理论教育 新能源汽车产业链的五大生产要素

新能源汽车产业链的五大生产要素

时间:2023-06-12 理论教育 版权反馈
【摘要】:生产要素是指进行生产经营活动时所需要的各种资源,在这里我们将新能源汽车产业链的生产要素划分为五类:人力资源、自然资源、知识资源、资本资源、基础资源。这是因为美、日、德等汽车工业发达国家的汽车人才教育培训体系和制度相当健全,重视实践环节和动手能力、产学研紧密结合是其培养高素质汽车人才的关键。

新能源汽车产业链的五大生产要素

生产要素是指进行生产经营活动时所需要的各种资源,在这里我们将新能源汽车产业链的生产要素划分为五类:人力资源、自然资源、知识资源、资本资源、基础资源。

(一)人力资源

市场竞争日趋激烈的今天,人们越来越清晰地认识到人力资源在很大程度上决定着一个产业的兴衰存亡。对于新能源汽车这样一个新兴产业来说,人力资源更是至关重要,数量充足并且高质量的人力资源可以推动新能源汽车产业的发展,进而将会拉动上下游产业的发展,随之而来的是各个环节对不同领域人才的大量需求。在整个新能源汽车产业链中,需要大批的人力资源来提供技术支撑,如上游电池的研发和改进人才等,中游的汽车研发、汽车制造、汽车机电等技术类研发人才,以及下游的服务人才、维修人才等,但现有的人才数量却是捉襟见肘。表1-3是各国现有的汽车工业职工人数、汽车产量以及人均产量:

表1-3 各国2011年汽车工业情况

数据来源:汽车产量来源于中国汽车工业协会网站、前瞻网、德国汽车工业联合会(VDA)网站、韩国汽车工业协会网站、国际汽车制造商协会(OICA);汽车工业职工人数来源于《中国汽车工业年鉴2012》、美国汽车研究中心、日本汽车工业协会(IAMA)。

从表1-3中我们可以看出,虽然我国汽车工业职工人数最多,但是汽车人均产量却处于低位。这是因为美、日、德等汽车工业发达国家的汽车人才教育培训体系和制度相当健全,重视实践环节和动手能力、产学研紧密结合是其培养高素质汽车人才的关键。而且,我国汽车行业服务性人才、研发人才、管理人才等在数量上也落后于美、日、德、法等国家。而对这些人才量与质的评价,可以通过国家研发投入经费的状况窥见一斑。从研究与开发人力资源来看,我国汽车产业研发人员短缺现象十分严重,这是由于我国研发投入较少,而美、日、德、法等国家的研发投入都超过我国。如表1-4所示:

表1-4 各国R&D投入占GDP的比重 (%)

数据来源:OECD网站,http://www.oecdchina.org/statistics/index.html.

从表1-4可以看出,虽然我国近几年来研发经费的投入占GDP的比重在逐年提高,但是同发达国家相比,提高速度较慢,与发达国家还有较大的差距。比如德国,在2011年,德国汽车产业研发投入高达293.3亿美元。在最近10年间,德国汽车工业研发投入高达约2820亿美元。德国工业领域28%的研发人员从事汽车的研发工作,而汽车工业1/9的员工供职于研发部门。德国汽车工业平均每天就有10项专利产生,每年获得的专利达3650多项,是名副其实的世界冠军。[21]所有这些都确保了德国汽车工业在全球的技术领先优势,凸现了德国汽车工业在德国经济中的核心地位。德国汽车工业研发工作的重点是提高汽车质量、改善安全性能、降低能耗。

(二)自然资源

发展新能源汽车的关键之一是需要有足够的自然资源,丰富的自然资源可以为新能源汽车的发展提供强有力的保障,为新能源汽车产业的振兴提供坚实基础。对新能源汽车具有影响力的自然资源主要有锂、钴、石墨、锰、铁、钒、磷、稀土永磁材料等,这几种是新能源汽车电池的主要成分,其中锂和钴的用量最大,而且储量有限;新能源汽车还需要清洁能源,诸如生物能、风能太阳能、水能、核能、氢能等提供能源保障。

先看锂资源,锂资源主要分布在智利、阿根廷、中国、玻利维亚、美国等国家,而日本、德国、法国锂资源的储量相对较低。如表1-5所示:

表1-5 锂资源的主要分布

数据来源:Minerals Commoditives Summary,http://baike.asianmetal.cn/metal/li/resources&production.shtml.
①储量是指储量基础中的经济可采部分,用扣除了设计、采矿损失的可实际开采数量表述。
②储量基础是指美国矿业局和美国地质调查所1980年《矿产资源和储量分类原则》中查明资源的一部分,是指能满足现行采矿和生产实践对品位、质量、厚度、深度等物理、化学指标要求,并能以从中估算出储量的原地探明资源。除包括当前技术经济条件下可利用资源(储量)之外,还包括在一定计划范围内经济可用性具有潜力的资源(边际储量和部分次经济储量),如国家另行规定工业指标计算的在边际经济以上的查明资源。
③世界总计中不包括阿根廷,由于德国、法国、日本锂储量较少,OECD未对其进行统计。

新能源汽车中第二个比较重要的自然资源是钴,钴是锂离子电池的正极材料。由于钴酸锂最早实现商业化应用,技术比较成熟,因此,虽然价格昂贵,但在未来几年内其需求仍然会保持一定程度的上升,而且在正极材料中处于主导地位。根据美国地质调查局统计,世界钴的储量高度集中在刚果、澳大利亚和古巴,这三个国家的储量之和占了全球总储量的83%,其次是赞比亚、俄罗斯、新喀里多尼亚、加拿大、巴西和摩洛哥6个国家,剩余国家所占钴储量不及世界总储量的3%。因此,中、美、日、德、法五国都是钴资源严重缺乏的国家。中国基本上没有单一的钴矿,具有开采经济价值的储量仅为4.09万吨,占世界可开采量的1.03%。[22]

除了钴酸锂电池,目前正在尝试发展的锂电池的正极材料还有镍酸锂、镍钴酸锂、镍锰酸锂、钴镍锰酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等,因此镍、锰、铁、磷等自然资源也对新能源汽车的发展有一定程度的影响。新能源汽车电池的负极主要是由石墨组成,还有电机的稀土、硅钢材料等都是新能源汽车发展的重要自然资源。据美国地质调查局的数据显示,镍主要分布在澳大利亚、俄罗斯、古巴、加拿大、巴西、新喀里多尼亚、南非、印度尼西亚和中国,这些国家约占世界镍总储量的90.6%。根据中国国土资源部新公布的数据显示,中国镍储量约为232万吨,约占全球总量的3.56%,位居世界第九位。而其他四个国家的镍储量非常少,占全球总量的比值更是微乎其微。[23]详见表1-6:

表1-6 镍资源的主要分布

续表

数据来源:Mineral Commodity Summaries,http://baike.asianmetal.cn/metal/ni/resources&production.shtml.

全球锰矿资源比较丰富,但是分布非常不均,主要分布在南非、乌克兰、澳大利亚、印度、中国、巴西和墨西哥等国家。据美国地质调查局统计,95%以上的锰矿资源分布在南非、加蓬、澳大利亚、巴西、乌克兰、中国、印度等国家,其中绝大多数为氧化锰矿石。其中南非是拥有锰矿资源总量最多的国家,约占世界总量的75%,乌克兰次之,约占世界总量的10%。而美国、日本、德国、法国这几个国家锰的消费基本上都是依赖于进口,本国锰矿资源含量非常少。[24]2010年世界锰矿资源的主要分布如表1-7所示:

表1-7 锰矿资源的主要分布

续表

数据来源:Mineral Commodity Summaries,http://baike.asianmetal.cn/mineral/nimineral/resources&production.shtml.

全球铁矿石资源也是相当丰富的,估计地质储量在8000亿吨以上,而探明储量为4000多亿吨。据美国地质调查局及中华人民共和国国土资源部的数据显示,中国铁矿资源的储量为500亿吨,美国为174亿吨,法国为70亿吨,德国为47亿吨,日本为39亿吨。根据美国地质勘探局的资料,截至2011年全世界可供商业开采的磷矿石的储量约为710亿吨,其中约72%集中在包括西撒哈拉在内的摩洛哥王国、中国、美国和俄罗斯四国。日本的磷矿石过去主要从美国进口,但由于佛罗里达的磷矿资源逐渐枯竭,美国在1996年几乎停止了磷矿石的出口。而德国、法国磷资源也是非常匮乏。根据美国地质调查局2011年的资料显示,世界石墨储量已经超过80000万吨,相对集中在中国、捷克、墨西哥、巴西、朝鲜、印度和马达加斯加等国。其中,中国占世界总产量的78%。2011年,中国稀土储量为3600万吨,占世界36%;美国2011年的稀土储量为1300万吨,占世界13%;俄罗斯储量为1900万吨,占世界19%;澳大利亚储量为540万吨,占世界5.4%;印度储量为310万吨,占世界3.1%。[25]

从能源状况来看,混合动力汽车虽然采用传统燃料,但是同时也配有电动机来改善低速动力输出和燃油消耗;纯电动汽车则主要是依靠电力驱动;燃料电池汽车则是以氢气、甲醇等燃料产生化学反应产生电流。由此,我们可以看出,新能源汽车对电力的依赖程度较高。据《BP公司世界能源统计年鉴》显示,2011年中国的发电量首次超过美国,居世界第一位,但是人均发电量仍旧很低,直到2010年才刚刚超过世界平均水平。然而,虽然德国、法国的发电总量较低,但是两个国家的人均发电量却较高,电力储备非常充足。美国不论是发电总量还是人均发电量都处于较高水平,日本也较高。表1-8、表1-9、表1-10、表1-11分别是五国2006—2011年核发电量、水力发电量、发电总量以及人均发电量:

表1-8 五国2006—2011年核发电量比较(单位:TWh[26])

数据来源:BP Statistical Review of World Energy,http://bp.com/statistical review.

表1-9 五国2006—2011年水力发电量比较(单位:TWh)(www.daowen.com)

续表

数据来源:BP Statistical Review of World Energy,http://bp.com/statistical review.

表1-10 五国2006—2011年发电总量比较(单位:TWh)

数据来源:BP Statistical Review of World Energy,http://bp.com/statistical review.

表1-11 五国2006—2011年人均发电量比较(单位:kWh)

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数据来源:BP Statistical Review of World Energy,http://bp.com/statistical review.

(三)知识资源

知识资源主要是指可以反复利用、建立在知识基础之上的、可以给社会带来财富增长的一类资源的总称。在这里新能源汽车产业的知识资源主要是指相关技术以及实用新型发明。

新能源汽车技术发展很快,各个国家都取得了一定的成果。美国各大汽车制造商主要对氢燃料电池、生物燃料、天然气等新能源汽车进行研究;欧洲各国的汽车制造商则主要对柴油机、生物燃料、氢燃料等新能源汽车进行研究;日本各大汽车制造商对混合动力汽车的投入较大,在这方面的技术水平处于领先地位;我国在新能源汽车上也有了较强的研发基础,但是还不能与日本、德国、美国、法国等四国相比。表1-12是2011年日本、德国、美国、法国、中国五个国家的新能源汽车申请专利技术排名的对比,表1-13是2011年五国在混合动力汽车、纯电动汽车以及燃料电池电动汽车上的专利申请分布。

表1-12 五国新能源汽车申请专利对比

续表

数据来源:《国家专利统计简报2012年》,http://www.sipo.gov.cn/tjxx/zltjjb/index_1.html。

表1-13 2011年五国专利申请分布表

数据来源:《国家专利统计简报2012年》,http://www.sipo.gov.cn/tjxx/zltjjb/index_1.html。
①总申请量是指向该国家或地区提交的某个技术领域的专利申请表。
原创申请量是指按专利申请的首次申请来源国统计的专利申请数量。

在混合动力汽车方面,关键技术在于发动机技术、电驱动系统技术以及系统集成技术;在纯电动汽车方面,关键技术是电驱动系统技术;在燃料电池汽车方面,关键技术是制氢储氢技术、燃料电池技术、电驱动系统技术。其中我国在纯电动汽车技术上与国外其他国家的差距较小,因为纯电动汽车可以绕过传统的发动机技术,避开我国的弱项。如表1-14所示:

表1-14 新能源汽车关键技术对比

正如表1-14中所示,我国电机驱动技术与其他国家的差距较小,具有较强的技术基础,是电机生产大国。经过“十五”和“十一五”电动汽车的科技攻关和产业化发展,已自主开发了满足各类汽车需求的驱动电机系统,如永磁同步电机、交流异步电机、开关磁阻电机等,获得了一大批电机系统的相关知识产权。电机产业规模居全球首位,中小型电机有300多个系列,1500多个品种。但是,美国、欧洲和日本在新能源汽车技术方面仍然处于领先地位。在技术研发方面,采用的都是政府、企业、研究机构相结合的研发体系。基于本国要素禀赋差异,政府有的放矢地制定了新能源汽车发展路线。日本主要走的是混合动力汽车技术路线,在该领域世界领先,并且研发出了能够大规模应用的油—电混合动力技术。美国将研发重点主要放在了氢燃料电池汽车和可充电式混合动力汽车方面,并对乙醇燃料汽车展开了大规模推广。欧洲各国主要进行混合动力技术、纯电动汽车技术和氢燃料汽车方面的研发,但把主要精力还是放在了氢燃料汽车的研发上,包括氢燃料电池汽车和氢内燃机汽车。我国企业本身的创新能力虽有所增强,但是还仅限于低端车型上,核心技术还没有取得实质性的突破。

(四)资本资源

我们将新能源汽车产业的金融财富定义为资本资源,主要包括研发经费的投入。自2001年起,我国“863”项目先后对新能源汽车投入研发经费达20亿元,形成了“三纵三横”[27]的节能与新能源汽车研发格局。从近几年数据看,我国汽车产业研发经费的投入在逐年增加,但其占销售收入的比例却只在1%~2%徘徊,而发达国家汽车公司的这个比例普遍已经达到3%~5%。美国在《美国创新战略》中提出要拨款20亿美元,主要用来对新能源汽车整车、电池、驱动电机等技术的研发;2007年3月初,日本新能源产业技术综合开发机构(NEDO)公布了5年投入约100亿日元开发适用于PHEV和EV的高性能充电电池的项目计划;德国在《一揽子经济刺激计划Ⅱ》中计划,2009—2011年提供5亿欧元用于支持新能源汽车的研发和推广;在2008年的法国巴黎国际车展上,法国总统宣布政府投入4亿欧元用于清洁能源汽车的研发与推广。[28]以上只是各国对新能源汽车投入所举的个例,而实际上各国的投入远远不止这些。

(五)基础设施

新能源汽车作为新兴产业,对配套设施的需求尤为迫切。为此,新能源汽车主要生产国纷纷加快充电站等基础设施建设的步伐。在充电设施建设方面,美欧日处于领先地位,美国和欧洲研制出两种不同的充电插头,美国研制的插头可支持120V和240V充电,欧洲研制的插头可支持240V和360V充电。日本推出的标准更胜一筹,可支持高达550V的充电。我国在这方面处于落后地位,仍未推出正式标准,这将对充电站等基础设施建设造成较大影响。

美国对建设新能源汽车基础设施的单位给予相应的税收优惠,在好几个州相继建起了太阳能充电站,计划到2015年全国将建成2.15万个公共充电站;[29]日本目前已经拥有4000个充电站,包括600个快速充电站,并计划到2020年全国建设200万个普通充电站、5000个快速充电站;法国要求新能源汽车厂商提供汽车电池的租赁服务,并计划到2015年要建设将近100万个充电站,其中有1.5万个快速充电站;德国推动建立高效的“汽车充电站”网络,柏林市政府免费提供土地用于在市区繁华地段建立550多个汽车充电站;我国也加大了充电站的建设规划,截至2010年,国内41个重点城市已建成新能源汽车充电站76座,各省市规划未来将建设更多的充电站[30],如表1-15所示。

表1-15 各省市新能源汽车充电建设规划

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