我國節(jié)能與新能源汽車技術(shù)發(fā)展解析

我國節(jié)能與新能源汽車技術(shù)發(fā)展解析

1.不同增長部位的增長15自2002年以來，中國的汽車產(chǎn)量逐年快速增長（見圖1）。在金融危機(jī)的不利影響下,2008年我國汽車銷量仍超過930萬輛,是世界增長最快的汽車市場之一。2.年生時(shí)期如圖2所示,2000—2007(8)年,8(9)年間,我國民用汽車保有量增長了2.6(3.1)倍,年均增長率達(dá)14.6%(14.7%)。就在這樂觀的數(shù)據(jù)下,另一項(xiàng)嚴(yán)峻的課題也擺在了我們面前——我國車用燃油消耗量在以年均12%的速度快速增長!這不僅意味著我國的汽車產(chǎn)業(yè)迎來了一個(gè)前所未有的發(fā)展高峰,而且更為我們自身帶來了一個(gè)更加嚴(yán)峻的研究課題:如何有效節(jié)能減排。3.美國與中方石油消費(fèi)合作統(tǒng)計(jì)顯示,2000—2007年,我國石油產(chǎn)量增長十分平緩,而石油消費(fèi)量和凈進(jìn)口量卻明顯增長(見圖3),我國石油對外依存度逐年增大(見圖4)。2007年,我國成為僅次于美國的石油消費(fèi)國,石油消費(fèi)量達(dá)3.46億t,國內(nèi)原油產(chǎn)量1.87億t,石油凈進(jìn)口量1.59億t,石油對外依賴度達(dá)46.2%,石油供應(yīng)安全面臨嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。(此外,據(jù)中國石油和化學(xué)工業(yè)協(xié)會(huì)的統(tǒng)計(jì),2008年我國原油表觀消費(fèi)量3.65億t,同比增長5.8%,比2007年增速放緩1.5百分點(diǎn);另據(jù)國家發(fā)改委網(wǎng)站消息,2008年我國生產(chǎn)原油1.89億t,同比增長2.3%,進(jìn)口原油1.78億t,同比增長9.6%,石油消費(fèi)對外依存度49.8%,比上年有所提高?！幷咦?4.從汽車柴油柴油看汽我國的汽油消費(fèi)主要用于交通運(yùn)輸業(yè),柴油消費(fèi)主要用于交通運(yùn)輸業(yè)、農(nóng)業(yè)和建筑業(yè)等。2007年我國車用汽油消費(fèi)5438萬t(包括汽車和摩托車消耗量),占汽油總消費(fèi)的97%。2007年車用柴油消耗量5050萬t,占柴油總消耗量的40.7%,低速汽車柴油消耗量1318萬t,占柴油總消耗量的10.6%。(此外,據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局?jǐn)?shù)據(jù),2008年,中國汽、柴油表觀消費(fèi)量分別為6342.7萬、1億3885.5萬t,同比增長分別為14.1%和11.7%;有預(yù)計(jì)認(rèn)為2009年二者增速會(huì)放緩,表觀消費(fèi)量分別為6440萬、1億4400萬t。——編者注)5.具有與車輛管理水平相關(guān)的其他方面的特點(diǎn)(1)我國汽車產(chǎn)品的平均油耗高于發(fā)達(dá)國家的平均水平。(2)轎車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)小排量份額偏小,中大排量份額偏大,不利于節(jié)能。(3)商用車整備質(zhì)量偏高,油耗高于國外水平。(4)我國還有相當(dāng)數(shù)量的高油耗的三輪汽車和低速貨車。(1)汽車燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)處于實(shí)施初期,且覆蓋范圍較小。目前,實(shí)施燃油經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn)只局限于新生產(chǎn)的乘用車及輕型商用車,中重型商用車還沒有覆蓋。(2)與汽車相關(guān)的稅費(fèi)設(shè)置和結(jié)構(gòu)沒有充分體現(xiàn)出對“節(jié)能減排”的合理引導(dǎo)作用。(3)新能源汽車發(fā)揮的石油替代作用較小。2007年我國新能源汽車替代的石油燃料僅占車用燃料總消耗量的5%左右。國家促進(jìn)節(jié)能與新能源汽車發(fā)展的相關(guān)政策,如圖5所示。中國汽車節(jié)能和新能源發(fā)展思路1.全球思維的總結(jié)見圖6。2.汽車節(jié)能的主要方法見圖7。3.代替能源的主要方法見圖8?；谄嚬?jié)能和新能源技術(shù)的選擇原則1.市場前景原則。在經(jīng)濟(jì)增長在確定節(jié)能技術(shù)發(fā)展路徑時(shí),要綜合考慮我國汽車工業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀,借鑒國際上汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn),選擇適合我國國情的節(jié)能技術(shù)和產(chǎn)品,歸納起來主要考慮以下幾條原則:(1)商用車與乘用車并重,注重車輛綜合節(jié)能;(2)節(jié)能效果顯著,節(jié)能貢獻(xiàn)率大;(3)國內(nèi)有比較成熟的技術(shù)儲(chǔ)備,國際上有可靠的技術(shù)來源;(4)符合市場需求,經(jīng)濟(jì)可行;(5)有利于環(huán)保和安全;(6)標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)比較完善或具備近期推行的條件。在選擇適合中國近期重點(diǎn)推廣的新能源汽車技術(shù)及產(chǎn)品時(shí),應(yīng)根據(jù)我國的國情和汽車工業(yè)的基礎(chǔ),重點(diǎn)考慮以下原則:(1)符合國家能源、環(huán)保的總體發(fā)展戰(zhàn)略,替代燃油效果明顯;(2)資源有保障、能夠立足自給;(3)技術(shù)可行、具備產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),市場前景廣闊;(4)在國家政策支持下,經(jīng)濟(jì)可行;(5)基礎(chǔ)設(shè)施完善或具備完善條件;(6)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、管理制度比較完善。最近，節(jié)能和新能源汽車技術(shù)的發(fā)展方向近期主要的節(jié)能與新能源汽車技術(shù),如圖9所示。1.小排量乘用車市場份額安排我國乘用車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理,受多種因素影響。從圖10可以看出,近年來我國乘用車銷量逐年增長明顯,而其中小排量乘用車市場份額反而呈下降趨勢。據(jù)統(tǒng)計(jì),2008年,國內(nèi)乘用車銷售675.56萬輛,其中,1.3L以下小排量乘用車約占29%,比汽車工業(yè)發(fā)達(dá)國家要低。2.柴油商用車與點(diǎn)燃式汽油車相比,同樣整備質(zhì)量的柴油車平均節(jié)油30%,CO2排放量也可減少20%,但目前我國柴油乘用車的市場份額不足1%。3.各器自動(dòng)識別1)高效能內(nèi)燃機(jī)技術(shù)。見圖12。2)高效能變速器技術(shù)。(1)變速器是汽車的重要組成部分,也是關(guān)系節(jié)能效果最核心的功能部件之一。(2)變速器的多擋化(≥6擋變速器、CVT)和機(jī)械變速器的自動(dòng)化(AMT和DCT)是當(dāng)前提高變速器效能的重要手段。(3)多擋化能夠有效提高發(fā)動(dòng)機(jī)在高效區(qū)域工作的比率,尤其可以降低車輛高速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速,提高整車燃油經(jīng)濟(jì)性。多擋化的終極——連續(xù)可變速比變速器(CVT)也得到了一定應(yīng)用。在MT仍占據(jù)主導(dǎo)地位的歐洲,AMT的市場份額也在不斷上升。(4)AMT、DCT技術(shù)的出現(xiàn),徹底改變了自動(dòng)變速器效率不高的缺點(diǎn)。它們不僅承接了MT機(jī)械傳動(dòng)的高效率,又在操作上實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化,因此成為高效變速器技術(shù)的代表方向之一。4.混合動(dòng)力汽車(1)在3類電動(dòng)汽車(純電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車和燃料電池汽車)中,混合動(dòng)力汽車是現(xiàn)階段最具產(chǎn)業(yè)化前景、最現(xiàn)實(shí)的技術(shù)方案。混合動(dòng)力汽車降低了對電池容量的要求,減少了單車的電池使用規(guī)模,緩解了電動(dòng)汽車對電池的依賴,能夠充分利用發(fā)動(dòng)機(jī)高效、低排放工作區(qū),從而獲得良好的節(jié)能減排效果。此外,與純電動(dòng)車相比,混合動(dòng)力汽車在原型車的基礎(chǔ)上,增加成本較少。(2)考慮到我國國情以及“十五”“十一五”期間國內(nèi)混合動(dòng)力汽車技術(shù)研發(fā)和整車產(chǎn)品開發(fā)的狀況,近期混合動(dòng)力汽車的產(chǎn)業(yè)化和市場推廣,應(yīng)重點(diǎn)考慮混合動(dòng)力轎車中的BSG、ISG技術(shù)以及混合動(dòng)力公交客車中的串聯(lián)和并聯(lián)混合技術(shù)。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)的能量除了自身消耗外,主要消耗在汽車空氣阻力、輪胎滾動(dòng)阻力、汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、空調(diào)和其他電器設(shè)備。在設(shè)計(jì)與制造技術(shù)上,如改善動(dòng)力學(xué)性能、降低行駛阻力、發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化匹配和加強(qiáng)用電設(shè)備的技術(shù)提升以降低能耗等,具有非常重要的意義。(2)輕量化是汽車節(jié)能的另一重要手段,車質(zhì)量每減輕10%,就會(huì)節(jié)省燃油6%~8%。6.電能來源及特性(1)純電動(dòng)汽車能效高、能量來源廣泛。a.純電動(dòng)汽車具有零排放、低噪聲、能量利用效率高等顯著特點(diǎn);b.電能來源廣泛(包括水電、核電、火電、風(fēng)電、太陽能、生物質(zhì)能、海洋潮汐、地?zé)岬鹊?,并不特別依賴某一種能源,而且可以是可再生能源、實(shí)現(xiàn)無污染發(fā)電。(2)我國純電動(dòng)汽車整車產(chǎn)品技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ),與國際基本同步,而且在某些領(lǐng)域還具有獨(dú)特優(yōu)勢,純電動(dòng)客車動(dòng)力系統(tǒng)已實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)化。7.提高純電動(dòng)續(xù)行駛里程(1)可外接充電式混合動(dòng)力車輛是在串聯(lián)式、并聯(lián)式(電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)能獨(dú)立驅(qū)動(dòng)車輛)和混聯(lián)式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車基礎(chǔ)上,通過增加動(dòng)力電池的用量,提高純電動(dòng)續(xù)駛里程。可以利用電網(wǎng)的電來作為車輛“燃料”,從而大大減輕了對石油的依賴,具有很好的環(huán)境效益,被認(rèn)為是混合動(dòng)力的重要發(fā)展方向。(2)Plug-in具有足夠長的純電動(dòng)續(xù)駛里程,一般采用墻上取電來補(bǔ)充能源,只有當(dāng)車載電能用盡后,才起動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛。按照美國對可外接電源混合動(dòng)力電動(dòng)汽車的定義,純電動(dòng)續(xù)駛里程要在60km左右。8.汽柴油車尾氣排放(1)天然氣汽車有較高的全壽命周期能量效率,僅低于柴油車和純電動(dòng)汽車。(2)天然氣汽車的常規(guī)排放低于汽、柴油車。據(jù)有關(guān)資料顯示,與同功率的傳統(tǒng)燃油汽車相比,天然氣汽車尾氣中HC可下降90%,CO下降約80%,NOx下降約40%,CO2排放降低20%。(3)鼓勵(lì)重點(diǎn):a.單一燃料電噴燃?xì)廪I車。b.單一燃料電控增壓中冷稀燃重型發(fā)動(dòng)機(jī)。(4)優(yōu)先應(yīng)用于公交車、出租車、都市物流車、市政車輛、城際客運(yùn)與貨運(yùn)車輛。汽車企業(yè)應(yīng)努力制定節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)品的稅收規(guī)劃(1)完善汽車燃料消耗量評價(jià)體系,分階段逐步提高汽車燃料經(jīng)濟(jì)性標(biāo)準(zhǔn);制訂并實(shí)施與推廣汽車節(jié)能及新能源技術(shù)相關(guān)的國家標(biāo)準(zhǔn)。(2)制訂適合汽車工業(yè)發(fā)展的油品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),保障符合節(jié)能和排放技術(shù)要求的油品品質(zhì)。(3)設(shè)立支持汽車產(chǎn)業(yè)節(jié)能與新能源技術(shù)發(fā)展的專項(xiàng)資金,支持關(guān)鍵技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化。(4)對汽車產(chǎn)品實(shí)施燃料消耗量公示和生產(chǎn)一致性管理。(5)建立企業(yè)平均燃料消耗量評價(jià)體系,對汽車企業(yè)的生產(chǎn)和產(chǎn)品進(jìn)行綜合節(jié)能管理。(6)創(chuàng)造有利于推廣節(jié)能和新能源汽車產(chǎn)品的消費(fèi)和使用環(huán)境。國家鼓勵(lì)并支持在公交、出租等公共服務(wù)領(lǐng)域率先推廣使用新能源汽車。(7)按照鼓勵(lì)節(jié)能的原則,對現(xiàn)行汽車稅制進(jìn)行調(diào)整;制訂基于車輛燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)的稅收獎(jiǎng)罰辦法。(8)制訂新能源汽車財(cái)稅鼓勵(lì)政策。通過適當(dāng)?shù)亩愂諟p免和財(cái)政補(bǔ)貼,鼓勵(lì)消費(fèi)者購買、使用新能源汽車。(9)以自主創(chuàng)新為主體,結(jié)合國際合作,大力發(fā)展節(jié)能與新能源汽車技術(shù)。(10)節(jié)能減排是汽車企業(yè)的責(zé)任,節(jié)能與新能源汽車是未來汽車工業(yè)發(fā)展的重要主題,汽車企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身特點(diǎn),充分發(fā)揮在各自領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢,不失時(shí)機(jī)地推出節(jié)能與新能源汽車產(chǎn)品。(11)由于節(jié)能與新能源汽車技術(shù)多為前瞻性很強(qiáng)的技術(shù),需要較多的人力和財(cái)力投入,聯(lián)合多家有互補(bǔ)性的企業(yè)或科研機(jī)構(gòu)(院校)搞聯(lián)合攻關(guān)、成果共享是一種十分有效的方式。(12)節(jié)能與新能源汽車受到國家政策法規(guī)影響較大,企業(yè)應(yīng)注意跟蹤國家在這方面的政策動(dòng)向,對于國家支持的技術(shù)領(lǐng)域應(yīng)重點(diǎn)投入攻關(guān)。中國節(jié)能減排的現(xiàn)狀4.從汽車柴油柴油看汽我國的汽油消費(fèi)主要用于交通運(yùn)輸業(yè),柴油消費(fèi)主要用于交通運(yùn)輸業(yè)、農(nóng)業(yè)和建筑業(yè)等。2007年我國車用汽油消費(fèi)5438萬t(包括汽車和摩托車消耗量),占汽油總消費(fèi)的97%。2007年車用柴油消耗量5050萬t,占柴油總消耗量的40.7%,低速汽車柴油消耗量1318