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美国新能源汽车及政策发展简史  

2014-07-07 15:09:15|  分类: 资料收集 |  标签: |举报 |字号 订阅

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美国政府在1993年克林顿政府提出“新一代汽车伙伴计划”以来,制定了大量相关政策,其中大多数针对汽车提升平均的单位油耗行驶里程,以此降低每公里的CO2排放量,这些政策推动新能源汽车技术的创新及推广,促进了该产业的发展。

美国新能源发展概况

新 能源汽车是指采用替代燃料而不是汽油或柴油作为燃料的汽车,因此在美国通常称为“可替代燃料汽车”,但在中国习惯被称为“新能源汽车”。我们近年来在各创 新政策推动下发展起来的新型能源包括:生物柴油、压缩天然气(CNG)、动力电池、乙醇(E85)、混合动力、氢燃料、液化石油气(LPG)等。

1.新能源汽车总体发展情况

表1总结了1991至2013年历年美国汽车制造商推出的各型轻型载货汽车数量,包括替代燃料汽车(AFV)、混合电动车(HEV)、纯电动车(PEV)和柴油车。

2013年数据显示E85燃料(乙醇燃料的一种,85%变性乙醇与15%的汽油或其他烃类的混合物,百分比为体积)占据了相当大的市场份额。这要归功于这样一个事实,即制造E85燃料汽车的核心技术相对比较便宜,而且或多或少能够与汽油车兼容。

上 述各类汽车的总数量从1993年至2002年一直稳步增长,这是由于混合燃料汽车(FEV,发动机能使用汽油、E85或二者混合物)的引进和推广。随后几 年,替代燃料汽车和混合电动车的份额快速增长。只有2010年例外,这与经济形势萧条有关。1993年至2013年,三大集团及其子公司的替代燃料汽车数 量占总量接近66%。

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1991-2013年推出的轻型柴油车型数量

尽管1993年至2011年的汽车总销量经历了多次起伏,替代燃料汽车销量却在持续增长。唯一的波动在2009年经济萧条期。政府多种形式的刺激计划下的法规和劝导毫无疑问极大地激励人们选择替代燃料汽车、放弃常规的汽油车。

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替代燃料汽车销量占比

2.生物柴油和乙醇

几 年来美国政府正努力降低对外化石燃料依赖。生物柴油的生产和使用是降低负担的手段之一。通过图2可以发现截至2006年生产和消费非常接近,出口的激增导 致产量突然达到峰值。2010年至2011年的快速增长与再生能源标准(RFS)有关。RFS是在2005年能源政策下形成,它规定2012年汽油中必须 加入75亿加仑的可再生能源。

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生物柴油生产、消费和净出口

最 近十年,美国已成为世界第一大乙醇生产国。乙醇燃料产量很大程度上取决于消费需求,这样的推测是合理的。乙醇被作为一种燃料添加剂使用,这一状况正显示出 逐步上升的态势。1990年清洁空气法案修正案以及之后的法律鼓励将乙醇作为燃料。在一些地区,一氧化碳的过度排放已经对人类的健康产生威胁,该法案旨在 缓解这些区域的污染状况,要求在这些地区销售富氧燃料。

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乙醇燃料的生产、消费和净出口

3.混合动力汽车与燃油经济

混 合动力汽车的卖点之一是合算的燃油里程。第一台全美国制造混合动力汽车是福特翼虎,与采用常规发动机的同款产品相比,混动版翼虎的温室气体排放实现惊人的 28%的降低。尽管自诩市场上最节油的紧凑型SUV,混动版福特翼虎于2013年停产,被装配1.6L“生态升压”汽油发动机的常规动力翼虎所替代。后者 预计将有更好的公路燃油经济性,但事实上26MPG的表现低于前代混动版的28MPG。但无论如何,这种新发动机的采用,以及为福特汽车部件开发新技术所 付出努力,这些是朝向更清洁的发动机迈出的令人钦佩的一步。2009年通用汽车终于决定跟随潮流生产混合动力汽车,跟随美国更大、更好的汽车传统,通用开 发了YukonSUV的混动版。这款车唯一失败之处在于通用未能充分利用混动技术和6.0LV8发动机。这导致混动版车型的温室气体排放相比传统内燃 机车型仅仅降低了微不足道的19%。

 

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采用传统发动机与混动技术的同款车型MPG对比

尽 管如此,在政府为应对衰退推出的刺激政策的资助下,2010年通用汽车雪佛兰Volt车型的引入是迄今为止最成功的根本性技术变革。雪佛兰Volt是美国 市场的首台插入式混合动力汽车(PEV),其销量持续保持市场领先。2013年10月底,雪佛兰Volt面对三大集团的竞争者占据了大约75%的市场份 额。

4.燃油经济性与CO2排放

1974 年和1980年两次石油价格波动过后,企业平均燃油经济性标准(CAFE)开始实施。1980~1990年代石油价格便宜,这降低了CAFE控制汽油消耗 的压力。截至2003~2005年间,三大集团产品的燃油经济性基本没有发生变化(考虑持续到2003年的扁平趋势线)。然而此后却有了明显提升,部分原 因在于更加严格的法规要求和2008年的石油价格冲击。后者不仅迫使大众重新评估关于预算的优先事项,也改变了他们的汽车使用习惯。这反过来可能又导致奥 巴马政府对已停滞的CAFE法规重拾兴趣。这一连锁反应促成了有史以来最具雄心的减排目标,2016年行驶里程达到35.5MPG(英里每加仑),相应 每英里CO2排放降至251g。

新能源发展政策

1.政策制定主体

美 国新能源汽车发展政策主要由政府相关部门和行业机构制定,并推动汽车产业的变革。环保政策对汽车产业的产品设计和制造工艺都产生了巨大影响,主要有“美国 汽车政策委员会(AAPC)”、“国家公路交通安全管理局(NHTSA)”、“环境保护署(EPA)”等机构参与政策制定。例如,AAPC积极与克莱斯 勒、通用汽车和福特合作来推动政策支持美国汽车产业。除此之外,在某家企业创新产品基础上制定的政府安全与环保法规、收入水平的提高、家庭价值观和需求的 变化、以及竞争者的创新活动等各方面都为这一产业带来了持续的创新挑战。

2008年开 始的经济危机导致了美国两家汽车巨头破产,在奥巴马政府刺激计划之下,政府决定保释这两家企业。KPMG的一项调查清晰地指出美国汽车产业显然正在重拾信 心。尽管整体的经济增长并不稳固,但汽车产业已经开始强势复苏;由于这些企业有相当数量的投资基金,他们正专注于投资创新的机会。政府的政策不但使破产汽 车巨头全面恢复竞争力,同时也使美国汽车产业全面复苏,最典型的例子是通用汽车。

2.生物柴油发展政策

奥 巴马政府已经重申布什政府与来自中西部的参议院民主党已就支持乙醇的政策达成一致。政策制定者近年来已要求加速纤维素乙醇的生产,即使这些生物燃料支持政 策的开始提高了扩大基于玉米的乙醇生产的重要性美国的联邦生物燃料政策是大量部门和机构共同支持的产物,其中包括环境保护署(EPA)、农业部 (USDA)、能源部(DOE)、交通部(DOT)、国税局(IRS)、海关与边境保护局。这一政策将会推动创新,它强制要求汽车制造商开发新技术让它们 的发动机使用以上新型燃料。此外,奥巴马政府已要求乘用车制造商完成一项雄心勃勃的要求,到2016年所有的乘用车必须达到平均35.5MPG。

3.电动及混合动力技术的发展政策

奥 巴马政府2009推出汽车补贴制度(CARS),即俗称的“旧车换现金”项目。这一计划也鼓励汽车制造商生产更省油的汽车,购买低油耗汽车的消费者会获得 3500~4500美元的代金券。而决定代金券面额的标准是汽车的样式、以旧换新车与购买的车辆的差别。政府授权能源部24亿美元来资助一揽子联邦刺 激政策。这笔基金旨在建设电动车和电池制造设施。这一政策使得奥巴马政府能够自夸,2009年7月和8月所有汽车的平均燃油经济性分别提升了0.6和 0.7MPG。

4.燃油经济性和排放政策

提 升乘用车燃油效率似乎是美国政府多次推出创新政策的目标。汽车产业是美国的主要产业,也是环保法规重点监管的对象,无论对于过去还是未来汽车产业都必须服 从。理查德·尼克松政府颁布的1970年清洁空气法案要求1975年和1976年新生产的汽车尾管排放必须降低90%,这一法案给汽车制造商带来重大技术 和经济挑战(Gerard和Lave,2003)。美国政府开始设立汽车污染物减排标准,这是一项根本的变革,它催生了催化技术的发展。而该技术在日后成 为了世界标准。1981年三元催化器的引进要求对发动机控制技术进行关键性的修改,这也导致了计算机技术在汽车中的广泛应用,进一步也促使汽车其他方面性 能的提升包括安全性和燃油经济性。

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 各届政府创新政策及效果

美 国政府和监管机构颁布了的一系列标准来控制汽车厂商生产的汽车的燃油经济性、排放和发动机类型,以此来达到降低汽车排放和油耗的目的,1975年“企业平 均燃油经济性(CAFE)”标准是其中一项。该法案由美国政府提出来减少美国对外石油依赖。任何在美国出售轿车或轻型卡车的国内或国外的汽车制造商必须遵 守这一标准。技术进步是提升燃油经济性、降低油耗和排放的最有效途径。

小结:

创 新政策可能来自政府部门或独立机构,但无论出处是什么其目标都是推进相关领域的技术进步和产业发展。本文分析了美国新能源汽车发展状况及其政策,具体讨论 了化石燃料的使用、温室气体排放以及政策如何缓解这些问题。越来越严格的企业平均燃油经济性要求(CAFE)是目前规范汽车排放的最好办法。与此同时其 他法规也在发挥作用,例如可再生能源标准不鼓励化石燃料的使用,以此来降低汽车的温室气体排放量。

我 们必须认识到,降低排放的唯一方式是提升汽车单位行驶里程的燃油消耗量。使用更清洁的替代燃料也能够实现这一目标,例如混合动力汽车、刺激计划和税收政策 正在推动这些新技术的发展、扩大节能汽车的供给和需求并限制“油老虎”的使用。实现的最终效果是高油耗、高排放的汽车越来越少,而节能型汽车越来越多。

 

来源:汽车工业研究 作者:山德 孟东晖 李显君

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