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中國汽車發(fā)動機制造業(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，因為技術水平落后，所以更新設備的欲望尤為強烈。反觀我國，在新能源發(fā)動機橫空出世的背景下，我國發(fā)動機制造業(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)動機正在面臨前所未有的考驗。
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，日產(chǎn)汽車推出了燃料電池發(fā)動機。
日前，大眾汽車公司與同濟大學以及德國IAV公司簽署了合作備忘錄，將在燃料電池汽車技術方面開展合作研究。
另一方面，上汽集團宣布與合作伙伴通用汽車聯(lián)手打造用于日常運行的混合動力客車，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》國家標準由國家質量監(jiān)督檢驗檢疫總局和國家標準化管理委員會共同發(fā)布，這一標準將于明年7月1日正式實施。這是我國首次頒布相關的強制性標準。
中國汽車技術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"。在北京、上海等大城市，機動車尾氣污染已成為空氣污染的主要來源。專家預計，2010年全國將有近400個城市從煤煙型污染轉變?yōu)槊簾?機動車混合型污染。
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)保總局宣布從即日起在全國范圍內實施相當于歐洲Ⅱ號標準的國家第二階段輕型車排放標準(簡稱國2標準)。北京計劃從明年1月1日起實施相當于歐Ⅲ的汽車尾氣排放標準，而歐Ⅲ車使用的配套油的標準已于近日制訂完成。
盡管政府不斷提高機動車排污的標準，但被形容為"火山噴發(fā)般"增長的機動車保有量淹沒了這種努力。
最近一段時間，國際石油價格持續(xù)在高位徘徊，中國能源安全問題進一步凸顯。
國際能源機構的數(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)開始成為石油純進口國。專家估計，到2020年，中國的石油供應將出現(xiàn)明顯缺口。
新型能源發(fā)動機：起跑機遇
中國內燃機協(xié)會理事長倪宏杰說，在傳統(tǒng)內燃機特別是柴油機技術上，中國落后于世界先進水平15～20年，歷史積淀不足以及科研體制急功近利造成了國內企業(yè)無法掌握核心技術的現(xiàn)狀。
目前，國內企業(yè)為了生產(chǎn)滿足歐Ⅱ或歐Ⅲ排放的發(fā)動機，必須通過與國外合作的方式實現(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)動機則不然。同濟大學校長、國家863電動汽車重大項目首席科學家萬鋼博士認為，我國在環(huán)保型發(fā)動機的研制上，與國際先進水平僅有約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)動機的研究，"九五"期間開發(fā)成功。2000年，國際油價的波動描繪出能源危機的現(xiàn)實威脅，震動了世界各國，當然也震動了經(jīng)濟快速增長的中國。
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%以上等標準。
據(jù)專家稱，發(fā)展新型能源發(fā)動機對于中國發(fā)動機制造行業(yè)還有一個現(xiàn)實好處：在傳統(tǒng)發(fā)動機制造領域，中國已經(jīng)失去了追趕的機會，而在新型能源發(fā)動機領域，中國與國外相比，技術水平和產(chǎn)業(yè)化程度相對較小。
歷史給中國發(fā)動機制造也提供了一個打翻身仗的機會：我們沒有發(fā)達國家發(fā)動機制造業(yè)的歷史包袱。
燃料電池：動力新貴
據(jù)悉，國家863計劃明確了新型發(fā)動機發(fā)展重點：燃料電池發(fā)動機居首位，第二為混合動力發(fā)動機，同時兼顧純電動發(fā)動機。一汽、二汽、上汽、北京客車廠和清華大學、北京理工大學分別承擔了各個課題。
也就是說，中國將同時開展燃料電池發(fā)動機、混合動力發(fā)動機和純電動發(fā)動機的研發(fā)。一些專家質疑這種做法，因為純電動發(fā)動機雖然是零排放，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。
也有專家認為：新能源發(fā)動機的發(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)動機是新能源發(fā)動機發(fā)揮作用的技術基礎和未來。
純電動發(fā)動機由于其造價高、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，技術上還沒有取得重大突破。因此，純電動發(fā)動機的發(fā)展沒有達到預期的目的。
混合動力發(fā)動機將內燃機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為它投資少、選擇余地大、容易達到未來排放標準和節(jié)能目標，而且市場配套較為簡便，消費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，具有節(jié)能、轉換效率高、不需要石油燃料、排放達到零污染、車輛性能接近內燃機汽車、結構簡單及運行平穩(wěn)的優(yōu)點，近年來成為新的聚焦點。現(xiàn)在國外企業(yè)界紛紛組成強大的跨國聯(lián)盟，以期達到優(yōu)勢互補目的。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：實踐作證
過去100年，在工業(yè)文明所取得的巨大發(fā)展中，內燃機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、大氣質量、更高安全性和自然環(huán)境保護等方面的問題，這種模式的限制性很快就會表現(xiàn)出來。
上海同濟大學汽車學院樓狄明教授說，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，理所當然地成為改革實驗田。
我國燃料電池汽車商業(yè)化示范項目已經(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行?，F(xiàn)在北京市民乘坐的公交車中，就有最先進的裝備新型動力的汽車---燃料電池汽車。
燃料電池商業(yè)化示范項目是由全球環(huán)境基金(GEF)和聯(lián)合國開發(fā)計劃署(UNDP)共同支持的。GEF根據(jù)其可持續(xù)交通方面的計劃，支持燃料電池汽車在發(fā)展中國家的發(fā)展和應用(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。第一步是推廣燃氣動力；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)，促進電池動力技術的發(fā)展。
明年，上海首座加氫站將建成。北京也正在上地建設一座加氫站。
萬鋼認為，燃料電池技術最快產(chǎn)業(yè)化關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心而且比較大的市場上，把我們所開發(fā)的技術運用到車上，這樣可以通過批量生產(chǎn)來降低制造成本。"
點評
揚湯止沸與釜底抽薪
傳統(tǒng)的發(fā)動機也叫內燃機，它將燃燒汽油、柴油或者天然氣產(chǎn)生的熱能轉化為動能。內燃機由于燃燒不完全、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燃機排放污染的希望。
話又說回來，不管是實行國1、國2還是國3排放標準，傳統(tǒng)發(fā)動機產(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)濟利益的強烈沖擊?？偠灾?，通過改良傳統(tǒng)發(fā)動機控制污染的種種手段都只能說是揚湯止沸。
新型燃料的使用擴大了這一問題的研究視野。例如，氫發(fā)動機就能實現(xiàn)零排放。從這一意義上講，新型發(fā)動機解決排放問題的方法是釜底抽薪。
遺憾的是，囿于技術水平，目前使用新燃料的發(fā)動機制造成本還是相當高。另外，相應的配套設施也極不完善。
對于前一個問題，隨著環(huán)保和能源問題日益嚴峻，新型燃料發(fā)動機的比較優(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)動機制造業(yè)關注的焦點。
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%的氧來增強燃燒。甲基酯與柴油以30%來混合制成的雙酯類柴油，在技術上和環(huán)保方面都達到了理想的水平，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行電化學反應時釋放出來的化學能直接轉化成電能的一類原電池。目前燃料電池的能量轉化率可達近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入市場批量生產(chǎn)、實現(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，需花費近200萬元。目前，有50輛左右的燃料電池汽車，預計到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，在未來的北京奧運會和上海世博會上使用這項技術。
◆混合動力：混合動力汽車在頻繁起步停車的條件下，電動機驅動汽車行駛。當汽車加速時，內燃機就會啟動。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。
