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从政策环境上看,欧盟拟定全欧电动车发展路线图,并依托公私伙伴绿色轿车行动等框架开展促进行动。德政府已拟定《德国联邦政府国家电动车发展规划》,并依托多个政府资助框架促进电动车研发,产业界则配套投入更多资金;德国家发展规划拟定德成为电动车领导市场的路径。德主要领先企业都已在电动车研发方面开展国际合作,并取得研发成果。未来新能源汽车业发展能为中国汽车业、中外合作提供机遇,中德电动车合作,在电池技术、汽车研发和商业化、可再生能源融入电网、配套电子电信技术、技术标准和管理框架等方面,富有潜力。
一、欧盟拟定电动车发展路线图
(一)出台背景。2009年6月26日,欧盟委员会在布鲁塞尔举行电动车专家工作小组会议,与会人员包括来自欧委会、成员国政府部门的资深专家和部门负责人;来自多个欧盟技术平台(ETPs)的产业界人士。这些技术平台包括:欧盟道路交通研究咨询委员会(ERTRAC)、欧盟智能系统一体化联盟(EPoSS)和欧盟智能电网(Smart Grids)等。会议主要议题是:欧盟成员国政府和欧委会之间在电动车开发方面的信息交流问题。会议共同讨论了由ERTRAC、EPoSS和欧盟智能电网联合草编的《欧盟道路交通电动化路线图》。
(二)路线图基本框架。欧盟于2009年10月30日正式公告《欧盟交通道路电动化路线图》(3.5版)。路线图首先规定欧盟电动车发展3大“里程碑(时点)”,规定在每一时段上拟实现目标;再规定6大技术领域的分阶段细化目标;最后,按照技术领域分类,设定各具体事项完成时间表。
1.基本阶段及其总体目标。(1)第一里程碑,预定在2012年前为引入阶段,对现有汽车进行调整和改装。(2)第二里程碑,2012~2016年为过渡阶段,第二代电动车问世。(3)第三里程碑,预定在2016~2020年,为大规模生产阶段。到2020年,全欧范围混合动力汽车和电动车将得到全面使用。作为最关键部件,电池使用寿命和电量密度(待机时间)将是现在的3倍,而制造成本将是现在的30%。电动车形成市场竞争力,不需政府补贴就能赢得消费者。电网和充电设施能为消费者提供自动、便捷、高效的充电服务。经10年左右的发展,整个欧盟将实现总计有500万左右电动和混合动力车上路的发展目标。
2.六大技术领域的细分目标。据欧盟工作小组辨识,电能储存系统、车辆驱动技术、系统一体化、电网一体化、交通系统、安全为电动车发展六大关键技术领域。表1所示的是六大技术领域分阶段细化目标。
3.具体技术领域下工作事项细化目标。六大技术领域,又可进一步细分为具体工作事项。欧盟路线图为每一工作事项的启动和完成都厘定时间表。如在“电能储存系统”下第7工作事项为“研究后锂电池技术”,路线图规定该项工作2012年启动,2018年完成研发,2020年实现生产和销售(因以下将详示德国电动车发展路径,欧盟细化工作事项计划时间表从略)。
(三)欧盟层面其他促进措施。除发布路线图开展指导之外,在欧盟层面,还开展以下重要工作。
1.在(2008年11月启动的)欧盟经济复苏计划(EERP)框架下,欧委会发起公私伙伴绿色轿车行动(Public Private Partnership Green Cars Initiatives),预计欧委会、各成员国政府、产业界将为这一行动拨付资金总额10亿欧元。2010~2013年,欧委会将继续使用已建成框架工具,面向绿色轿车行动,执行欧盟第7期研发框架项目。2010年,欧委会通过相关指令,开展“欧盟绿色轿车行动--2010年机会”活动,欧委会和欧洲投资银行一道推进相关工作项目。
2. 欧盟成员国通过欧盟研究区域联络网(ERA-NET)框架,可开展电动车的联合研发和信息沟通;法国、意大利、比利时、丹麦、荷兰、瑞典等国,还可在国际能源组织“混动和电动车”协议框架下,开展电动车研发信息交流。
二、德国政府促进电动车发展的规划和行动
(一)总体规划。德联邦政府于2009年8月发布《德国联邦政府国家电动车发展规划》,其目标是:到2020年,德国所拥有已上路电动和插电混合动力车(PHEV)达100万辆。在规划第一实施期(2009~2011年),研发资金总额4亿欧元,作为2009年春季启动的德经济刺激计划组成部分而发起,研发范围包括电能储存系统、机车技术、汽车电网互动及其示范,现场运作测试。在规划第二(2012~2016年)、第三 (2017~2020年)实施期,除进行研发外,还将开展市场启动和商务开发等方面的工作。
(二)德国联邦政府已开展主要促进行动回顾
1.面向电动车研发的主要政府资助框架。德联邦政府“第5期能源创新和新能源技术研究项目”是由联邦经济部领导的“能源和气候项目”的组成部分。从侧面支持了电动运输研发行动。联邦政府第3期“汽车和运输技术交通研究项目”(3rd TRPMTT),政府高技术战略(High-Tech Strategy),与民间研究活动(见下文)一道,集聚了研究力量,带来了协同效应;联邦交通部(BMVBS)组织实施的“国家氢燃料电池技术创新项目”,致力于以氢燃料电池为支撑,开发替代性机车驱动方式。
2.各技术领域政府研发资助及配套产业界行动。
(1)电能储存。产业界承诺要在此领域投入多于政府资助的资金。在政府高技术战略下,联邦教研部(BMBF)发起锂电池联盟(Lithium-ion Battery Alliance,LIB 2015)。该联盟开展的研发始于2008年末。联邦政府曾为该联盟行动拨付6000万欧元预算资金;产业界则再投入3.6亿欧元。LIB 2015联盟主要行动目标是持续推进锂电池研发。在该联盟行动下开展的若干联合研究项目值得一提:LISA,投入资金170万欧元;REALIBATT,投入资金210万欧元;LIHEBE,投入资金220万欧元。
在能源储存元器件开发方面,经济部组织的专家工作小组于2007年10月形成工作成果,由此联邦经济部得以在2008年发布汽车和普通蓄电池概念。与能源储存元器件技术关联的多个研究项目,既要在技术上实现集聚能源、提升能量容量和周期稳定性,也要基于新手段(如基于超导材料)探索新储存方式。2009~2012年,由经济部负责实施“蓄电池项目计划”,联邦政府将为此提供3500万美元,促进电池创新开发。
(2)车辆驱动技术。由联邦经济部领导实施第3期“关于汽车和运输技术的交通研究项目”(3rd Transport Research Program on Mobility and Transport Technologies),所设定目标包括对驱车技术研究开展资助,特别重视形成能降低能耗、减少道路交通污染的新机车概念和技术。
随着2005年“关于替代动力/混合动力概念的意见书”发布,联邦经济部对驱动技术的资助集中于开发混动车。当前研究的目标是提升混动车关键部件,新工作模块的应用开发和一体化。开发目标是整个系统的标准化和模式化。为此,德联邦经济部提供3000万欧元资金,资助研究机构和工业企业开展研究,包括35个合作方正联合开展10个研究项目,其中所做工作还包括要寻求解决方案,实现燃油消耗减少30%的目标。
(3)系统和电网一体化。先进电网一体化,不仅能做到电网向汽车供电,而且也能实现汽车向电网回充电量;这是联邦经济部2008年4月所成立工作组拟解决的问题。在工作组框架下,来自汽车制造和能源供应行业的代表与元器件制造商和科学家,探讨了全面电动化的必要步骤,并强烈建议经济部启动新的研究项目,首选课题方向为“未来电网”,并将其纳入德联邦政府“能源研究计划”。
基于《可再生能源优先法》促进可再生能源发展。可再生能源供电比率已提高至15%,到2020年要再提高至30%。通过电传输车中间储存,可再生能源发电量要在用电高峰时注入到电网之中,并满足负荷需要。关于如何提升可资利用的可再生能源总量,联邦环境部正开展相关项目。
3.市场开发。德联邦政府已开始通过具体多个行动启动市场准备。在联邦环境部气候保护行动框架下,由政府提供1500万欧元资金,开展持续4年的现场测试工作,用于解决各种实际问题。其中,可再生电能的中间储存和使用是重点问题之一。
(三)即将开展和得到提议的促进措施。在第二套经济刺激方案框架下,德联邦政府已主要面向电动车促进增加5亿欧元拨款。该方案提出的汽车扶持重点包括研发、市场准备等,并对试点地区事项给予特别关注。第二套经济刺激方案的措施在2010~2011年间生效。此外,政府和产业界还提出一系列要在未来几年开展的项目和措施,包括:(1)建立一个电动车系统研究的人才网络,目的在于将弗朗霍夫学会所有电动车专业人士联系起来,充分发挥作用;(2)在大学和非学术研究机构,着眼解决电动电池技术问题,确定电化学领域研究重点,形成培养年轻科学家的课程体系;(3)在能源研究方面,启动新资助行动,资助电动汽车配套电力行业关键技术,重点是电力储存单元、未来供电网,电网一体化和燃料电池概念;(4)开发锂电池和电池系统,形成富有竞争力的自动流水线技术和锂电池生产线;(5)交通领域研究,实施正提出的项目建议(如元件和系统,电力机车优化,发电增程、使用废弃物加热发电,各方面标准化等),场地测试的科学技术准备和监控;(6)扩充E-Energy项目,主要着眼于在电动和电网中渗透ICT技术;(7)电动轿车场地试验,研究领域包括替代充电方式,可再生能源电网一体化的进一步发展,升级版推动系统的测试与接受;(8)电动商用车场地试验,包括面向可再生能源在商用交通领域应用开发电网一体化方式、日常机车测试、保证能源要求和客户接受;(9)公共交通领域电动车工作计划,在所选试点地区开展重点事项;(10)建立电池测试中心;(11)锂电池回收试验厂的研究开发;(12)(通过复兴信贷银行支持)实现开展地方生态客运的混合动力公共汽车;(13)建立25个试点氢燃料电池充电站;(14)开展生物柴油车试点项目;(15)建立生产高质量合成燃油的试点制造厂。
(四)德国成为电动车领导市场的路径。分三个阶段:阶段1从2009~2011年,市场准备;阶段2从2011~2016年,市场快速发展;阶段3从2017~2020年,培育形成大规模市场,使德成为世界电动汽车领导市场。
1.研究与开发。研发在各阶段,对各技术环节都非常重要。
2.电池和双层电容器。(1)2009~2011年。基于研发,启动第1代锂电池生产;研究开发第2代锂电池和双层电容器。(2)2011~2016年。锂电池和双层电容器示范和现场测试;第1代锂电池规模化生产;启动第2代锂电池和双层电容器生产;启动第3、第4代锂电池研发。(3)2017~2020年。第2代锂电池和双层电容器大规模生产;启动第2代锂电池和双层电容器生产;继续研发锂电池和替代电力储存技术。
3.车辆技术。(1)2009~2011年。以现有车辆样式为模板,生产插电式复合电动车(PHEV);基于性能、安装、安全、可靠性要求调整驱车技术(发电机/转换器);研发面向插电式混合电动车(PHEV)和纯电动车(BEV)的电气、电子和机械部件。(2)2011~2016年。以贴牌生产(OEM)方式,小规模生产插电式混合电动车和纯电动车;第2代复合电动车和纯电动车批量生产走向成熟;为第2代车研发经济的驱车技术和机车部件。(3)2017~2020年。第2代PHEV/BEV规模化生产;生产高性能BEV/PHEV。
4.基础设施。(1)2009~2011年。研发新元器件;为电网一体化试验建立测试和模拟设施;建立首座公共充电站;为匹配可再生能源开展研究和示范。(2)2011~2016年。在多城乡地区建立充电基础设施;就电网一体化(负荷管理)开展研发和启动实验;与可再生能源供电相匹配,开发先进充电和能源传输系统。(3)2017~2020年。对全套系统开展现场测试;充电设施实现道路全覆盖;实现电网一体化和电力回充;对快速符合、无接触电力传送开展初步实验。
5.管理和促进框架。(1)2009~2011年。制定安全标准、技术规范框架,实现界面标准化。(2)2011~2016年。在公共部门推行采购指导,建立激励评估体系。
6.市场开发。(1)2009~2011年。车队测试成果应用。(2)2011~2016年。出现首个私人电动车客户;形成充电、回充和电池商业模式。(3)2017~2020年。2020年德国电动车拥有量达100万辆,成为世界电动车领导市场。
三、若干典型德国企业电动车成就及企业外合作
(一)戴姆勒公司。在2009年第63届法兰克福车展上,戴姆勒旗下的梅塞德斯-奔驰公司推出B系F-CELL氢燃料电动汽车,续航里程达400公里,2010年将投入约200辆进入市场。另外该公司还展出新版Smart电动车,续航里程达115公里,预计由法国Hambach公司小量代工投入生产。该公司近年主要在电动汽车领域开展以下对外合作。
1.2009年1月,戴姆勒和美国电动车制造商Tesla开始着手锂电池和充电设施方面的合作研发;2009年5月19日宣布已收购Tesla近10%的股权。两家公司要继续共同研发电动车电池、电力驱动系统和整车制造;两公司已实现将Tesla公司锂电池和充电器运用到戴姆勒Smart电动汽车之中。
2.2009年3月,戴姆勒与德赢创(Evonik)公司合作成立Accumotive有限责任公司,专业从事电动车电池开发生产。
3.2009年6月,戴姆勒与德国第二大公用事业公司启动Smart电动车实验。
4.2010年3月,戴姆勒宣布,与中国比亚迪股份有限公司签署备忘录,双方将共同开发新型电动汽车,并创立新品牌。双方还将在中国建立用于开发和测试电动汽车的技术中心;3月2日,比亚迪公司在日内瓦车展上展出其研发的电动车e6。
(二)大众公司。在2009年第63届法兰克福车展上,大众汽车展出新一代“E-Up”,续航里程130公里,预计2013年投放市场;大众旗下奥迪还展出电动R8概念车型;在2010年3月上旬日内瓦车展上,大众展示Touareg混合动力汽车,奥迪展出A1 e-Tron电动概念车。2010年3月1日,大众公司推出电动车发展计划,2011年试投放500辆E-Golf电动汽车;2013年,E-UP电动车投入生产,2013年底规模化生产E-Golf和E-Jetta。大众汽车瞄准的电动车战略市场包括欧洲、北美和中国,目标是到2018年,大众成为电动汽车市场领先者,电动汽车市场占公司销售额的3%。近年,公司主要在电动汽车领域开展以下对外合作:
1.2008年6月,大众公司宣布与日本三洋公司达成协议,联合开发电动车锂电池。
2.2009年2月,大众公司与日本东芝公司签署备忘录,共同开发电动汽车动力系统和附属电子部件,双方还有意合作开发新一代电动汽车高能源密度电池。
3.2009年5月,大众与中国比亚迪公司签署备忘录,准备在混合动力和纯电动车领域开展合作。
4.2009年12月,大众出资收购日本铃木公司19.9%的股份,铃木人士透露,双方将在电动、混合动力车研发和汽油引擎改良方面,开展合作。
(三)宝马公司。在2009年第63届法兰克福车展上,宝马公司首次推出混合动力车ActiveHybrid 7和ActiveHybrid X6。在2010年3月北美车展上,宝马公司将展出BMW Active E高效电动车;这是宝马公司自Mini E之后的第二款纯电动车。宝马将电动车汽车发展项目称为“项目i”,在项目i框架内,已有600辆Mini纯电动车在全球进行了实路测试。目前,宝马集团“项目i”第二步已经启动,计划开展基于BMW concept Active E的第二组电动汽车测试。宝马会把测试经验反馈到未来电动车开发中,该款车预定2015年以后面市。正是由于各国政策支持重点和市场行情有所改变,宝马公司对发展新能源汽车的侧重点也有所转变,原来宝马在氢能源汽车上投入很大,并取得相应成就;从2010年开始,宝马集团暂缓推行正在开展的某些氢能源汽车行动,将新能源汽车开发重点转移到电动汽车上来。在企业外合作方面,宝马Mini E是宝马集团和瑞典国有电力企业瓦滕法尔电力公司的合作成果。
四、启示
欧盟和德国政府、行业、企业的实践和进展能为我国电动汽车发展提供有益启示。一是中国电动车发展也应有类似路线图的全面规划。规划要明确指出关键技术、科研开发、产业制造、公共管理等方面的具体步骤和分阶段目标。二是新能源汽车发展为中国抢占产业技术、品牌销售的制高点提供了新机遇。目前,即使发达国家,以电动汽车为代表的新能源汽车,都处在研发早期,大规模生产尚需时日。相比传统汽车,在电动汽车技术领域,中国和发达国家的技术差距相对较小,由此全球汽车产业技术的专利、技术标准、市场格局都将重新洗牌,只要中国积极参与,必将在新能源汽车技术、市场方面争得一席之地。三是新能源汽车发展,为中国和发达国家在汽车研发、生产、销售等方面开展各种合作提供了机遇。发展新能源汽车,已成为全球的共识和抉择,开展相互合作,能够缩短全球汽车技术和产业创新的时间。
在新能源汽车开发和商业化方面,中国和德国,中国和欧洲在以下领域的合作将富有潜力和前景:
(一)电池技术领域。电池技术是电动汽车开发的关键,中国应密切关注,包括欧洲和德国在内世界各国电池技术进展,取长补短,谋取电池技术的领先地位。
(二)混合动力车和电动车的研发、制造和商业化。目前,我国在解决充电回充、电动驱车等技术问题方面,可能和德国等发达国家一争高低,但德国汽车商在规模化生产、品牌影响力、全球营销网络、企业管理等方面的优势,是不容质疑的。当我们在电动汽车某些技术领域取得突破的时候,就可通过技术协议、合资等方式与德方形成合作关系,让我们的技术、品牌或重新组建的品牌,借助德方营销、管理、制造优势,赢得世界影响力。
(三)可再生能源融入充电电网。德国的可再生能源发电及可再生能源材料制造,在世界处于领先地位。德国也是汽车消费大国。今后,在可再生能源和充电电网一体化、利用可再生能源充电等方面,德国也会相对走在世界前列;中国应跟踪、借鉴德国经验,必要时开展相关技术和生产合作。
(四)电动车配套电子电信技术。德国电子电信科学技术先进,其利用电子电信技术解决电力驱动、电网一体化、汽车控制的问题,值得中国跟踪和借鉴。
(五)技术标准和管理框架。随着电动车开发深入,在电动车、电动车部件的技术标准、安全标准、产品规格、测试参数等方面,政府管理步伐都要及时跟上;在这方面,中国应密切关注德国和欧盟的动向,通过竞争、合作、互动,一方面力图跟上全球电动车先进规格和标准步伐,另一方面应注意基于中国部分先进技术、标准,提升中国技术、标准、产品的国际影响力。
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