燃料動力鋰電池發(fā)電是繼水力、火力和核能發(fā)電等之后的新一代發(fā)電技術(shù)。它是一種不經(jīng)過燃燒筆直以電化學(xué)反應(yīng)方式將燃料和氧化劑的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿母咝Ю^續(xù)發(fā)電裝置。因這種裝置的基本原理是原電池反應(yīng)而不涉及到燃燒，因此其能量轉(zhuǎn)換效率不受“卡諾循環(huán)”的限制，理論效率可達90%,實際使用效率則是一般內(nèi)燃機的2～3倍。另外,它還具有燃料多樣性、噪音低、對環(huán)境污染小、可靠性與維修性好等優(yōu)勢。燃料動力鋰電池作為新一代汽車動力源，已被世界各大工業(yè)國視為戰(zhàn)略產(chǎn)品。

　　氫被稱為“21世紀的能源”，是今后世界、也是我國處理面對的能源危機的一條緊要途徑?？茖W(xué)家和社會學(xué)家預(yù)言，下一次工業(yè)革命將從氫能源開始，今朝全世界的科學(xué)家都在積極尋求一種既清潔又無污染的能源，氫是科學(xué)家們看好的最理想的燃料。隨著以氫為緊要燃料的燃料動力鋰電池技術(shù)和產(chǎn)品不斷發(fā)展，并逐步進入推廣和使用階段。世界各緊要國家都已認識到氫燃料動力鋰電池技術(shù)潛在的巨大市場,紛紛斥巨資進行技術(shù)開發(fā)，張大使用范疇，氫燃料動力鋰電池技術(shù)將給人類社會的建設(shè)和發(fā)展帶來積極影響。

　　我國對發(fā)展燃料動力鋰電池汽車產(chǎn)業(yè)高度重視，已出臺了一系列計劃和政策?？萍疾恳褜⑷剂蟿恿︿囯姵仄嚵腥搿笆濉逼陂g的“863”關(guān)鍵高科技攻關(guān)項目之一。研發(fā)燃料動力鋰電池汽車，用高新技術(shù)改造傳統(tǒng)汽車工業(yè)，實現(xiàn)我國汽車工業(yè)的跨過發(fā)展，目前已面對著最佳的機遇。

　　2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

　　2.1國外發(fā)展狀況

　　當前，世界20多個國家的1000多家公司和機構(gòu)正投入巨資加緊進行燃料動力鋰電池技術(shù)和產(chǎn)品的研究與商業(yè)化工作。截至2005年十二月，已有14500多個燃料動力鋰電池系統(tǒng)安裝在世界各地，分布于不同的使用范疇。圖1為《FuelCellToday》網(wǎng)絡(luò)雜志2005年底對全球燃料動力鋰電池安裝數(shù)量所做的一個調(diào)查結(jié)果。圖2為2005年不同技術(shù)類型的燃料動力鋰電池安裝數(shù)量比例餅圖。

　　日本在混合動力汽車方面技術(shù)最為先進;美國將新能源汽車"title="新能源汽車"新能源汽車"title="新能源汽車"新能源汽車"title="新能源汽車"新能源汽車"title="新能源汽車"新能源汽車研發(fā)重點放在氫能和燃料動力鋰電池汽車，同時大力推動生物燃料汽車的產(chǎn)業(yè)化。美國加州已頒布的汽車排放法規(guī)要求在2003年加州出售的所有汽車中，零排放車的數(shù)量非得占到10%;歐洲在混合動力、純電動汽車、氫能和燃料動力鋰電池汽車方面都有設(shè)計，在產(chǎn)業(yè)化范疇也大力推廣生物燃料汽車;巴西在生物燃料汽車使用方面處于世界領(lǐng)先水平，是目前最大的乙醇汽油和生物柴油汽車使用國家之一;挪威和加拿大積極發(fā)展氫能源,提出了建設(shè)“氫高速公路”計劃，并已經(jīng)取得了緊要進展。

　　按今朝的發(fā)展速度看，燃料動力鋰電池電動汽車批量加工階段越來越近，本世紀可提前實現(xiàn)燃料動力鋰電池汽車商業(yè)化。預(yù)計到2010年，燃料動力鋰電池在價格上將具備與內(nèi)燃機競爭的能力。屆時美國市場上以燃料動力鋰電池為動力的機動車將占美國汽車市場4%的份額,日本和西歐燃料動力鋰電池汽車將分別占市場份額的15%和17%。到2020年，燃料動力鋰電池汽車將占世界汽車市場的25%。

　　2.2國內(nèi)發(fā)展狀況

　　我國新能源汽車總體上起步較晚，與世界先進水平存在較大差距，但在部分范疇也處于較為先進的水平。目前我國在混合動力、氫能和燃料動力鋰電池汽車方面遠遠落后于世界先進水平，沒有在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)范疇取得緊要沖破。在純電動汽車和二甲醚汽車方面，我國已經(jīng)成功研發(fā)一系列轎車和客車產(chǎn)品，并進行了示范運行和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展嘗試，步入了國際領(lǐng)先驅(qū)列。

　　我國在產(chǎn)業(yè)政策制定方面起步也較晚，從2001年起，為維護我國能源安全，改善大氣環(huán)境，提高加入WTO后我國汽車工業(yè)的競爭力，經(jīng)過多方論證和廣泛征求意見，我國科技部在“十五”國家863計劃中啟動了國家、地方和公司配套資金合計約16億元人民幣的電動汽車重大科技專項。盡管從目前來看我國產(chǎn)業(yè)政策的績效尚難以評估，但是與美國、歐盟和日本等發(fā)達國家的產(chǎn)業(yè)政策相比較，我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策仍存在很大的改進空間。

　　3新能源汽車技術(shù)

　　隨著石油資源逐漸短缺，扭轉(zhuǎn)目前以石油為主的能源利用格局，實現(xiàn)能源多樣化成為將來汽車工業(yè)發(fā)展的趨勢。世界各國政府已清醒地認識到這一點，紛紛撥款用于技術(shù)開發(fā)，并制定了相應(yīng)的產(chǎn)業(yè)計劃。各大汽車公司和相關(guān)公司、科研機構(gòu)都加大了研發(fā)投入，加緊研究開發(fā)，并紛紛推出了一些具有先進技術(shù)的代表車型，其中涉及燃料動力鋰電池電動汽車混合動力電動汽車以及其他生物能源汽車。尤其是自2004年年初，原油價格的一路狂飆使成品油價格隨之上漲，很多汽車行業(yè)專家紛紛表示，高油價正在為更環(huán)保、更省油的新能源汽車帶來一個千載難逢的發(fā)展契機，世界汽車工業(yè)有望從此加速擺脫對石油的依靠和對環(huán)境造成的嚴重污染，從而進入一個清潔能源時代。

　　3.1燃料動力鋰電池汽車

　　燃料動力鋰電池是一種筆直將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能高效(50%～80%)、環(huán)境友好地轉(zhuǎn)化為電能的發(fā)電裝置。燃料動力鋰電池具有其他能量發(fā)生裝置不可比擬的優(yōu)越性：能量轉(zhuǎn)換效率高;高可靠性;良好的環(huán)境效益。

　　燃料動力鋰電池汽車所使用的燃料包括氫、甲醇、汽油和柴油。通用汽車公司已研制成功使用液氫燃料動力鋰電池出現(xiàn)動力的零排放概念車“氫動一號”，該車加速快、操作靈活，從0～100km加速僅16秒,最高時速可達140km，續(xù)馳里程400km?？諝猱a(chǎn)品公司、普拉克斯公司作為領(lǐng)先的液氫供應(yīng)商，其供氫站已經(jīng)可為氫燃料動力鋰電池汽車供應(yīng)24～34Mpa的液氫。由于氫燃料動力鋰電池具有零排放等其他燃料不具備的優(yōu)勢，目前研究的重點緊要是氫燃料動力鋰電池。

　　與傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車和混合動力汽車相比，燃料動力鋰電池汽車具有無污染、“零排放”、高能量效率、低噪音、良好的動力及操控系統(tǒng)等優(yōu)勢。

　　3.2混合動力汽車

　　經(jīng)過10多年的發(fā)展，混合動力系統(tǒng)已從原來發(fā)動機與電機離散結(jié)構(gòu)向發(fā)動機電機和變速箱一體化結(jié)構(gòu)發(fā)展，即集成化混合動力總成系統(tǒng)?；旌蟿恿ζ囀莻鹘y(tǒng)內(nèi)燃機汽車與電動汽車相結(jié)合的產(chǎn)物，它繼承了電動汽車低排放的優(yōu)勢，又發(fā)揮了石油燃料高的比能量和比功率的優(yōu)勢，顯著改善了傳統(tǒng)內(nèi)燃機汽車的排放和燃油經(jīng)濟性，新增了電動汽車的續(xù)駛里程，在由內(nèi)燃機汽車向電動汽車的轉(zhuǎn)變過程中扮演著緊要的角色。

　　電池是混合動力汽車的關(guān)鍵部件之一。目前HEV電池的主流產(chǎn)品是鎳氫電池，緊要的加廠商是日本三洋和松下公司，美國的加廠商Eobasys,JohnsonControlSAFT等公司也先后加入到鎳氫電池的研發(fā)和銷售。鎳氫電池具有高能量、高功率、長壽命、較好的高低溫性能、比較容易進行串并聯(lián)組合等特點，目前大部分商業(yè)化的HEV基本都是采用鎳氫電池。鋰離子電池目前尚處于研究改進和使用階段，其緊要優(yōu)點在于具有較高的比能量，可以使電池做得更小、更輕;具有較好的充放電效率和低的自放電率，可以提高電池的能量效率，具有較大的潛在降價空間。

　　3.3其他能源汽車

　　使用醇類作為能源的汽車緊要是乙醇汽車，乙醇汽車使用的燃料是乙醇汽油。乙醇汽油是一種由糧食及各種植物纖維出產(chǎn)而成的燃料乙醇和一般汽油按一定比例混配的替代能源。乙醇汽油可有效地改善油品的性能和質(zhì)量，降低一氧化碳、碳氫化合物、氮氧化物等緊要污染物的排放，而且它對機動車的行駛性能也沒有影響。

　　戴姆勒克萊斯勒公司推出的NECAR5汽車堪稱是燃料動力鋰電池技術(shù)的里程碑。這種燃料動力鋰電池動力汽車在美國已完成了4831km行車實驗。NECAR5是戴姆勒-克萊斯勒公司開發(fā)的第5代燃料動力鋰電池汽車，由ballard燃料動力鋰電池驅(qū)動系統(tǒng)帶動，該系統(tǒng)包括車載甲醇轉(zhuǎn)化器，轉(zhuǎn)化器從液體甲醇抽取氫氣驅(qū)動燃料動力鋰電池。在穿越美國的行車實驗中，汽車每行駛48311km，用克萊斯勒分配器配給的甲醇補加一次燃料。

　　生物柴油是指利用植物油和動物脂肪等可再生的資源與甲醇的進行酷交換而形成的長鏈脂肪酸甲脂混合物，是一種可以部分替代砍油柴油的新型液體燃料。目前使用的“清潔柴油”是生物柴油與一般(石油)柴油不同比例的混合燃料。生物柴油作為汽車燃料具有可再生性、環(huán)境友好性和優(yōu)良的可替代性等突出優(yōu)點。

　　4汽車新能源發(fā)展戰(zhàn)略

　　4.1國內(nèi)外新能源汽車產(chǎn)業(yè)政策

　　從技術(shù)上來看，新能源汽車中許多類型已經(jīng)成熟，完全可以進行大規(guī)模加工。但新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的最大難題通常是成本，由于傳統(tǒng)汽車經(jīng)過長期發(fā)展，具有顯著的規(guī)模經(jīng)濟和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈支持，而新能源汽車在其發(fā)展初期面對著規(guī)模較小、上下游產(chǎn)業(yè)鏈不完整等因素，導(dǎo)致新能源汽車的成本通常都顯著高于傳統(tǒng)汽車。

　　美國于1975年出臺《能源政策和節(jié)能法令》;1990年美國通過了《空氣清潔法案》;1992年美國制定了《美國國家能源政策法案》;2005年美國國會對《美國國家能源政策法案》進行了修訂;2007年美國國會相繼通過了兩項緊要法案，即《2007能源促使和投資法案》和《2007可再生燃料、消費者保護和能源效率法案》。除法律文件外，美國還制定了各種法規(guī)和標準來促使法律的執(zhí)行。

　　日本經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)省和資源能源廳于2006年五月制定了“新國家能源戰(zhàn)略”。該戰(zhàn)略提出的緊要目標之一是“到2030年，將目前近50%的石油依靠度進一步降低到40%”，詳盡要實現(xiàn)能源效率比今朝提高30%，將運輸部門的石油依靠度降低到80%等目標。

　　歐盟從1991年起開始調(diào)整能源政策，強調(diào)節(jié)約能源和使用可再生能源，先后于1993年和1998年出臺能源計劃，1995年發(fā)表了《歐盟能源政策綠皮書》。1997年公布了《歐盟將來能源：可再生能源白皮書》。2001年，歐盟出臺“發(fā)展可再生能源指令”。歐盟委員會于2007年一月公布了“新歐洲能源政策”。

　　我國在新能源汽車的研究開發(fā)和使用方面，早在“八五”期間就組織執(zhí)行了國家電動汽車關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)項目，“九五”期間又進行了示范運營嘗試。1999年四月正式啟動國家清潔汽車行動項目，重點開展燃油汽車清潔化，燃氣汽車關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及產(chǎn)業(yè)化，并確定了12個清潔汽車示范城市。

　　2007年三月，國家發(fā)改委公布《新能源汽車加工準入管理規(guī)矩》，該規(guī)矩對新能源汽車作出概念界定：所謂新能源汽車是指混合動力電動汽車、純電動汽車、燃料動力鋰電池電動汽車和其他新能源汽車。

　　2007年十二月十八日，國家發(fā)改委公布《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指揮目錄》，新能源汽車正式進入發(fā)改委的鼓勵產(chǎn)業(yè)目錄。

　　2008年一月，科技部與國家發(fā)改委研究制定了《可再生能源與新能源國際科技合作計劃》，其指揮思想是：在吸引國外先進技術(shù)向我國轉(zhuǎn)移的同時推動我國的先進技術(shù)走出去，增強與發(fā)展我國家的科技合作;制定可再生能源與新能源國際交流與合作技術(shù)指南，參與國際可再生能源與新能源技術(shù)標準規(guī)范的制定;促使可再生能源與新能源技術(shù)的引進、消化、吸收和再創(chuàng)新，與國外聯(lián)合建立先進技術(shù)使用示范項目等。

　　4.2汽車新能源發(fā)展戰(zhàn)略

　　按照國家863節(jié)能與新能源汽車重大項目和科技部新能源汽車產(chǎn)業(yè)化的相關(guān)規(guī)劃，將來我國新能源汽車發(fā)展的重點是先進內(nèi)燃機和混合動力汽車、純電動汽車和燃氣與燃料動力鋰電池汽車。目前天然氣汽車、生物燃料汽車和純電動汽車已部分進入產(chǎn)業(yè)化范疇，下一步的技術(shù)研發(fā)將圍繞混合動力汽車、純電動汽車和燃料動力鋰電池汽車展開，其中混合動力汽車和燃料動力鋰電池汽車則是重中之重。按照規(guī)劃，混合動力汽車將是短時間和中期新能源汽車發(fā)展的主導(dǎo)力量，燃料動力鋰電池汽車則是長期發(fā)展的重點。

　　我國新能源汽車技術(shù)的發(fā)展狀況與國際水平相比，存在一定的優(yōu)點和劣勢。目前我國在二甲醚汽車技術(shù)方面處于世界領(lǐng)先地位，純電動汽車也達到了世界先進水平，不過在太陽能、風能、核能等發(fā)電技術(shù)上我國還存在一定的差距。天然氣汽車、生物燃料汽車與世界先進水平相比存在一定差距，但差距很小。油電混合動力的技術(shù)水平相對落后，但目前正被迅速縮小，隨著國家863計劃的執(zhí)行和公司投入的新增，我國在油電混合動力汽車技術(shù)方面正迅速接近世界先進水平。插電式混合動力、氫燃料動力鋰電池和氫動力汽車技術(shù)方面與世界先進水平差距分明，目前尚未在關(guān)鍵技術(shù)上取得緊要沖破。

　　從我國的發(fā)電結(jié)構(gòu)來看，純電動汽車所要的電能在短時間內(nèi)依然緊要由煤炭、水電轉(zhuǎn)化而來，二者之和所占的比重超過90%，在成本上煤炭、水電相比其他發(fā)電方式依然具有較為分明的成本優(yōu)點,因此短時間內(nèi)我國純電動汽車所要的能源緊要仍由煤電和水電來供應(yīng)，核電可以作為煤電和水電的補充。

　　由于生物質(zhì)能源的缺乏，我國在生物燃料方面應(yīng)該積極拓展多元化的非糧食原料生物燃料，發(fā)展的區(qū)域也緊要聚集在自然生物質(zhì)能源相對豐富的省市，如云南、廣西等。通過煤炭制取二甲醚在技術(shù)上已經(jīng)相對成熟，可以成為替代燃料的補充，但應(yīng)該留意控制制取過程中的污染問題。

　　從短時間來看，液化天然氣可成為短時間發(fā)展目標。因為液化天然氣有助于處理汽車尾氣的嚴重污染問題，并且有助于處理目前的石油緊張問題。我國的天然氣儲量較石油豐富，而且天然氣的探明儲量在不斷新增。此外，使用液化天然氣不受天然氣管網(wǎng)限制，可充足利用世界天然氣資源，這有關(guān)我國的能源安全有利;但是，天然氣資源是不可再生資源，長期過量開發(fā)與使用將會導(dǎo)致與石油資源相同的命運。

　　從中期來看，混合動力和純電動將成為緊要的新能源汽車技術(shù)。插電式混合動力在改進型混合動力的基礎(chǔ)上。緊要使用電動模式，與純電動汽車相同要清潔的電能。

　　從長期來看，氫能源汽車開發(fā)，涉及許多技術(shù)范疇。發(fā)展氫經(jīng)濟對確保我國能源安全、實現(xiàn)真正可繼續(xù)發(fā)展的交通體系也有著至關(guān)緊要的用途。

　　我國汽車行業(yè)不必像發(fā)達國家那樣經(jīng)歷石油燃料時代發(fā)展的全過程，而正處在大力發(fā)展將來能源的黃金時機，并將在推動全球氫經(jīng)濟發(fā)展的進程中占據(jù)特殊地位。

　　在電能獲得方面，由于這一階段利用清潔一次能源如核能、太陽能、風能和潮汐能等發(fā)電的技術(shù)將會逐步成熟，因此能源發(fā)展的中心依然是大規(guī)模推廣利用核能、太陽能、風能和潮汐能等清潔一次能源來發(fā)電。

　　從我國的實際情況來看，政府對國內(nèi)能源廠商和汽車廠商具有較高的影響力和控制力，在政府主導(dǎo)下發(fā)展多種主體共同參與的新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展戰(zhàn)略聯(lián)盟能夠有效降低各方面對的市場風險，對新能源汽車產(chǎn)業(yè)化發(fā)展將起到非常緊要的用途。

　　5結(jié)論

　　本文從整個產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系的發(fā)展戰(zhàn)略角度出發(fā)，分解國內(nèi)外研究現(xiàn)狀和現(xiàn)有的汽車各種替代能源的優(yōu)缺點，提出執(zhí)行汽車新能源的發(fā)展戰(zhàn)略。本研究方向?qū)ξ覈鴮崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)技術(shù)的跨過發(fā)展具有十分緊要的實際意義。