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中國汽車發(fā)動機(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，制造業(yè)獲得超過歐美的長足發(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，在新能源發(fā)動機(jī)橫空出世的背景下，我國發(fā)動機(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力能源的傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)正在面臨前所未有的考驗(yàn)。
有跡象表明，威脅來自新型能源的利用。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，福特汽車推出了氫發(fā)動機(jī)，日產(chǎn)汽車推出了燃料電池發(fā)動機(jī)。
日前，大眾汽車公司與同濟(jì)大學(xué)以及德國IAV公司簽署了合作備忘錄，將在燃料電池汽車技術(shù)方面開展合作研究。
另一方面，上汽集團(tuán)宣布與合作伙伴通用汽車聯(lián)手打造用于日常運(yùn)行的混合動力客車，探索其在中國商業(yè)化的潛力。
車還是那些車，不同的是動力裝置。
環(huán)保和能源：雙劍高懸
10月28日，《乘用車燃料消耗量限值》國家標(biāo)準(zhǔn)由國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會共同發(fā)布，這一標(biāo)準(zhǔn)將于明年7月1日正式實(shí)施。這是我國首次頒布相關(guān)的強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)。
中國汽車技術(shù)研究中心的專家介紹，《限值》旨在限制大排量、高油耗車，以減少能源消耗。
目前中國的二氧化碳排放量居世界第二位，汽車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)動車尾氣污染已成為空氣污染的主要來源。專家預(yù)計(jì)，2010年全國將有近400個城市從煤煙型污染轉(zhuǎn)變?yōu)槊簾?機(jī)動車混合型污染。
中國政府出臺了一系列限制排放的政策法規(guī)。今年7月1日，國家環(huán)?？偩中紡募慈掌鹪谌珖秶鷥?nèi)實(shí)施相當(dāng)于歐洲Ⅱ號標(biāo)準(zhǔn)的國家第二階段輕型車排放標(biāo)準(zhǔn)(簡稱國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的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn)，而歐Ⅲ車使用的配套油的標(biāo)準(zhǔn)已于近日制訂完成。
盡管政府不斷提高機(jī)動車排污的標(biāo)準(zhǔn)，但被形容為"火山噴發(fā)般"增長的機(jī)動車保有量淹沒了這種努力。
最近一段時間，國際石油價(jià)格持續(xù)在高位徘徊，中國能源安全問題進(jìn)一步凸顯。
國際能源機(jī)構(gòu)的數(shù)據(jù)顯示，中國去年每日消耗546萬桶原油，比日本的日耗543萬桶高?，F(xiàn)在中國已超越日本，成為僅次于美國的第二大石油消費(fèi)國家。北京積極在中東、中亞、東南亞和俄羅斯等地展開全球性的能源外交。
這為中國發(fā)展使用新型能源的發(fā)動機(jī)提供了一個注腳：多煤少油的中國，石油顯然已經(jīng)成為經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，同時也是瓶頸。中國從10年前就已經(jīng)開始成為石油純進(jìn)口國。專家估計(jì)，到2020年，中國的石油供應(yīng)將出現(xiàn)明顯缺口。
新型能源發(fā)動機(jī)：起跑機(jī)遇
中國內(nèi)燃機(jī)協(xié)會理事長倪宏杰說，在傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)特別是柴油機(jī)技術(shù)上，中國落后于世界先進(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內(nèi)企業(yè)無法掌握核心技術(shù)的現(xiàn)狀。
目前，國內(nèi)企業(yè)為了生產(chǎn)滿足歐Ⅱ或歐Ⅲ排放的發(fā)動機(jī)，必須通過與國外合作的方式實(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。
新型能源發(fā)動機(jī)則不然。同濟(jì)大學(xué)校長、國家863電動汽車重大項(xiàng)目首席科學(xué)家萬鋼博士認(rèn)為，我國在環(huán)保型發(fā)動機(jī)的研制上，與國際先進(jìn)水平僅有約5年的差距，某些方面可能還略有優(yōu)勢。
我國在"七五"期間就開始了對環(huán)保發(fā)動機(jī)的研究，"九五"期間開發(fā)成功。2000年，國際油價(jià)的波動描繪出能源危機(jī)的現(xiàn)實(shí)威脅，震動了世界各國，當(dāng)然也震動了經(jīng)濟(jì)快速增長的中國。
這年9月，一批專家聯(lián)名上書，建議發(fā)展清潔能源，受到科技部高度重視。此后，國家相繼投入巨資，"十五"期間明確提出制造成本增長低于30%、油耗節(jié)省30%以上、排放降低50%以上等標(biāo)準(zhǔn)。
據(jù)專家稱，發(fā)展新型能源發(fā)動機(jī)對于中國發(fā)動機(jī)制造行業(yè)還有一個現(xiàn)實(shí)好處：在傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)制造領(lǐng)域，中國已經(jīng)失去了追趕的機(jī)會，而在新型能源發(fā)動機(jī)領(lǐng)域，中國與國外相比，技術(shù)水平和產(chǎn)業(yè)化程度相對較小。
歷史給中國發(fā)動機(jī)制造也提供了一個打翻身仗的機(jī)會：我們沒有發(fā)達(dá)國家發(fā)動機(jī)制造業(yè)的歷史包袱。
燃料電池：動力新貴
據(jù)悉，國家863計(jì)劃明確了新型發(fā)動機(jī)發(fā)展重點(diǎn)：燃料電池發(fā)動機(jī)居首位，第二為混合動力發(fā)動機(jī)，同時兼顧純電動發(fā)動機(jī)。一汽、二汽、上汽、北京客車廠和清華大學(xué)、北京理工大學(xué)分別承擔(dān)了各個課題。
也就是說，中國將同時開展燃料電池發(fā)動機(jī)、混合動力發(fā)動機(jī)和純電動發(fā)動機(jī)的研發(fā)。一些專家質(zhì)疑這種做法，因?yàn)榧冸妱影l(fā)動機(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)國家將主要力量用于氫燃料電池和混合動力的研發(fā)。而且，我國的研發(fā)資金本來就有限，這樣平均一攤就更為捉襟見肘。
也有專家認(rèn)為：新能源發(fā)動機(jī)的發(fā)展方向誰也說不清楚，所以現(xiàn)在三條路都必須去試試。而純電動發(fā)動機(jī)是新能源發(fā)動機(jī)發(fā)揮作用的技術(shù)基礎(chǔ)和未來。
純電動發(fā)動機(jī)由于其造價(jià)高、充電時間長、一次充電后行駛路程短和電池造成污染等弊病，技術(shù)上還沒有取得重大突破。因此，純電動發(fā)動機(jī)的發(fā)展沒有達(dá)到預(yù)期的目的。
混合動力發(fā)動機(jī)將內(nèi)燃機(jī)與一定容量的儲能器件(主要是高性能電池或超級電容器)相組合，大幅度地降低了油耗，減少了污染物排放。各大汽車公司普遍認(rèn)為它投資少、選擇余地大、容易達(dá)到未來排放標(biāo)準(zhǔn)和節(jié)能目標(biāo)，而且市場配套較為簡便，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發(fā)。
燃料電池發(fā)動機(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、車輛性能接近內(nèi)燃機(jī)汽車、結(jié)構(gòu)簡單及運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)，近年來成為新的聚焦點(diǎn)?，F(xiàn)在國外企業(yè)界紛紛組成強(qiáng)大的跨國聯(lián)盟，以期達(dá)到優(yōu)勢互補(bǔ)目的。世界各大汽車公司已相繼推出以甲醇或汽油為燃料的燃料電池汽車。
裝備公交車：實(shí)踐作證
過去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，如果將來繼續(xù)采用這種發(fā)展模式，隨著世界人口的快速增長，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)等方面的問題，這種模式的限制性很快就會表現(xiàn)出來。
上海同濟(jì)大學(xué)汽車學(xué)院樓狄明教授說，由于汽車環(huán)保要求高、數(shù)量巨大等原因，新型動力主要裝備在汽車上。而公交車由于其特殊性，理所當(dāng)然地成為改革實(shí)驗(yàn)田。
我國燃料電池汽車商業(yè)化示范項(xiàng)目已經(jīng)于2003年3月啟動，北京和上海各有6輛燃料電池公共汽車投入示范運(yùn)行。現(xiàn)在北京市民乘坐的公交車中，就有最先進(jìn)的裝備新型動力的汽車---燃料電池汽車。
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)合國開發(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，支持燃料電池汽車在發(fā)展中國家的發(fā)展和應(yīng)用(其他四個發(fā)展中國家為巴西、埃及、印度和墨西哥)。
據(jù)報(bào)道，科技部副部長鄧楠日前透露：我國已經(jīng)制定了環(huán)保動力發(fā)展路線圖。第一步是推廣燃?xì)鈩恿?；第二步是推動混合動力的發(fā)展；第三步是加大氫動力研發(fā)，促進(jìn)電池動力技術(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。
萬鋼認(rèn)為，燃料電池技術(shù)最快產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵問題是怎樣通過合作來降低成本："如果我們能夠在中國這樣一個深受政府關(guān)心而且比較大的市場上，把我們所開發(fā)的技術(shù)運(yùn)用到車上，這樣可以通過批量生產(chǎn)來降低制造成本。"
點(diǎn)評
揚(yáng)湯止沸與釜底抽薪
傳統(tǒng)的發(fā)動機(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)化為動能。內(nèi)燃機(jī)由于燃燒不完全、燃燒溫度過高等原因，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，使我們看到了控制內(nèi)燃機(jī)排放污染的希望。
話又說回來，不管是實(shí)行國1、國2還是國3排放標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)發(fā)動機(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?，通過改良傳統(tǒng)發(fā)動機(jī)控制污染的種種手段都只能說是揚(yáng)湯止沸。
新型燃料的使用擴(kuò)大了這一問題的研究視野。例如，氫發(fā)動機(jī)就能實(shí)現(xiàn)零排放。從這一意義上講，新型發(fā)動機(jī)解決排放問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。
對于前一個問題，隨著環(huán)保和能源問題日益嚴(yán)峻，新型燃料發(fā)動機(jī)的比較優(yōu)勢遲早會顯現(xiàn)出來。對于后一個問題，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信息。
道路是曲折的，前途是光明的。新型燃料發(fā)動機(jī)就是這樣一個新生事物，雖然眼下推廣還言之過早，但它會長期成為發(fā)動機(jī)制造業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。
形形色色的新動力能源
◆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100萬輛左右的天然氣汽車，阿根廷的數(shù)量最多。
◆氫氣：大多數(shù)專家堅(jiān)信，氫氣將是未來汽油最可行的代替品，但氫動力的發(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年成為第一家氫動力的制造商。福特FocusH2ICE2003型氫動力樣車二氧化碳排放低于汽油汽車排放的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，將會降低30%的一氧化碳和10%的二氧化碳排放，中國政府在2001年開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)成本過高，大概為傳統(tǒng)燃料汽車的4倍。
◆雙酯類柴油：雙酯類柴油又稱生物柴油，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%的氧來增強(qiáng)燃燒。甲基酯與柴油以30%來混合制成的雙酯類柴油，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)時釋放出來的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的一類原電池。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進(jìn)入市場批量生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化尚有很多障礙，"高成本"成為最大問題。據(jù)了解，生產(chǎn)1輛與普通家用轎車動力性能相近的氫燃料電池電動汽車，需花費(fèi)近200萬元。目前，有50輛左右的燃料電池汽車，預(yù)計(jì)到2007年，這個數(shù)字會增加到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5萬輛左右的燃料電池汽車。中國也在今年年初宣布要訂購一批燃料電池汽車，在未來的北京奧運(yùn)會和上海世博會上使用這項(xiàng)技術(shù)。
◆混合動力：混合動力汽車在頻繁起步停車的條件下，電動機(jī)驅(qū)動汽車行駛。當(dāng)汽車加速時，內(nèi)燃機(jī)就會啟動。汽車減速或制動時損失動能，而混合動力能在汽車減速時將其損失的一部分動能存儲在馬達(dá)中，用來給電池充電，這樣就使電池汽車的行駛里程大大增加。
