城市小型電動(dòng)汽車(chē)、一定范圍的出租汽車(chē)等,配合一定的基礎(chǔ)實(shí)施和商業(yè)模式,就可推廣,不斷積累經(jīng)驗(yàn),不斷提高動(dòng)力電池的性能指標(biāo)??傊瑢?duì)于核心技術(shù)的研發(fā),我們的廣大科研工作者一定要有踏踏實(shí)實(shí)、實(shí)事求是的工作態(tài)度和埋頭苦干的工作熱情,切不可浮躁冒進(jìn)。
其次,盡管我們?cè)谡唧w制方面做了很多工作,但總體來(lái)說(shuō),對(duì)產(chǎn)業(yè)的推進(jìn)效果不太理想,或者說(shuō),在政策具體執(zhí)行層面還存在很多問(wèn)題。比如,2009年啟動(dòng)的”十城千輛”大規(guī)模示范推廣工程,搞了25個(gè)試點(diǎn)城市,看起來(lái)很多,但實(shí)際上每個(gè)城市真正進(jìn)行路測(cè)的新能源車(chē)屈指可數(shù),有些地方甚至淪為了”面子工程”:領(lǐng)導(dǎo)來(lái)了開(kāi)出來(lái)轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn),領(lǐng)導(dǎo)一走又收起來(lái)。這樣的面子工程顯然不可能有什么好的收效。在我看來(lái),不必鋪這么大的攤子,應(yīng)該挑選幾個(gè)具備經(jīng)濟(jì)實(shí)力、污染嚴(yán)重或環(huán)保需求強(qiáng)烈的城市來(lái)試點(diǎn),每個(gè)城市根據(jù)實(shí)際情況分配不同的示范和測(cè)試任務(wù)(如大型客車(chē)、小型中巴、混合動(dòng)力車(chē)、增程式電動(dòng)車(chē)等等),并且一定要有相當(dāng)大的投入量,多跑多開(kāi),把問(wèn)題試出來(lái),把對(duì)能源安全和環(huán)境保護(hù)的貢獻(xiàn)精確計(jì)算出來(lái),這樣對(duì)這個(gè)行業(yè)的發(fā)展才有積極意義。此外,我們?cè)谟行┑胤娇吹搅藢?duì)小型短途或低速電動(dòng)車(chē)的限制,把它看成是”垃圾車(chē)”,認(rèn)為它不具備”技術(shù)含量”,并且強(qiáng)調(diào)只有等電池容量提高到電動(dòng)車(chē)能跑300公里以上才能推廣。這種觀點(diǎn)是值得商榷的,在我看來(lái),推廣新能源車(chē)首先要看重在哪個(gè)市場(chǎng)范圍內(nèi)最能發(fā)揮優(yōu)勢(shì),就優(yōu)先在這個(gè)市場(chǎng)推廣。小型短途或低速電動(dòng)車(chē)在我國(guó)有很廣闊的市場(chǎng)前景,普通消費(fèi)者對(duì)此有較強(qiáng)的需求。地方政府只要有明確的政策規(guī)范,小型短途或低速電動(dòng)汽車(chē)完全可以健康發(fā)展,從小做大、從弱到強(qiáng),這應(yīng)該是電動(dòng)轎車(chē)的必經(jīng)之路,想要跳過(guò)去是不太現(xiàn)實(shí)的。
五、發(fā)展電動(dòng)汽車(chē)、促進(jìn)中國(guó)制造走向中國(guó)創(chuàng)造
我國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)一方面取得了巨大成就,另一方面也面臨著一系列重大挑戰(zhàn)。如產(chǎn)業(yè)層次低,產(chǎn)業(yè)附加值低,工人收入低,兩極分化嚴(yán)重等。究其原因主要是我國(guó)極端缺乏自主創(chuàng)新和”中國(guó)創(chuàng)造”的重大產(chǎn)業(yè)平臺(tái)、關(guān)鍵產(chǎn)業(yè)體系,從而造成主要產(chǎn)業(yè),特別是支柱產(chǎn)業(yè),到處有短板,到處都漏水,有些產(chǎn)業(yè)80%-90%的附加值甚至都被外流(產(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)遵循短板理論)。進(jìn)而導(dǎo)致整個(gè)國(guó)家產(chǎn)業(yè)體系附加值低下(競(jìng)爭(zhēng)性產(chǎn)業(yè)10%-20%),生產(chǎn)率徘徊(工業(yè)為美國(guó)的6%),利潤(rùn)率很低(2011出口企業(yè)為1.44%),實(shí)體產(chǎn)業(yè)拋荒(轉(zhuǎn)投炒樓炒股),工人收入微薄(美國(guó)的4%),低收入人群數(shù)量特別巨大,從而造成內(nèi)需不足,兩極分化嚴(yán)重。所以一定要建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、結(jié)構(gòu)高效、自主開(kāi)放、體系完整的中國(guó)電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)體系,在打造電動(dòng)汽車(chē)王國(guó)的同時(shí)為中國(guó)新的歷史時(shí)期的工業(yè)現(xiàn)代化和產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化,提供新的發(fā)展模式和重大示范。
本文作者系中國(guó)工程院院士、英國(guó)工程院院士、香港工程師學(xué)會(huì)前會(huì)長(zhǎng)、香港大學(xué)榮譽(yù)教授陳清泉
( 編輯/李艷嬌 )
來(lái)源:第一電動(dòng)網(wǎng)
作者:陳清泉
本文地址:http://www.medic-health.cn/news/pinglun/16036
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