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九华娱乐-招商主管
作者:an888    发布于:2022-08-05 21:22    文字:【】【】【

  九华娱乐-招商主管!为了解决目前汽车数量增加、耗能增加、石油紧缺以及排放污染严重等问题,世界各国都在加 大力度研究新燃料、新能源汽车。而我国目前的新燃料、新能源汽车的种类有天然气汽车、液化石 油气汽车、醇类燃料汽车(甲醇、乙醇) 、二甲醚汽车、生物柴油汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、 燃料电池汽车、太阳能汽车等。整理相关文献、研究报告、学术论文、学术期刊及相关新闻报道等, 对这些新燃料汽车所用燃料的来源,储量,技术研究现状,产品开发现状,应用现状,生产销售数 量,存在问题及对策,应用前景等情况进行研究,对比分析这些新燃料汽车。得出短期内,天然气 汽车是最具发展潜力的新燃料汽车,油——电型混合动力汽车在短期内的发展前景也很广阔;中期 内,生物柴油、醇类燃料、二甲醚等新燃料会成为汽车代用燃料的较佳选择;长期内,纯电动汽车、 燃料电池汽车、太阳能汽车等新型的零排放汽车是汽车工业发展的一个必然趋势。可以为我国汽车 工业的发展以及新燃料汽车的发展提供一些参考。

  在我国乃至全世界,应用最广泛的汽车燃料是汽油和柴油,这也就是所谓的传统燃 料。传统汽车燃料的种种缺陷给人类社会带来了种种问题,这些问题已经到了不容忽视 的地步。在我国,无论是目前大统天下的汽油车,还是蕴蓄着发展空间的柴油车,其共 同点是能源的最终上游是来自于有限的石油资源。 而目前这一不可再生能源的前景着实 危机四伏,不容乐观。具体而言有如下几个方面: 能源利用效率低:内燃机在额定功率附近才有最高效率,而在部分功率输出条件下 运转,效率迅速降低。内燃机过载能力低,在过载运转时容易熄火。 环保压力大:内燃机汽车的致命缺点是,排放废气中的有害气体,会对环境造成广 泛而长期的污染。尽管采取了各种各样的机内和机外的技术措施,也只是尽量达到低 污染的水平,由于内燃机汽车总量的庞大,即使是低污染也给地球环境带来了巨大 的影响。 资源供给紧张:国际石油价格据高不下,中国能源安全问题进一步凸显。据有关石 油资源研究机构的估计,70 年后全球石油资源将枯竭。石油显然已经成为经济发展的 命脉,同时也是瓶颈。 我国人口占到世界人口总数的 21%,但是石油资源只占到世界总量的 3%。节能已 经不是简单的节省资源,而是关系到国家的可持续发展战略。中国从 1994 年起成为石 油纯进口国, 2000 年进口原油 7013 万 t, 进口成品油 3000 万 t, 耗资 250 亿美元。 2003 年,我国车用燃油消耗达到 7000 万吨,相当于全年石油消费量的 1/3。据国际能源机 构的数据显示,中国 2004 年每日消耗 546 万桶原油,高于日本的日耗 543 万桶,并超 越后者,成为仅次于美国的第二大石油消费国家。今后几年石油进口将继续快速增长, 专家估计,到 2020 年,中国的石油供应将出现明显缺口。2008 年 8 月,全国油气资源 评价项目办公室评价结果显示,我国石油远景资源量 1086 亿吨,我国石油储量产量进 入平稳增长阶段。但这远远不能满足国内经济快速发展的需要。 综上所述,以汽油或柴油作为动力能源的传统发动机正在面临前所未有的考验。社 会的发展趋势要求必须有新燃料替代传统燃料。 随着经济的快速增长以及社会的不断进 步,我国在能源方面面临的挑战日益严峻,能源需求激增与供给不足之间的矛盾日益突 出,严重制约我国经济社会的进一步发展。在这种背景下,开发利用新能源成为解决我 国能源供需矛盾、实现可持续发展的有效途径。 中国正处于经济高速发展时期,但在发展的同时也面临着很多问题,新能源作为一 种“绿色”新技术,在减少环境污染,缓解环境压力的同时,也可以缓解我国的能源危 机,充分体现了“科学发展” 、 “可持续发展” 、 “和谐发展”的发展理念,发展潜力巨大, 新能源开发正迎来前所未有的历史发展机遇。要更好更快地开发利用清洁、高效的新型

  能源,一方面,采取切实措施,广泛宣传节约能源和鼓励使用清洁、高效的新型能源, 使全社会都了解节能和利用新能源和可再生能源的意义,加大新型清洁、高效能源在中 国的推广和应用力度。另一方面,把新能源的推广应用工作作为一项能源政策,纳入中 央各部的重要议事日程和中国经济建设的总体规划之中。 总理在政府工作报告中指出,要开发风能、太阳能等清洁、可再生能源。在 国内资源紧张,国际油价高涨的情况下,发展新能源有着现实的意义。能源问题以及由 此而引起的环境问题,已成为中国和世界都必须严肃面对且必须解决的重要问题之一, 根本出路是大力发展没有环境污染的新能源。 当前,新能源在世界范围内得到了迅速的发展,尤其是近两年来,随着国际石油价 格大幅波动,新能源发展得到世界许多国家的广泛关注,成为国际能源领域的热点。据 了解,近年来,我国经济快速发展,能源消费也在逐年增长。数据显示,2007 年我国共 生产原油 1.87 亿吨,同比增长 1.6%;进口原油 1.63 亿吨,同比增长 12.4%。另外, 还直接进口了 3380 万吨成品油。在石油需求日益增加的情况下,必须顺应能源市场的 发展要求,积极稳妥地推进新能源研究、投入和建设。 近年来,我国汽车工业得到了快速发展。汽车保有量的增长同时带来了燃油消耗总 量的快速增加。我国已经成为世界上第二大能源消费国。据有关人士预计,到 2020 年 我国石油需求量将超过 4 亿吨,其中,汽车燃料消耗约 2 亿吨,石油的对外依存度将有 可能达到 60%。随着机动车保有量的激增,我国机动车尾气污染问题更显严重,国家环 保中心表示 2010 年我国汽车尾气排放量占空气总污染源的 64%。 综上所述,随着我国汽车工业快速发展,环境污染与能源紧缺这两个重要的问题将 愈显严峻。解决这些问题的有效途径是:1、采取政策与技术措施大幅度节约燃料消耗; 2、开发应用各种清洁替代燃料。设想到 2020 年,全国汽车燃料消耗比预测值节约 20% 左右,替代燃料(尤其是可再生的替代燃料)比例也达到 20%左右,能源紧缺与环境污 染问题将会得到有效缓解。 因此,开发与推广环保节能的新型替代燃料汽车是一项关系我国经济健康、持续发 展的重要任务,也是汽车工业走自主创新道路的核心目标。 尽管新能源发展如火如荼,但新能源发展也是一柄“双刃剑” 。既要加快发展,又 不能操之过急,要注意避免各方面的风险。特别是目前一些技术不过关、投入过高的问 题要引起重视,并加以研究解决。需要加强新能源技术研发和储备,逐步发展,层层推 进。同时,在加快新能源发展的同时,要坚持发展与环保相统一的原则,坚持把综合效 益放在首位,防止新能源带来新污染。 目前,我国正在研究或已经投入应用的新燃料、新能源汽车种类有天然气汽车、液 化石油气汽车、混合动力汽车、纯电动汽车、生物柴油汽车、醇类燃料汽车(甲醇、乙 醇) 、二甲醚汽车以及燃料电池(氢气,甲醇、天然气和汽油也可以替代氢(从这些物 质里间接地提取氢) )汽车等。

  燃气主要是天然气和液化石油气。天然气主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数。 天然气在燃烧过程中产生的能影响人类呼吸系统健康的物质极少, 产生的二氧化碳仅为 煤的 40%左右,产生的二氧化硫也很少,天然气燃烧后无废渣、废水产生,相较于煤炭、 石油等能源具有使用安全、热值高、清洁等优势。液化石油气(LPG)是以三个或四个 碳原子的烃类(如丙烷、丙烯、丁烷、丁烯)为主的混合物,具有辛烷值高、抗爆性能 好、热值高、储运压力低等优点,是一种性能优良的汽车代用燃料。

  卡塔尔是我国最重要的天然气来源国之一,从 2013 年开始卡塔尔每年向我国提供 至少 700 万吨的 LPG。澳大利亚是中国另外一个重要的气源国,2009 年 8 月 18 日,中 石油与埃克森美孚公司签订协议,将从该公司购买 4500 万吨的 LNG。11 月 4 日,中石 化与埃克森美孚签署了一项 200 万吨/年的 LNG 长期供应框架协议。 LNG 长期协议只是中 国气源进口的一种形式,几大公司还从国际市场购买了大量的 LNG 现货,主要来自于马 来西亚等气源国。 2009 年年底, 中国首条引进境外天然气资源的大型管道工程——中亚天然气管道投 产,每年来自于中亚土库曼斯坦等国的 45 亿立方米天然气将北上北京、南下广州,成 为继西气东输一线后的一条能源大动脉。此外,在土库曼斯坦之外,乌兹别克斯坦、哈 萨克斯坦也有部分多余的气可以供应到中国,三国加起来会在原来的基础上再增加 200 亿到 300 亿立方米的资源量。 2009 年 3 月 26 日,中缅签署了《关于建设中缅原油和天然气管道的政府协议》 ,天 然气管道输气干线 亿立方米。中 俄天然气协议也取得积极进展。中俄在北京签署了天然气供应基本条件的框架协议,俄 方承诺未来每年将向中国供应 700 亿立方米的天然气,其中,西线 亿立方 米,东线 年,中国累计探明天然气储量 6.42 万亿立方米,可采储量 3.92 万亿立方米, 剩余可采储量 3.2 万亿立方米,增产潜力依然巨大。这其中,绝大部分的天然气资源都

  集中在塔里木、柴达木、鄂尔多斯和四川盆地这“四大盆地” 。 液化石油气的来源通常有从炼油厂石油气中获取、从油田伴生气中获取和从天然气 中获取,因此此可知,液化石油气的来源与石油和天然气有关,并且液化石油气的储量 与我国石油和天然气的储量有着密切的关系。 我国自产燃气、海外进口燃气、中亚天然气管道、中缅天然气管道,加上中俄天然 气贸易谈判,中国的燃气来源多元化格局已经基本形成。

  在我国,燃气汽车发展非常迅速,截至 2009 年底,我国正式确定的清洁汽车重点 推广应用城市(地区)有 19 个,其中包括北京市、上海市、天津市、重庆市等等。截止 目前, 我国 30 多个省市天然气汽车保有量已经超过 30 万 (占我国汽车总量的 0.4%) 辆, 加气站数量已有上千座。 我国天然气汽车尚处于起步阶段,仍有一些技术问题需要开发研究,特别是天然气 液化和存储技术,目前国内有几家正在研制汽车的 LNG 装置。吉林油田与中国科学院低 温实验中心合作研制了一套 500L/h 的 LNG 装置;中科院低温实验中心与四川锦阳燃气 集团公司合作研制了 LNG-20 型装置和一套 300L/h 的 LNG 装置,并开始使用。 随着我国对 LNG 研究的深入,制约 LNG 汽车市场的“瓶颈”将相继被突破。LNG 用 于汽车燃料的弱点是低温-162 摄氏度储存, 不宜长时间存放。 现在开发出了能使其存放 7 天车载燃气系统,只要把 LNG 汽车发展最理想的对象锁定在公交车、出租车上,就可 以扬长避短,克服 LNG 低温储存时间短的缺陷,突破不易低温储存的“瓶颈” ;另一个 弱点就是 LNG 汽车改装燃气系统成本费用较高。目前国内已经开发一种功能比较完善、 技术比较成熟的 LNG 汽车燃气系统,据测算,一套大车燃气系统的价格约 1.5 万元人民 币,较进口的便宜 2/3 到 1/3,小车的燃气系统价格约需 1 万元,考虑市场的成熟和扩 大,其价格将会大幅度下降。 而我国液化石油气汽车的发展将越来越不如天然气汽车。1997 年底统计,我国生产 LPG 的企业共计 64 家。1998 年机构调整,7 月正式组建中国石油化工集团公司,该公司 生产 LPG 企业 24 家,中国石油天然气集团公司生产 LPG 企业 34 家,其余是地方企业。 1998 年国内生产 680.1 万吨,1999 年生产 761.3 万吨,2005 年国内消费 LPG2000 万吨 以上,不足的 1000 多万吨靠进口解决。最近,由于国际市场石油价格的增长,也直接 影响到 LPG 的进口价格,对我国 LPG 市场的供需有着直接影响。随着我国能源结构的调 整,2005 年前城市燃气以天然气和 LPG 为主,2010 年前后,城市燃气会向天然气为主 导气源的方向发展,这是一个必然的发展趋势。 尽管液化石油气在汽车燃料方面的应用较天然气更为成熟,但是 LPG 受国际油价的

  影响,价格的波动性较大,并且油气的差价较小;国内生产优质车用 LPG 的厂家较少, 气源的源头受到限制;目前政府对天然气的开发利用和支持力度较大,使天然气得到了 飞速的发展,并且 CNG 比 LPG 更环保、节能、经济,故使液化石油气汽车市场受到了一 定的负面影响。 目前,天然气汽车的应用已经非常普遍了,但主要还是用在出租车和客车上,小轿 车上应用还比较少。天然气汽车属于新能源汽车,更大范围的普及和应用仍面临很多问 题,但是随着对天然气汽车的不断深入研究,这些问题将相继被突破。

  天然气汽车在使用中存在着一些问题,其中最为突出的是发动机功率下降、发动机 腐蚀与早期磨损的问题。下面具体分析这些存在的问题及对策: ①发动机功率下降及其原因 汽车在使用天然气作燃料时,功率一般要下降 15%左 右,个别时候下降更多。在燃料性质方面,汽油是液体燃料,而天然气是气体燃料。用 天然气作燃料时,进入气缸的空气量减少,充气系数下降,从而导致发动机功率下降。 在发动机构造方面,决定发动机功率的主要因素是发动机的压缩比,压缩比越大,热效 率越高,有效功率就越大。目前投入运行的天然气汽车大多是两用燃料汽车,这种两用 燃料汽车为了兼顾使用汽油的需要,压缩比提高较小或者没有提高。因此天然气高抗爆 性的特性并未得到充分发挥,导致发动机功率下降。 ②腐蚀与早期磨损及其原因 汽车以天然气作燃料时,燃烧室部件明显腐蚀,甚至 曲轴也出现腐蚀,气门、活塞环和气缸磨损严重,与使用汽油时相比,汽车大修期通常 要缩短 1/3-1/2。天然气汽车出现腐蚀和早期磨损的原因是由于天然气中含有微量硫化 物(硫化氢),引起气缸、气缸壁的腐蚀与磨损,使发动机动力下降,使用寿命缩短,汽 车大修期缩短。 ③提高天然气汽车功率的措施 提高充气系数是提高功率的一种途径。另外,适当 将发动机气缸盖减薄,提高发动机的压缩比,就可以提高发动机的功率,在一定程度上 弥补部分功率损失。天然气是气体燃料,使用中不会出现发动机润滑油稀释现象,因此 可以使用粘度较低的润滑油,这样可以减少粘度造成的功率损失,提高发动机的效率。 ④减少腐蚀和磨损的措施 天然气脱硫:对天然气进行脱硫处理是减少腐蚀和磨损 的重要手段。采用耐腐蚀材料:采用抗硫化物腐蚀的金属材料制造发动机也是防止腐蚀 的一个重要措施。使用专门的天然气汽车发动机润滑油:使用天然气汽车发动机润滑油 代替目前使用的汽油机润滑油是防止天然气汽车发动机腐蚀的有效措施, 这种方法不但 简便,而且不增加成本。 因此可以看出,提高充气系数、提高发动机压缩比以及使用专用天然气汽车发动机

  润滑油,可以解决天然气汽车发动机功率下降的问题。对天然气进行脱硫处理,采用耐 腐蚀材料,使用专门的天然气汽车发动机润滑油可以减少腐蚀和磨损。 在目前,燃气汽车的费用较传统汽车的要高一些,且动力不足,汽车以双燃料形式 并存时整车费用较高, 燃气管路和补充设备尚未形成像加油站那样的网络以及技术上落 后于传统汽车,这些都限制了燃气汽车的发展。但随着社会对新能源汽车需要的增加, 这些问题都会被相继克服,以气代油是一种发展趋势。

  汽车保有量的飞速增长、石油资源和环保的严峻形势,决定了发展燃气汽车成为解 决能源问题和环境问题的重要途径。 “十一五”期间,新型清洁能源汽车已被列入《国 家科技发展中长期规划》 , 国家将继续组织实施涉及各种清洁能源汽车的重大科技项目, 重点支持包括天然气汽车在内的整车、零部件等关键技术,将进一步促进燃气汽车的发 展。 我国天然气资源大规模开发及管道建设步伐加快使发展 CNG 和加气站更为方便。根 据我国天然气利用规划,近十年“西气东输” 、 “陕京二线”等一大批输气管道及沿线城 市燃气管道相继建成,我国大规模利用天然气的基础设施逐步完善,天然气加气站也将 逐步形成网络。 发展 CNG 汽车具有稳定的气源保证,以天津为例,目前天津市已建立了完善的天然 气输配系统,由陕北、大港、华北等油田向天津供气,2005 年年供气量近 6 亿 m3,2006 年达 8 亿 m3,管网长度 6894km,其中,高压管线km,为“十一五”期间天津市大力 发展 CNG 汽车大规模建设加气站提供了保证。 从目前形势来看, 天然气汽车在我国的发展形势一片大好,无论从政策、技术能力, 还是设施设备等,都为我国天然气汽车的发展提供了一定的基础和保障。虽然液化石油 气相对于传统燃料有很多优越性,但由于天然气更为优越的性能及种种因素,液化石油 气汽车在一定时期内有一定的发展潜力, 但长远来看, 以气代油的时代是属于天然气的。

  混合动力汽车是指同时装备两种动力来源—热动力源(由传统的汽油机或者柴油机 等内燃机产生)与电动力源(电池与电动机)的汽车。通过在混合动力汽车上使用电机, 使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控, 而发动机保持在综合性能最 佳的区域内工作,从而降低油耗与排放。 混合动力汽车采用能够满足汽车行驶需要的较小发动机,依靠电动机或其它辅助装 置提供加速与爬坡所需的附加动力。其结果是提高了总体效率,同时并未牺牲性能。混 合动力汽车的设计是可回收制动能量的,当汽车制动时回收这些能量,并将其暂时贮存 起来供加速时再用。当司机想要有最大的加速度时,内燃机和电动机并联工作,提供可 与强大的内燃机汽车相当的起步性能。在对加速性要求不太高的场合,混合动力车 可以单靠电机行驶,或者单靠内燃机行驶,或者二者结合以取得最大的效率。 根据混合动力驱动的联结方式,混合动力系统主要分为串联式混合动力系统,并联 式混合动力系统和混联式混合动力系统三类。根据在混合动力系统中,电机的输出功率 在整个系统输出功率中占的比重,也就是混合度的不同,混合动力系统还可以分为微混 合动力系统(BSG 系统) ,轻混合动力系统(ISG 系统) ,中混合动力系统和完全混合动 力系统四类。 总之,混合动力汽车就是用两种或更多动力源,以不同的联结方式和不同的混合度 组合以驱动汽车的。

  在国内外的新能源车家族中,混合动力车的商业前景最被看好。混合动力车的原理 是,采取传统的内燃机和电动机作为动力源,通过油、电互补的工作模式节约油耗,降 低碳排放量。我国自主开发的多款混合动力汽车也已在多个城市开展了多年的示范考 核。据有关预测数据显示 2010 年我国混合动力汽车的保有量逾 5 万(占我国汽车总量 的 0.09%)辆。 进行混合动力电动汽车技术研究包括整车开发及其整车匹配标定技术,内燃机、传 动装置及其控制系统技术,以及电池系统、电机驱动系统和整车多能源动力总成控制系 统等各种电动汽车都具有的共性技术的研究开发, 最终实现混合动力电动汽车产品通过 国家汽车产品型式认证,实现批量生产和产业化的目标。

  我国在混合动力汽车研究和发展方面投入了大量的人力和物力,在国家、地方与企 业的积极参与下,也取得了不小的成绩。目前,国内企业以一汽集团、二汽集团为代表, 国内科研院所以清华大学、北京理工大学为代表,已经成功推出多款混合动力客车、混 合动力轿车样车,在并联混合动力系统和 ISG 技术方面取得了较大的进步。 到目前为止,从研究车型上来看,国内对混合动力客车的研究较为深入,己进入小 批量生产阶段,在部分路段实现了试运行。但对混合动力轿车的研究不够深入,从技术 水平上来看,国内目前还处于探索的中初级阶段,技术的集成度还比较低,缺乏高度自 动化、智能化的控制系统和能源管理系统,两种动力源只是简单结合,统一协调能力还 不够强。完全具备自主知识产权的整车产品还不成熟,这些与国外的先进技术水平相比 还有较大距离。 当前,在所有节能、环保型汽车中,混合动力汽车被公认为最可行、最现实的节能 技术。在石油安全危机、国际油价高位运行的今天,研究混合动力汽车更具有重要的现 实意义。我国混合动力汽车的研究与发达国家相比,在混合动力客车方面约有 5 年的时 间差,而在混合动力轿车的研究开发上尚有很大差距,我们应该加大投入研究的力度, 缩小我们和国外在汽车新技术上的差距。

  混合动力车的研发应该是当务之急。原因之一是混合动力车并非什么远在天边的高 科技,又有成熟的商品化车型可借鉴;原因之二是混合动力车特别适合中国大城市交通 普遍拥堵,汽车频繁制动的国情,节能治污的效果可能会更加明显。 其实,如果中国的油价继续攀升或实行燃油税,道路拥堵又难以根本改善,市场的 混合动力车的需求就会非常迫切。合资生产或者进口混合动力车,估计很快就会被精明 的生产商或经销商提到议事日程。混合动力车将是中国车市的新商机。 为彻底摆脱对地球上石化燃料的最终依赖,其他形式的非油——电形式混合的混合 动力系统也引起了社会的广泛关注,比如燃料电池混合动力系统、超级电容混合动力系 统、飞轮电池混合动力系统、车辆静液驱动系统等。 混合动力汽车在我国的发展前景十分广阔,从国情出发,有技术和政策的支持,油 ——电型及非油——电型的混合动力汽车使其发展趋于多样化, 可以因地域或其他具体 情况的不同发展不同形式的混合动力汽车。

  目前人们所说的电动汽车多是指纯电动汽车,纯电动汽车是完全由二次电池( 如铅 酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池等) 提供动力的汽车。它利用蓄电池作为储 能动力源,通过电池向电机提供电能,驱动电动机运转,从而推动汽车前进。从外形上 看,电动汽车与日常见到的汽车并没有什么区别,区别主要在于动力源及其驱动系统。 即纯电动汽车的电动机相当于传统汽车的发动机,蓄电池相当于原来的油箱。由于对环 境影响相对传统汽车较小,其前景被广泛看好,但当前技术尚不成熟。

  2009 年 10 月 21 日, 国家科技部 863 计划节能与新能源汽车重大项目办公室副主任 甄子健在中国汽车工程学会年会上透露,2015 年,我国纯电动汽车保有量有望达到 266 万(占我国汽车总量的万分之 0.02)辆,全年电力需求在 212 亿 kWh。 目前纯电动轿车和纯电动客车均已通过国家质检中心的型式认证试验 , 各项指标 均满足有关国家标准和企业标准的规定。天津清源电动车辆有限公司、深圳雷天公司等 单位研发的纯电动轿车, 其整车的动力性、经济性、续驶里程、噪声等指标已达到甚至 超过国外同级别车型, 初步形成了关键技术的研发能力。 中国电动汽车虽然没有欧美等国家起步早 , 但国家从维护能源安全 , 改善大气环 境, 提高汽车工业竞争力 , 实现我国汽车工业的跨越式发展的战略高度考虑 , 从“八 五”开始到现在, 电动汽车研究一直是国家计划项目, 并在 2001 年设立了“电动汽车 重大科技专项” 。通过组织企业、高等院校和科研机构, 集中各方面力量进行联合攻关, 现正处于研发势头强劲阶段, 部分技术已经赶上甚至超过世界先进水平。 当前, 进行纯电动汽车示范运行的城市有若干个, 但是规模都比较小。因为纯电动 汽车受到续驶能力的约束, 纯电动汽车试验主要集中在小型公共汽车上。 电池是电动汽 车的动力源泉,也是一直制约电动汽车发展的关键因素。要使电动汽车能与燃油汽车相 竞争,关键就是要开发出比能量高、比功率大、使用寿命长的高效电池。到目前为止, 电动汽车用电池经过了 3 代的发展,已取得了突破性的进展。第 3 代是以燃料电池为主 的电池,燃料电池直接将燃料的化学能转变为电能,能量转变效率高,比能量和比功率 都高, 并且可以控制反应过程, 能量转化过程可以连续进行, 因此是理想的汽车用电池,

  但目前还处于研制阶段,一些关键技术还有待突破。 汽车动力电池难在“低成本要求” 、 “高容量要求”及“高安全要求”三个要求上。 现在普遍看好氢镍电池,铁电池,锂离子和锂聚合物电池。氢镍电池单位重量储存能量 比铅酸电池多一倍,其它性能也都优于铅酸电池。但目前价格为铅酸电池的 4-5 倍,正 在大力攻关让它降下来。铁电池采用的是资源丰富、价格低廉的铁元素材料,成本得到 大幅度降低,也有厂家采用。锂是最轻、化学特性十分活泼的金属,锂离子电池单位重 量储能为铅酸电池的 3 倍, 锂聚合物电池为其 4 倍, 而且锂资源较丰富, 价格也不很贵, 是很有希望的电池。 中国在氢镍电池和锂离子电池的产业化开发方面均取得了快速的发 展。电动汽车其他有关的技术,近年都有巨大的进步,如:交流感应电机及其控制,稀 土永磁无刷电机及其控制,电池和整车能量管理系统,智能及快速充电技术,低阻力轮 胎,轻量和低风阻车身,制动能量回收等等,这些技术的进步使电动汽车技术日见完善 和走向实用化。 据相关资料显示,我国虽然在传统汽车领域落后于发达国家近二三十年,失去了追 赶的机会,但在电动汽车领域,我国与国外的技术水平和产业化程度差距相对较小,基 本处在同一起跑线上,并有机会在该领域获得重要席位。这也为我国汽车工业技术实现 跨越发展提供了一次历史性的机遇。我国电动汽车的研发已具备一定的基础,一些企业 在 20 世纪 90 年代中期就推出了电动汽车样车。 目前,我国在电动汽车领域初步构建起自主知识产权技术体系,通过开发自己的电 动汽车,申请专利,制定相关技术标准,保护自己的汽车工业,并有望为中国汽车工业 开拓新的增长点,展示了电动汽车技术的未来发展前景。

  我国大城市的大气污染已不能忽视,汽车排放是主要污染源之一,中国已有 10 个 城市被列入全球大气污染最严重的 20 个城市之中。 中国现今人均汽车是每 1000 人平均 10 辆汽车,但石油资源不足,每年进口几千万吨石油,随着经济的发展,假如中国人均 汽车持有量达到现在全球水平——每 1000 人有 110 辆汽车, 中国汽车持有量将成 10 倍 地增加,石油进口就成为大问题。因此在中国研究发展电动汽车不是一个临时的短期措 施,而是意义重大的、长远的战略考虑。 但有关人士指出,纯电动汽车的前景邻人堪忧。主要原因有一是纯电动车的行驶半 径很小,按照现有的电池发展水平,可能只能在一个区域范围会比较适用。第二,新能 源汽车主要是的目的是实现节能环保低碳。电动车是以电力为能源,而我国主要是煤力 发电。这样电动车在区域范围内的减排换来的可能是更大范围的排放。第三,价格贵。 即使国家补贴电池也不能抵消电池成本,电机成本可能比内燃机高 5 倍,这些都会使得

  电动车的价格居高不下。 可以看出,虽然发展电动汽车意义重大,但由于目前电池的发展水平有限,电动汽 车的续驶能力受到限制。这使得电动汽车的发展受到了很大的阻碍。只有电动汽车的续 驶能力得到大幅提升,价格能够大幅度下降,电动汽车的大范围普及应用才会有希望。

  生物柴油是清洁的可再生能源,它以大豆和油菜籽等油料作物、油棕和黄连木等油 料林木果实、工程微藻等油料水生植物以及动物油脂、废餐饮油等为原料制成的液体燃 料,是优质的石油柴油代用品。生物柴油是典型的“绿色能源” ,大力发展生物柴油对 经济可持续发展,推进能源替代,减轻环境压力,控制城市大气污染具有重要的战略意 义。 与常规柴油相比,生物柴油具有下述无法比拟的性能: ①具有优良的环保特性。主要表现在由于生物柴油中硫含量低,使得二氧化硫和硫 化物的排放低,可减少约 30%(有催化剂时为 70%);生物柴油中不含对环境会造成污染 的芳香族烷烃,因而废气对人体损害低于柴油。检测表明,与普通柴油相比,使用生物 柴油可降低 90%的空气毒性,降低 94%的患癌率;由于生物柴油含氧量高,使其燃烧时 排烟少,一氧化碳的排放与柴油相比减少约 10%(有催化剂时为 95%);生物柴油的生物 降解性高。 ②具有较好的低温发动机启动性能。无添加剂冷滤点达-20℃。 ③具有较好的润滑性能。使喷油泵、发动机缸体和连杆的磨损率低,使用寿命长。 ④具有较好的安全性能。由于闪点高,生物柴油不属于危险品。 ⑤具有良好的燃料性能。 十六烷值高, 使其燃烧性好于柴油, 燃烧残留物呈微酸性, 使催化剂和发动机机油的使用寿命加长。 ⑥具有可再生性能。作为可再生能源,与石油储量不同,其通过农业和生物科学家 的努力,可供应量不会枯竭。 ⑦无须改动柴油机,可直接添加使用,同时无需另添设加油设备、储存设备及人员 的特殊技术训练。 ⑧生物柴油以一定比例与石化油调和使用,可以降低油耗、提高动力性,并降低尾 气污染。

  我国政府为解决能源节约、替代和绿色环保问题制定了一些政策和措施,早有一些 学者和专家己致力于生物柴油的研究、倡导工作。我国生物柴油的研究与开发虽起步较 晚,但发展速度很快,一部分科研成果已达到国际先进水平。研究内容涉及到油脂植物

  的分布、选择、培育、遗传改良及其加工工艺和设备。目前各方面的研究都取得了阶段 性成果,这无疑将有助于我国生物柴油的进一步研究与开发。 目前,我国生物柴油技术已取得重大成果,海南正和生物能源公司、四川古杉油脂 化工公司和福建卓越新能源发展公司都已开发出拥有自主知识产权的技术, 相继建成了 规模超过万吨的生产厂,这标志着生物柴油这一高新技术产业已在中国大地上诞生。 2003 年清华大学的“生物酶法转化可再生油脂原料制备生物柴油新工艺”突破了 传统酶法工艺瓶颈,产率达到 90%以上,可以有效消除甲醇及副产物甘油对酶反应活性及 稳定性的负面影响,酶的使用寿命也随之大大延长。目前该工艺已在湖南海纳百川生物 工程有限公司 200kg/d 的生物柴油中试装置上得到成功应用,以菜籽油为原料生产出生 物柴油,中试装置的反应器连续运转 3 个多月,生物酶活性未表现出明显下降趋势。 江苏 工业学院林西平教授课题组成功开发固体碱法制备生物柴油技术 ,催化甲醇与菜籽油反 应出油率在 96%以上,回收率达 98%,并进行了年产 2000t 的中试,此固体催化剂工艺具有 能耗低、无三废、后续处理简单等优点。2007 年,云南农业大学张汝坤教授课题组结合 云南山多地少的实际情况,以云南生长的木本植物产生的非食用油为原料,如:小桐子 油、橡胶籽油、桐油、乌桕籽油等,在生物柴油实验室成功的制备出生物柴油,并对其制 备的生物柴油在 195 发动机做台架试验,结果表明,其动力性、 经济性和环保性大大优于 石化柴油。 当前,国内正在开发以适应不同原料油、产品方案和工厂规模,以及适应原料收集、 储存和产品市场的物流状况等需要的新工艺。且生物柴油替代石化柴油时,无需对柴油 机进行改装,可以直接应用,这使生物柴油汽车的发展得到了很大的方便。所以,只要 解决好生物柴油的来源问题,生物柴油汽车的发展就是顺理成章的事情了。

  以下是发展生物柴油汽车存在的问题: ①原料成本高:制备生物柴油的原料成本占生产成本约 75%, 我国虽有丰富的动植 物油脂资源,但人均占有及消费的动植物油脂却很低,仅能满足食用,而且价格比较高; 另一个原因,根据我国政府规定,用于发展生物柴油的油料作物不能占用进行粮食生产 的土地。 ②生产技术复杂,生产成本高:目前,国内已有多家民营公司实现了生物柴油的工业 化生产, 但生产能力小、成本高、能耗大、生产工艺繁琐等 ,还需要进一步解决甘油的 分离、精制、废碱液的处理问题。 ③资金投入不足: 没有充足的资金就没有一个良好的平台,生产生物柴油的质量和数 量也难以控制,无法实现生物柴油的研究及生产的可持续性 ,生产过程若不达标就会对

  环境造成二次污染。 ④市场准入受限:生物柴油可替代柴油用于交通运输,但我国各地的加油站,至今还 没有支持生物柴油加油的先例,这极大地限制了生物柴油的应用范围 ,不利于其推广和 应用。 ⑤缺乏统一的技术规范: 我国生物柴油厂的生产设计和运行缺乏技术规范,限制了其 规模化生产和应用的进程。 ⑥国家政策支持力度不够: 目前,国家对生产生物柴油的企业和单位有一定的优惠政 策,无偿资助和贷款贴息,但对税收和补帖等方面没有任何政策和措施出台 ,对种植生物 柴油原料作物的企业和农民也没有任何补贴和减税的措施 ,这不仅降低了生物柴油原料 生产的积极性,而且对生物柴油生产企业没有给予足够的支持。 生物柴油的快速发展和扩大应用对实现我国可持续发展有着重要的意义。因此,为 促进我国生物柴油产业的发展,建议采取以下策略: ①大力发展低成本的原料 我国有占国土总面积 69%的山地、 高原和丘陵等地域,结 合我国的全面实施退耕还林生态工程,大力发展木本油料植物资源,包括油桐、麻疯树、 黄连木、绿玉树、光皮树、乌桕等,它们具有野生性、耐寒、耐贫瘠,而且产生的原料油 脂价格低廉,所以大面积营造生物柴油原料林,可变荒山劣势为优势,这样既可以为生物 柴油生产提供价格低廉的原料油脂,又可以改变农村的产业结构,增加农民收入。 建立各 地的废油收购及管理机构,加强对廉价的食品和餐饮企业的生产废油以及地沟油、泔水 油等进行收集和集中处理,用于生产生物柴油。 ②大力招商引资,扶持生物柴油生产加工企业的建设 新能源和可再生能源行业是 一个新兴产业, 资金短缺和缺乏有效的融资机制是产业化发展的重要障碍 ,需要政府的 扶持政策,对生产生物柴油的企业给与一定的资金补助和技术支持 , 鼓励发展环保型方 法生产生物柴油; 此外,还需开拓确保整个规划资金需求的融资渠道及其融资方式,因此 要大力招商引资,以保证生物柴油的生产及运行过程顺畅。 ③加强科研,寻求和推广新工艺,并建立相应的技术规范 国家应不断加强对生物柴 油的生产和应用的科研开发力度,建立统一的技术操作规范。 近年的研究发现,生物酶法 生产生物柴油的方法具有催化效率高、经济性好、条件温和、醇用量小、生成物与催化 剂易分离、能耗低、无污染物排放等优点,日益受到人们的重视。但利用生物酶法制备 生物柴油目前存在着一些亟待解决的问题,这些问题成为生物酶法工业化生产生物柴油 的主要瓶颈。针对生物酶法工艺瓶颈问题,我们要加强科研攻关,并及时进行成果转化, 采用全新工艺生物酶法制生物柴油。 ④大力推广生物柴油的应用 要不断开发生物柴油的应用空间。可以与中石油、中 石化、 中海油等大型企业联系,建立生物柴油加油站系统的全国范围销售网络,有效推进 生物柴油在交通运输和工业生产中的应用,有效地减少环境的污染。 ⑤加大国家政策支持力度 国家鼓励利用可再生能源改善中国目前的能源结构 ,但

  目前对税收和补帖等方面还缺乏相应政策和措施,因此还应加大政策支持力度。 解决好生产成本高, 资金短缺的问题, 是大力发展生物柴油汽车所面临的首要问题。

  生物柴油具有可再生、清洁和安全三大优势。专家认为,生物柴油对我国农业结构 调整、能源安全和生态环境综合治理有十分重大的战略意义。目前,汽车柴油化已成为 汽车工业的一个发展方向,到 2010 年,世界柴油需求量从 38%增加到 45%,而柴油的供 应量严重不足,这都为油菜制造生物柴油提供了广阔的发展空间。发展生物柴油产业还 可促进中国农村和经济社会发展,如发展油料植物生产生物柴油,可以走出一条农林产 品向工业品转化的富农强农之路,有利于调整农业结构,增加农民收入。 据业内人士指出,我国 2010 年柴油的需求量突破 1×108 t,与 2005 年相比增长 24%, 至 2015 年柴油需求量将突破 1.3×108 t,这将加大我国对石油进口的依赖度程度,这不 仅消耗大量的外汇储备,并对我国的能源安全带来严重的威胁。 因此,发展生物柴油可以 有效缓解我国柴油供应紧张的状况,减少石油进口,节省外汇,确保能源安全,改善生态 环境等。另外,我国有丰富的植物油脂及动物油脂资源,其中,油料植物有 1000 多种,含 油 20%以上有 300 多种,仅每年我国豆油产量就达到 6×107 t; 此外,废弃食用油也可作 为生物柴油原料,我国油脂消耗量高达 1.7×107 t,仅仅废弃食用油我国每年产生约 2.5 ×106 t,此数字还在逐年增长。食品制造与加工企业、饭店以及饮食摊贩等产生大量的 煎炸油,如加以集中充分利用即可生产生物柴油以替代柴油,减少环境污染,因此有极大 的发展空间。所以我国发展生物柴油产业有着充足的原料资源。 生产和推广应用生物柴油的优越性是显而易见的,而且生物柴油由于竞争力不断提 高、政府的扶持和世界范围内汽车车型柴油化的趋势加快而前景更加广阔。在中国推行 可再生能源势在必行。 我们要抓住各国大力发展生物柴油的机遇,深入开展国际合作,引 进国外的先进技术,加强科研成果转化并开拓应用市场 ,全面推进我国生物柴油产业的 健康、可持续发展。

  醇类燃料汽车是利用醇类燃料做能源驱动的汽车。醇类燃料是指甲醇( CH3OH)和 乙醇(C2H5OH) ,都属于含氧燃料。醇类燃料可以与汽油或柴油按一定比例配制而成混 合燃料,亦可以直接采用醇类燃料作为发动机的燃料。与汽油相比,醇类燃料具有较高 的输出效率,能耗量折合油耗量较低,燃烧充分,有害气体排放较少,属于清洁能源。 甲醇主要从煤和石油中提炼,若形成规模生产,成本不高于汽油;乙醇一般利用谷物和 野生植物生产,成本较高。目前西方一些国家使用醇类燃料与汽油掺混使用,掺混比例 在 5%~15%以下时可不更改发动机结构,更大比例掺混燃料处于研究试验阶段。醇类 燃料的推广,主要困难是甲醇产量较低,成本稍高;甲醇有毒,公众不易接受;冷启动 困难,具有较强腐蚀性等。随着技术的进步,醇类燃料将有很大的发展使用空间。 生产甲醇的原料是天然气、轻质油、重质油、煤焦炭等。我国的甲醇主要是以煤炭 为原料生产的。我国能源结构长期以煤及煤炭的下游产品为主,煤产量占全国能源产量 的 76%。从储量看,已探明煤产量储量为 7650 亿 t。煤炭无疑是我国的主导能源,在我 国未来能源结构中将扮演越来越重要的角色。国际上甲醇主要由天然气(约占世界产量 的 78%) 、重油(约占 10%) 、石脑油(占 7%) 、液化石油气(占 3%) 、煤炭(占 2%)生产, 目前,全世界的甲醇生产能力达 6000 万 t/年。 随着科技的发展和进步,特别是世界范围内的石油涨价和石油资源日见枯萎,甲醇 作为燃料的经济性更加凸显出来, 同时甲醇燃料的大力推广和应用还具有良好的环保特 性,可减少汽车尾气污染物 HC、CO60%以上的排放,是一个利国利民的好事。如此巨大 的市场和环保效益、 经济效益呼唤国家产业政策尽快出台, 支持甲醇燃料的产业化发展。 乙醇主要是从植物中获得,可以谷类、甘蔗和任何含淀粉或糖类的农作物为原料, 采用生物发酵方法制成;也可由乙烯水合成制成。当前我国燃料乙醇的原料主要来源于 玉米、糖类等作物,但是为了保证我国的粮食安全, “十一五”期间国内不审批以粮食 为原料的燃料乙醇项目,而采用甘蔗、木薯、红薯、甜高粱等非谷物原料生产燃料乙醇。 未来生物乙醇的发展方向是纤维素乙醇,即用秸秆等为原料生产乙醇,这样既可以降低 成本,也可以有更广泛的原料来源。 甘蔗也是理想的能源作物。虽然我国已经能够用玉米、陈化粮生产绿色能源——燃 料乙醇,但用甘蔗生产还几乎是一片空白。我国目前甘蔗年产量在 8500 万 t 左右,但 生产食用酒精用量仅 50 万 t。若技术攻关成功,成本控制得当,中国用甘蔗生产燃料乙 醇将会有很好的发展前景,势必给乙醇燃料生产带来更大的发展空间。

  随着国内石油需求的进一步提高,以乙醇等替代能源为代表的能源供应多元化战略 已经成为我国能源政策的一个方向。据了解, “十一五”期间,我国生产 600 万 t 生物 液态燃料,其中燃料乙醇 500 万 t;乙醇汽油的使用将从目前的黑龙江、吉林、辽宁、 河南、安徽 5 个省,河北、山东、江苏、湖北 4 省的 27 个地市省市试点转为除西藏、 青海、宁夏、山西、甘肃以外的全国推广。可以说,燃料乙醇产业作为一个新型的事物, 已同百姓的利益息息相关,同社会的发展密切相连。 目前,醇类燃料在汽车上的应用还比较少,且大多以醇类与汽油小比例掺混使用为 主,大比例掺混或直接以醇类作为汽车燃料尚处于试验阶段。在我国,醇类燃料的原料 来源前景广阔,只要技术攻关成功,成本等因素控制得当,醇类燃料汽车在一定时期内 的发展前景还是很乐观的。

  二甲醚是一种无毒含氧燃料,常温常压下为气态,常温下可在五个大气压下液化, 易于储存与输运,二甲醚可从煤、煤层气、天然气、生物质等多种资源制取,能实现高 效清洁燃烧,在交通运输、发电、民用等领域有十分广阔的应用前景。由于二甲醚有较 高的十六烷值,非常适合压燃式发动机,因此是汽车燃料理想的替代品。 使用二甲醚为燃料,仅需对原柴油机的燃油系统稍作改进。在保持原柴油机效率、 同样的输出功率、扭矩及燃油经济性的前提下,不用任何废气再循环系统和废气处理装 置,氮氧化物就能大幅度降低,达到 2.5g/(kW·h)以下,同时,控制氮氧化物和微粒排 放的矛盾不复存在,碳烟排放为零,没有任何加速烟度。 西安交通大学用二甲醚作柴油代用燃料进行发动机试验研究,并与一汽合作开发了 我国第一辆改用二甲醚的柴油发动机汽车,并进行了试验。实施表明,使用二甲醚后可 使发动机功率提高 10%-15%,热效率提高 2%-3%,噪音降低 10%-15%。与柴油机相比,燃 用 DME 后,发动机完全消除了碳烟排放,氮氧化物排放降低 50%-70%,未燃碳氢排放降 低 30%,CO 排放降低 20%。二甲醚发动机不需要复杂的电控和排气后处理系统,就可以 达到欧Ⅲ标准,部分指标已达到欧Ⅳ标准。 2005 年 4 月, 在国家科技攻关项目支持下, 上海交通大学与上海汽车 (集团) 公司、 上海柴油机股份有限公司、上海华谊集团合作,成功开发了具有完全自主知识产权的 D6114 二甲醚燃料发动机和我国第一台二甲醚城市客车。目前已获 7 项国家发明专利授 权。2006 年,山东省临沂市实施 30 辆二甲醚公共汽车的示范运行,上海市已有 10 辆二 甲醚公交车投入上海 147 路公交车车队进行试运行, 还建成了国内第一个车用二甲醚加 注站。 由于石油资源不可再生,世界范围内都在研究开发未来汽车代用燃料。未来 DME 应

  用的最大的潜在市场是作为柴油代用燃料。相比而言,常规发动机代用燃料如液化石油 气、天然气、甲醇等的十六烷值都小于 10,只适合于点燃式发动机。十六烷值含量是柴 油燃烧性能的重要指标,二甲醚的十六烷值高于柴油,具有优良的压缩性,非常适合压 燃式发动机,二甲醚是理想的柴油发动机替代燃料。二甲醚成本虽高于柴油,但成本和 污染都低于液态丙烷等低污染替代燃料。 二甲醚替代柴油作为发动机燃料将具有一定的 发展空间。

  燃料电池汽车是指以氢气、甲醇等为燃料,通过化学反应产生电流,依靠电机驱动 的汽车。其电池的能量是通过氢气和氧气的化学反应获得,而不是经过燃烧直接变成电 能。燃料电池的化学反应过程不会产生有害物,因此燃料电池车辆是无污染汽车,燃料 电池的能量转换效率比内燃机要高 2-3 倍,因此从能源的利用和环境保护方面,燃料电 池汽车是一种理想的汽车。以下主要介绍氢燃料电池汽车: 与传统汽车相比, 燃料电池车能量转化效率高达 60-80%。 燃料电池的燃料是氢和氧, 生成物是清洁的水,它本身工作不产生一氧化碳和二氧化碳,也没有硫和微粒排出。因 此,氢燃料电池汽车是真正意义上的零排放、零污染的车,氢燃料是完美的汽车能源。 氢燃料电池车的优势毋庸置疑,劣势也是显而易见。随着科技的进步,曾经困扰氢 燃料电池发展的诸如安全性、氢燃料的贮存技术等问题已经逐步攻克并不断完善,然而 成本问题依然是阻碍氢燃料电池车发展的最大瓶颈。 目前氢燃料电池的成本是普通汽油 机的 100 倍,这个价格是市场所难以承受的。 燃料电池的氢气动力汽车虽然比混合动力、纯电动汽车等拥有燃料添加时间短、单 次行程远等优势,但有专业人士认为:未来小型电动汽车将成为短途旅行的理想选择, 而燃料电池技术则更适合大型车辆,因为盛装氢燃料的罐子会占很大空间,加上必须建 设众多与之配套的造价高昂的氢气充气站,氢源燃料电池汽车费用较高,如何提高氢站 安全性、降低制氢成本,燃料电池汽车方面的专业人才缺乏等问题的存在,使得燃料电 池汽车的研发和走向产业化、商业化面临巨大障碍。 在诸多新能源技术中,燃料电池汽车以其环境污染小与能源效率高等特征备受青 睐,各国政府纷纷扩大资金投入,增强研发力量,通过政府采购、税收减免、加速折旧、 宣传推广等多项措施加快燃料电池汽车技术研发与商业化进程。 我国也较早开始了相关 技术的研究工作。在“十五” 、 “十一五”期间,科技部分别启动了国家 863 电动汽车重 大专项、国家 863 节能与新能源汽车重大项目,迄今为止共投入科研资金 10 亿多元。 以氢为动力的燃料电池汽车是最理想的新能源汽车,但面临的技术门槛和经济性障 碍仍需要一定的时间才能逐一攻破。从目前的研发水平看来,世界级的领先企业和研究

  机构已经取得了研制新一代燃料电池汽车的技术途径, 核心技术则聚焦在降低成本和提 高寿命上,这些问题一旦得到解决,燃料电池汽车即可“破茧成蝶” ,燃料电池公交汽 车也将同时实现产业化并进入城市公共交通体系。

  太阳能汽车是一种靠太阳能来驱动的汽车。相比传统热机驱动的汽车,太阳能汽车 是真正的零排放。正因为其环保的特点,太阳能汽车被诸多国家所提倡,太阳能汽车产 业的发展也日益蓬勃。但是,太阳能汽车目前只处于试验研究阶段,是未来新能源汽车 发展的可能。还有一种目前仅仅是一种设想的新型燃料——金属粉末。专家们认为,在 不久的将来,金属粉末将成为一种“零碳”燃料,用于汽车发动机等动力装置。 在当前, 全世界新能源汽车的发展仍处于探索阶段, 各种新能源汽车都是利弊共存。 究竟那种新能源汽车会引领未来汽车工业的发展方向?这个问题还有待进一步的研究 和探讨。现在新能源汽车的种类很多,将来还有可能出现很多种新能源汽车,只为解决 传统燃料汽车的种种缺陷给社会带来的种种问题。

  新能源是相对传统能源而论的,它可以缓解或彻底解决传统能源给社会发展带来的 种种问题。目前,可用于汽车的新燃料种类较多,但实际使用的较少,技术成熟程度各 不相同,应用现状、应用前景差别较大。分析研究我国新燃料汽车的应用现状及应用前 景,可得出以下结论: 1.短期内,天然气汽车是最具发展潜力的新燃料汽车,因为目前天然汽车在技术上 已非常成熟,天然气的来源广泛、储量丰富,且天然气汽车的应用也非常广泛;油—— 电型混合动力汽车在短期内的发展也很广阔,因为它在节能减排方面的效果非常明显。 2.中期内,生物柴油、醇类燃料、二甲醚、非油——电型混合动力汽车等新燃料汽 车会成为未来新能源汽车的较佳选择,燃料的可再生性是这类汽车的最大优点,但这些 新燃料汽车目前在技术上还不够成熟,适合在较长的时期里发展。 3.纯电动汽车、燃料电池汽车、太阳能汽车等新型的零排放(零污染)的汽车是长 期内汽车工业发展的一个必然趋势,但这类汽车目前的技术还很不成熟,尚处于研究开 发阶段,尤其在电池方面的技术还需要很长一段时间的研究和技术攻关。

  弗里茨河 保罗 弗农.罗安 杰拉尔德 这份报告提出的一项研究结果(1)确定的燃料电池汽车技术状况正在推进开发, (2)评估的能 力,承诺和在该领域的领导机构的计划,以及(3)法官的前景燃料电池(因此,车辆)的电动发动 机,成为市面上在未来 5-10 年。这项研究是由燃料电池技术咨询小组,以协助发展一种新兴的汽车 燃料电池技术的独立判断和其成为一个接近零排放,高效率的竞争潜力的引擎选择加州空气资源委 员会的国家汽车。 小组获得的信息反应问卷,广泛分布在考虑在燃料电池电动发动机和车辆发展的关键问题组织 领导人互访。调查集中在质子交换膜技术的信念,即提供了比其他类型的燃料电池,以满足汽车发 动机性能,耐久性和成本标准更好的前景在质子交换膜(PEM)燃料电池技术和系统。征求了资料的 因素决定的燃料电池发动机前景最直接:当前和预测的质子交换膜燃料电池堆,燃料处理器和集成 的发动机系统的性能,最关键的元器件和子系统的成本目标和实现这些目标的前景,燃料的选择, 他们的技术和基础设施的影响,以及领导能力和组织的承诺从事,或与相关的综合方案现在为开发, 设计和制造完整的燃料电池电动发动机和融入他们量产车辆。 从它的关键的讨论和收集的资料进行审查,小组得出结论认为,氢质子交换膜燃料电池空气令 人印象深刻的进步,近年来堆栈技术,克服了技术障碍,以实现高堆叠性能燃料电池电动车的引擎 需要的。氢,但是,是不是认为是私人汽车在技术上和经济上可行的燃料现在也不在可预见的未来。 汽车燃料电池发动机必须能够使用汽油或类似的石油馏分燃料和甲醇普及,廉价的液体燃料,如果 它可以在极具竞争力的成本提供所需的数额。质子交换膜燃料电池已经显示出一些能够使用甲醇直 接,但在电极膜的性能和抗甲醇扩散之前,需要突破的直接甲醇燃料电池可以被认为是燃料电池汽 车发展的候选人。实用燃料电池电动汽车的发动机,因此,必须有燃料处理器转换成富含氢的燃料 气体,由质子交换膜栈用来发电或甲醇汽油的能力。 甲醇已选定由欧洲和日本的汽车燃料电池的发展,因为它被认为是比较容易处理,预计将造成 一定程度更高的燃油效率以及降低二氧化碳的整体生产计划。甲醇行业似乎相信,甲醇供应量(从 天然气转换)和分配所需要的基础设施,可扩展到位率和在燃料电池的电动车不断增长的人口所需 的费用。在美国,汽油正在越来越多地强调,因为现有的汽车燃料电池的燃料基础设施。目前尚不 清楚,不过,无论今天的汽油零售价格将与质子交换膜燃料长时间电池系统兼容,而最好的石油衍 生用于汽车燃料电池的燃料可能是一个简单的馏分切割(无添加剂) ,从其中硫磺已在很大程度上消 除了炼油厂。 因为所有的燃料处理器类型包括多个处理单元,涉及在处理器和燃料电池系统的其他部分广泛 热整合,它们造成困难的发展问题。一些领先的方案已成功地开发处理器的验证性原则( “面包板” ) 阶段,但所有的这些符合汽车应用标准的无 ; 快速冷启动是一个特别困难的,尚未得到满足 requirement.Stacks,燃料处理器和其他基本平衡的植物成分必须纳入完整的燃料电池发动机已接 受的重量,体积和经营特色的同时,实现近零排放和高效率的燃料电池的潜力结合起来。 这种整合,由中央燃料电池发动机系统开发的技术挑战,已取得了一些发展方案,但仅限于实 验电路板的水平。戴姆勒奔驰已经采取了整合与甲醇质子交换膜燃料处理器堆栈的关键一步,厂房 设备到实验燃料电池电动车必要的平衡。虽然操控性已经成立,并第一次测量有助于证实排放量极 低的期望,这种“NeCar 3”汽车是一个滚动试验台,而不是一个原型。 其他主要挑战在汽车燃料电池开发 - 转化为每一个材料,元件,制造步骤,用于生产未来的燃

  料电池发动机装配操作严格成本目标转换 - 可比的内燃发动机的制造成本非常低的成本实现。 的材 料和组件成本的研究表明,有没有根本性的障碍,实现质子交换膜堆产目标。燃料处理器和其他关 键子系统的成本前景不太好理解的存在,但很显然,大众在每年至少 10 万级生产发动机将用于燃料 电池发动机系统的所有部分至关重要。领先的方案越来越多地发展大规模生产,将需要达到成本目 标的方法有关。 重大努力,现在在北美,欧洲和日本正在开发的质子交换膜燃料电池汽车技术的所有方面。他 们正在开展的组织,其参与和领导是必不可少的,如果一个商业上可行的燃料电池电动引擎出现: 与业绩的先进汽车技术,包括电动和混合动力汽车的发展领先的汽车制造商。同样重要的是,在质 子交换膜燃料电池技术的世界领导者,或将在与这些厂商参与联盟的关键。集成的努力得到倍受关 注的政府 R&D 的巨大规模的方案(特别是在美国) ,他们在一个越来越多的组织谁看作是一个潜在 的巨大商业机会,质子交换膜汽车燃料电池先进技术的领导借鉴他们的专业产品和技术。 在小组的估计,研发投资作出的日期和主要的燃料电池开发商和汽车制造商今后几年的承诺已 经是美元之间,1.5 和 2 亿美元,额外的资源 - 包括,财力和技术能力 - 有可能方案将致力于为 从 R&D 日益融入发动机系统集成和评估/测试,为大规模低成本生产的所有部件,子系统和系统技 术工程及发展所需要的制造工艺较昂贵的阶段。 在一些本报告详细讨论,过去的努力已经导致了显着的进步,几乎每一个汽车燃料电池技术方 面,但主要的步骤仍然是最先进的方案,甚至未来。此时,为面板的有关最终成功的前景持谨慎乐 观态度最有说服力的理由是,燃料电池作为环境优越,更有效率的汽车发动机的承诺正在同一个资 源带来前所未有的组合所追求的行动在强大的组织在其自己的兴趣和公众的大力支持。因此小组, 认为几大汽车制造商的声明 - 动不动, 他们期望有鉴于目前的状态由生产准备就绪燃料电池电动汽 车,步骤仍然领先,并在有限的时间为他们完成工作,成功并在尽可能早的时间制造业的投资决策 将被要求在很短的商业化从现在起 6 年燃料电池电动发动机和车辆。

  感谢我的论文指导教师,他从我一开始着手写论文,就多次给我讲解了如何围绕中 心去写这篇论文。期间,我到公司实习了一个月,老师告诉我如何在实习时正常进行我 的毕业论文。他还多次对我的论文进行指导,并提了很多宝贵的建议,使我能在预定时 间内顺利完成论文。 感谢负责论文答辩的老师,他们为毕业生的论文答辩工作付出了很多。感谢学院的 领导们对毕业生论文工作的重视。 感谢学院所有的老师以及给我代过课的其他学院的老 师,我在大学四年里的收获大部分是来自于您的言传身教。在这即将与学校、学院还有 我尊敬的老师们说再见之际,我祝愿亲爱的老师们在以后的日子里工作顺利,家庭幸福 美满!

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