進入21世紀,全球能源和環境系統面臨巨大的挑戰,汽車作為石油消耗和二氧化碳排放的大戶,需要進行革命性的變革。目前,發展新能源汽車在全球已經形成共識,我國更是將其列入七大戰略性新興產業之中,新能源汽車的發展有望肩負起我國$汽車工業%彎道超車的歷史使命。因此,研究新能源汽車的發展路徑及政策已經成為國內外學術界關注的焦點。《新能源汽車:路徑與政策研究》以我國新能源汽車發展的技術路徑為主線,對國內外新能源汽車產業發展政策、產業布局、技術創新、商業模式、政策激勵及節能減排效應進行分析,系統地研究目前國內外新能源汽車的發展現狀、政策效果和發展路徑,并針對北京這一特大城市進行案例分析,提出適應我國新能源汽車發展的技術路徑和政策建議。
前言
第1章 國內外新能源汽車產業對比研究
1.1 新能源汽車產業背景及分類
1.1.1 新能源汽車的發展背景
1.1.2 新能源汽車的分類
1.2 國內外新能源汽車產業發展路徑
1.2.1 國外新能源汽車產業的發展路徑
1.2.2 國內新能源汽車產業的發展路徑
1.3 新能源汽車產業的商業模式
1.3.1 新能源汽車產業發展的傳統商業模式
1.3.2 特斯拉商業模式
1.4 國內外新能源汽車產業政策比較
1.4.1 國外新能源汽車產業政策
1.4.2 國內新能源汽車產業政策
1.4.3 政策比較
第2章 我國新能源汽車產業發展形勢
2.1 我國新能源汽車產業發展概況
2.1.1 我國新能源汽車產業市場規模
2.1.2 我國新能源汽車產業發展不足
2.2 我國新能源汽車產業布局
2.2.1 “十城千輛”工程
2.2.2 產業布局推廣
2.2.3 產業布局集群”
2.3 我國新能源汽車產業核小技術
2.3.1 我國新能源汽車電池相關技術
2.3.2 我國新能源汽車電機相關技術
2.3.3 我國新能源汽車電控相關技術
2.3.4 我國新能源汽車產業技術發展成果
2.4 我國新能源汽車產業發展趨勢
2.4.1 發展領域
2.4.2 發展方向
2.5 本章小結
第3章 新能源汽車產業技術創新
3.1 技術創新
3.1.1 技術創新的含義和基本特征
3.1.2 技術創新對產業發展的貢獻
3.1.3 影響技術創新能力的主要因素
3.2 中外新能源汽車產業技術創新比較分析
3.2.1 中外新能源汽車產業技術創新區域分布特征
3.2.2 中外新能源汽車科研成果轉化狀況比較
3.3 我國新能源汽車產業的技術創新管理
3.3.1 新能源汽車技術創新管理現狀
3.3.2 完善新能源汽產技術創新管理對策
3.4 我國新能源汽車產業技術創新成效及趨勢
3.4.1 技術創新成效分析
3.4.2 我國新能源汽車產業技術創新演進趨勢
3.5 本章小結
第4章 新能源汽車基礎設施建設商業模式
4.1 國外新能源汽車配套基礎設施建設商業模式
4.2 國內新能源汽車配套基礎設施建設商業模式
4.2.1 國內新能源汽車板塊上市公司概況
4.2.2 誡點城市新能源汽車配套基礎設施建設商業模式
4.3 我國新能源汽車配套基礎設施建設布局原則
4.3.1 配套基礎設施建設類型分析
4.3.2 配套基礎設施建設投資主體分析
4.3.3 配套基礎設施布局分析
4.4 新能源汽車配套基礎設施商業模式實證研究
4.4.1 中國新能源汽車配套基礎設施建設商業模式需求側研究
4.4.2 中國新能源汽車配套基礎設施建設商業模式供給側研究一
4.4.3 政策建}義一
4.5 本章小結
第5章 新能源汽車政策效果及其影響分析
5.1 國內外新能源汽車產業發展的政策現狀
5.1.1 國外促進新能源汽車產業發展政策l
5.1.2 我國促進新能源汽車產業發展的激勵政策
5.2 我國促進新能源汽車產業發展的財稅政策
5.2.1 財稅推動我國新能源汽車產業發展的理論分析l
5.2.2 促進我國新能源汽車產業發展的財政支出政策分析
5.2.3 促進我國新能源汽車產業發展的稅收政策分析
5.2.4 我國促進新能源汽車產業的政策存在的問題
5.3 激勵政策效果實證分析
5.3.1 建立混合動力汽車銷售量模型l
5.3.2 多元線性回歸模型分析
5.3.3 數據處理及結果分析
5.3.4 政策建義
5.4 本章小結
第6章 我國新能源汽車節能減排效應分析
6.1 新能源汽車節能減排測算方法
6.1.1 傳統車用燃料生命周期分析法
6.1.2 多因素車用燃料生命周期分析法
6.2 新能源汽車與燃油汽車節能減排效應比較分析
6.2.1 能源發電效率的測算
6.2.2 新能源汽車與燃油汽車的能耗對比分析l
6.3 新能源汽車節能減排的影響因素分析
6.3.1 發電能源緒構
6.3.2 汽車類型
6.4 政策建議
6.4.1 發展新能源產業,改善發電能源結構
6.4.2 制定相應的新能源汽車發展路徑,最大限度地實現節能減排
6.5 本章小結
第7章 案例分析——基于北京市低碳交通發展及新能源汽車經濟性實證分析
7.1 北京市交通發展現狀及交通低碳發展存在的問題
7.1.1 交通基礎設施建設狀況
7.1.2 傳統機動車和電動汽車的使用狀況
7.1.3 居民出行方式
7.1.4 北京市低碳交通發展存在的問題
7.2 北京市客運交通碳排放研究
7.2.1 北京市客運交通碳排放的測算l
7.2.2 各種客運交通方式碳排放量的比較
7.2.3 未來北京市交通碳排放預測及分析
7.3 北京市新能源汽車經濟和環境影響分析
7.3.1 北京市公交車發展的現狀
7.3.2 北京市新能源公交車發展的經濟性分析
7.3.3 北京市新能源公交車發展的環境效應分析
7.4 政策建議
7.4.1 進一步完善交通基礎設施建設
7.4.2 利用經濟和行政手段合理引導私家車的使用
7.4.3 鼓勵新能源汽車核心技術研發
7.4.4 加大新能源汽車財稅補貼力度,開拓市場
7.5 本章小結
參考文獻
《新能源汽車:路徑與政策研究》:
第1章 國內外新能源汽車產業對比研究
1.1 新能源汽車產業背景及分類
1.1.1 新能源汽車的發展背景
第二次工業革命后,世界進入蒸汽時代,汽車的誕生,極大改變了人們對于空間和地域的認識,人們的活動和目光不僅著眼于一個州,而是擴大至一個國家,一個大陸,甚至整個世界,毫無疑問,汽車行業的誕生發揮了不可替代的作用,其發展與改革也已經成為決定國民經濟發展的關鍵因素之一,然而,汽車產業的高速發展也帶來了不可忽視的資源和環境問題,由此而產生的稀缺資源問題,是最近幾年一些國家和地區動蕩和沖突產生的最重要原因,而由此產生的環境問題則更嚴重,大氣污染,氣候變化,能源安全等全球性問題使人類面臨前所未有的嚴峻挑戰,目前,我國石油消費總量連年增加,石油資源的有限性和持續增長的石油對外依存度,成為我國經濟持續快速發展的瓶頸,也降低了我國在處理許多國際問題時的籌碼,1993年,我國開始成為原油凈進口國,原油對外依存度為6%,隨著中國經濟發展速度不斷加快,石油等能源的對外依存度也不斷提高,2011年上半年,我國原油對外依存度連年打破歷史紀錄后,首次超過美國,高達55.2%,國家發展與改革委員會報告顯示,2012年我國生產愿油20 748萬噸,同比增長1.9%,進口原油27 109萬噸,同比增長7.3%,出口244萬噸,同比減少3.5%,原油表觀消費量47 613萬噸,同比增長4.9%,對外依存度為56.4%,2013年我國累計生產原油20 812.9萬噸,與前年相比基本持穩,原油進口延續穩步增長,進口量突破28 000萬噸至28 195萬噸,同比增長4.03%,原油表觀消費量升至48 845.9萬噸,原油對外依存度達到57.39%,圖1-1是我國原油進口量統計圖。
同時,我國已超越美國成為二氧化碳第一排放大國,氣候變化與環境污染問題將逐漸成為外交談判的沉重負擔,嚴重影響中國負責任大國的形象,美國能源部二氧化碳信息分析中心(Carbon Dioxide Information Analysis Center,CDICA)為聯合國收集的數據顯示,2008年我國的二氧化碳排放量為7 031 916千噸,占全球總數的23.33%,2009年我國的二氧化碳排放量為7 463 289千噸,2010年我國的碳排放量為8 240 958千噸,一直穩居世界第一,圖1-2顯示的是1980~2009年我國的二氧化碳排放量。與我國的二氧化碳排放量一同增加的是交遁運輸設備擁有量(圖1-3)以及生活用汽油消耗量(圖1-4),由此可以看出:自2005年,交通運輸設備對原油需求及對二氧化碳排放的貢獻已經大幅增加,而且將進一步增加,同時,中國社會科學院報告顯示,我國1/3的大中城市空氣質量差,2013年,我國空氣質量相對較差的前10位城市分別是邢臺,石家莊,邯鄲,唐山,保定,濟南,衡水,西安,廊坊和鄭州,其中有4個省會城市,另外,我國2/3的城市交通高峰時段嚴重擁堵,但城市汽車保有量仍然有增無減,至2013年年底,全國機動車數量已經突破2.5億輛,這將導致城市擁堵和空氣污染短期內繼續加劇。
面對種種節能,減排,環保的壓力,實現汽車動力系統的新能源化,推動傳統汽車產業的戰略轉型,這在國際上已經形成廣泛共識,在這種形勢下,美國,日本,歐洲等發達國家和地區,不約而同地將新能源為代表的低碳產業作為國家的戰略選擇,希望通過新能源產業與傳統汽車產業的結合,解除汽車工業能源環境制約,培育新型戰略性產業,提升產業核心競爭力,發展低碳經濟,實現新一輪經濟的增長(唐葆君等,2012),具有高效和環保優勢的新能源汽車的產生,加快了傳統汽車行業的轉型,日本,美國,歐洲等發達國家和地區為了搶占這個新興市場的制高點,對新能源汽車技術研發高度重視,從汽車技術創新和產業升級的戰略出發,制定并頒布了眾多優惠措施。
與傳統內燃機汽車相比,新能源汽車利用清潔能源,具有更高的能源利用效率及二氧化碳減排的潛力,已成為交通行業實現低碳的關鍵技術之一,因此,在我國,新能源汽車的發展有利于減少我國城市污染及二氧化碳排放,降低日益增長的原油依賴度,雖然我國新能源汽車產業還處于起步階段,但考慮到未來我國能源結構調整及新能源汽車市場占有率的不斷提高,新能源汽車將能發揮更大的節能,減排作用。
1.1.2新能源汽車的分類
根據工業和倍息化部2009年頒布的《新能源汽車生產企業及產品準人管理規則》,新能源汽車是指采用非常規的車用燃料作為動力來源(或使用常規的車用燃料,采用新型車載動力裝置),綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術,形成的技術原理先進,具有新技術,新結構的汽車,并規定新能源汽車包括混合動力汽車,純電動汽車(包括太陽能汽車),燃料電池電動汽車,氫發動機汽車,其他新能源(如高效儲能器,二甲醚)汽車等各類別產品。
2012年3月6日,財政部,國家稅務總局,工業和信息化部發布了《關于節約能源,使用新能源車船車船稅政策的通知》,規定新能源汽車的認定標準為:①獲得許可在中國境內銷售的純電動汽車,插電式混合動力汽車,燃料電池汽車,包括乘用車,商用車和其他車輛,②動力電池不包括鉛酸電池,③插電式混合動力汽車最大電功率比大于30%;插電式混合動力乘用車綜合燃料消耗量(不含電能轉化的燃料消耗量)與現行的常規燃料消耗量標準中對應目標值相比應小于60%;插電式混合動力商用車(含輕型,重型商用車)綜合工況燃料消耗量(不含電能轉化的燃料消耗量)與同類車型相比應小于60%,④通過新能源汽車專項檢測,符合新能源汽車標準要求。
本書依照國陳慣例并參考以上規定,將新能源電動汽車劃分為混合動力汽車,燃料電池汽車和純電動汽車,并將在以下各章中探討這三類汽車。
1.混合動力汽車
混合動力汽車是將電力驅動與內燃機動力驅動結合起來,充分發揮兩者各自的優勢及兩者相結合產生的新優勢,根據國際能源組織(International EnergyAgency,IEA)的定義和能量與功率傳送路線,具有如下特點的車輛稱為混合動力車輛(陳全世,2011)。
(1)傳送到車輪推進車輛運動的能量,至少來自兩種不同的能量轉換裝置(如內燃機,電動機,液壓電機,燃料電池等)。
(2)這些能量轉換裝置至少要從兩種不同的能量儲存裝置(如燃油箱,蓄電池,飛輪,超級電容,高壓儲氫罐等)吸取能量。
(3)從儲能裝置流向車輪的這些通道,至少有一條是可逆的。
混合動力汽車按照動力來劃分,可分為油電混合動力汽車,柴電混合動力汽車,多重燃料混合動力汽車,液壓或壓縮空氣混合動力汽車,插電式混合動力汽車,
油電混合動力汽車( hybrid electric vehicle,HEV)是目前最為普遍的混合動力汽車,它的動力來源于電動機和內燃機,內燃機采用傳統燃料即汽油,同時配備電動機和蓄電池來改善燃油消耗和低速動力輸出。
柴電混合動力汽車的動力與油電混合動力汽車類似,其動力也來源于電動機與內燃機,不過汽油引擎較低,低轄速時扭力差,所以在大型運輸工具,柴電混合動力汽車的燃料由汽油改成柴油,可以省下龐大笨重又昂貴的變速機構。
多重燃料混合動力汽車,這種混合動力汽車的動力來源是兩種以上使用不同燃料的引擎,其中一種是主要動力來源,其他則作為備用動力,值得指出的是,這些引擎中的一種可以使用多種燃料,如汽油,甲醇,乙醇,氨等,只有那些主要引擎中使用的主要燃料是新能源的汽車才可以稱得上是多重燃料混合動力汽車,
液壓或壓縮空氣混合動力汽車,主要基于法國PSA集團于2013年1月提出的新式混合動力系統,這套系統中壓縮空氣儲存系統與液壓馬達可取代電池和電動馬達,以空氣來取代電力,稱為空氣混合動力系統(hybrid air),其運作概念與油電混合動力汽車相似,其動力來源有三種:空氣驅動(air power),引擎驅動(gasoline power)及混合模式(combine power)。
插電式混合動力汽車是指可以使用普通電源插座(如220伏電源)對車載動力蓄電池充電的混合動力汽車,其電池容量比純電動汽車小,但比普通的油電混合動力車大,一般的插電式混合動力汽車的續航里程只有二三十公里,這種車型主要是針對上班族設計的,因為多數上班族遁勤的行駛里程在十幾公里以內,同時,在行駛路程較遠的情況下,這種車型也可以使用內燃機提供能量,此外,插電式混合動力汽車的動力來源經常與燃料電池汽車的動力來源結合使用,近年部分新出的混合動力車車犁,如表1-1所示。
燃料電池汽車是基于燃料電池電動系統(fuel cell electric vehicle,FCEV)的設計,燃料電池汽車的動力來源于燃料電池與電動機,燃料電池可以直接發電,為電動機供電,燃料電池汽車的工作原理是通過燃料電池產生電能,從而啟動電動機,進而驅動汽車行駛。
其中燃料電池是一種高效,環境友好的發電裝置,它可以直接將儲存在燃料與氧化劑中的化學能轉化為電能,燃料電池主要以氫氣,甲醇等新能源為燃料,通過化學反應產生電流,燃料電池的化學反應過程不會產生有害產物,因此燃料電池車輛是無污染汽車,燃料電池的能量轉換效率比內燃機要高2~3倍,因此從能源利用和環境保護方面看,燃料電池技術是內燃機技術最好的替代物,燃料電池汽車代表了汽車未來的發展方向。
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