《汽车新能源发展问题研究18000字（论文）》

我国汽车新能源的发展趋势研究报告目录TOC\o"1-3"\h\u192061绪论 绪论研究背景近年来，中国的汽车需求也在激增。据统计，2001年我国汽车产量达到234万辆，在世界可以排名到第八位；2002年汽车产量达到300万辆，名次又上升了三位，排到了第五位。2003年，中国汽车产量达到444万辆，销量达到439万辆，首次突破400万辆，成为世界第四大汽车制造商，中国汽车市场规模继续扩大。从汽车保有量及其增长速度看，我国汽车保有量从1993年的817万辆增长到2003年的2492万辆，同期年均增长11.9%。到2018年，中国汽车保有量已超过1.5亿辆。但从1990年到2018年，全球汽车保有量年均增长率为2.54%。2018年，我国机动车油耗为6560万吨，约占全国油耗总量的三分之一。但据预测，2010年和2020年我国机动车燃料需求将直线上升，分别达到1.38亿吨和2.56亿吨，占当年我国石油总需求的43%和57%。能源短缺是全球汽车工业面临的问题，但在中国却有其自身的“特点”。首先，汽车发动机技术水平低导致燃油效率低，我国在机动车油耗水平通常都会比发达国家低15%-20%。其次，油价相对较低也是中国汽车厂商和消费者不太在意汽油消耗的主要方面之一。根据国际能源署（IEA）的数据，在2001年时，就有57%的世界石油消费在运输领域当中。现在国务院发展研究中心可以进行预测，直到2010年，我国石油消费的61%将会依赖于进口，到时我国汽车用油将占总需求的43%。中国汽车产量和数量都在飞速增长，其增长速度要比世界汽车工业要快的多。世界汽车工业正处于相对缓慢的发展时期，而我国汽车工业正处于高速发展时期。但是伴随着我国汽车数量的增加，其汽车的排放量的也在飞速增加，五花八门的污染源对大气污染的破坏也在随之加剧。随着我国汽车保有量的增加，汽车污染物排放总量也在不断增加。汽车排放造成的大气污染将是我国进入汽车社会必须面对的第二个问题。相关专家认为，我国的大气污染虽然大部分是以烟尘为主，但是如果从环境变化的态势来看，城市污染也将由烟尘污染向汽车尾气污染转变，在人口超过100万的大城市中，这一变化将更加明显。汽车尾气成为空气污染的主要来源只是时间问题。根据国家环保中心进行的预测来说，在2020年的时候，汽车尾气的排放总量将会占据大气污染源的64%。如果对其放任不管理，只采用传统内燃机技术来发展汽车工业的话，那么给我国的能源安全和环境保护将会带来巨大的压迫。为了继续可持续发展，对汽车工业和汽车消费需要进一步健康的管理，那首先一定要关注重汽车工业的外部环境，因为已经有世界先进国家对此付出教训，我们一定要吸取其经验，否则也只会重蹈覆辙，所以一定要时刻关注新能源汽车技术，特别是替代燃料和新能源技术的发展，使我们能够走出一条健康的发展道路。据统计，2018，中国的一氧化碳排放量达到5600万吨，氮氧化物排放量达到515万吨。在北上广以及更大城市，汽车排放已成为最大的污染物来源。然而，叩头的严峻现实可能只是一个阶段性的产物。在美国，汽车保有量约为2亿辆，是中国的8倍多，但环境保护指数远好于中国。同时，以现代领先科学技术的基本理论为基础的科学技术进步也不能解决汽车发展带来的空气污染问题。研究意义在国际社会能源结构调整中，可再生能源和新能源正在缓慢地开始向历史舞台出发，中国政府和全社会也都十分支持并且致力于发展新能源和可再生能源，解决能源结构比较单一的问题，努力向能源结构多元化，对未来可能迎接的心得能源问题其风险作出及时应对。本文是对新能源汽车和新能源发展的趋势进行深入探讨，可以为今后新能源汽车的发展和低碳环保生活方式的探索提供参考。截止现在，有关汽车新能源开发的研究文章少之又少。所以本文的研究对相关内容的填补和帮助有一定的理论意义。研究方法1.3.1文献分析法通过知网或网络寻找新能源汽车以及汽车新能源的相关研究理论，为本文的研究做好理论基础。1.3.2定量分析法通过收集来的各类数据对研究的相关问题进行研究分析，从而得出具体的结论。国内外研究综述1.4.1国内研究综述耿进（2008）在总结我国新能源汽车发展机遇时指出，在传统动力汽车的生产和研发领域，我国与国际汽车企业存在较大的技术差距和品牌差距。国际汽车企业要想赶上汽车生产的困难，发展国家的制造业。然而，随着能源和环境问题的出现，许多汽车工业发达的国家都在不断推动汽车工业的发展，呼吁人们使用新能源汽车，取代能源汽车。但是，截止到现在，还没有能够替代传统动力的新能源汽车大规模开发和推广。因此，在新能源汽车的开发上，我国与发达国家的传统汽车基本处于同一起跑线上。这是追赶和推动新能源汽车良好发展的最佳时机。盛德豪、李红（2009）分析了我国新能源汽车的发展现状，认为短期内，我国汽车市场仍是内燃机车的天下，仍被汽油车占据，但其市场份额将继续下降。虽然天然气汽车可能大幅增长，但这一比例预计不会超过20%。混合动力电动汽车在当前的发展前景中有着光明的前景，但它是燃料电池汽车中最清洁的新能源汽车，具有很大的发展潜力，未来将得到相当大的发展。另一方面，曾鹏（2009）也指出，虽然我国在新能源汽车的发展技术上具有一定的优势，但工业化和市场化的速度仍然缓慢。欧阳明高（2010）从汽车能源和环境问题的角度，选择了适合中国汽车能源体系发展的战略，得出了中国应大力发展新能源汽车产业的结论，并提出了促进新能源汽车能源汽车产业发展的几条技术路线。姚占辉（2010）在论述新能源汽车市场化必要性的基础上，从市场定位、研发、基础设施等方面分析了新能源汽车市场化面临的主要问题，最后提出了解决这些困难的具体措施，对新能源汽车产业的发展具有重要的现实意义。虽然上述研究在一定程度上还不够，但每一个结论都反映了发展新能源汽车产业的重要性，每一个建议都促进了新能源汽车产业的发展。1.4.2国外研究综述由于新能源汽车的技术和产业化已经处于初级阶段，在新能源汽车发展的理论研究中，基本上是政府主导、研发机构和企业共同参与的项目。其成果一般以产业分析、技术分析、项目成果、评价报告等形式在相关的新能源汽车国际会议上公布。目前美国的研究重点是燃料电池和氢动力汽车的产业化，以及混合动力汽车的规划。Griffin-Burgh（2003）在氢能研究报告中研究了氢能的生产、运输和来源，分析了氢能在美国能源中是否可以独立运行和安全的问题。然而，氢能的大规模应用将带来氢能利用与开发技术、热损失、规模与安全等诸多问题。同时，氢能配套技术和基础设施的发展比氢燃料汽车技术要相对落后，所以需要美国解决各个技术和经济的问题，从而可以进一步的对氢能继续发展。奥巴马政府颁布了《清洁能源与安全法》（2009年），为的就是可以明确国家清洁能源发展的目标。在2011年初，奥巴马政府又向国会提出了一系列的战略改革计划，将减少废物能源的排放重点转变向发展新能源。为此，其他的国家也随之调整了国家能源的保护政策，声明了新的能源转型计划。通用汽车公司采取政策指导，开展柴油机、混合动力、氢燃料电池、生物燃料、天然气等新能源汽车的研发，同时开展清洁柴油、乙醇柔性燃料的研究、开发和应用推广。氢内燃机、混合动力车、可充电混合动力车和燃料电池车。对日本来说，KayaYoichi（2006）在评估了氢能和燃料电池的使用性能和环保效果后认为，氢能可以在低碳环保的背景下，拥有很大的开发潜力，因为全球的气候变暖问题越发严重，还有环境的恶化也愈演愈烈，为此，全球对氢能的需求将变得更加需求。将一次能源转化为氢气，提高能源利用效率，建设氢气基础设施已成为当务之急。MasonoriMond（2007）肯定了氢能的高效环保性能，描述了日本JHFC氢加气站的建设和运行状况，并对日本下一阶段大力发展氢能、燃料电池等基础设施提出了改善的意见。Hashitani（2007）总结了日本混合动力汽车的发展，重点介绍了日本混合动力汽车的政策支持体系、企业与组织的关系，《充电式混合动力汽车和纯电动汽车在科技研发和产业化运营中的总体战略规划和未来政策目标》，强调发展具有社会参与意义的新能源汽车展示体系。2相关概念综述2.1新能源汽车要说到新能源汽车概念，最早还是要论述到上世纪60年代“十一五”初期的“863计划”中，这是最早提出的概念，当时新能源汽车概念刚一提出，就引起了社会和学术界的关注和讨论。一方面，业内各厂商都表现出了十分高亢的情绪，不断开发以各种新能源为动力源的不同类型的新能源汽车。目前，对新能源汽车的定义也有许多的不同，主要是因为侧重面的不同，并且对其概念和分类标准还没有达到所有人的共识。本文选择的概念是工人的概念，并且对其分类进行探讨和论述。按照范围来说，新能源汽车可分为广义和狭义。从广义上来说，新能源汽车就是指不需要汽油柴油等燃机车外的，使用其他能源的汽车。这里只包括氢汽车、燃气汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车和太阳能汽车，因为它们的废气排放量对比燃气汽车相对较低或者来说几乎为零。从狭义上讲，新能源汽车是指以非常规车用燃料为动力源，将汽车的动力控制和驱动技术相结合，形成新技术、新结构和先进技术原理的汽车。2.2汽车新能源与传统能源相比，利用最新研发的技术、新型材料可以得到新能源。在新技术的根底上，系统地开拓新能源。除此之外，和常规能源所对比，发现新能源生产规模比较小，但是使用的范围没有常规能源广。不同的国家对能源有不同的名称，但人们的共识是，除了传统的化石能源和核能外，其他能源也可以称为新能源。由于化石能源的燃烧及其有限的资源对环境造成的严重污染，新能源和可再生能源或许会变成人类长期能源需求中最理想的可持续能源，这不乏吸引了许多人的关注。从不可再生能源逐步向新能源过渡是当代能源利用的重要特征。3汽车新能源领域的探索3.1太阳能太阳能是一种几乎无限的资源，可以被太阳能电池板连续接收。然而，太阳能利用不广泛的主要原因是太阳辐射强度相对较弱，收集不方便。其次，光伏电池板价格昂贵，很难实现太阳能的有效存储。这些因素阻碍了目前太阳能在汽车上的应用。3.2电力这里有丰富的能量。电能是二次能源。原则上，它可以来自任何其他能量。能源种类繁多，许多不适合直接用于汽车。然而，这些将成为21世纪人类能源基础的重要能源不适合直接用于汽车，这并不意味着它们在转化为二次能源后仍不适合用于汽车。因此，电动汽车能源非常丰富，无污染运行，噪音低，结构简单，维修方便；四是能效高。电动汽车面临的主要问题是成本高、电池充电时间长、寿命短、电池能量密度低，以及由此带来的里程短、动力性能差、体积大、质量高等问题。3.3氢气与煤、石油、天然气等常见化石燃料相比，氢不仅可以作为燃料，而且可以作为能源的载体，在能源的转化、储存、运输和利用中发挥着独特的作用。氢作为能源的优势是：一是环境友好；三是能源可持续发展。氢气作为一种能源，具有成本高、易燃易爆、动力性能差等缺点。氢能具有清洁、无污染、高效、储运性能好等优点，并且被全世界的国家关注起来。氢能作为能源使用时，除用于制氢的生产装置外，还必须将氢能转移储存到用氢区和氢能利用装置，形成氢能生产、运输、储存、转化和终端利用的氢能系统。因此，在规划和实施氢能发展战略时，必须有综合大系统的概念。根据氢能终端用户的特点和要求，选择合适的氢能生产、储存、运输和转化技术路线，降低氢能系统的功能成本。3.4甲醇甲醇的提点十分明了，取之广泛，并且有一定的可再生性。它可以从天然气、煤、垃圾等中提取，其中，煤制甲醇更为重要，特别是对于含硫量高的煤，不太容易被人们使用或者被一些工业操。甲醇也可以从煤中提取，混合酒精可以从各种可燃物中提取。甲醇可以代替汽油作为燃料，相当于烧汽车用的煤。其次，甲醇含氧量高，燃烧充分，能有效减少和减少有害气体。按照国家标准，碳、氧化合物减少98.9%，碳氢化合物减少88.11%，达到欧Ⅲ标准，部分指标达到欧Ⅳ标准有利于环保，因此被称为绿色环保燃料。但甲醇有以下缺点：低温起动性能差，甲醇汽化潜热远高于汽油，降低了进气温度，影响了燃料的充分汽化，导致低温起动性能差；甲醇和汽油容易分离，甲醇和汽油必须用一些添加剂溶解，但它们对温度非常敏感，这也提高了对燃料的要求和增加，这使得储运困难；腐蚀性和毒性；低热值。如果可以合理使用甲醇的话，是可以在一定程度上减少汽车尾气的排放。即使它的能量密度在汽油和柴油之下，但仍然是能量密度较高的品种之一。其主要性能接近汽油，辛烷值高，氧含量高，在点燃式式发动机中的未来发展中有着一定的优势。4电动汽车的时代价值和战略意义4.1促进汽车行业发展众所周知，传统的内燃机驱动汽车主要使用机油来保证其动力供应。然而，它是一种不可再生资源，石油消费的速度正在以肉眼能见的速度快速下降。有学者估算，开采石油的时间不会超过半百年。所以可以明确的看见，资源的缺少已经威胁到未来的汽车产业的发展了。然而，与传统汽车不同的是，电动汽车可以帮助它们绕开枯竭的石油资源，实现汽车产业的可持续发展。主要原因是它的动力主要来自电池，而不是石油。同时，与传统汽车单一的电力供应不同，电能的来源非常广泛，可以由发电站消耗的石油、煤炭、天然气、水、风、太阳能、潮汐能和核能提供。电站的油耗远低于传统燃料车。此外，水能、太阳能和潮汐能都是可再生能源。因此，发展电动汽车有利于改变传统内燃机车单一能源利用的局面，缓解油荒局面。从降低能耗的角度来看，电动汽车比传统内燃机汽车具有更多的优势，其替代性不言而喻。综上所述，加快电动汽车的发展，不仅可以有效遏制大油耗带来的能源危机，而且有助于汽车行业尽快摆脱石油资源的束缚，走上可持续发展之路。4.2符合低碳需求传统内燃机车排放的废气增加了大气中二氧化碳的浓度，这是全球变暖的主要原因。在电动汽车的情况下，它们不会产生二氧化碳。与前者相比，它更清洁、更环保。可以说，加快电动汽车换代步伐对有效抑制温室效应具有重要作用。然而，电动汽车没有碳排放并不意味着它们不会产生间接碳排放。就电动汽车的整个生命周期而言，在获取电能的环节，即发电站的发电环节，可以产生大量的二氧化碳。同时，这也是各界关注的焦点。通过对电池供电的分析，可以看出电动汽车的间接碳排放实际上与发电用能的类型有关。作为二次能源，即转换能，如果来自非化石能源，即低碳能源，其碳排放量相当于零；如果来自煤、石油、天然气和其他高碳能源，则产生的二氧化碳量将是相当可观的。同时，与传统内燃机车相比，前者是固定的，后者是移动的。因此，即使在发电厂中存在间接碳排放，它们的治理相对于汽车等移动碳源也相对容易。显然，面对当今环境的刚性约束，汽车行业只有积极发展电动汽车，才能帮助其减少碳排放，改善大气环境，最终缓解与生态环境的矛盾。4.3带动相关产业增长电动汽车产业作为应对新形势下能源危机和气候变暖的高新技术产业，是低碳技术的重要成果，它的出现必将带动其相关领域的发展。随着机械、冶金、电子、能源、新材料和计算机产品的融合，以及信息技术、生物技术、数字技术、能源技术等高新技术的融合，电动汽车的发展将对其他相关产业起到共同的、多方面的促进作用。同时，电动汽车的发展也将对其他相关产业起到巨大的推动作用，这将远远大于传统汽车产业。电动汽车产业是在传统汽车产业基础上的一场革命。其发展将直接影响其产业链上下游的建设和发展。除了车身制造和车辆控制系统的产业连续性外，其他核心技术主要集中在两个领域：一是电池制造技术，二是电机制造技术。因此，电动汽车制造业将培育电池和电机制造技术产业。目前，国内外企业正在开发生产大容量、小体积、轻重量、充电快、寿命长的铁离子电池。他们也在开发高效率、高转矩的永磁无刷直流电动机技术和具有小质量和机电一体化耦合的工业。同时，电动汽车产业的发展还可以带动制造业的外部相关产业，如网络化电池充（换）电站的规划建设、智能电网与电动汽车终端的互联互通等。，而电动汽车的推广、销售、服务等网络系统则形成了汽车产业发展的新增长点。可见，加快电动汽车产业化，不仅将为汽车产业发展开辟新方向，而且将促进零部件及相关配套企业的快速增长，从而形成国民经济新的增长点。4.4与智能电网共同发展根据现有的燃油经济性技术来看，传统内燃机车的能源供应和需求将继续增加。相比之下，电动汽车是可以面对气候变化和石油危机的。作为战略性新兴产业，具有广阔的市场前景。从目前的发展状况来看，电动汽车的发展将在未来几年内突飞猛进。然而，随着电动汽车的大规模商业化运营，电动汽车的充（换）电问题将立即出现。同时，如果允许电动汽车大规模充电，很难充分发挥发电和输电能力，增加发电和输电成本，最终只靠增加发电和电网建设的装机容量造成巨大的资源浪费。因此，现在需要在满足电动汽车充电的需求下，怎么样可以快速有效的使电动汽车有序的充电，减少充电高峰期期间产生的电网负荷，是现在电动汽车与电网协调发展的当务之急。4.5具有极大的市场电动汽车作为战略性新兴产业，其发展空间可以说是非常巨大的。最近这些年来，电动汽车在全球掀起了一股热潮。各国政府和主要汽车巨头加大了对电动汽车的投资。为了促进电动汽车产业的发展，主要发达国家和地区将电动汽车产业提升到国家战略的高度，从经济支持、政策激励、法律法规三个方面加快了电动汽车产业的发展。财政支持。2009年3月，美国总统奥巴马宣布投资24亿美元支持插电式电动汽车的研发和产业化，其中20亿美元支持动力电池的研发和产业化。并且，政府还增加对福特、出口北美公司、特斯拉汽车公司等国内汽车厂商开发生产电动汽车的贷款支持力度。2009年6月，政府获得了80亿美元的贷款。此外，国防预算还安排了电动汽车发展专项资金，设立了联邦政府车队购车专项资金，专门用于政府购买电动汽车。英国政府提出“伦敦电气化计划”，投资2000多万英镑支持电动汽车的发展，提供500多万美元作为电池研究补贴，并投资1000万英镑支持贝德福德电动汽车的发展。同时，在2009年初，英国交通部对外界说出了自己在未来五年内会降低道路交通二氧化碳的排放量的计划。激励政策。根据车辆重量和电池容量，减免税额在2500元至15000元之间。在英国，电动汽车免征牌照税和道路维护费，夜间收费仅为电费的1/3监管执法。2009年5月，美国发布了新的汽车燃油经济性法规，要求到2016年，汽车燃油经济性平均水平达到35.5mpg（约7.7L/100km）。法国对高排放汽车的处罚高达2600欧元。同样，日本于2005年10月制定了环境税最终方案，用于控制大排量汽车的应用，并于2007年1月正式实施。综上所述，虽然电动汽车在很多方面需要改进，但其发展前景无疑是乐观的。从他们的市场容量来看，未来达到万亿美元并不算太多。5电动汽车发展现状与发展对策5.1电动汽车发展的比较优势5.1.1碳排放为了面对气候变化的问题，各个国家的政府都在制定减排的法律法规。根据数据显示，交通运输业所产生的二氧化碳排放量占全球总排放量的20%，因此减少交通运输业的燃料消耗和汽车排放更加紧迫。目前，“车到网”（V2G）的概念正在美国兴起。简而言之，V2G就是指“将汽车连接到电网”。众所周知，电动汽车的驱动系统不是内燃机，而是电动发动机。因此，在车辆行驶过程中，不会产生废气，也不会对环境造成损害。因此，它有“零污染”汽车的美誉。但是这也是有点夸张的说话，并不是没有一点污染的，就比如说使用铅酸蓄电池作为动力源，制造、使用接触铅、充酸气等，这是肯定会对环境造成破坏和污染。从减少碳排放的角度来看，V2G系统中的电动汽车由于不同的动力装置而使用电动机代替燃料发动机，使用清洁的二次能源为车辆提供动力，并且在行驶过程中不产生二氧化碳排放。就算加上发电过程中会产生对二氧化碳排的放，BEV的减排潜力也只在13～68%之间。所以说，电动汽车是实现低碳交通关键因素之一。尤其是，电动汽车在行驶的过程中不会对空气产生任何的污染，这样就有效地减少了一些因为城市而对环境造成的压力；并且，电动汽车将污染移动到了电厂，这样讲这些污染物集中并处理，也减少了相对控制污染的成本。当然，也有负面意见认为，由于目前我国电力供应结构不平衡，电动汽车能否达到预期的减排效果似乎值得怀疑。值得庆幸的是，《中国可再生能源中长期发展规划（2007）》提出到2020年可再生能源消费占比达到15%的目标，这意味着燃煤发电比重将继续下降；同时，随着高效发电技术的普及，作为超临界技术和一体化煤气化联合循环发电系统，二氧化碳在电力生产过程中的排放也将有进一步下降的空间。从总体上看，考虑到未来我国能源结构和电力生产方式的调整，以及电动汽车普及程度的不断提高，虽然在短期的时间内电动汽车还看不出特别明显的效果，但是在未来它一定是在减少污染排放起到关键的作用。5.1.2能源转化效率美国学者SaurinDShan的研究结果表明，当能源转化为电能时，电动汽车的效率为80%，是传统汽车的4-5倍。但事实上，传统汽车中只有15%-20%的汽油转化为动力，大部分转化为热排放。与此同时，美国能源信息部在其2008年能源展望报告中预测，将会在2030年销售新型轻型汽车的能源效率。表1新能源汽车能源效率情况（单位：英里/加仑）燃料类型公交车卡车汽车汽油41.228.935.9柴油50.936.938.7甲醇39.831.332.8天然气52.329.245.2电力104.287.698.9如表1所示，电动汽车的能源效率是所有汽车燃料中最高的。此外，在城市道路行驶过程中，经常发生交通堵塞，造成城市车辆频繁停车或低速行驶，造成内燃机闲置或低效区，造成能源浪费。但是，纯电动汽车停车时，机器不会空转。同时，，电机还可以在制动的过程中自主转换成发电机，这样可以快速实现制动和减速的能量双回收。这种高能量转换和使用效率大大降低了电动汽车的驾驶成本，拓展了电动汽车的消费市场。5.1.3环境效益传统内燃机耗油量大，导致全球石油危机。同时，它增加了大气中二氧化碳的浓度，并导致全球变暖。我们在这个问题上达成了共识。此外，排放的大量的汽车尾气也会对人体健康产生十分严重的威胁。除二氧化碳外，污染物还有许多的有害气体，比如一氧化碳、碳氢化合物、烟雾颗粒（一些重金属化合物、铅化合物、黑烟和油雾）等。一氧化碳是一种无色无味的，并且具有高毒性的气体，很简单的就可以与血液中的血红蛋白结融合，从而降低血液的运输氧气的能力，最终导致人体主要组织缺氧。氮氧化物能刺激眼睛、鼻子、喉咙和肺部，增加病毒感染的发生率，并在阳光下造成光化学污染。电动汽车在环境效益上优于前者。首先，电动汽车本质上是零排放汽车，普遍不会直接排放污染物。一般间接污染物都是在不可再生能源发电过程中产生，但其污染物可通过集中处理加以控制。二是电动车噪声分贝低于同类内燃机车，无噪声污染。三是与传统内燃机车相比，前者具有较高的能量转换率和利用率。第四，电动汽车能源具有多样性，许多的可再生能源都可以转化为电能或氢能并且有效地利用它们；同时，还可以借助于电网为电动汽车充电，这样减少了对石油的依靠，简化了汽车的能源结构，绿色出行也会真正的实现。从以上两个环境效益分析，电动汽车无疑具有明显的优势。由此可见，加速发展电动汽车以取代传统内燃机汽车将是人类社会的福音。5.2电动汽车发展的影响因素5.2.1调节电网峰值“汽车接入电网”已成为未来汽车行业的新方向。通过V2G技术，能量可以在车辆和电网之间双向流动，实时、可控、高速。充放电控制装置不仅与电网相互作用，还与车辆相互作用。交互内容包括能量转换、用户需求信息、电网状态、车辆信息、计量计费信息等。近年来，随着社会用电量的快速增长，累计发电装机容量也在逐年增加。同时，城市电网也出现了高峰低峰差的问题，在北上广等大城市的峰谷差几乎在40%-50%之间。并且大城市用电高峰的时间也在持续增加，一些电力企业被迫建设发电机组，就是为了可以面对高峰期时的用电需要，夜间用电量低将导致大量的谷电浪费，然而电力企业的各种调峰技术方案往往面临着存在能效低、设备损耗大或投资高的问题。例如，实现调峰填谷的有效途径是建设一座蓄能电站，但经济型抽水蓄能电站的能效只有70%左右，这就对地理位置提出了更高的要求；而高能效电池电站技术尚未完全成熟，投资规模巨大。V2G具有峰谷平衡功能。它使电动汽车成为一种良好的分布式储能设备，为智能电网提供分布式能源。V2G技术的智能设施可以引导用户夜间充电，提高谷电利用率；同时，还可以引导电动汽车在端口间用电高峰时段向电网释放多余电力，帮助电网协调峰荷需求，减少对电网的投入新单位。当然，人们忽视和浪费的谷电也完全可以满足电动汽车的充电需求。以广东省为例，夏季电网平均峰谷负荷在2000万千瓦以上，谷电可满足600万辆电动汽车夜间充电。使用电动汽车作为储能单元的另一个优点是，它与用户关系密切，经过能量转换后可以有效利用，可以避免远距离传输造成的功率传输损耗和热传输损耗。因此，电动汽车大规模使用后，有可能在未来有效平衡峰谷电网，间接减少社会碳排放。据特拉华大学V2G项目组成员皮耶罗介绍，为了在具体应用中保持60Hz的最佳供电频率，电力公司通常会在一天内连续调整发电量。这种调整通常是一次一兆瓦。因此，一旦社会持有的电动汽车电池总容量达到1MW，就可以参与V2G项目。然后，如果电动汽车的电池容量为15千瓦时，67辆电动汽车可以同时充电，达到调峰最小单位。考虑到消费者不同的驾驶习惯，这67辆电动车不太可能同时停车和给电网供电。据特拉华大学V2G项目组介绍，如果有100辆电动汽车，基本上可以有67辆同时并网。5.2.2动力电池电池的技术技术是电动汽车的关键技术之一。到现在，电池技术的也存在“瓶颈”，关键几点就是在于电池的使用年限、一次性充电范围和电池性能。目前，铅酸蓄电池和钢蓄电池在电动汽车市场上应用广泛。铅酸蓄电池相对便宜，但寿命相对较短，一般只有1至1.5年。然而，铅酸蓄电池在强烈碰撞下会发生爆炸，会对消费者的生命安全产生严重的威胁，安全隐患十分的巨大。在相同的情况下，铿电池将使用3年，因此，性能价格比将是铅酸蓄电池的两倍以上。同时，经过严格的安全检测，即使在最严重的交通事故中，铿电池也不会爆炸，其安全性远高于铅酸电池。但铿电池的价格远高于铅酸电池。另外，从单位重量储能的角度来看，坑式离子电池是铅酸电池的三倍，坑式聚合物电池是铅酸电池的四倍。因此，整个电池行业都在努力开发高性能的坑式聚合物电池。在目前的研究开发成果中，磷酸铁电池具有比较优势。磷酸铁电池除具有能量密度高、无污染等特点外，还是坑式离子电池最安全的负极材料。同时，电池的循环寿命长，可以充放电2000多次，充电效率也特别高，最快一小时就可以充电。因此，磷酸铁将会是电动汽车电池的最佳选择。除了电池的使用年限、售价和安全的问题之外，电动汽车消费者也会非常关注一次性电池充电的范围。与内燃机车相比，目前的电动汽车的电池技术是不被用户所满足的，因为电池充电在一定时间内不能满足长途行驶里程。由此可见，目前，由于电动汽车的动力电池的问题，对电动汽车的商业推广产生了不少的困扰。所以，未来对电池的研究依然有许多的工作需要进行。5.2.3充电网络对于电动汽车行业来说，高性能电池的出现固然重要，但要实现电动汽车的远距离、跨区域不间断运行，仅靠一组或多组高效电池是远远不够的。只有通过一个完善的专业服务机构和它的结合，它才能变得完美，电动汽车产业才能在前进的道路上蓬勃发展。因此，在现有技术条件下，建立充电切换网络系统将对电动汽车的商业推广起到非常重要的作用。目前，专用高压快速充电站只需10分钟就可以为50%的电池充电。麻省理工学院材料与工程教授gerbrandSeidal发明的快速充电技术一旦付诸实践，电动汽车在220伏民用电源下完全充电需要6分钟。然而，在现实中，民用交流电网的输出功率限制了电池的充电速度。为了使汽车电池的充电速度等于加油速度，有必要投资建设一个充电站。这个发电站的建设成本很高。没有国家的统筹安排，仅靠少数企业大规模建设充电站的经济技术可行性将不足以满足市场发展的需要。因此，政府应积极参与充电站建设，在部分地区率先开展示范运营。此外，充电站的建设应以所有品牌电动汽车的兼容性和匹配性为基础。总之，为了促进电动汽车市场的发展，充电站和电站的建设速度必须与电动汽车的推广速度相匹配。可见，随着汽车企业和电厂的共同发展，国外充电站建设一直走在前列，由政府主导。以日本为例。东京电力公司是日本最大的电力公司，与各汽车制造商建立了密切的合作关系。电力公司最近开发了一个大型快速充电站，大大缩短了充电时间。每10分钟可行驶60公里，充满电。同时，通过一项大型基础设施建设工程，计划在超市停车场、便利店、邮局附近陆续建设充电站，使人们下车购物、办事后能够完成汽车能源补充任务。此外，法国政府曾经一次性投资20亿法郎用于电动汽车的开发，其中5亿法郎用于改善巴黎市区的充电站和各种基础设施。可以想象，未来，世界各地的充电站将对电动汽车的发展起到推动作用。此外，换代电站的建立也将给电动汽车的发展带来利好消息。顾名思义，更换电站是一个“专业服务机构”，可以为电动汽车在行驶过程中提供电池更换服务。可以说，它的成立将成为电动汽车跨区域持续驱动的重要支撑。首先解决了连续运行和中间供能时间问题。通过设置多级计数充电和更换设备，可以提供专用电池组的统一模型和标准，并且只需要支付相应的服务费，以获得快速方便的能源供应，这为电动车辆的远程运行奠定了基础和保证。其次，它为电动车的生产者和车主不再对电池感到困惑铺平了道路，也为电动车产业的快速发展提供了可能。广泛使用的铅酸蓄电池的耐久性“寿命”并不令人满意。一般情况下，更换一次电池需要1.5-2年左右的时间，这与厂家认可的使用寿命（优质铅酸蓄电池出厂认可的使用寿命一般为3-5年）有很大不同。这主要是由于用户在实际使用中的各种不适当因素造成的。每次更换都需要很大的成本，而燃油的成本也相差不大。因此，通过更换电站的建设和应用，买方只需在购买整车的同时购买与更换电站配套、统一型号和标准的电池，然后只需在更换电站中间更换新电池，不考虑电池“寿命”及相关维护问题。此外，电站专业服务人员还应对更换的电池组进行现场维护、测试、充贴、维护、维修等相关的端口周期和时间标志，以帮助今后的更换服务管理有序合理。综上所述，建立大规模充换电网络系统将成为未来电动汽车行业的突破口，让消费者永远远离“电池”带来的不便和困惑。5.3电动汽车发展的对策5.3.1探索全新商业模式5.3.1.1发挥市场机制，推动电动汽车发展一般说来，人们倾向于寻求优势，避免劣势。市场机制作为调节经济运行的杠杆，对社会生产的顺利进行具有重要意义。可以说，有效的市场运作有利于利用经济杠杆调动各部门的生产积极性。电动汽车在商业推广过程中也不例外。电动汽车产业链长，包括制造、销售、售后服务和金融保险。因此，要加快电动汽车产业的市场化进程，必须协调各环节的运行，根据各环节的特点制定相应的产业战略，加快电动汽车的终端消费。其主要内容包括：一、电动汽车的制造和销售模式。按照传统的产销方式进行经营。二是售后服务采用电池租赁。其中最特别的一种是蓄电池租赁，它不同于传统内燃机车，是目前技术约束下的最佳方式。三是保险金融服务模式。目前，与传统内燃机车相比，电动汽车的发展存在诸多不足，在推进商业化的过程中优势不明显，需要金融和保险的合作。5.3.1.2电动汽车的制造与销售模式工业的发展必须实现产品的价值，即充分发挥产品的使用价值。实现这一目标的唯一途径就是获得产品的销售市场。任何行业的发展都遵循这一规律。当今世界，随着经济全球化和区域经济一体化，任何国家的市场都是开放的、国际化的。电动汽车产品产业化要从一开始就注重产品市场的培育，利用市场拉动效应促进产业的进一步发展。因此，企业应根据市场信息反馈迅速做出反应，生产出满足目标客户需求的电动汽车，并密切加强产销衔接。或者根据市场上某个消费群体的特点，如休息时间的长短、这些群体的驾驶习惯等，开发相应的电动汽车。此外，在电动车的生产和销售中，可以借鉴传统内燃机车的生产经验和销售渠道，开拓电动车市场。电动汽车是一种新型的汽车产品，包括机械技术、电子技术、电气技术、驱动技术、控制技术、信息技术等高新技术，任何技术落后都将直接影响电动汽车的产业化进程和发展。在所有与电动汽车相关的技术中，包括这些技术，都将充分推动电动汽车产业的转型。因此，各大汽车厂商应立足于整个电动汽车产业链，明确自己的发展战略和路径选择，选择自己的技术演进路径。如电力技术环节薄弱，输电技术环节较强，可以以输电技术为合作基础，与电力技术实力较强的企业采取技术合作模式；技术较强，可以通过销售技术获得市场；如果技术薄弱，可以用市场换技术，当技术发展到一定程度时，可以积极培育自己的核心技术。总之，企业应根据自身特点决定采用何种发展模式。无论是技术合作还是合资，都只是汽车工业发展的一个阶段。5.3.1.3售后服务与电池租赁模式电池租赁是指供电企业不直接向电动汽车售卖电池，而是将充电后的电池直接出租给消费者并且将消费者的空电电池回收回来，这样的不间断循环使用电池为载体进行间接电能销售的服务。就目前来看，电动汽车使用的电池造价高，也是妨碍电动产业发展的阻碍之一。日产（中国）投资有限公司北京研究开发部总监中川恒彦曾说过，对电动汽车的商业化而言，价格是决定成功的关键。他觉得，在纯电动汽车市场化的最初阶段，铿离子电池的成本在2011年之前没有下降的可能。因此，电动汽车的商业化推广可以借鉴以色列公司的经验，把汽车和电池区分开来，顾客不拥有电池，只租电池。电池租赁公司可以在全国建立一个服务站，让顾客可以很方便的快速充电，或者在交换服务站更换电池，甚至可以考虑提供上门服务。这样做的用处主要有三个方面:一方面，可以大幅度降低电动汽车消费群体的买车款项，从而拉近电动汽车裸车售价与传统内燃机汽车售价之间差距；另一方面，随着全球经济的复苏，大宗商品市场出现反弹，原油价格后期可能继续上涨，电池租赁的方式可以使电动汽车的性价比优势更加明显；最后，电池租赁的方式还可以实现对电池的有效管理，切断电池所衍生出来的二次污染，真正实现绿色环保。和传统内燃机汽车一样，电动汽车同样需要与之配套的售后服务。这主要包括废旧电池的回收与传统内燃机汽车的安置两方面。对于废旧电池的回收，可以设置一个二级市场。因为这些电池即便失去了提供动力的效用，也一般都能保留有80%的存储空间。为废旧充电电池确定其可能的二次应用并建立转售市场将可以给电动汽车拥有者或充电电池的拥有者提供回收一部分电池成本的机会，有效地降低其初始购车成本。首先，可以通过由政府出面来收购废旧电池。政府承诺以优惠的价格购买废旧充电电池，为废旧电池的交易提供一个稳定可靠的市场。这对于推进电动汽车产业市场化来说不仅仅是一次慈善行为，更是对政府基于废旧充电电池需求的一种满足，即为政府办公室大楼、电子数据存储中心、军事基地、医院等公共设施储存能量。因为一旦经过合理的改造和重组，用电网或分布式太阳能等清洁能源发电充电的废旧电池组件就可能取代现有的柴油发电机组，成为许多公共部分设备能源供应的首选。其次，由政府提供税收优惠政策，以鼓励私人部门购买废旧电池。随着智能电网和太阳能等清洁电能的应用与发展，私人部门会逐渐对废旧电池产生兴趣。比如，通过废旧电池组在谷电（价格较为低廉）时存储电能，并在峰电时再输出用于生产。同样的，这个方法也可以为一般家庭所借鉴。甚至在不远的将来，人们还可以设想使用“电池农场”，在风力或太阳能发电产能较强的时候，用废旧充电电池提供所需的存储空间。最后，为完全失去功效的废旧电池建立一个电池拆解回收系统。以政府名义建立专门的废旧电池回收部门，将废旧电池聚集起来，统一处理，以防止对环境的污染，同时提取可重复利用的物质，收回电池处理的成本。政府在推进电动汽车产业市场化的同时，也要做好旧车回收利用工作。政府将以“终端购买者”身份出面回收传统内燃机车，消除消费者的后顾之忧，助力中国电动汽车翻开新篇章。5.3.1.4保险及金融服务模式由于电动汽车充电电池技术的不断提高，电池寿命很可能在很长一段时间内低于10年或10万公里。同时，也是很多消费者期待的产品“保质期”（受传统汽车使用寿命的影响）。显然，鉴于目前电池技术有限，汽车制造商或充电电池制造商不愿意承担如此巨大的保修风险。可以理解的是，电动汽车的可充电电池还没有完全确认可以安全使用。同时，汽车制造商在推出新产品时，通常需要留出资金或风险资本，以抵御电池出现缺陷和故障的风险。但目前尚难以估计新型大容量、不确定长期性能的充电电池的风险保险金额。在当前汽车制造企业资金短缺、投入产出不足的环境下，几乎不可能设立必要的资金。因此，政府要鼓励电动汽车的生产和消费，就应该主动承担电池带来的风险，比如建立国家电池保障体系，或者建立电池维修基金。在《电动汽车》一书中，美国学者亨德里克斯和格斯特德建议联邦政府成立一家“联邦电池担保公司”，以减少在缓慢增长的电动汽车市场对电池寿命的担忧。联邦电池保修将涵盖保修期内的电池寿命和性能，消除对消费者和制造商的风险。联邦电池担保公司只对货物功能陈旧和故障（非事故）造成的经济损失负责。如果电池已经停用10年，政府将用金库里的钱退还差额或支付更换（修理）电池的费用。如果汽车制造商的权利受到过度保护，FCA可以通过部分消除风险负担来打破僵局。电池制造商可能仍要为前两三年的电池保险负责。在两到三年内，联邦电池保修将开始作为第三方在保修期内保护大多数消费者。因此，当联邦电池保证开始正常运行时，汽车制造商必须满足两个单独的保证：一个是汽车（他们将继续负责），另一个是电池充电，从电池制造商的保证开始，然后是联邦电池保证。当然，fbgc不能有电池；fbgc只涉及必要的维护或更换。联邦电池保护公司的一些灵活的财政政策应该包括：首先，由财政部的现金投入创造一个金库。二是利用政府发行的证券支持证券。第三，让汽车制造商和电池制造商支付少量资金（以保险费的形式），由联邦电池担保公司（fbgc）管理，然后由政府资金补充。然后，随着销售额和利润的增长，私营部门将逐渐增加其参与度，因为技术越成熟，风险就越小。5.3.2政府的引导协调5.3.2.1电动汽车发展的产业规划和布局战略性新兴产业发展的特点和规律表明，产业发展初期需要政府多方面的支持，特别是在传统汽车产业仍处于优势和实力的背景下，社会配套设施不完善、薄弱，没有政府的大力推动，规划布局先进，发展进程难以想象。外部力量的影响导致市场失灵。由于市场机制本身无法自动实现资源的有效配置，我们需要采取一些措施来“纠正”市场机制的运行。对于电动汽车的发展，政府可以从三个方面着手：一是制定电动汽车产业发展规划，将智能电网建设规划与电动汽车产业建设规划相结合，并将城市规划与充电规划、电动汽车建设规划、电站区结合起来。例如，法国政府曾经投资15亿法郎发展电动汽车，用纯电动汽车取代政府10%的内燃机公务车，然后再拨款5亿法郎改善巴黎市的充电站和各种基础设施。二是制定鼓励发展新能源汽车的财税政策，为电动汽车进入社会和家庭创造条件。可以说，良好的宏观环境对一个产业的发展是非常重要的。同样，电动汽车产业的发展和推广离不开政府的支持。因此，政府应有效运用行政和财政手段，协调各方利益，积极营造良好的宏观环境，加大对技术研发的资金和政策支持力度，达到激励的目的。例如，在电动汽车研发初期，美国1992年投资2.6亿美元，支持通用、福特和克莱斯勒积极参与电动汽车的研发。截至2001年，仅能源部就拨款7亿美元用于燃料电池的开发，随后又拨款1380万美元用于协助通用汽车公司开发用于汽车的聚合物燃料电池。奥巴马就任美国总统后，宣布了一揽子能源计划，称未来10年将投资1500亿美元开发新能源技术。三是引导和整合社会资源，鼓励产业集聚、技术整合和资源集约化，避免分散、低水平、无序竞争。在这个环节中，政府要积极履行经济管理职能，搭建技术创新和信息交流平台，形成各方良好的运行互动机制，揉搓现有技术资源，形成产业集群，实现技术突破，鼓励汽车厂商积极发展自主品牌，建立知识产权保护体系，培育民族品牌。正如中国科学院物理研究所研究员黄学杰所强调的，只有政府部门、科研机构、材料企业和电池企业共同攻关，才能取得突破。技术需要统筹安排，特别是行业内的共性技术。如果能够形成有效的联合研究和技术转移机制，将有利于产业技术水平的快速提高。因此，只有在政府的组织和重点支持下，建立汽车技术创新平台，聚集科技人才和科技成果，才能实现电动汽车关键技术和关键点的突破。5.3.2.2政府在基础设施与充换电网点建设中发挥作用在美国，只有西海岸的加利福尼亚州计划花费10亿美元建立一个电动汽车充电网络。2012年，私营部门计划在许多大城市的所有住宅区、商业建筑、停车场和政府大楼都会安装充电站，目的就是为了方便驾驶电动汽车的人可以随时随地的充电。此外，这些城市还将建设电池更换站，方便长途旅客随时更换旧电池。东海岸的纽约州有计划，但它仍然“只听到楼梯声，没有人下来”。因为这样的基础设施建设既费钱又费时，必须综合考虑，甚至整个电网都必须升级改造。因此，政府应在智能电网和充电站建设中发挥他们必要的作用。通俗来说，智能电网是指一个全自动的供电网络，它会无时无刻的监控每个用户和节点，目的就是为了保障电流和信息。它通过广泛应用的分布式智能、宽带通信和自动控制系统的集成，可以确保49个网格成员之间的实时市场交易、无缝连接和实时交互。智能电网具有坚强、自愈、兼容、经济、集成和优化的特点。对于电动汽车来说，智能电网需要解决以下两个问题。一是分布式电能的综合传输。通过智能电网实现智能电网，解决分布式能源系统的需求，用户用电接入长距离、高低压智能电网。在保护环境和生态环境的前提下，为了实现可再生能源的最优输配，提高电网的可靠性和清洁度，新建了一个输电网络。例如，美国智能电网可以平衡和整合亚利桑那州太阳能发电、俄亥俄州工业用电等跨州电力需求，实现对一国电力的优化调度、监控和控制，实现对电力需求的综合管理，实现跨区域可再生能源供应平衡。智能电网的建立和完善，一方面可以解决未来电动汽车全面推广时的供电问题；另一方面可以保证电动