浅析能源政策下的美国汽车工业
美国的汽车工业发展与美国政府的能源政策密切相关,克林顿的PNGV计划掀起电动汽车的热潮,布什的自由燃料计划导致三大汽车巨头转向氢燃料汽车,奥巴马重新推行务实主义,引导美国汽车工业将重心转向混合动力和乙醇燃料技术,并努力提高燃料效率。
能源,政策,汽车
1、前言
美国汽车工业的发展可以追溯到19世纪末,而1908年9月下线的福特T型汽车为汽车制造开创了新纪元,因为它是世界第一款流水线装配的汽车。流水线装配实现了大批量标准化生产,在提高质量的同时大大降低了制造成本,促进了汽车的大规模普及。1916年美国汽车销量首度突破100万辆,1920年超越200万辆。在美国经济大萧条前夕的1929年,美国汽车销量冲破500万辆。
2、二战后的黄金时代
二战后的美国经济增长出现了一个“黄金时代”,国民生产总值从1961年的5233亿美元上升到1971年的10634亿美元,1965-1970年间工业生产更以18%的速度增长。1965年美国汽车销量突破1000万辆,1970年83%的家庭都拥有一辆以上汽车。
在经济蓬勃发展的大背景下,美国汽车制造商开始追求更加舒适和更强动力的汽车。这段时期,自动变速器、液压助力转向和助力制动装置开始引入到汽车工业中,大大提升了驾驶的安全性和乘坐的舒适性。同时,汽车装配的发动机功率越来越大,汽车的最高车速不断刷新。1965年下线的福特GT350型野马小型跑车,配备排量4.7L的V8发动机,极速达到220km/h。
3、石油禁运时期
1973年第4次中东战争爆发后,阿拉伯石油输出国组织召开会议,决定对以军事经济援助以色列以及同情以色列的国家,进行石油禁运。前后不过1年,西方市场的石油价格增加了4倍,严重打击了美国的汽车工业。在石油禁运期间,克莱斯勒汽车公司的汽车销量下降了、35%以上,被迫关闭了4个海外基地。通用汽车公司也由于产品库存不断增加,临时关闭了22个装配工厂中的13个,4个冲压工厂中的3个。
由于石油禁运,小汽车的生产也出现了巨大变化。在底特律,狂涨的汽油让人们无法承受。为了减少燃油消耗,美国汽车制造商不再生产那些装配大排量大功率发动机的小汽车了。
日本制造的汽车由于具有美国汽车无法比拟的燃油经济性而越来越畅销,美国汽车工业陷入无奈的境地。从20世纪70年代开始,日本汽车大举打入美国市场,势如破竹,给美国汽车工业造成了巨大冲击,美国保持了多年汽车第一大生产国地位,也一度被日本人强占。美国三大汽车巨头陷入了长期的衰退状态,1980年通用汽车公司出现60年代以来首次亏损(亏损额高达76亿美元),福特汽车公司在1980-1982年3年间亏损达到33亿美元,克莱斯勒公司在1978年出现亏损,1980年濒于破产。
美国国会通过提起反倾销法案强制日本人“自愿”限制汽车出口数量,对美国的汽车工业进行贸易保护。贸易摩擦和贸易保护导致包括丰田、本田、日产、三菱和富士在内的日本汽车公司纷纷进入美国直接建厂。1980年日产在美国建设汽车制造公司,1982年本田开始在美国设厂生产“雅阁”轿车,1984年丰田公司进入美国与通用公司合资组建了NUMMI(新联合汽车制造公司),1996年进一步在美国建立了丰田北美汽车制造公司。
为了达到新的CAFE标准和应对日本汽车咄咄逼人的攻势,美国汽车工业被迫改进发动机技术,提高燃油效率,实施汽车的轻量化设计以降低自重,并开始追求流线型设计,降低汽车的风阻系数。同时,美国汽车工业不断推出新型汽车,客货两用的小型厢式车(minivan)和集代步、载货和越野功能于一身的多功能车(SUV)先后面市,赢得了美国家庭的喜爱。
在石油危机结束后,美国汽车工业随即丧失了进一步提高汽车燃油效率的动力,在此后30多年内,一直维持1975年的CAFE标准没有变化。1990年,来自美国内华达州的民主党参议员理查德•布莱恩提出在10年内将CAFE标准提高40%的议案。美国汽车行业坚决反对这一提案,扬言为提高燃油效率而进行的车身轻量化设计将大大降低汽车的安全性能,最后该项提案没能在美国国会通过。布莱恩的提案被否决后,美国国会随后虽在1995、2000、2001、2003和,2005年数次试图提高CAFE标准,但均因汽车行业的反对而失败。
4、克林顿的PNGV计划
克林顿政府上台不久,于1993年9月发起了新一代汽车伙伴计划(PNGV),制订了1994-2004年的10年开发计划,计划将汽车的燃油效率提高3倍,开发出80mpg(约3L/100km)的低油耗汽车。1994年加利福尼亚州制定的低污染汽车排放法规,将轻型车分为过渡低排放车(TLEV)、低排放车(LEV)、超低排放车(ULEV)和零排放车(ZEV),并且规定从1998年起销售到加州的轻型车应有2%为无污染排放(零排放),2001年为5%,2003年达到10%。
为了达到克林顿倡导的燃油效率和加利福尼亚州严格的排放法规,美国汽车工业开始投身汽车新技术的探索,而电动汽车由于能够摆脱对石油的依赖并达到零排放要求,开始受到美国汽车巨头们的青睐。早在1991年,美国通用、福特和克莱斯勒公司共同协议,成立了“先进电池联合体”(USABC),共同研究开发新一代电动汽车所需要的高能电池,并且与美国能源部签订协议,在1991-1995年间投资2.26亿美元来资助电动汽车用高能电池的研究。
1996年12月通用公司推出EVI电动汽车,车身结构采用玻璃纤维制成,采用32块铅酸电池,最高时速达到128km/h,一次充电可以行驶144km。1999年克莱斯勒汽车公司首次推出EPIC电动厢式旅行车,采用先进的镍金属氢化电池,具备快速充电技术,其异步电机驱动系统最大功率74.5kW。2000年福特开发的Prodigy复合电动家庭概念车在北美国际车展中首次亮相,燃料的经济性达到百公里3.3L,动力系统采用1.2L四缸柴油发动机和镍金属复合电池。
由于蓄电池技术迟迟没有获得关键性突破,纯电动汽车一次充电后的续驶里程短,充电时间长,电池制造成本高昂,在技术上也难以解决处理废旧电池二次污染、回收困难的问题,因而商业化进展缓慢。
5、小布什的氢时代
2001年小布什执政后不久,在同年5月17日出台了《国家能源政策》,大胆提出了发展氢能、在未来彻底摆脱对进口能源依赖的构想。2002年1月美国能源部宣布,根据小布什总统的国家能源政策,降低美国对进口石油依赖性,决定启动自由车(Freedomcar)项目,项目重点是发展氢燃料电池电动车,摆脱对石油的依靠,消除污染气体的排放,让美国人民可自由选择各种汽车和自由获得价格适宜和方便的燃料。2003年1月,小布什提出“自由燃料”(keedomfuel)计划,在5年内投入12亿美元的研究基金来加速美国氢燃料汽车的开发,为发展氢经济提供政策支撑。
美国三大汽车巨头响应了小布什总统的“自由燃料”计划,宣布退出纯电动汽车的研发,选择了全力发展燃料电池汽车的路线,企图用高起点、高投入占领氢燃料汽车的制高点。2000年春季,通用公司在欧宝赛飞利轿车基础上研制了世界上第一辆氢燃料汽车“氢动1号”,百公里加速时间为16s左右,最大时速为140km。2001年克莱斯勒公司推出了Natrium氢燃料厢式旅行车,最大行程500km,百公里加速时间16s,最高时速130km。
然而,氢燃料汽车的发展道路并不像小布什规划的蓝图那样顺利,各神制约因素使得氢燃料汽车的商业化迟迟无法实现。2004年3月美国物理学会批评了布什的氢动力计划,认为2020年前氢燃料无法实现商业化,同时氢燃料的价格高于汽油的4倍,而且还没有找到合适的氢燃料汽缸的材料。2003年通用汽车公司曾雄心勃勃的宣布,其目标是2010年之后成为第一家售出100万辆氢燃料汽车的公司。但是直到2010年末,全世界只有100多辆氢燃料汽车在作示范性运行,通用公司数百亿美元的投入回报无望。
2006年布什不得不面对惨淡的现实,开始将政策重心转移到汽车节能技术和可行性更高的燃料乙醇技术。
2007年1月,布什发表了年度国情咨文,呼吁执行更严格的CAFE标准。布什还提出议案建议,轿车从2009年、轻卡从2011年开始,燃油经济性每年提高4%。2007年12月19日,布什总统签署了《能源独立与安全法》。该法将美国2020年的燃油经济性标准提高了40%,即从目前平均每加仑汽油行驶25英里的水平提高至35英里。按照新的燃油经济性标准,美国原油日需求量到2020年有望减少120万桶,这相当于目前美国从中东地区石油进口量的一半左右。2007年12月,美国国会通过新的公司平均燃油经济性(CAFE)标准,要求2020年所有的销售新车必须达到35英里/加仑的节能效能,比原标准提高40%。同时国会通过采用占用面积(footprint)来制定轿车和小货车油耗的标准,将以汽车停止状态的面积来核定允许的燃油消耗量。
“能源独立与安全法”还大力推动燃料乙醇的发展,规定到2022年前,要求美国汽车中加入360亿加仑的生物质燃料,主要是乙醇。同时大力发展纤维质乙醇,粮食乙醇不超过150亿加仑,纤维质乙醇要达到160亿加仑。美国环保署2010年10月宣布,同意将美国汽油中的乙醇含量上限由目前的10%提高到15%,只推荐2007年以后生产的汽车使用。
从20世纪90年代起,美国汽车工业在国家能源政策的指引下,企图高起点、高投入地抢占电动汽车和氢燃料汽车的技术制高点。在传统汽车方面,发动机技术和燃料效率渐渐落后于欧洲和日本的同行,导致在传统汽车市场上逐渐衰弱,国内销量也年年下降,市场份额日益缩水,渐渐被日本企业赶上(表1)。纯电动汽车和氢燃料汽车由于技术、成本和基础设施等方面的诸多制约迟迟不能实现商业化,美国三大汽车巨头的巨额投资无法获得回报,资金逐渐枯竭。
2008年美国金融危机爆发,美国汽车市场开始大幅度下滑,全年销量由2000年的顶峰1781万辆猛降到2009年的1060万辆(表2),美国三大汽车巨头的危机全面爆发。2009年4月底克莱斯勒汽车公司正式申请破产保护,美国政府提供150亿美元融资协助其渡过难关。2009年6月百年通用公司加入申请破产保护的行列,在美国政府提供301亿美元破产融资帮助下进行破产重组。2009年福特与美国汽车工人联盟(UAW)达成协议,降低劳动成本以维持运营。同时,福特贯彻“一个福特”战略,集中力量建设福特品牌,对集团进行瘦身,将旗下路虎、捷豹出售给印度的塔塔集团,将旗下的沃尔沃出售给中国的吉利集团。
作为鲜明的对比,欧洲汽车企业专注于传统汽车燃料效率的提高,通过小型高效发动机、清洁柴油技术、轻量化车身、双离合变速器等适用技术的研发,使他们的产品在小型化、低能耗方面,迎合了节能减排的主流时尚,在金融海啸中占据了市场的主动权。日本汽车企业还在混合动力汽车的市场化方面取得了举世瞩目的成功,2010年9月丰田Prius混合动力轿车全球累计销量超过200万辆。
6、奥巴马的新能源时代
奥巴马入主白宫后,大力提倡发展新能源,同时本着务实的态度,建议将投资重点放在能够快速起效的项目上。2009年5月奥巴马宣布大幅削减用于氢燃料汽车研究的联邦预算,取消了前任总统小布什在2003年国情咨文中总计12亿美元的氢燃料汽车项目提议,并将投资于燃料电池和氢能技术的1.69亿美元年度预算削减至40%,仅保留6820万美元。
2009年2月奥巴马签署《美国复兴和再投资法案》,通过高达7870亿美元的政府投资来振兴美国经济。奥巴马高度重视发展清洁能源和低碳技术,计划在2030年前将石油消费降低35%。法案提出10年内投入1500亿美元开发下一代生物燃料技术及插电式混合动力汽车;加快发展纤维质乙醇,在2013年前向市场投放20亿加仑纤维质乙醇燃料;推进风能、太阳能、地热等可再生能源的利用,2010年10%的电力要来自可再生能源,2025年提高到35%;设立清洁技术发展风险投资基金,未来5年每年投资100亿美元推动新技术从实验室走向商业化应用;通过对本土汽车厂提供贷款担保等方式,鼓励生产节能汽车,使汽车的平均燃油经济性指标每年提高4%;推行“碳限排—交易”体系,对限排额度实行100%拍卖,并从每年的拍卖收益中拿出150亿美元开发替代能源。
2009年6月奥巴马政府通过了美国清洁能源与安全法案(ACESA),计划通过减少对国外石油依存度来提升美国的国家安全,通过减少温室气体排放来减缓全球变暖的倾向。法案计划对新清洁能源技术和能源效率技术投资1900亿美元,其中包括能源效率和可再生能源(900亿美元),碳捕捉和封存技术(600亿美元),电动汽车和其他先进技术的机动车(200亿美元)以及基础性的科学研发(200亿美元)。法案包含以总量限额交易为基础的减少全球变暖计划,对美国大型温室气体排放源(约占美国温室气体排放总量的85%)设置了具有法律约束力且逐年下降的总量限额,要求2020年减少相当于2005年排放水平17%的温室气体排放,到2050年减少相当于2005年排放水平83%的温室气体排放。
为降低燃油消耗并减少温室气体的排放,奥巴马2009年5月提议到2016年美国车辆燃油经济性平均水平达到35.5英里/加仑(约6.67L/100km),比联邦法律之前的规定提前了4年(其中轿车燃油经济性标准可能高达42英里/加仑,而其他包括皮卡、SUV和MPV在内的轻型车燃油标准也将达到26英里/加仑以上)。2010年4月奥巴马政府公布新的公司平均燃油经济性(CAFE)标准,正式规定到2016年美国销售的轻型车平均燃油经济性指标必须达到35.5英里/加仑。
7、总结
尽管美国的汽车工业跟随美国经济实力的发展节节攀升,但是由于长期不重视燃油效率,在日本和欧洲的同行面前逐渐丧失了竞争优势。在克林顿的PNGV计划和布什的自由燃料计划的指引下,试图利用高额投资快速突破技术难关,抢占技术制高点。然而,高额的投资并没有换来纯电动汽车和氢燃料汽车的大规模商业化,美国汽车工业在2008年金融危机中一度全面破产。奥巴马入主白宫后重新推行务实主义,放弃氢燃料方面的投入,将投资重心转向相对成熟的混合动力和乙醇燃料技术,并大力倡导提高燃料效率,努力引导美国汽车工业再度振兴。