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中國(guó)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)能否后發(fā)制人
歷史上,日本利用兩次工業(yè)革命合二為一的后發(fā)優(yōu)勢(shì),制造業(yè)獲得超過(guò)歐美的長(zhǎng)足發(fā)展,經(jīng)濟(jì)水平躍居世界前列。日本制造業(yè)崛起的原因之一就是沒(méi)有歷史包袱,因?yàn)榧夹g(shù)水平落后,所以更新設(shè)備的欲望尤為強(qiáng)烈。反觀我國(guó),在新能源發(fā)動(dòng)機(jī)橫空出世的背景下,我國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的處境與第三次工業(yè)革命中的日本異曲同工。那么,我們的企業(yè)能否抓住機(jī)遇,后發(fā)制人呢?
以汽油或柴油作為動(dòng)力能源的傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)正在面臨前所未有的考驗(yàn)。
有跡象表明,威脅來(lái)自新型能源的利用。作為第四次工業(yè)革命的內(nèi)容之一,新能源的利用早已不是新聞,但是,新能源從概念到實(shí)體還是眼下的事情。不久前在上海舉行的必比登挑戰(zhàn)賽上,福特汽車(chē)推出了氫發(fā)動(dòng)機(jī),日產(chǎn)汽車(chē)推出了燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)。
日前,大眾汽車(chē)公司與同濟(jì)大學(xué)以及德國(guó)IAV公司簽署了合作備忘錄,將在燃料電池汽車(chē)技術(shù)方面開(kāi)展合作研究。
另一方面,上汽集團(tuán)宣布與合作伙伴通用汽車(chē)聯(lián)手打造用于日常運(yùn)行的混合動(dòng)力客車(chē),探索其在中國(guó)商業(yè)化的潛力。
車(chē)還是那些車(chē),不同的是動(dòng)力裝置。
環(huán)保和能源:雙劍高懸
10月28日,《乘用車(chē)燃料消耗量限值》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)共同發(fā)布,這一標(biāo)準(zhǔn)將于明年7月1日正式實(shí)施。這是我國(guó)首次頒布相關(guān)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。
中國(guó)汽車(chē)技術(shù)研究中心的專(zhuān)家介紹,《限值》旨在限制大排量、高油耗車(chē),以減少能源消耗。
目前中國(guó)的二氧化碳排放量居世界第二位,汽車(chē)尾氣排放為此作出了"巨大貢獻(xiàn)"。在北京、上海等大城市,機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染已成為空氣污染的主要來(lái)源。專(zhuān)家預(yù)計(jì),2010年全國(guó)將有近400個(gè)城市從煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)槊簾?機(jī)動(dòng)車(chē)混合型污染。
中國(guó)政府出臺(tái)了一系列限制排放的政策法規(guī)。今年7月1日,國(guó)家環(huán)保總局宣布從即日起在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施相當(dāng)于歐洲Ⅱ號(hào)標(biāo)準(zhǔn)的國(guó)家第二階段輕型車(chē)排放標(biāo)準(zhǔn)(簡(jiǎn)稱(chēng)國(guó)2標(biāo)準(zhǔn))。北京計(jì)劃從明年1月1日起實(shí)施相當(dāng)于歐Ⅲ的汽車(chē)尾氣排放標(biāo)準(zhǔn),而歐Ⅲ車(chē)使用的配套油的標(biāo)準(zhǔn)已于近日制訂完成。
盡管政府不斷提高機(jī)動(dòng)車(chē)排污的標(biāo)準(zhǔn),但被形容為"火山噴發(fā)般"增長(zhǎng)的機(jī)動(dòng)車(chē)保有量淹沒(méi)了這種努力。
最近一段時(shí)間,國(guó)際石油價(jià)格持續(xù)在高位徘徊,中國(guó)能源安全問(wèn)題進(jìn)一步凸顯。
國(guó)際能源機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示,中國(guó)去年每日消耗546萬(wàn)桶原油,比日本的日耗543萬(wàn)桶高。現(xiàn)在中國(guó)已超越日本,成為僅次于美國(guó)的第二大石油消費(fèi)國(guó)家。北京積極在中東、中亞、東南亞和俄羅斯等地展開(kāi)全球性的能源外交。
這為中國(guó)發(fā)展使用新型能源的發(fā)動(dòng)機(jī)提供了一個(gè)注腳:多煤少油的中國(guó),石油顯然已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈,同時(shí)也是瓶頸。中國(guó)從10年前就已經(jīng)開(kāi)始成為石油純進(jìn)口國(guó)。專(zhuān)家估計(jì),到2020年,中國(guó)的石油供應(yīng)將出現(xiàn)明顯缺口。
新型能源發(fā)動(dòng)機(jī):起跑機(jī)遇
中國(guó)內(nèi)燃機(jī)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)倪宏杰說(shuō),在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)特別是柴油機(jī)技術(shù)上,中國(guó)落后于世界先進(jìn)水平15~20年,歷史積淀不足以及科研體制急功近利造成了國(guó)內(nèi)企業(yè)無(wú)法掌握核心技術(shù)的現(xiàn)狀。
目前,國(guó)內(nèi)企業(yè)為了生產(chǎn)滿足歐Ⅱ或歐Ⅲ排放的發(fā)動(dòng)機(jī),必須通過(guò)與國(guó)外合作的方式實(shí)現(xiàn)。這樣雖然省下了研發(fā)所需的巨資,但受制于人的弊端也顯而易見(jiàn)。
新型能源發(fā)動(dòng)機(jī)則不然。同濟(jì)大學(xué)校長(zhǎng)、國(guó)家863電動(dòng)汽車(chē)重大項(xiàng)目首席科學(xué)家萬(wàn)鋼博士認(rèn)為,我國(guó)在環(huán)保型發(fā)動(dòng)機(jī)的研制上,與國(guó)際先進(jìn)水平僅有約5年的差距,某些方面可能還略有優(yōu)勢(shì)。
我國(guó)在"七五"期間就開(kāi)始了對(duì)環(huán)保發(fā)動(dòng)機(jī)的研究,"九五"期間開(kāi)發(fā)成功。2000年,國(guó)際油價(jià)的波動(dòng)描繪出能源危機(jī)的現(xiàn)實(shí)威脅,震動(dòng)了世界各國(guó),當(dāng)然也震動(dòng)了經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的中國(guó)。
這年9月,一批專(zhuān)家聯(lián)名上書(shū),建議發(fā)展清潔能源,受到科技部高度重視。此后,國(guó)家相繼投入巨資,"十五"期間明確提出制造成本增長(zhǎng)低于30%、油耗節(jié)省30%以上、排放降低50%以上等標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)專(zhuān)家稱(chēng),發(fā)展新型能源發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造行業(yè)還有一個(gè)現(xiàn)實(shí)好處:在傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)制造領(lǐng)域,中國(guó)已經(jīng)失去了追趕的機(jī)會(huì),而在新型能源發(fā)動(dòng)機(jī)領(lǐng)域,中國(guó)與國(guó)外相比,技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度相對(duì)較小。
歷史給中國(guó)發(fā)動(dòng)機(jī)制造也提供了一個(gè)打翻身仗的機(jī)會(huì):我們沒(méi)有發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)的歷史包袱。
燃料電池:動(dòng)力新貴
據(jù)悉,國(guó)家863計(jì)劃明確了新型發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展重點(diǎn):燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)居首位,第二為混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī),同時(shí)兼顧純電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)。一汽、二汽、上汽、北京客車(chē)廠和清華大學(xué)、北京理工大學(xué)分別承擔(dān)了各個(gè)課題。
也就是說(shuō),中國(guó)將同時(shí)開(kāi)展燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī)、混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)和純電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)。一些專(zhuān)家質(zhì)疑這種做法,因?yàn)榧冸妱?dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)雖然是零排放,但是又將產(chǎn)生新的污染---蓄電池污染,因此現(xiàn)在發(fā)達(dá)國(guó)家將主要力量用于氫燃料電池和混合動(dòng)力的研發(fā)。而且,我國(guó)的研發(fā)資金本來(lái)就有限,這樣平均一攤就更為捉襟見(jiàn)肘。
也有專(zhuān)家認(rèn)為:新能源發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展方向誰(shuí)也說(shuō)不清楚,所以現(xiàn)在三條路都必須去試試。而純電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)是新能源發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮作用的技術(shù)基礎(chǔ)和未來(lái)。
純電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)由于其造價(jià)高、充電時(shí)間長(zhǎng)、一次充電后行駛路程短和電池造成污染等弊病,技術(shù)上還沒(méi)有取得重大突破。因此,純電動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展沒(méi)有達(dá)到預(yù)期的目的。
混合動(dòng)力發(fā)動(dòng)機(jī)將內(nèi)燃機(jī)與一定容量的儲(chǔ)能器件(主要是高性能電池或超級(jí)電容器)相組合,大幅度地降低了油耗,減少了污染物排放。各大汽車(chē)公司普遍認(rèn)為它投資少、選擇余地大、容易達(dá)到未來(lái)排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo),而且市場(chǎng)配套較為簡(jiǎn)便,消費(fèi)者在觀念上也容易接受,因此紛紛將很多的力量投入研制開(kāi)發(fā)。
燃料電池發(fā)動(dòng)機(jī),具有節(jié)能、轉(zhuǎn)換效率高、不需要石油燃料、排放達(dá)到零污染、車(chē)輛性能接近內(nèi)燃機(jī)汽車(chē)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單及運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn),近年來(lái)成為新的聚焦點(diǎn)?,F(xiàn)在國(guó)外企業(yè)界紛紛組成強(qiáng)大的跨國(guó)聯(lián)盟,以期達(dá)到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)目的。世界各大汽車(chē)公司已相繼推出以甲醇或汽油為燃料的燃料電池汽車(chē)。
裝備公交車(chē):實(shí)踐作證
過(guò)去100年,在工業(yè)文明所取得的巨大發(fā)展中,內(nèi)燃機(jī)和石油扮演著最重要的角色。但是,如果將來(lái)繼續(xù)采用這種發(fā)展模式,隨著世界人口的快速增長(zhǎng),再加上其他諸如化石燃料資源有限、城市發(fā)展、大氣質(zhì)量、更高安全性和自然環(huán)境保護(hù)等方面的問(wèn)題,這種模式的限制性很快就會(huì)表現(xiàn)出來(lái)。
上海同濟(jì)大學(xué)汽車(chē)學(xué)院樓狄明教授說(shuō),由于汽車(chē)環(huán)保要求高、數(shù)量巨大等原因,新型動(dòng)力主要裝備在汽車(chē)上。而公交車(chē)由于其特殊性,理所當(dāng)然地成為改革實(shí)驗(yàn)田。
我國(guó)燃料電池汽車(chē)商業(yè)化示范項(xiàng)目已經(jīng)于2003年3月啟動(dòng),北京和上海各有6輛燃料電池公共汽車(chē)投入示范運(yùn)行?,F(xiàn)在北京市民乘坐的公交車(chē)中,就有最先進(jìn)的裝備新型動(dòng)力的汽車(chē)---燃料電池汽車(chē)。
燃料電池商業(yè)化示范項(xiàng)目是由全球環(huán)境基金(GEF)和聯(lián)合國(guó)開(kāi)發(fā)計(jì)劃署(UNDP)共同支持的。GEF根據(jù)其可持續(xù)交通方面的計(jì)劃,支持燃料電池汽車(chē)在發(fā)展中國(guó)家的發(fā)展和應(yīng)用(其他四個(gè)發(fā)展中國(guó)家為巴西、埃及、印度和墨西哥)。
據(jù)報(bào)道,科技部副部長(zhǎng)鄧楠日前透露:我國(guó)已經(jīng)制定了環(huán)保動(dòng)力發(fā)展路線圖。第一步是推廣燃?xì)鈩?dòng)力;第二步是推動(dòng)混合動(dòng)力的發(fā)展;第三步是加大氫動(dòng)力研發(fā),促進(jìn)電池動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展。
明年,上海首座加氫站將建成。北京也正在上地建設(shè)一座加氫站。
萬(wàn)鋼認(rèn)為,燃料電池技術(shù)最快產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問(wèn)題是怎樣通過(guò)合作來(lái)降低成本:"如果我們能夠在中國(guó)這樣一個(gè)深受政府關(guān)心而且比較大的市場(chǎng)上,把我們所開(kāi)發(fā)的技術(shù)運(yùn)用到車(chē)上,這樣可以通過(guò)批量生產(chǎn)來(lái)降低制造成本。"
點(diǎn)評(píng)
揚(yáng)湯止沸與釜底抽薪
傳統(tǒng)的發(fā)動(dòng)機(jī)也叫內(nèi)燃機(jī),它將燃燒汽油、柴油或者天然氣產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。內(nèi)燃機(jī)由于燃燒不完全、燃燒溫度過(guò)高等原因,不可避免地要產(chǎn)生污染。當(dāng)然,這一狀況正在得到改善。限制排放政策相繼出臺(tái),使我們看到了控制內(nèi)燃機(jī)排放污染的希望。
話又說(shuō)回來(lái),不管是實(shí)行國(guó)1、國(guó)2還是國(guó)3排放標(biāo)準(zhǔn),傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)生污染總是不可避免的,并且排放限制政策還在不斷地受到經(jīng)濟(jì)利益的強(qiáng)烈沖擊??偠灾?,通過(guò)改良傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)控制污染的種種手段都只能說(shuō)是揚(yáng)湯止沸。
新型燃料的使用擴(kuò)大了這一問(wèn)題的研究視野。例如,氫發(fā)動(dòng)機(jī)就能實(shí)現(xiàn)零排放。從這一意義上講,新型發(fā)動(dòng)機(jī)解決排放問(wèn)題的方法是釜底抽薪。
遺憾的是,囿于技術(shù)水平,目前使用新燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)制造成本還是相當(dāng)高。另外,相應(yīng)的配套設(shè)施也極不完善。
對(duì)于前一個(gè)問(wèn)題,隨著環(huán)保和能源問(wèn)題日益嚴(yán)峻,新型燃料發(fā)動(dòng)機(jī)的比較優(yōu)勢(shì)遲早會(huì)顯現(xiàn)出來(lái)。對(duì)于后一個(gè)問(wèn)題,我們欣喜地看到,它也正在得到解決,上海和北京在建的加氫站就向我們傳遞了這樣一個(gè)信息。
道路是曲折的,前途是光明的。新型燃料發(fā)動(dòng)機(jī)就是這樣一個(gè)新生事物,雖然眼下推廣還言之過(guò)早,但它會(huì)長(zhǎng)期成為發(fā)動(dòng)機(jī)制造業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
形形色色的新動(dòng)力能源
◆天然氣:與傳統(tǒng)燃料相比,天然氣燃燒排放的二氧化碳降低了25%~35%,氮氧化合物降低了40%左右。目前,世界上共有100萬(wàn)輛左右的天然氣汽車(chē),阿根廷的數(shù)量最多。
◆氫氣:大多數(shù)專(zhuān)家堅(jiān)信,氫氣將是未來(lái)汽油最可行的代替品,但氫動(dòng)力的發(fā)展障礙在于必須確保使用的安全性和有一套高效的燃料添加裝置。
寶馬公司在2000年成為第一家氫動(dòng)力的制造商。福特FocusH2ICE2003型氫動(dòng)力樣車(chē)二氧化碳排放低于汽油汽車(chē)排放的99%,并且節(jié)省能源可達(dá)25%。
◆生物燃料:乙醇,一種可替代燃料,將會(huì)降低30%的一氧化碳和10%的二氧化碳排放,中國(guó)政府在2001年開(kāi)始推廣乙醇燃料的使用。阻礙生物燃料乙醇廣泛應(yīng)用的因素在于它的生產(chǎn)成本過(guò)高,大概為傳統(tǒng)燃料汽車(chē)的4倍。
◆雙酯類(lèi)柴油:雙酯類(lèi)柴油又稱(chēng)生物柴油,由柴油和向日葵花油菜籽中的甲基酯混合而成。該燃料通常含有11%的氧來(lái)增強(qiáng)燃燒。甲基酯與柴油以30%來(lái)混合制成的雙酯類(lèi)柴油,在技術(shù)上和環(huán)保方面都達(dá)到了理想的水平,顆粒排放能降低22%。
◆燃料電池:燃料電池是利用氫氣、天然氣、甲醇等燃料與氧氣或空氣進(jìn)行電化學(xué)反應(yīng)時(shí)釋放出來(lái)的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類(lèi)原電池。目前燃料電池的能量轉(zhuǎn)化率可達(dá)近80%,約為火力發(fā)電的兩倍。燃料電池硫氧化物、氮氧化物等廢氣污染都接近零;若用氫氣作燃料,則完全不排放二氧化碳。
但目前氫燃料電池車(chē)進(jìn)入市場(chǎng)批量生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化尚有很多障礙,"高成本"成為最大問(wèn)題。據(jù)了解,生產(chǎn)1輛與普通家用轎車(chē)動(dòng)力性能相近的氫燃料電池電動(dòng)汽車(chē),需花費(fèi)近200萬(wàn)元。目前,有50輛左右的燃料電池汽車(chē),預(yù)計(jì)到2007年,這個(gè)數(shù)字會(huì)增加到300輛。豐田、本田、日產(chǎn)、通用、戴·克等公司都加入到此項(xiàng)目中去。日本希望到2010年,有5萬(wàn)輛左右的燃料電池汽車(chē)。中國(guó)也在今年年初宣布要訂購(gòu)一批燃料電池汽車(chē),在未來(lái)的北京奧運(yùn)會(huì)和上海世博會(huì)上使用這項(xiàng)技術(shù)。
◆混合動(dòng)力:混合動(dòng)力汽車(chē)在頻繁起步停車(chē)的條件下,電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)汽車(chē)行駛。當(dāng)汽車(chē)加速時(shí),內(nèi)燃機(jī)就會(huì)啟動(dòng)。汽車(chē)減速或制動(dòng)時(shí)損失動(dòng)能,而混合動(dòng)力能在汽車(chē)減速時(shí)將其損失的一部分動(dòng)能存儲(chǔ)在馬達(dá)中,用來(lái)給電池充電,這樣就使電池汽車(chē)的行駛里程大大增加。