后世博上海节能与清洁能源汽车发展策略研究

上海市发展改革研究院能源交通研究所 刘惠萍

0 引言

北京奥运会成了十年来节能与清洁能源汽车最特别的“秀”场。20904辆公交车全达绿标，“成员”有达欧Ⅲ、欧Ⅳ标准柴油车、天然气车、纯电动汽车以及氢燃料电池车。4158辆天然气公交车已成为世界上最大的天然气车队，各种纯电动、燃料电池汽车近600辆投入到奥运园区内外交通服务中。

上海世博会是我国节能与清洁能源汽车发展的重要里程碑。196辆氢燃料电池汽车、321辆纯电动汽车、500辆混合动力汽车与之配套的充电站、加氢站在上海世博集中示范亮相，千辆级的高负荷运营是一次先导性推广实践，也是世博最大亮点之一，是继奥运后，我国节能与清洁能源汽车技术和成果的又一次集中展示。

政府的支持、企业和科研单位空前的热情，社会各界的极大关注，都给节能和清洁能源汽车产业发展带来良好的机遇。如何抓住机遇，正确辨析，突破目前仍存在的政策、技术经济等诸多条件的限制，从行业发展、科技进步等多角度推动，为产业化创造良好的运行条件，值得进一步关注和深层次的思考。

十多年来，国内各种节能与清洁能源汽车研发、试点示范工作在全国各地不断推进，但争论也从未间断。近十种路线都取得进展，是聚焦一条还是兼顾多条共同发展？如何处理眼前容易实现的技术提升和未来前沿技术突破的关系？具体到某一个城市和地区的发展定位，推广应用什么？研发制高点在哪里？产业发展方向在哪里？怎样的政策和市场环境才能促进其良性发展？这些是上海等一些城市地区发展中亟待解决的、也是业内很多同仁和笔者工作实践中不断探索的问题。为此，笔者对过去十年节能与清洁能源汽车发展历程进行分类梳理，对未来十年国内外发展方向予以研判，以期对后世博时期上海节能与清洁能源汽车发展路径、策略等重大问题进行深入探讨。

1 国际节能与清洁能源汽车发展趋势分析

一百多年来，汽车的诞生改变了人们生活方式，改善了人们生活质量，促进了社会经济发展。但汽车大规模普及与严峻的能源环境约束之间矛盾日益突出。积极应对气候变化，实现可持续汽车能源的发展已成为国际社会共识，以石油为主的单一汽车燃料向车用能源多元化转化已越来越迫切地成为人类经济社会活动可持续发展需要解决的重大问题。

从各国发展历程看，目前节能与清洁能源汽车主要分为低排放的燃油汽车、燃气汽车、电力驱动汽车和其他替代燃料汽车四大类：

燃油汽车主要包括常规汽油、柴油汽车。

燃气汽车主要包括压缩天然气（CNG）汽车、液化天然气（LNG）汽车、液化石油气（LPG）汽车。

电力驱动汽车主要包括混合动力汽车、各类电池电力驱动汽车、超级电容汽车、电池-电容混合电力驱动汽车、氢燃料电池汽车等。

其他替代燃料汽车目前主要包括二甲醚、生物燃料（乙醇汽油、生物柴油）、生物质/煤/天然气合成燃油、甲醇汽油等。

如按燃料类别归纳大致可分为气体燃料、液体燃料、电燃料汽车三大类。气体燃料汽车主要有液化石油气（LPG）、压缩天然气（CNG），和液化天然气（LNG），以及氢燃料等；液体燃料汽车主要有汽油、柴油、生物柴油和醇醚燃料等；电燃料汽车主要有电池、超级电容、电池-超级电容混合等。

回顾国际节能与清洁能源汽车发展历程，发展哪类节能与清洁能源汽车与各地能源获得条件、技术经济基础、市场需求导向有很大关系，但无论各国发展起因是基于能源、环境问题还是产业发展需要，政府强有力的支持始终是最重要因素，特别是在起步阶段，有政策法规的支持，如给予大量投入支持新技术开发应用，并施以强制性控制手段如严格汽车尾气排放法规等限制。也有直接的补贴等激励性经济手段和价格调节，一些国家和地区使用燃气汽车，其油气比价达3：1，甚至达5：1，许多国家实施税制优惠等政策。近年随着各国政府支持力度的加大，节能与清洁能源汽车得到前所未有的快速发展，就世界范围发展趋势看，各类节能与清洁能源汽车发展有如下特征：

1）燃气汽车的实用化和产业化程度最高

早在20世纪初，液化石油气就被用作汽车燃料。上世纪70年代后，由于爆发了两次大规模的能源危机，出于能源安全战略的考虑，燃气汽车引起了广泛的重视，许多发达国家都在积极研究、开发应用。经过70多年的发展，燃气汽车作为一种清洁能源汽车在世界范围形成了成熟的产业化格局。

目前，液化石油气汽车（LPGV）已成为世界保有量最大的替代石油的清洁能源汽车，保有量超过1000万辆，加气站约4万座。天然气汽车已成为世界各国重点发展的清洁能源汽车，截止2008年底，全球保有量超过960万辆，加气站约6000座。其中，意大利、荷兰、澳大利亚、美国、日本、新西兰、韩国、加拿大、阿根廷等国发展较快，一些国家燃气汽车的保有量达到汽车总量的5-15%左右。目前，拉美地区以天然气为燃料的汽车约占世界同类汽车总量的54%，阿根廷和巴西名列前茅。近几年，亚太地区的天然气汽车产业发展迅速，典型的国家包括巴基斯坦、印度、中国、伊朗、泰国等国。在未来几年内，国际市场上天然气的供应量将大幅增加，天然气汽车国际协会预计到2020年，全球将有6500万辆汽车使用天然气作为动力。

2）电力驱动汽车再度成为近年发展热点

从世界范围来看，电力驱动车的发展经历了建设——拆除——重建的曲折过程，随着环境保护意识提高和能源危机的日益严重，出现电动车回归热。上世纪90年代以来，日本、美国、欧洲各大汽车公司纷纷开始研制混合动力汽车。国际上混合动力汽车已基本完成商业化进程，在国际油价处于高位、汽车排放法规日益严格的形势下，低油耗和排放的非插电式的混合动力汽车作为一种“节能”汽车，具有市场推广的有利条件，发展迅速。

纯电力驱动车的研发和产业化近年取得了较快进展，充分利用可再生能源，探寻电动交通与能源体系两者间的整合是近年发展趋势之一。世博会上，葡萄牙发布了电动交通城市规划和葡萄牙电动交通计划实施方案，拟在2010-2011年，在全国25个城市建设1350个慢速充电站，50个快速充电站，将葡萄牙可再生能源与电动车技术、通信技术融合推广。德国也将风电发展与电动车技术融合发展。 但电动车还需加大核心技术的突破，关键是电池，包括电池性能的提高、新型电池的研发、电池材料研发等。就应用而言，电动汽车产业发展与能源基础设施建设还需统筹规划，包括充换电站方式和商业模式还需进一步探索与实践。

3）氢能是人们期待的新的二次能源

整个氢能系统包括氢的制备、储存、运输、加注和使用五大块，直接采用氢气、液态氢气的汽车已在德国等国家试点运行，燃料电池目前则被认为是氢能源的最佳使用者。氢易着火、爆炸，制取氢需要消耗大量的能量。目前制氢效率尚低，利用风能、生物质能制氢的技术路线逐步显现低碳优势，但成本依然较高。为此，氢能大规模商业应用还有待解决的关键问题是经济的、全生命周期环保制氢技术和安全可靠的贮氢和输氢方法。

4）各种替代燃料是部分地区汽车清洁能源重要补充

随着各国能源安全意识加强，对节能环保的重视，基于配套供能设施尽量利用原加油网路，少作更新的原则，从促进农业发展、煤洁净利用和废弃资源综合利用出发，各国又根据资源条件，因地制宜地发展生物柴油、醇醚类等汽车，特别是以一定比例掺混的清洁能源汽车。

因此，从国际趋势看，一个从以石油为主的汽车燃料结构向车用能源多元化转化的路线图正清晰展现。发展以燃气汽车、电力驱动汽车为代表的节能与清洁能源汽车已成为发展战略性新型产业的重要选择，并为车用能源转型和产业发展提供了重大机遇，而高效用能的分布式供能系统和智能电网的发展又给予燃气汽车、电力驱动汽车等发展赋予了新意。

2 我国节能与清洁能源汽车发展进程与行业环境分析

我国在50年代就曾进行过燃气汽车的研究，直至80年代才真正发展起来。80年代后期，国内开始引进国外成熟技术和设备改装燃气汽车、建设加气站。“九五”期间开始全面推进清洁汽车发展。回顾发展历程，大致有三个阶段：

1）1999年—2000年。1999年4月，开展全国清洁汽车行动，治理燃油汽车污染，同时推广CNG/LPG汽车。国家成立以科技部、发改委等部门组成的全国清洁汽车行动协调领导小组。实施欧1排放标准，告别含铅汽油和化油器。北京、上海、重庆、四川等12个省市地区作为首批清洁汽车试点示范城市。LPG/CNG汽车达到13万辆，加气站360座，打开了我国汽车代用燃料大量推广应用的局面。随着能源问题逐渐突出，清洁汽车行动内容扩展，同时电动汽车单列863重大项目。清洁汽车推广应用城市（地区）增加到19个。CNG/LPG汽车达到30万辆，投入使用的加气站超过500座。天然气（CNG）汽车加快发展。

2）2001—2005年。国家发改委在吉林、黑龙江、河南、安徽定点大规模推广乙醇汽油。“十五”继续实施清洁汽车行动。重点提高清洁汽车的技术水平和应用水平，扩大燃气汽车及其它代用清洁燃料汽车的应用规模，推广项目扩展到LNG、生物燃油、甲醇、二甲醚。混合动力汽车、燃料电池汽车研发取得重大进展。

3）2006—2010年。以能源、环保与自主创新为目标的新一轮发展阶段。继续开展清洁汽车行动，同时建立“节能与新能源汽车”863重大项目，覆盖电动汽车和代用清洁燃料汽车。实现混合动力汽车进入市场，燃料电池汽车商业化示范运行，拓宽纯电动汽车的特色市场。继续推动CNG/LNG、LPG汽车的大规模推广应用和生物燃料、煤基燃料的开发应用。扩大清洁汽车推广应用城市（地区），推广应用城市与地区由1999年的12个增加到2006年的22个，使新能源汽车保有量和替代清洁燃料比例有显著增长。

相对发达国家，我国汽车普及率还不高，汽车工业虽然起步晚，但节能和清洁能源汽车的研发和应用环境具有一定优势，能源资源分布也有自身的特点。近年来，随着我国天然气快速增长带动了我国天然气汽车产业的迅猛发展，发动机、燃料系统专用装置基本实现了国产化，汽车车型从以公交车为主，开始发展到载货车和公路客车等多品种拓展，应用方式由双燃料、两用燃料向单一燃料发展。实践证明，只要政策支持对路，节能与清洁能源汽车就有较大发展空间。

实际上，奥运会、世博会的规模化示范运营和实践，就是我国节能与清洁能源汽车新一轮发展的“催化剂”，也是我国节能与清洁能源汽车发展的重要里程碑。应该说，我国已基本具备良好的政策环境和经济技术环境，今后如何因地制宜，发挥各地优势，找准定位，研究制定下一步的发展路径和策略是需进一步思考的问题。

3 影响节能与清洁能源汽车发展关键因素分析

1）政府经济政策支持是最重要因素之一。世界各国都在价格、税收、投资、补贴等方面制定优惠措施。各国和地区资源状况与基础条件不同，经济政策也不尽相同，以天然气汽车为例，在富气贫油地区，只需政府推行一些引导性鼓励政策，通过市场化运作就能取得成功。对于资源贫乏的国家和地区，除了政府出台节能环保法规政策支持外，前期启动还需给予直接资金支持、税收减免、能源价格政策调节以及必要的沟通性宣传教育以推动发展。

2）资源和价格是培育市场的关键因素。资源是根本、价格是动力。在全球化、高油价时代背景下，能源供应趋于多元化、能源消费结构阶段性变化、能源价格影响凸显。应从节流和开源两方面入手解决汽车能源需求问题。开源要充分利用国内外资源地，广开渠道发展各种清洁能源，通过油气差价、气电比价鼓励用户使用，实现汽车替代能源多样化。节流要制定有利于节省能源消耗的政策与标准，在节能环保汽车定价和购置、使用政策上要充分考虑节能环保和便利经济因素，让消费者有购置使用动力，这在近年我国颁布的相关政策已有所体现。

3）严格的环保法规要求是导向性影响因素。降低汽车尾气污染物排放，在汽车尾气净化技术上，主要是机内（发动机技术）、机外（净化催化剂技术）到清洁能源技术实行三管齐下，有效的方法是提高燃油品质或使用清洁替代能源。在资源、燃料价格等方面具备条件情况下，清洁能源替代是从源头解决了排放问题，同时可促进能源结构调整和清洁能源汽车相关产业发展。

4）汽车技术服务支撑是市场保有的关键。是否与传统汽、柴油汽车享受汽车技术支持与售后服务的公平待遇是消费者最为担心的。近年来，我国部分地区由于一些汽车技术仅理念先进但技术尚不够成熟即推向市场，同时，服务没有及时跟进，导致使用者怕麻烦心理剧增，出现了给补贴和省燃料费也不愿意用的状况，一方面原有市场出现滑坡，另方面大批潜在用户持观望态度。为此，业内普遍认为，推向市场首先要用成熟技术，先进尚未成熟的技术应先由专业汽车公司在特定的区域试点运行，这也是所有清洁能源汽车发展之初可能面临的问题。根本解决途径是要加强，质量意识、服务意识，在逐步形成产业化规模的同时，要注重培育以汽车、能源等为主业的骨干企业发展服务产业，构建便利的维护服务管理网路，以用户需求发展汽车能源服务产业。

5）能源供应基础设施与汽车产业协调发展仍然是瓶颈。无论是哪种清洁能源汽车发展，都需要能源供应的基础设施保障，液体或气体燃料的供应大多需要建设加注站，电力驱动车也需充电站的配套。一般而言，站包括选址、设备、建设与管理几个要素。其中说“站”是枢纽，又是“瓶颈”，涉及部门较多，往往是多元化的投资、资金巨额。近年来，一些地区发展中有车无站、排队加注、有站缺车、加注站设备闲置损坏现象时有发生，因此，加注站在城市布局以及与汽车发展数量相匹配尤为关键。为此，要从政策上引导鼓励投资建站，在规划选址、车种类别选择，车辆路线设置、车辆匹配上协调，确保加注站运作安全、经济有效。

4 上海节能与清洁能源汽车发展路径与对策

石油替代、节能与环保是现代汽车工业发展面临的首要问题，替代能源多元化是必然趋势，一般其利用必须经过两个阶段，技术研发阶段和产业化推广阶段。十年来各试点城市实践表明，从战略上看，未来发展各地应在珍惜已有成果基础上，不轻易抛弃过去，不惧怕挑战未来。就全国而言，汽车能源和技术可以多元化，但就上海等城市地区的发展而言，要考虑4E要素，即能源可获得性、环境友好性、经济性、使用方便性来择优选择适于发展项目与技术路线。

1）行业发展原则

国内外行业发展经验教训和本市多年实践表明，一个城市和地区选择车用清洁能源要遵循以下四个原则：一要符合能源资源条件和国家能源战略。二要拥有能迅速推广并产业化的技术支撑。三是资源与成本有竞争优势。四是城市车用能源以及相关基础设施种类不宜过多。

2）行业发展方向和重点领域

（1）汽车能源

今后二三十年石油仍然是汽车主要能源，燃气仍是理想的城市或地区性汽车替代燃料，天然气将会快速发展。可再生的非粮生物燃料等逐步扩大使用、以煤基燃料为原料的高品质合成液体燃料在局部区域会逐步投入使用。基于电力储能和智能电网技术发展，可作为电力削峰填谷的“移动电能站“——电力驱动车是未来重要发展方向之一。随着氢能应用技术不断成熟，特别是可再生能源制氢在技术经济性上的突破，氢在未来汽车能源中或将扮演重要角色。

（2）汽车应用领域

发展重点可以是以轿车、城市客车作为平台，拓展到其他专业车种如工程卡车、游览车。根据用能特征和基础设施建设的难易度，要更加注重比较适合节能和清洁能源车示范运行与管理的行业用车（电力、燃气、环卫、邮政、通信、校车等）、区域性用车（港区、工业园区、景区）和定点路线班车。

3）发展路径与对策分析

上海在节能与清洁能源汽车研发和应用上具有很好的基础和优势，是燃气汽车国内发展较早城市之一，是1999年全国首批12个清洁汽车行动示范城市之一。作为全国“节能与新能源汽车示范推广试点工作”的首批试点城市之一，上海各类节能与清洁能源汽车的研发一直处于较为领先地位，但在推广应用和推动产业发展方面还有或冷或热的问题，与兄弟省市相比有些领先项目近年已有明显差距。

上海又是我国利用燃气最早的城市，具有百年历史。1999年东海天然气到沪，上海进入了天然气时代。近年来，上海市天然气城市主干网已基本形成，“十二五”期间，上海将逐步形成以东气、西气（一线、二线）、进口LNG、川气为主的多气源供应格局,天然气供应也将逐步由阶段性紧缺转为阶段性富裕。未来5-10年，天然气供应量将翻番，可再生能源占比将大幅提高，为后世博发展清洁能源汽车发展提供了重要资源条件。同时，上海近年来在智能电网、分布式供能系统等技术产业的发展，为节能与清洁能源汽车产业创新发展提供了技术支撑。

综合上述上海未来能源供给条件、技术成熟度和产业发展需要，后世博上海节能与清洁能源汽车发展路径和策略分析归纳如下：

（1）加快发展低碳成熟的天然气汽车，促进上海天然气汽车产业全面崛起。未来几年，在具备资源条件的部分地区，可继续推广成熟先进的CNG汽车。结合上海有进口LNG的气源优势，重点推广具有长续驶里程特征的LNG汽车，从燃气行业车示范运行逐步向部分行业和特色区域推广应用。同时，实施相对稳定的政策扶持措施，在具有天然气资源优势的西部地区包括新疆援建地区，充分发挥上海十多年培育的研发、设计、装备制造、汽车能源服务和管理人才队伍优势，与西部地方政府企业积极合作，推动上海天然气汽车产业在本地和异地协同发展。此外，要注意将发展LPG、CNG汽车技术与氢燃料汽车技术相结合，为实现氢燃料电池汽车技术的突破奠定基础。

（2）稳步推进全生命周期低碳、安全、经济的电动汽车，促进气电产业协调发展。电动汽车可能是中国汽车最有希望走在世界前列，但差距也是显现的。今后几年，混合动力汽车应该是节能汽车发展重点之一，应允许各类混合动力技术发展，包括可插电的混合动力，并在示范运行的基础上选择最优化的混合动力类型。基于目前的动力电池技术和价格水平，短里程、中低速、廉价是通向电动汽车普及的成功之路。现阶段应对电池等技术研发给予重点支持，力争几年内得以突破。结合可再生能源、天然气发电等清洁能源调峰电力建设和智能电网发展，逐渐推动小型、短距离的电动车的开发和推广。结合区域能源基础设施的规划建设，探索实践多种模式充电、换电方式和商业应用模式，以期在10-20年左右，电动汽车主要性能接近传统汽车，价格上有竞争优势，使用上具有便利性。

（3）支持氢能源技术基础研发和示范工程，推动可再生能源与氢能技术融合发展。燃料电池汽车现已实现从无到有，并取得重大突破，但要实现产业化，未来10-20年，还要在制氢、储氢和输氢及燃料电池的基础研究方面投入大量精力，同时，结合上海可再生能源资源条件，在低碳制氢、储氢等方面开展基础研究、工程开发和示范。

（4）支持二甲醚、醇类、生物柴油等清洁能源汽车技术本地研发和示范，扩大异地使用与产业发展。依托上海研发和示范基地，进一步加强对发动机等汽车技术的基础研究、能源供给设施等系统集成技术开发、配套的相关技术标准制订或修订。根据国内其他地区资源和城市基础设施条件，结合东西部互动发展，对口援建契机，构建能源金融服务平台，因地制宜选择时机走出去发展。

（5）以试点示范项目提升管理水平，推动汽车能源服务向专业化方向发展。就上海而言，应充分发挥已拥有一批节能与清洁能源汽车人才和技术高地的作用，建立专业的节能与清洁能源示范运营服务公司，划立示范运营区域，进行专业营运管理和汽车能源服务。基于上海世博园区运营经验，后世博应在上海崇明生态岛、虹桥商务区、嘉定或其他有条件的城市、新城镇、景区、港区、工业园区内建立车辆及相关行业专用车辆、定点班车等示范，并结合地区、行业历史文化发展特点加强汽车能源文化宣传和平台建设。

（6）产业发展要和资源地合作，要与对口援建相结合。要充分发挥政府引导作用，突破地理区域限制，继续加强长三角地区、国内国际间交流合作，加强与资源地的多种合作。如天然气，要特别加强与我国西部天然气资源地的产业技术转移、工程服务、人才培养的多方面合作，在援疆等建设中，为企业走出去提供实践环境，为上海节能与清洁能源汽车产业树立良好品牌形象。

诚然，各类汽车能源动力系统是多元互动、相互促进、内在有机联系的。基于安全的前提，汽车能源多元化、材料轻质化、动力电气化、排放洁净化趋势凸显。因而，在一定政策支持下，各地区和城市根据资源条件与地域特点，技术研发有分工，产业发展有合作亦是未来发展的必然趋势。过去十年，上海在政府层面上已形成了各有关部门联合推进的合作协调机制；在产业技术层面已建立汽车、加注站、能源供应服务等产业链需要的人才梯队，拥有一批骨干企业和专家队伍；在社会用户层面，培育了一批高忠诚度的客户群，公众的认知度也大大提高。因此，未来5-10年，上海节能和清洁能源汽车应有较大发展空间。

但在推进中要注意妥善处理6个方面关系：一是近期发展和远期开发的关系。二是试点示范和应用推广的关系。三是多元化发展和一元化发展的关系。四是国产整车开发和关键零部件研发的关系。五是汽车技术产业发展和能源基础设施配套技术产业发展的关系。六是装备制造技术产业人才培育和产业服务业人才平台构建的关系。

5 结语

1）以天然气和电动汽车应用带动产业全面发展。后世博上海要抓住天然气大发展契机，整合资源，在低碳实践区、港区和燃气、环卫等行业规模应用天然气汽车，重振上海天然气汽车产业。统筹规划，继续选择试点区域和电力行业开展小型、短距离的电力驱动汽车示范应用，促进电动车产业与可再生能源、智能电网产业融合发展。

2）政府制定政策应以节能环保为标准。政策措施的制定要有公平性，应给予清洁能源汽车技术充分的发展空间。要以节能和环保为主要衡量标准，如修改交通节能减排考核体系方法，突出清洁能源汽车在减排方面所起的作用，在价格政策上要从全寿命使用成本和环境保护成本综合考虑，并要切实加以落实，提高政策的执行力和效率。

3）研发创新要坚持市场导向和基础研究结合。发展规划要兼具前瞻性和现实性，先技术研发,后产业推广。要根据不同节能与清洁能源汽车的发展阶段，充分发挥政府引导作用，有效整合资源和分工，注重关键技术的基础研究开发，从激励机制上加以完善。构建以企业为主体、市场需求为导向的创新体系。

4）市场定位发展要与产业链背景相结合。要根据资源优势，突出专业和品牌的市场定位。如电动车在电力行业车的先行先试、燃气汽车在燃气行业车的示范推广。以重点科技攻关项目为龙头，走政府引导，产、学、研、用集成发展道路，在上、中、下游大协作产业链上找到市场发展契机。

5）探索新型商业模式要与打造时尚文化平台相结合。要多种方式构建文化平台开展宣传，鼓励和支持能源、汽车和零部件企业集团定向团购的方式，由专业职工示范应用。针对时尚消费者将节能与清洁能源汽车打造成为引领潮流的先锋产品向市场推广，初期可采用整车租赁的方式面向时尚和环保人士试用推广。通过示范运营成果，努力营造销售、购买、使用的社会氛围，加大应用力度，促进技术产业和商业模式不断走向成熟。