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全球汽车工业的技术和社会经济问题
Ashish Bharadwaj
收稿日期：2015年2月17日/已接受：2015年7月29日/在线发布：2015年8月4日
copy;springer国际出版股份公司2015
摘要：对于几个经济体而言，汽车行业一直是经济增长的推动力。行业的技术创新、更严格的法律法规、消费者不断转变的偏好，都促使汽车行业持续发展。近年来，在气候变化和人类健康问题日益严重的情况下，该行业正在投入巨资，以应对排放和燃油效率的双重挑战。由于公共交通系统相对低效，排放标准不够严格以及清洁汽车技术的应用缓慢，发展中国家的问题更加严重。在此背景下，本文概述了全球汽车行业面临的挑战以及技术创新的力量，帮助行业适应其中的一些变化。该文章还阐述了在面对严格的环境法规时汽车行业实施的一些最新技术。
关键词:排放 汽车工业 监管 燃料消耗 发展中国家
1 介绍
对于一些发达经济体而言，汽车工业一直是经济增长的推动力，对国内生产总值和财政收入做出了重大贡献。过去十年见证了ICT行业的一次重大飞跃，手机和平板电脑的技术创新彻底改变了通信和计算领域。随着巨额投资进入汽车行业，投资的重点越来越转向低排放、高燃油效率的汽车。
与几乎所有拥有庞大制造基地的其他行业相比，汽车行业的资本-劳动力比率相对较高。除了资本密集外，它还将大量产品出口到国外，使其部分依赖外部市场条件。汽车产量越来越多地转移到中国，印度和巴西等新兴市场。金融危机可能会加剧这种有利于新兴经济体的转变。金砖国家集团的五个成员国（巴西，俄罗斯，印度，中国和南非）主要贡献了2008-09全球金融危机后世界GDP总值的增长（尽管幅度不大）。
根据国际货币基金组织编制的2013年世界经济展望数据库，2012年金砖五国等新兴经济体占世界GDP（按购买力平价）的比例略高于27％，自2006年以来跃升6个百分点[1]。此外，金砖国家自2009年底以来约占全球增长的55％。相比之下，发达经济体（包括23个高收入国家）仅为该增长贡献了20％。随着中产阶级在中国，印度和巴西的扩张，汽车正在成为繁荣的新象征。2009年，中国超过美国成为全球最大的汽车生产国。但是，这种显着的增长伴随着严峻的挑战，从健康危害和交通拥堵再到燃料价格波动和全球变暖。
中型和重型商用车（MHCV）部门的表现通常被视为总体经济增长的粗略指标，在发展中国家更是如此，铁路经常发现难以跟上货物和乘客运输需求的增长。乘用车的销售则通常由燃料价格和利率等金融因素驱动。尽管乘用车进口成本高昂，收入水平提高，基础设施改善以及中产阶级不断扩大，但由于需求方面的因素，例如对奢侈品或高端汽车的巨大需求，乘用车部门在门槛经济中具有巨大潜力。汽车行业供应方面的因素包括雇用劳动力成本相对较低，建立工厂的成本较低以及运行低成本装配线，这不仅适用于国内市场，也适用于出口到发达市场。
目前，即使这些新兴经济体的实际收入相对较小，购买和运营汽车的平均成本也远高于工业化经济体。根据国际货币基金组织经济学人智库分析的数据，上海，圣保罗和新德里的居民拥有汽车的平均成本超过了伦敦，柏林，东京和纽约。1然而，汽车制造商纷纷涌向新兴市场，试图利用不断增长的需求来平衡在本国制造车辆的税收成本增加。最近有报道称，德国汽车巨头戴姆勒计划在巴西新建一座装配厂，从2015年开始推出新的C级车。2其他德国制造商，如宝马和奥迪，也宣布计划在明年设立或扩建工厂，以获得巴西原本归属菲亚特，大众，通用和福特的市场份额。同样，在印度，戴姆勒在浦那的现有工厂投入了更多资金，为了更少的进口关税，戴姆勒从2013年开始在该工厂组装新的E级汽车。中小型辅助工业单位随同大厂商一起搬迁到新的市场和地区来贡献增值，就业发电技术在东道国的经济中扩散。几十年来，美国，德国和日本一直是汽车工程和销售的技术先驱。然而最近，2000年至2007年间，美国和日本在全球汽车产量中的份额从40％降至30％，而非经合组织国家的汽车市场份额从十分之一增加到五分之一[2]。
不同地区不断增长的需求导致了大多数汽车制造商的生产规模增加。其结果之一是汽车行业合并和收购的数量增加，以及行业中的合作以利用规模经济和范围经济程度增加。过去十年的金融危机给全球运输业带来了巨大压力，因为汽车销售量下降，信贷渠道更加紧密，各国连续几个时期的投入成本变得更高。根据欧洲汽车制造商协会（ACEA）的数据，2012年欧盟对新车的需求是自1990年以来的历史最低点[3]。除英国外，所有主要的欧洲市场均出现负增长数据，西班牙，法国和意大利等受经济影响最严重的经济体的销售额尤其疲软。3随着20世纪上半叶汽车工业的到来，美国底特律市的经济在2013年7月许多汽车公司申请破产后出现了显着的负增长。四年前，通用汽车公司申请了破产，这是美国公司历史上最大的破产案之一。这导致了一系列刺激计划和企业重组，给全球经济带来了额外的财务压力。
因此，目前陷入困境的全球汽车制造商似乎指望持续销售激增的亚洲经济体汽车市场以及目前处于复苏模式的美国汽车市场。为了保持其在低排放发动机技术方面的竞争优势，欧洲一再向汽车制造商发出信号，表明他们必须在2025年之前达到燃油效率和排放的目标。欧洲议会环境委员会确认建议的限制为95克二氧化碳/公里，这意味着平均车辆在100公里的行驶里程范围内需要大约4升燃油。此外，到2025年，决定将排放量降至68-78克二氧化碳/公里，对应燃油大约为100公里/3升。
本文的其余部分按以下方式构建。第一部分将介绍该行业目前面临的与环境和健康相关的挑战，还强调了中国和印度等发展中国家的近期发展。第二部分介绍汽车行业的环境规制。第三部分强调与汽车行业相关的环境法规，最后，第四部分详细探讨了在减少排放和节省燃料的汽车技术方面的技术创新。
2 环境与健康挑战
在2012年6月关于绿色经济和可持续发展的里约峰会召开五个月后，各国达成了延长“京都议定书”的协议。该议定书最初于1997年签署，对发达国家施加约束性限制以减少排放，该议定书将于2012年到期。这一具有里程碑意义的协议有两个截止日期:2015年制定扩展“京都议定书”并于2020年实施。不幸的是，在2012年之前，全球的温室气体排放量无法得到遏制。2008年至2009年的全球经济衰退期间，排放量在最初下降后再次上升。2012年的温室气体排放量比2000年的水平高出20％。从绝对意义上说，相当于多了50千兆吨的碳当量[4]。尽管运输燃料（至少在大多数工业化经济体中）的税收超过电力或供暖燃料的税率，但运输部门已占全球石油供应量的50％以上，道路运输占其中75％的份额。
减少对能源的需求和抑制车辆排放已成为全球的主要挑战。因此，提高燃油效率和减少排放对于应对这些挑战至关重要。车辆排放量的增加，使得在大城市里汽车已经成为空气污染的主要因素。显而易见。由于公共交通系统效率低下，排放标准松懈以及清洁汽车技术发展缓慢，发展中国家的汽车排放问题更加严重。据报道，北京的空气质量是全球所有超大城市中最差的之一。根据全球疾病负担研究（2010年），2010年中国室外空气污染造成120万人过早死亡，约占全球过早死亡人数的40％[5]。该研究还发现，车辆排放的环境颗粒物（PM）是造成中国人口死亡的第四大风险因素。根据同一项研究，空气污染在全球人口死亡风险因素列表中排名第七。由此产生的警钟再次提醒，需努力以制定更严格的环境标准，专注于更清洁的运输技术，并重振启动中国电动汽车产业。另一个发展中国家的例子是印度，由于室外空气污染水平相似，2010年印度有620,000人过早死亡。尽管中国政府对发动机排量较大的汽车征收较高的税，但中国消费者的偏好逐渐从燃料消耗小的中型紧凑型轿车和轿车转向燃料消耗大的运动型多用途车（SUV）和掀背车。这不仅提升了中国的进口成本和空气污染程度，也促使政府监管机构采取更严格的规定。但也正如预期的那样，汽车公司正在做出回应，承诺开设新的装配厂和发动机工厂，以满足在如此庞大的汽车市场中不断增长的本地需求。
使用生物燃料是另一个有争议的领域。这是因为对于需要与汽油混合以提高燃料辛烷值的乙醇（玉米衍生物）的确切比例缺乏明确性。美国的玉米农民一直在努力推动乙醇（用汽油稀释）作为燃料使用。动力总成开发商和燃料蒸馏器工程师则声称这可能会损坏汽车发动机。因此，制造商继续关注并投资于提高传统汽车技术-内燃（IC）发动机的效率。例如，在性能方面，涡轮增压和直接燃油喷射方面的创新使汽油动力发动机成为混合动力和电动变速器的强有力竞争者。引领绿色运动和环境立法无疑正在推动汽车行业变得更加环保。欧盟的生物燃料政策确定了欧洲国家到2020年从生物燃料中获取10％的运输燃料的目标，这是一个不同的挑战。据称，政府为生物燃料部署激励计划以帮助实现这一严格目标，然而这将导致粮食作物种植面积不足，从而威胁到欧盟部分地区的食物权。
3 汽车工业的环境规制
行业的技术创新、更严格的法律法规、消费者不断转变的偏好，都促使汽车行业持续发展。一些国家制定了解决运输问题的政策，包括加强排放标准和燃油效率标准。燃油经济性计划和排放目标（强制性或自愿性）是解决石油需求和车辆排放的最具成本效益的工具之一[6]。过去30年来车辆产生的污染物排放量的减少表明了针对公路运输部门制定的环境法规的有效性。这些法规直接或间接地指导了环境友好型技术（减少排放和节省燃料）和新型非常规技术的发展，特别是在客车和商用车领域。
汽车行业是全球经济增长最快的行业之一，其面临着巨大的环境挑战的一个方面是，公路运输部门占全球化石燃料碳排放量的近25％，约占世界石油消费量的50％，其排放量增长速度超过1990年以来的全球总排放量增长速度[7]。昂格尔等人[8]预测到2020年，该行业可能会对气候变化产生特别大的影响。发展中国家对石油和汽车的需求不断增长将继续推动该行业在未来十年的增长，使得学者对于汽车行业对气候环境变化的担忧加剧4。从各国汽车行业的扩张中可以看出，新兴经济体（特别是中国，巴西和印度）经历了巨大的经济增长，这增加了该国道路上的车辆数量。从1999年到2009年，金砖四国的全球乘用车产量份额从7.9%增加到33.3%[11]。另一方面，截至2007年，超过80％的环保汽车技术在美国，日本和德国开发[12]，到2010年，经合组织国家的CO2排放量的仅占全球CO2排放量的30％[13]。
这突出了当今世界的技术和应用环境不平衡的现状以及有关排放技术发展政策的关键作用。5这些事实和趋势提醒了政府注意环境政策对减少排放和石油消耗的相关性，这是现在和未来可持续发展的必要条件。发达国家和发展中国家之间用于运输的汽油燃料消费量存在差异。巴西和中国等发展中国家的汽油消费量正在上升，而发达国家的的汽油消费量在下降，其原因可能是由于清洁燃料的发展或经济发展放缓。
Jaffe等学者在2005年的研究中认为，市场失灵（与环境污染，新技术的创新和传播有关）为促进减排以及开发和采用环境有益技术的环境政策提供了强有力的理由[14]。他们认为，环境政策薄弱或根本不存在导致了对环境友好型技术的开发和推广欠缺投资。除这部分原因外，经济扩张和流动性增加导致所有国家的燃料消耗增加。尽管如此，美国，日本和欧洲是实施严格并且有效的环境法规的领导者。他们为采用欧洲或美国的监管和技术路径的其他国家指明了方向。过去十年见证了这些国家提出和采用的一系列法规，其中许多法规都使得国内汽车排放水平大幅下降，燃油经济性标准提高。印度，中国和巴西很晚才进入国际排放监管阶段，但此后与发达国家间的差距被迅速拉大。
4 汽车工业的技术创新
2009年在波恩举行的UNFCCC会议带来了清洁技术对汽车排放方面的作用这一话题。从那时起，围绕清洁技术和专利的访问使整个辩论变得更加复杂和有争议。由新兴群体领导的发展中国家认为，清洁技术的开发和部署取决于对其进行大量投资的能力。2012年6月举行的里约峰会侧重于两个中心主题-绿色经济和可持续发展的体制框架。两个极化的环保团体之间首次就知识产权，特别是专利和技术的转让进行激烈辩论。其中发展中国家提出的一个论点是，专利是造成这种低碳技术成本高的主要原因。另一方面，发达国家认为专利是激励清洁技术创新的好方法，而弱知识产权制度则会导致此
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资料编号：[1361]
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