第一節 電動汽車發展的技術背景

傳統汽車工業的可持續發展面臨著解決環境污染和能源短缺的雙重壓力。

環境問題的表現形式為空氣污染。我國城市的空氣環境污染已由“煙囪”型轉變為“尾氣”型，汽車有害排放已經成為大中城市空氣污染的重要來源。由于大氣狀況嚴重惡化引起的一系列異常的自然現象，如光化學煙霧、酸雨以及厄爾尼諾、城市熱島效應等，嚴重破壞和影響到人類賴以生存的地面生態系統。機動車尾氣排放集聚引起的“熱島效應”已導致城市溫度平均升高2～4℃。特別是，全球范圍內，溫室氣體CO₂的排放量引起了人們的極大關注。IPCC技術報告顯示，在過去的幾百年內，地球表面平均氣溫上升了0.3～0.6℃，若對CO₂氣體排放不加限制的話，到21世紀末，地球表面平均氣溫將再上升2℃，海平面將再上升大約50cm，嚴重威脅到人類有限的陸地生存空間。

我國大城市60%的CO、50%的NO_x、30%的HC污染均來源于機動車的尾氣排放。城市中80%的噪聲污染由交通車輛造成。我國有56個城市的交通噪聲平均達到74dB，遠遠超過國家規定的標準。同時，我國未來經濟發展還面臨控制CO₂排放量的巨大壓力（國際承諾）。

依據巴黎氣候大會承諾：2030年單位國內生產總值CO₂排放比2005年下降60%～65%，非化石能源占一次能源消費比重達到20%左右，森林蓄積量比2005年增加45億m³左右。

能源問題的表現形式為現有能源供應體系對化石燃料的過度依賴。目前，全世界依賴最深的主要能源集中于第一位的石油以及占第二位、第三位的煤炭和天然氣，而汽車消耗的能源幾乎完全依賴于石油的制成品。目前世界汽車保有量已突破10億輛，并以每年3000萬輛的速度遞增，預計到2050年將增長到35億輛。國際能源機構（IEA）的統計數據表明，2003年全球57%的石油消費在交通領域。預計到2020年，交通用油將占全球石油總消耗的62%以上。美國能源部研究預測，2020年以后，全球石油需求與常規石油供給之間將出現凈缺口，2050年供需缺口將達到每年500億桶，幾乎相當于2000年世界石油總產量的兩倍。中國是石油資源相對貧乏的國家，2010年我國原油消耗約4.39億t，凈進口2.36億t，石油對外依存度高達53.7%。國家發展與改革委員會（簡稱國家發改委）的研究表明，導致我國今后石油消耗的主要因素將來自于包括汽車在內的交通領域。到2020年，汽車消耗的能源將占到石油總量的50%以上，屆時的石油對外依存度將超過65%。我國汽車與石油行業的矛盾愈演愈烈，石油資源愈加短缺，而汽車保有量卻井噴式增長。中國汽車保有量從1978年的不足百萬輛到2001年的1610萬輛，2006年的2200萬輛，2010年的8500萬輛，2015年達到1.72億輛，其中機動車2.79億輛。中國已成為汽車工業生產和銷售大國。2009年產量1365萬輛，成為世界汽車產銷第一大國一直持續至今，其中2010年達到1826萬輛，2011年1841.89萬輛，2012年1927.18萬輛，2013年2211.68萬輛；2014年2372.29萬輛；2015年2450.33萬，2016年2502.7萬輛。

面對能源、環境的挑戰，發展節能與新能源汽車技術成為必然。在我國國家發改委制定、發布實施的《新能源汽車生產準入管理規則》中對新能源汽車的定義如下：新能源汽車系指采用非常規的車用燃料作為動力來源（或使用常規的車用燃料、采用新型車載動力裝置），綜合車輛的動力控制和驅動方面的先進技術，形成的技術原理先進、具有新技術/新結構的汽車。新能源汽車包括混合動力汽車、純電動汽車（包括太陽能汽車）、燃料電池電動汽車、氫發動機汽車及其他新能源（如高效儲能器、二甲醚）汽車等。

另外，電網峰谷負荷平衡和儲能技術有待突破。我國發電裝機容量正迅速增長，僅2007年就增加了1億kW，2007年底已達7.13億kW，總裝機容量很快可達8億kW，電網夜間“積壓”一半（接近4億kW）。而隨著我國核電（其發電功率要求日夜恒定）的不斷發展和幾個“風電三峽”的建成（我國風場夜間風大），電網調峰的任務日益加重，采用電動汽車夜間充電蓄能避免了傳統抽水儲能電站的二次回收消耗，效率超過80%。美國等發達國家已把發展電動汽車與蓄電池儲能納入電網發展規劃。