張永安
(忻州市高級技工學校,山西 忻州 034000)
汽車工業已成為世界主要工業化國家的支柱產業,是一個國家現代化水平的重要標志之一[1]。隨著汽車產量和擁有量的不斷增加,以石油產品為動力的汽車排放的廢氣已成為影響地球氣候和城市的主要環境污染源。此外,能源短缺的問題變得越來越嚴重。能源和環境問題已經成為傳統汽車發展的最大障礙。尋找和開發新型的汽車清潔能源是汽車研究領域的一個熱點問題。隨著汽車燃油經濟性要求的不斷提高和環保理念的不斷強化,未來汽車的發展將朝著清潔、高效的方向發展,基于傳統化石燃料的汽車動力系統將逐步向混合動力過渡。新能源汽車作為一種低排放、能源利用多樣化的環保節能汽車,呈現出加速發展的趨勢,對促進高新技術、新興產業和經濟發展將產生深遠影響。新能源汽車對穩定能源供應、發展低碳交通、保持汽車產業可持續發展具有重要意義。
新能源汽車作為戰略性新興產業,促進其快速增長,加強其技術創新,形成具有國際競爭力的汽車企業和供應商。在過去的十年中,1996年至2018年,擁有汽車的個人數量增長了21.8倍[2]。國內新能源汽車的快速發展已經成為中國汽車行業乃至制造業趕超國際汽車企業的重要機遇。因此,能源部門(尤其是新能源汽車)是全球經濟中最重要的產業之一。然而,創新效率是工業或企業現代化投資的良好指標。創新效率的提高等于最小化創新資源的投入或最大化創新成果的產出。在過去幾年快速發展的新能源汽車產業中,技術創新效率是怎樣的,創新效率的影響因素有哪些。探索這些問題,可以有效推動汽車企業和政府在未來做出最佳投資選擇,支持中國新能源汽車產業繼續高效發展,增強競爭力。
為了彌補現有研究的不足,新能源汽車作為一個新興產業,具有很強的代表性;因此,選擇新能源汽車企業作為研究對象,應該豐富和拓展企業工程技術的研究。通過實證分析,分析影響新能源汽車工業效率的低效因素,突出政府的調控作用,為新能源汽車可持續發展提供參考和建議。
與傳統的燃料汽車相比,新能源汽車是一種新型汽車。燃料電池汽車與傳統汽車的區別在于其動力系統。燃料電池汽車的動力學條件復雜,系統的動態響應速度慢。在啟動、加速或爬升條件下,燃料電池的輸出特性不能完全滿足車輛的行駛要求。因此,在燃料電池汽車的實際應用中,經常使用燃料電池混合動力汽車的設計方法。引入輔助能源裝置,將動力電子裝置與燃料電池連接,提供峰值功率,補充燃料電池在車輛加速或爬升時的輸出功率。燃料電池電動汽車的外觀和內部空間與普通汽車幾乎相同。它們之間的主要區別在于電力系統[3]?;旌蟿恿﹄妱悠嚨膭恿Σ粌H僅來自一個方面,而是將電機與傳統燃油發動機相結合,實現了一種新的平衡,完成同樣的里程消耗更少的能量,污染物的排放遠低于傳統燃油汽車。
新能源汽車主要包括純電動汽車、插電式混合動力汽車和燃料電池乘用車。由于燃料電池乘用車只排放水,無污染物排放,加氫時間長,行駛里程長,能源轉換效率高,被認為是新能源汽車最有前途的發展方向之一。燃料電池電動汽車由于具有效率高、污染少、噪音低、余熱可重復利用、燃料補給快、燃料容易獲取、長期可靠等優點,在汽車應用領域具有巨大的潛力,成為當今世界的研究熱點。燃料電池汽車仍然面臨著許多技術問題,從成本上來說,商業化還有很長的路要走。然而,燃料電池汽車具有無與倫比的良好性能,代表了電動汽車的發展方向[4]。
類似于其他許多新興產業的發展,新能源汽車市場仍處于初期階段必須解決很多問題:如高初始生產投資、電池成本高、缺乏充電設施、電池壽命短、電池安全、技術缺陷、處置廢物、客戶偏好和外部成本。特別是在中國,新能源汽車市場也面臨著許多問題,如本地保護、有限的停車和安裝本地充電設施。首先,雖然中國的新能源汽車行業在過去的幾年里繁榮程度很高,但該行業仍然依賴于政府的支持。一方面,消費者的購買價格受到政府數萬元的補貼,彌補了電動汽車相對于燃油汽車的價格劣勢。另一方面,產業鏈上的企業入駐園區,享受了大量的政府土地和稅收補貼。然而,2019年新能源汽車銷售增速總體呈下降趨勢[5]。補貼將在未來兩年內減少并取消,消費者可能因價格補貼減少而不再購買新能源汽車。目前工業技術發展中存在的瓶頸,如動力電池的高能量密度、安全性等,尚未得到平衡和解決。最后,隨著新能源汽車全球化的興起,海外汽車廠商將新能源汽車作為未來的發展方向。這些制造商將在未來幾年推出新的車型,為消費者提供更多的選擇,這對國內企業是一個巨大的挑戰。
在創新效率的度量方面,學者們經常使用單次投入與單次產出的比值作為效率指標。然而,這一比率沒有考慮到多種投入,不能識別效率低下的原因。因此,采用了更合適的方法,學者們試圖將前沿分析應用于解決類似問題。有研究表明,當生產函數設置合理時,隨機前沿法方法比數據包絡分析方法更有效。新能源汽車作為高新技術企業,運用隨機前沿法方法測算了我國新能源汽車企業的工業增加值,分析了影響新能源汽車企業工業增加值的因素。此外,大多數工業工程研究是在宏觀層面進行的,重點是行業或地理區域,很少有文章從微觀層面探討企業創新效率。此外,學者們通常使用徑向數據包絡分析方法來衡量兩階段創新效率,這并不能解釋每項投入和產出的非徑向松弛所導致的效率低下。因此,本文的目的是應用國家經濟指標來衡量新能源汽車企業的企業經濟效益[6]。
環境支持應被視為一個投入因素,而不是外生的干擾。研發資本存量反映了公司在創新方面的投資能力,且具有累積性。環境支持投入:本文根據新能源汽車的特點,從基礎設施投入和技術知識支持環境兩個方面對工業工程的環境支持投入進行了測算。用合作高校數量、科研機構數量來反映技術和知識支持環境。
將新能源汽車企業創新效率的低效率因素分為外部因素和內部因素。外部因素主要是指國家政策和外部經濟環境。通常情況下,新能源汽車公司創新效率的改善,內部因素包括財務因素和管理因素。操作能力。發現營運能力對環境上市公司技術創新具有顯著的正向影響。本文選用資產周轉率來表示經營能力,這個指標是營業收入與平均總資產的比率。償付能力。對于企業能否將壓力轉化為推動創新效率改進的動力,學者們還沒有形成統一的看法。管理激勵機制。管理層人均薪酬對創新效率有顯著的負向影響。本文選擇管理層人均薪酬作為反映管理層激勵的代理指標。人在企業中發揮著不可替代的重要作用。政府支持。與傳統產業相比,新能源汽車產業可以獲得政府更多的支持,特別是在研發活動方面的資金支持,這將有助于創新效率的推廣。政府支持可以促進化工行業的技術創新。政府的支持主要是補貼的形式,通常包括貸款利息支付、退稅和出口鼓勵。
設備影響因素中電池作為新能源汽車的動力來源,是目前我國面臨的主要技術瓶頸。新能源汽車動力電池主要包括鉛酸電池、鋰電池和氫燃料電池。能量密度是其核心技術指標。鉛酸電池發展緩慢。我國鉛酸電池的比能已由早期的20 Wh/kg提高到40 Wh/kg,而膠體電池、線圈式鉛酸電池、鉛碳超級電池等突破性技術均在國外開發。此外,鉛酸電池對環境的污染明顯,在新能源汽車領域的商業化案例較少。鋰電池技術還沒有實質性突破。鋰電池主要包括三元鋰電池、LiFePO4電池、LiMn2O4電池和固態電池。正負極材料對其質能密度的影響最大。國內科研人員采用高溫固相還原、噴霧干燥結合低溫微波水熱法、機械研磨流體混合法、溶膠-凝膠法、富氧燒結處理等方法制備了高放電比容量電極材料。為高能量密度電池的發展做出了貢獻。然而,美國、韓國和德國等國家擁有鋰電池產業的大部分專利。中國的大部分研究都是基于現有技術,沒有實質性突破。燃料電池的關鍵材料技術陷入困境。日本、韓國等發達國家掌握燃料電池質子交換膜、催化劑、氣體擴散層等關鍵材料技術。雖然我國燃料電池對鉑碳、鉑合金化、核殼、非貴金屬等催化劑進行了深入研究,但產品不具備市場競爭力。我國的氣體擴散層供應一直處于壟斷狀態。其核心碳纖維技術由日本東麗公司掌握,短期內難以實現優質碳纖維原料和關鍵設備的批量生產。
新能源汽車是我國汽車工業未來發展的一個重要趨勢。我國在新能源汽車的研發上投入了大量的人力物力,并取得了巨大的成就,其中一些成果已經在投入生產的新能源汽車中得到了體現,但仍有一些核心問題沒有得到解決,影響新能源汽車的進一步發展。加強新能源汽車的推廣,有利于緩解中國的能源危機,保護中國的生態環境,促進中國汽車工業的健康可持續發展。