新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)現(xiàn)狀及問題分析

初晉華，張 鑫

(煙臺(tái)南山學(xué)院 商學(xué)院，山東 煙臺(tái) 265713)

1 引言

節(jié)能生產(chǎn)是現(xiàn)代化的一種生產(chǎn)方式，它能夠與環(huán)境友好相處，在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中會(huì)節(jié)約許多能源和資源，能夠使其對(duì)環(huán)境的消極影響及資源的浪費(fèi)達(dá)到最小化。而且新能源汽車企業(yè)是節(jié)能產(chǎn)業(yè)的典型代表，通過節(jié)能生產(chǎn)模式能促使資源利用率維持在相對(duì)較高的標(biāo)準(zhǔn)上，從而最終達(dá)到企業(yè)盈利、環(huán)境保護(hù)雙贏的效果。

2 新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)現(xiàn)狀

2.1 新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)能耗的現(xiàn)狀

2.1.1 能源消耗相對(duì)減少

近年來，新能源汽車制造業(yè)快速發(fā)展，所產(chǎn)生的汽車制造能耗問題還有待解決。在新能源汽車節(jié)能研究院提供的傳統(tǒng)汽車和新能源汽車能源消耗統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中，把要進(jìn)行對(duì)比的對(duì)象盡最大程度的選擇各種條件相差不大的企業(yè)，分成11個(gè)小組，各組取平均值進(jìn)行對(duì)比，2016年中國(guó)傳統(tǒng)汽車制造企業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)見表1，2016年中國(guó)新能源汽車制造企業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)見表2。

由以上兩個(gè)表格可以看出傳統(tǒng)汽車的產(chǎn)量、工業(yè)總產(chǎn)值、工業(yè)增加值和能源消耗量都是要比新能源汽車高的，經(jīng)過計(jì)算分析得出傳統(tǒng)汽車的萬元產(chǎn)值能耗均在0.1以上，而新能源汽車則均在0.1以下；傳統(tǒng)汽車的工業(yè)增加值能耗平均在0.5左右，而新能源汽車在0.1以下；傳統(tǒng)汽車的單車綜合能耗平均在1.0左右，而新能源汽車在1.0以下，可以看出傳統(tǒng)汽車的能耗都是比新能源汽車高的，其中，兩個(gè)類型的工業(yè)增加值能耗更是相差50%以上，新能源汽車制造企業(yè)在能源管理和利用等方面比傳統(tǒng)汽車制造企業(yè)有很大的節(jié)能生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)，但盡管新能源汽車生產(chǎn)企業(yè)做到了降低能耗，由于發(fā)電能源結(jié)構(gòu)單一，卻沒能使能耗最小化，這也是是新能源汽車制造企業(yè)面臨的問題和困難。

表1 中國(guó)傳統(tǒng)汽車制造企業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)來源：2016年《傳統(tǒng)汽車與新能源汽車能耗統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》

表2 中國(guó)新能源汽車制造企業(yè)能源消耗統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)來源：2016年《傳統(tǒng)汽車與新能源汽車能耗統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)年鑒》

2.1.2 動(dòng)力電池回收逐漸發(fā)展

現(xiàn)在回收動(dòng)力電池的方法還是比較局限，是因?yàn)楦鞣N動(dòng)力電池有不一樣的材料，就不能存在一種對(duì)全部型號(hào)的動(dòng)力電池幾乎都適用的回收工藝。李然對(duì)電動(dòng)車所使用的動(dòng)力電池進(jìn)行了環(huán)境分析，該研究針對(duì)多種類型動(dòng)力電池的原材料采集、電池組裝、使用和回收等環(huán)節(jié)進(jìn)行了評(píng)化，提出動(dòng)力電池的回收方式將是其環(huán)境影響度最小化的決定性因素。現(xiàn)在來說，鋰離子電池既能回收金屬材料，也能回收鈷和鋰等材料；然而鎳氫電池的話主要是以回收鎳和稀土金屬為主。報(bào)廢的動(dòng)力電池各個(gè)金屬的能耗如表3所示。

表3 再生金屬的能耗

數(shù)據(jù)來源：2015年《動(dòng)力電池回收統(tǒng)計(jì)年鑒》

由表3中可以看到，再生金屬中的再生氫氧化鎳的綜合能耗是最高的，是141.61546，產(chǎn)生的化石燃料、煤、天然氣以及石油能耗均比較高；其次就是再生碳酸鋰和再生鎳的能耗較高，分別是57.692383和45.907817，因此，假設(shè)可以好好地利用動(dòng)力電池里面的再生金屬材料，那么整個(gè)動(dòng)力電池的生產(chǎn)能耗會(huì)得到大大降低，從而使節(jié)能效果有一個(gè)穩(wěn)步的提升。

2.2 新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)的現(xiàn)狀

2.2.1 配套設(shè)施技術(shù)有所加快

新能源汽車的節(jié)能生產(chǎn)與充電站的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)存在著緊密的聯(lián)系，不完善的充電設(shè)施配套將會(huì)降低消費(fèi)者的購(gòu)買意向，就會(huì)造成產(chǎn)量滯銷，造成浪費(fèi)。最近幾年，新能源汽車制造業(yè)得到了一定發(fā)展，從而使充電站的的數(shù)量有所增長(zhǎng)，充電站的總體數(shù)量變化從2013年的76座增加到2017年的518座，增長(zhǎng)了90%，充電樁的數(shù)量從1223臺(tái)增加到22629臺(tái)，增長(zhǎng)了171.8%。截止到2017年底，國(guó)家電網(wǎng)建設(shè)了2萬多座充電樁和230個(gè)充電站，使新能源配套設(shè)施的建設(shè)有所加快。在將來，可能會(huì)根據(jù)現(xiàn)有的加油站網(wǎng)絡(luò)布局，構(gòu)建新能源汽車充換電站網(wǎng)絡(luò)的全新布局。比亞迪公司與ABB合作，計(jì)劃建設(shè)全球最廣闊的快速充電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，前景非常不錯(cuò)。建設(shè)充電樁的龍頭企業(yè)公司是奧特迅，2015年的時(shí)候投資600萬元成立了鵬電岳能對(duì)充電技術(shù)的展開研究，使充電站的數(shù)量得到很不錯(cuò)的發(fā)展，圖1中展示了最近幾年來充電站數(shù)量增長(zhǎng)的走勢(shì)，其中2018年是對(duì)其預(yù)測(cè)的數(shù)量。

圖1 充電站數(shù)量走勢(shì)

從圖中可以看出，從2013～2017年新能源汽車的充電站數(shù)量呈穩(wěn)步增長(zhǎng)的趨勢(shì)，尤其是在2015年之后，充電站的增長(zhǎng)速度迅速加快，到2017年達(dá)到了956座，使充電站得到了不錯(cuò)的發(fā)展，但是充電站的數(shù)量遠(yuǎn)不及新能源汽車的銷售量，新能源汽車的基礎(chǔ)配套設(shè)施建設(shè)還不能像加油站那樣完善。

2.2.2 車身輕量化技術(shù)興起

節(jié)能生產(chǎn)的要求是在新能源汽車生產(chǎn)過程中得合理控制原材料的投入，以達(dá)到節(jié)約資源的目標(biāo)。促進(jìn)新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)的重要技術(shù)就是汽車輕量化技術(shù)，這一技術(shù)現(xiàn)在開始出現(xiàn)萌芽，并得到人們的重視。汽車輕量化技術(shù)前提是要保證車身的強(qiáng)度和安全性，在這個(gè)大前提下，盡最大的可能使汽車的重量變小，就會(huì)加大汽車的動(dòng)力性。汽車減輕自重的優(yōu)點(diǎn)是能夠節(jié)約生產(chǎn)材料，不僅能夠做到節(jié)約成本和使用成本的效果，還達(dá)到企業(yè)和消費(fèi)者雙贏和節(jié)能的雙重效應(yīng)，極其符合節(jié)能生產(chǎn)的要求。根據(jù)有資料顯示汽車重量在很大程度上(比例約為75%)決定油耗量(圖2)。

資料來源：2015年《中國(guó)新能源汽車節(jié)能自主創(chuàng)新戰(zhàn)略》

從圖中可以發(fā)現(xiàn)，車重與油耗大致成正比例關(guān)系，一方變動(dòng)另一方會(huì)隨著變動(dòng)，油耗隨車身重量的增加而上升，當(dāng)車重在750～1950 kg之間時(shí)，車重假設(shè)減少10%會(huì)導(dǎo)致油耗量相應(yīng)的降低5%～7%；假設(shè)油耗量減少1 L的話，會(huì)使二氧化碳的排放量減少2.5 kg。若將來能把輕量化技術(shù)用到新能源汽車的生產(chǎn)環(huán)節(jié)，就能在很大的程度上實(shí)現(xiàn)節(jié)能和降耗。所以，在新能源汽車生產(chǎn)過程中使用輕量化材料，不僅是進(jìn)行節(jié)能生產(chǎn)的一種方式，也是提高技術(shù)競(jìng)爭(zhēng)力的重要方法。

3 新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)問題分析

3.1 節(jié)能生產(chǎn)能耗控制落后

3.1.1 單一能源結(jié)構(gòu)產(chǎn)生能耗

新能源汽車產(chǎn)生的能耗大多是由能源轉(zhuǎn)換的電能而產(chǎn)生的能耗，在能源消耗過程中可以認(rèn)識(shí)到我企業(yè)的發(fā)電結(jié)構(gòu)所使用的一次能源對(duì)新能源汽車節(jié)能生產(chǎn)的效果有極大的影響。2016年與2030年新能源汽車的發(fā)電能源結(jié)構(gòu)如圖3和圖4所示。

從圖3中可以看出，目前新能源汽車企業(yè)的發(fā)電技術(shù)還是較差，煤電發(fā)電占73.6%，風(fēng)力和光伏發(fā)電所占比例較少，風(fēng)力和光伏的發(fā)電能耗比火力發(fā)電低很多，當(dāng)新能源的發(fā)電比重增長(zhǎng)后，在當(dāng)前會(huì)使綜合發(fā)電效率有所下降，但下降的幅度并不是很大，反而會(huì)減少很多的能源消耗。假設(shè)不考慮其他因素的話，只考慮發(fā)電能源的結(jié)構(gòu)，圍繞這個(gè)展開分析，對(duì)于新能源汽車和傳統(tǒng)的燃油汽車，發(fā)電能源結(jié)構(gòu)的改變都會(huì)使它們的能耗及排放也發(fā)生改變，所以如果發(fā)電能源結(jié)構(gòu)能達(dá)到2030年的先進(jìn)水平，能耗及排放也會(huì)得到較大程度的改善。

資料來源：2016年《新能源汽車能源結(jié)構(gòu)分析》

資料來源：2016年《新能源汽車能源結(jié)構(gòu)分析》

3.1.2 電池再生材料回收率較低

動(dòng)力電池里面有很多的罕見的有色金屬和稀土元素，像鋁、鎳等這些都是，它的金屬含量是比礦石要高很多的。新能源汽車中的能源消耗在礦山、加工和冶煉時(shí)比較明顯，電解鋁的能耗是有色金屬里面算是很高的了，目前電池再生金屬的回收率還比較低，一般來講，電池的壽命頂多有5年不到，一輛電動(dòng)汽車在報(bào)廢前要用兩個(gè)以上的電池包。在將來，電動(dòng)汽車的規(guī)模會(huì)越來越大，也就是說以后會(huì)有更多的報(bào)廢電池需要清理。即使現(xiàn)在的電池需要的報(bào)廢量還較低，但它們都具有材料復(fù)雜、重量大以及污染厲害的性質(zhì)。在將來新能源汽車的數(shù)量一定會(huì)大量的增加，這樣就會(huì)讓需報(bào)廢的動(dòng)力電池的數(shù)量上升，所以新能源汽車企業(yè)要成立有效的動(dòng)力電池回收的方法，并且要對(duì)動(dòng)力電池的進(jìn)行有效的回收以及利用，對(duì)新能源汽車企業(yè)的節(jié)能生產(chǎn)有很大的幫助。

3.2 節(jié)能生產(chǎn)工藝不成熟

3.2.1 電鍍工藝較傳統(tǒng)

電鍍工藝是新能源汽車企業(yè)的下屬生產(chǎn)車間，由于其生產(chǎn)規(guī)模較小導(dǎo)致生產(chǎn)管理容易忽略，新能源汽車行業(yè)中的電鍍生產(chǎn)工藝有以下問題：

節(jié)能設(shè)備的自動(dòng)化程度一般，過程控制及節(jié)能管理落后； 能耗高和水耗高，水回收利用率低； 原材料的利用率還是比較低； 沒有采用低毒、低害的原材料； 生產(chǎn)線規(guī)模較小，產(chǎn)品種類多、產(chǎn)量少。

3.2.2 涂裝工藝較落后

新能源汽車行業(yè)中的涂裝工藝有以下問題： 由于零部件和整車尺寸的特殊原因，仍有部分噴涂在室外操作； 經(jīng)常用人工在無封閉的調(diào)漆室工作，且調(diào)漆室沒有廢氣凈化的裝置； 噴漆室的排風(fēng)系統(tǒng)的活性炭等廢氣吸收劑替換不及時(shí)； 對(duì)噴漆前處理過程容易產(chǎn)生的廢棄物的回收再利用率低； 烘干工序過程有能量浪費(fèi)的現(xiàn)象。

3.3 節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)存在瓶頸

3.3.1 配套設(shè)施技術(shù)不完善

新能源汽車企業(yè)的節(jié)能技術(shù)發(fā)展要有相關(guān)的配套技術(shù)設(shè)施支撐，盡管這一技術(shù)得到了一定的初步發(fā)展，但是配套設(shè)施的建設(shè)并不完善，現(xiàn)在新能源汽車的發(fā)展正在逐步加快，只有保證充電樁的數(shù)量大于新能源汽車的銷售數(shù)量，這樣才能給消費(fèi)者提供不錯(cuò)的后續(xù)保障服務(wù)。影響充電設(shè)施建設(shè)的因素包含：第一，企業(yè)都有自己設(shè)計(jì)的充電插口和充電樁，可以與自己的新能源汽車相匹配，他們不愿為充電樁的問題改變自己的零部件使成本加大，而公用充電樁則難以使每種車型的新能源汽車充電得到滿足。第二，用戶在選擇常規(guī)充電時(shí)要耗時(shí)4～7 h，時(shí)間太久，而快速充電則需要20 min，但電流過高使安全性難以保障。若未來充電站的站點(diǎn)不能像加油站那樣方便快捷，消費(fèi)者就更想使用方便的傳統(tǒng)汽車，這就是新能源汽車的一大難題。

3.3.2 車身輕量化程度低

最近幾年，各大新能源汽車企業(yè)在輕量化材料的研發(fā)上付出不少努力，上海一汽集團(tuán)和比亞迪都加入了輕型材料的使用研究中，并得到一定的成果。“九五”這一期間，比亞迪對(duì)鋁合金材料的研究取得了突破性的進(jìn)展，研發(fā)了很多高性能的鋁材料，給汽車的輕量化技術(shù)做了一個(gè)里程碑的貢獻(xiàn)。2016年下半年，新能源汽車工程學(xué)會(huì)和多家單位一起組建了“新能源汽車輕量化技術(shù)的創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟”，要對(duì)汽車輕量化材料的應(yīng)用技術(shù)展開研究，提高新能源汽車輕量化材料的應(yīng)用水平。“聯(lián)盟”把以實(shí)現(xiàn)普通汽車減輕自重8%～10%作為目標(biāo)，在2015～2017年兩年的時(shí)間內(nèi)，完成了輕量化材料、先進(jìn)成型技術(shù)等多個(gè)專題的研究，對(duì)提升企業(yè)的節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)有著重要的意義。新能源汽車的車身輕量化大多為先進(jìn)品牌車型所用，普通新能源的車型的鋁含量較低，輕量化程度也普遍較低。

4 新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)的改進(jìn)策略

4.1 加強(qiáng)節(jié)能生產(chǎn)能耗控制

4.1.1 發(fā)展替代能源

影響新能源汽車企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)的主要因素之一就是發(fā)電能源結(jié)構(gòu)過于單一，正是因?yàn)樾履茉雌嚨陌l(fā)電是以煤電為主，如果只單純發(fā)展純電動(dòng)汽車的話，就會(huì)消耗巨大的電能，從而就會(huì)產(chǎn)生非常多的二氧化碳，這樣就失去了發(fā)展純電動(dòng)汽車實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的意義。但是有資料顯示，在其他條件都不變的情況下，如果單純的調(diào)整發(fā)電能源結(jié)構(gòu)，每一年的單輛新能源汽車的CO2排放量能降低接近20%，所以未來促進(jìn)新能源汽車節(jié)能減排，應(yīng)在降低煤電結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，應(yīng)該盡全力的發(fā)展新能源(例如太陽能、風(fēng)能、核能等)發(fā)電，以此提高新能源的發(fā)電效率，逐漸提升企業(yè)的節(jié)能技術(shù)來減少供電煤耗，從而實(shí)現(xiàn)降低能耗的下一個(gè)目標(biāo)。在改進(jìn)發(fā)電能源結(jié)構(gòu)和推進(jìn)新能源發(fā)電的時(shí)候，為了能實(shí)現(xiàn)減少能耗和節(jié)能的目標(biāo)，企業(yè)發(fā)電的過程時(shí)，要加大技術(shù)的創(chuàng)新，并且讓發(fā)電效率得到提高，實(shí)現(xiàn)企業(yè)節(jié)能生產(chǎn)的目標(biāo)。

4.1.2 提高電池再生材料的回收率

提高電池再生材料的回收率率采用可以采用濕法回收的方式，這一方式是首先把需要報(bào)廢的動(dòng)力電池做一個(gè)拆解破碎的過程操作，再把正負(fù)極片放在硫酸液里面做浸泡的處理，把外殼這種金屬材料及時(shí)的回收。在浸取的時(shí)候，要在在凈取的溶液中把正負(fù)極片里面的金屬離子加以溶解，再實(shí)施過濾和處理殘?jiān)牧鞒蹋瑥亩褂袃r(jià)金屬化合物溶解，接下來用溶液萃取的提取工藝，使凈取液中的金屬分離開來，并及時(shí)的獲取它們。這種方法雖然冶金較為困難，但它的回收效率還是很好的，得到的產(chǎn)品質(zhì)量也比較高，大部分動(dòng)力電池的回收企業(yè)都用濕法回收的方式來收集報(bào)廢的鎳氫電池。

4.2 改進(jìn)節(jié)能生產(chǎn)工藝

4.2.1 實(shí)施新型節(jié)能的電鍍工藝

(1)逐步的更換生產(chǎn)設(shè)備，增加生產(chǎn)自動(dòng)化的程度，改進(jìn)和優(yōu)化工藝參數(shù)，加強(qiáng)生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制，提高加工合格率。

(2)采用無毒、低害原料，比如使用三價(jià)絡(luò)電鍍代替六價(jià)絡(luò)電鍍，這樣既能夠保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能夠使電鍍廢水毒性降低。

(3)應(yīng)重視對(duì)傳統(tǒng)前處理工藝的改進(jìn)，保證酸洗操作、廢氣處理，防止消除酸液跑冒滴漏，及時(shí)更換酸洗液。

(4)采用節(jié)水的清洗技術(shù)，例如采用多級(jí)逆流漂洗代替單槽洗，合理均衡的分配水資源。

(5)要保證＂三廢＂的達(dá)標(biāo)處理，精確投藥，減少藥劑浪費(fèi)，安裝排污口監(jiān)測(cè)設(shè)備，保證排放達(dá)標(biāo)才可以。

4.2.2 采用高效節(jié)能的涂裝工藝

(1)采用水性化的環(huán)保型涂料。

(2)采用高效快捷的清洗技術(shù)，并用過濾、沉淀等方式回收再利用之前處理的磷化液。

(3)提高企業(yè)的管理，進(jìn)一步規(guī)范員工的操作，噴漆在噴漆室內(nèi)進(jìn)行，調(diào)漆室安裝廢氣凈化設(shè)施。

(4)加強(qiáng)設(shè)備的保養(yǎng)與維護(hù)，要定期更換易損易耗設(shè)施。

4.3 提高節(jié)能生產(chǎn)技術(shù)

4.3.1 完善基礎(chǔ)配套設(shè)施技術(shù)

現(xiàn)在阻礙新能源汽車發(fā)展的一塊絆腳石就是充電樁的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)不完善。目前新能源汽車的最主要的車型是公交車，那么充電樁所提供的服務(wù)均是面向公交領(lǐng)域的，所以可將公交車充電的充電樁實(shí)行對(duì)外開放，眾所周知公交站臺(tái)在城市里的分部范圍很廣，可以把它改造成既可以為公交車充電，又可以為私人汽車充換電的地方，公交車消費(fèi)的電量是由公交集團(tuán)統(tǒng)一支付的，那私人所消費(fèi)的電量可以由私人刷卡的支付方式消費(fèi)，這樣一來能避免土地的浪費(fèi)，緩解土地緊缺的問題，也能為公交車的充換電提供方便的服務(wù)。隨著新能源汽車數(shù)量的增加，僅靠公交站的建設(shè)是無法滿足以后更多消費(fèi)者的需求的，所以可以選擇在車輛停靠集中的區(qū)域進(jìn)行停車點(diǎn)的改造建設(shè)，例如小區(qū)和商場(chǎng)的停車場(chǎng)、

軌道交匯處的停車區(qū)域，把已經(jīng)建好的停車場(chǎng)再次進(jìn)行改造，在未建成的或者快要建成的停車場(chǎng)中，及時(shí)的把充電設(shè)施加入到建設(shè)規(guī)劃中去，讓充電費(fèi)和停車費(fèi)是有不同之處的，充電費(fèi)要使用刷卡的購(gòu)買方式。

4.3.2 降低質(zhì)量實(shí)現(xiàn)車身輕量化

材料、結(jié)構(gòu)和工藝是降低新能源車身質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)車身輕量化的主要途徑，要優(yōu)化新能源汽車的車身生產(chǎn)結(jié)構(gòu)，用高強(qiáng)度輕質(zhì)材料進(jìn)行生產(chǎn)制造，把先進(jìn)的輕量化連接技術(shù)運(yùn)用到制造過程中去。車身結(jié)構(gòu)的輕量化是最容易實(shí)施，同時(shí)也是成本最低的一種生產(chǎn)技術(shù)。不只包含是車身，就連底盤零件的設(shè)計(jì)都能用到結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)這個(gè)技術(shù)，新能源汽車輕量化最核心的技術(shù)手段是輕量化材料的應(yīng)用。車身材料的發(fā)展逐漸走向材料復(fù)合化、高性能化和多功能化，復(fù)合材料和輕質(zhì)合金材料相比的話。各種研究報(bào)告表明，復(fù)合材料的零部件可達(dá)到85%的減重；據(jù)研究報(bào)告稱，因?yàn)閺?fù)合材料可設(shè)計(jì)集成的特點(diǎn)，復(fù)合材料能把零部件種類減為原來的7%；材料容易回收，可多次重復(fù)利用，車身輕量化未來的發(fā)展方向可以朝著車用復(fù)合材料拓展，復(fù)合材料車身的出現(xiàn)也凸顯了復(fù)合材料在將來新能源汽車生產(chǎn)中的巨大潛力。