混合动力(Hybrid)、氢燃料电池(Hydrogen Fuel Cell)构建了未来汽车的发展方向,也展现了一幅宏大的财富图景。

    汽车驶向混合动力时代

    2006年2月24日,美国克利夫兰市警察局收到了一份来自福特汽车公司的特别礼物：一辆Mariner混合动力巡逻车。

这辆巡逻车是作为奖品赠送给克利夫兰市警察局的,目的是为了奖励他们在推广混合动力汽车活动里的出色表现。

    2005年秋天,福特汽车公司在美国进行了一次全国性的混合动力汽车推广活动。活动中包括一个由38名警察参加的“节油挑战赛”,克利夫兰市警察局就是此次节油比赛的优胜者之一。比赛使用福特生产的Mercury Mariner混合动力SUV越野车。这种混合动力SUV安装2.3升排气量的Duratec发动机,最终测得的平均燃油消耗数据为5.2升／100公里。与此相对应的是,一辆常规的2.3升排气量的SUV越野车的油耗通常要达到10？12升／100公里。

    混合动力汽车迅速占领市场

    混合动力时代的来临比我们想象的要迅速得多。

    由于越来越严格的排放法规、日益高涨的石油价格以及环保理念的普及,混合动力汽车开始迅速在美国和日本市场普及。似乎只是在转瞬间,市场上主流厂商都开始为畅销产品提供混合动力型号的选择。

    在美国市场上,来自日本的竞争者已经率先把混合动力汽车实现了量产化。早在1997年,丰田汽车的普锐斯(Toyota Prius)就成为世界首款批量生产的混合动力轿车。普锐斯在城市路况上的燃油消耗量不到4升／100公里。

    混合动力采用的是一种“内燃机＋电动机”的驱动形式。电动机和内燃机能够分别在最有效率的工况下提供车辆所需动力。当汽车动力负荷较大时,电动机加入作为动力的补充；负荷小时,内燃机的富余功率可以给电池充电,电动机还可以回收制动、下坡、怠速时的能量。在繁华市区,可关停内燃机,由电动机单独驱动,实现“零排放”。而内燃机的保留又可以十分方便地解决耗能大的空调、取暖、除霜等难题。

    通用汽车也在积极推进混合动力的实际应用。目前通用已有337辆混合动力巴士在美国19座城市使用。如果能将其中9个最大城市中的13000辆公共汽车,全部更换为混合动力公共汽车,那么一年就能节省1.82亿升燃油。通用公司计划在2010年以前,在全球推广混合动力公共汽车技术。

    氢燃料电池渐露头角

    在混合动力汽车的动力组成中,电动机和电池是重要的辅助动力。在福特Mercury Mariner混合动力SUV越野车中,使用了250组镍氢电池。不过在未来,传统的镍氢电池技术很可能被氢燃料电池(FC)迅速取代。氢燃料电池将成为电动机的动力来源。这种汽车称为氢燃料电池混合动力汽车(FCHV或FCV)。

    2005年4月1日,一批喷涂着亚光迷彩色的雪佛兰Silverado皮卡被交付给美国军方进行试用。这批皮卡是通用汽车公司专门为美国军方开发的新型战术车辆,全部是使用氢燃料电池＋柴油机的混合动力汽车。美国军方提供的数据显示,每运送1加仑燃油到阿富汗或伊拉克,成本高达400美元。这种新型氢动力汽车可以极大地减轻车辆对于后勤油料保障的依赖,并能够为军队节省数百万美元的运输开支。

    就在同一天,第一批氢燃料电池混合动力的福特福克斯轿车(Focus)抵达了加拿大西海岸最大的城市温哥华。未来几年,这一批氢燃料电池混合动力福克斯将在现实世界经受考验。

    产业新血液流进混合动力

    现在汽车上使用的四冲程内燃机是法国人奥古斯特·奥托在1876年发明的。在其后100多年的时间里,汽车使用的内燃机技术就没发生什么改变。然而,这一情形很可能就要在我们这个时代被打破。

    技术的改变通常意味着巨大的市场机会。新技术标准不断涌现,汽车产业的势力次序很可能会因为混合动力而重新洗牌。

    电子厂商的介入为汽车产业带来了新鲜血液,电子技术发展的“摩尔定律”更为混合动力汽车发展带来了无限的想象空间。

    在混合动力时代,新技术大多集中在燃料电池、氢能源利用以及电动机技术方面,这意味着很多原有的基于内燃机的技术壁垒变得毫无意义。日本松下、日立、东芝公司......这些知名的电子厂商纷纷摇身一变,成为混合动力汽车的技术推动者。这些日本公司依靠多年以来在电池、电机等领域的技术积累,迅速成为混合动力汽车技术的“专利大户”。

    中国的家电厂商春兰也从“镍氢动力电池”领域切入了新能源汽车产业。春兰投资15亿元建立了春兰技术研究院。在同时展开的12个重大科研课题中,动力镍氢电池的项目是其中重要的一项。2005年12月3日,国内首条混合动力电动公交专线武汉599公交线上,6辆投入商业运营的东风牌混合动力电动城市客车,装配了由春兰提供的动力镍氢电池组及其管理系统总成。目前,春兰以动力镍氢电池为核心技术的系列产品已达100多种。位于深圳的“电池大王”比亚迪公司,也利用其在电池技术上的优势,自主研发、生产了全球第一款锂电池驱动混合动力轿车。

    空前的市场空间

    随着油价越来越高,消费者开始转而购买更加省油和环保的混合动力汽车。这让美国和日本混合动力汽车市场率先经历了“井喷式”增长。

    普锐斯1997年在日本上市后一直反应平平,2002年的销售量不到40000辆。2003年下半年第二代普锐斯上市,由于技术得到很大的改进,销量迅速增长到12万辆,到了2005年更是增长到45万辆,是前几年的近4倍。

    在美国市场,2004年,混合动力的销售量仅为5万辆,而2005年的销售量一下子暴涨到20万辆,市场规模扩大了4倍。分析家们预测,2006年美国混合动力车增长率将可能超过100%。丰田公司预测,在10年内,其在美国的全部轿车销量中,混合动力车型将占有25%的市场份额。

    当前全球汽车的保有量已经超过8亿辆,每年销售的新车超过6000万辆。分析家指出：如果全球生产的汽车中有10%改用混合动力和氢燃料电池,由此带动的电动机、蓄电池、燃料电池、智能控制技术的研发与生产制造,氢燃料的提纯、存储、运输以及相关服务,市场规模将高达上万亿美元。

    选择最适合自己的投资路径

    尽管很多中国汽车厂家都已经开始混合动力的研究,但是,中国混合动力汽车的发展并不尽如人意。事实上,“十五”期间,国家在电动车及混合动力车上的投资已达8.8亿元,加上地方和企业配套资金,总投资金额达到24亿元。但是,这些投资需要分给汽车企业集团和相关科研院校,平均下来每家获得的研发经费就很有限了。据一位东风的老科技专家介绍,东风搞电动车的研究已经有10来年了,每年只有几百万元的资金。对于混合动力研究来说,这点儿钱根本就是杯水车薪。

    对于汽车厂商来说,把现有的汽车改造成混合动力是投资少、见效快的最佳投资路径。丰田、本田、福特和通用汽车公司都是这么做的。2006年,丰田汽车在美国市场上一口气推出了4款从现有车型改造成的混合动力汽车,这些混合动力汽车的外形、操控以及车内的设备和普通车完全一样。其中包括雷克萨斯LS600、GS450豪华轿车、最为畅销的佳美(Camry)轿车以及Highlander运动型多用途车(SUV)。丰田的目标是最终将推出旗下几乎所有车型的混合动力版,并在201 2年把混合动力汽车的产量提高到100万辆。

    这种混合动力汽车有两大优势。第一,就是制造成本低。这种混合动力汽车是建立在现有车型基础之上的,与现有车型共用底盘、车身和内饰。只不过在内部增加了电动机、电池和相应的电气系统。制造成本比起需要专门模具的车型要低得多。第二,这种混合动力的技术稳定,市场风险小。目前应用的镍氢电池组和电动机的技术已经相对成熟,质量比较可靠,而且又脱胎于消费者已经熟悉了的车型之上,因此,更容易为市场接受。

    我国混合动力汽车的很多研究成果仍处于实验室阶段,国内企业需尽早考虑产业化问题。针对这一状况,除了政府进行投资之外,还需动员多方面资金发展中国本土的混合动力汽车产业。

    而在氢燃料电池方面,仍有若干不尽成熟的技术弱点亟待解决。谁能率先完成这些技术的研发,谁就在未来混合动力时代拥有主动权。

    迄今为止,通用汽车公司已经在氢燃料电池的项目上投资了超过10亿美元。在通用与美国能源部的一个有关燃料电池车的合作项目中,通用汽车还得到约9000万美元的资金支持,用于氢和燃料电池综合项目。来自通用汽车公司的技术文件表明,目前混合动力与氢燃料电池的研发重点主要集中在以下4个方面：

    1. 氢燃料储存

    2. 降低成本

    3. 持久性

    4. 基础设施建设(比如：加氢站)

    在这4个方面中,有些可以由厂家自身解决,而有些则属于综合性问题,需要政府、能源公司、汽车公司、学术机构等相关各方面的共同努力和协作。

    通用汽车中国公司总裁兼总经理甘文维特别强调了基础设施建设的重要性,因为这是氢动力汽车普及的前提条件。氢动力的产业化、市场化必须解决制氢、加氢站和储氢的问题。甘文维说：“加强基础设施建设,能够方便地为燃料电池车补充燃料,是实现氢经济非常重要的一环。” 2003年,通用汽车和壳牌氢能源公司结成伙伴关系,以发展氢能源供应网络。2006年,通用汽车将在纽约的中心城区建设加氢站。目前,通用汽车与合作伙伴在美国的计划是选择有条件的社区,建设小型的氢能源供应网络,最终形成一个完整的氢能源供应网络。