我國新能源汽車發(fā)展趨勢

我國新能源汽車發(fā)展趨勢摘要：隨著我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展和居民收入的提高，加入WTO短短幾年時間，我國已成為世界第一大汽車市場。然而，在汽車產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的同時，我國石油供應(yīng)卻持續(xù)出現(xiàn)緊張，對外依存度不斷提高，汽車造成的環(huán)境污染和溫室氣體排放嚴(yán)重威脅我國的可持續(xù)發(fā)展。因此，在發(fā)展汽車產(chǎn)業(yè)方面，我國應(yīng)當(dāng)避免重走發(fā)達(dá)國家“先污染后治理”的老路，積極發(fā)展新能源汽車。本文將以當(dāng)今國際上新能源汽車領(lǐng)域的發(fā)展為例，對我國新能源汽車的發(fā)展趨勢進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：新能源汽車汽車企業(yè)趨勢一、新能源汽車動力源要求（一）優(yōu)秀的動力性能也就是對于行駛要有必要的扭矩和動力。汽油發(fā)動機(jī)作為動力裝置所要求的基本性能，經(jīng)過常年的技術(shù)積累，也已變得非常成熟。（二）低成本因為是大眾化商品，低成本生產(chǎn)是其基本。從這一點來講，備齊生產(chǎn)設(shè)備，以大量生產(chǎn)來降低成本的汽油發(fā)動機(jī)具有明顯的優(yōu)勢。因為設(shè)備需要巨額費(fèi)用，長時間使用就可以削減成本。因此，從某種意義來講，生產(chǎn)廠并不希望被新的動力源取代。（三）維持費(fèi)用低，燃料供給容易如果石油的價格高漲，汽油發(fā)動機(jī)就會失去它的優(yōu)勢，不過，現(xiàn)在來看還不成問題。另外，燃料的供給問題，只要有現(xiàn)有數(shù)量程度的加油站，汽油機(jī)的燃料供給是非常容易和方便的，汽油機(jī)在這點上優(yōu)勢非常大。基礎(chǔ)設(shè)施完備是極其重要的。（四）對環(huán)境的負(fù)荷少對汽油發(fā)動機(jī)規(guī)定了排氣限值，不能超過這個限值?，F(xiàn)在依靠以電子控制技術(shù)為主的技術(shù)進(jìn)步，已經(jīng)發(fā)展到了相當(dāng)?shù)乃?。?dāng)然混合動力車與燃料電池車等在這一點上優(yōu)于汽油發(fā)動機(jī)，但是盡管排氣管制變得越來越嚴(yán)格，憑借技術(shù)的進(jìn)步，汽油發(fā)動機(jī)仍可以達(dá)到管制的要求，汽油發(fā)動機(jī)的生命力是很強(qiáng)的。（五）小型實用化相同大小尺寸的汽車，人與貨物的可用空間越大實用性就越好。動力系統(tǒng)盡可能地小型化是很重要的。從這一點來說，當(dāng)今的汽油發(fā)動機(jī)是無與倫比的。（六）可靠性、耐久性好不易發(fā)生故障，無論在什么樣的惡劣環(huán)境下都能順利地發(fā)揮作用是很重要的。尤其在這一點上，因為長期技術(shù)進(jìn)化的錘煉，汽油發(fā)動機(jī)是最能夠讓人安心使用的動力源。綜合來看，汽油發(fā)動機(jī)的發(fā)展前景有兩點是處于劣勢的：維持費(fèi)用；排氣性能。對汽油發(fā)動機(jī)的劣勢點人們憑借著持續(xù)不斷的技術(shù)改良使其壽命得到了顯著的延長。因此，燃料電池不能匹敵于汽油發(fā)動機(jī)的低成本；燃料供給；可靠性與耐久性等可以在多大程度上接近汽油發(fā)動機(jī)就成了最關(guān)鍵的問題。這并不是輕而易舉的事，世界上的汽車廠家為了汽車技術(shù)的進(jìn)步而不懈努力，已花費(fèi)了100余年的時間，現(xiàn)在的汽油發(fā)動機(jī)是人類智慧的結(jié)晶。二、新能源汽車的分類新能源汽車所包括的范圍較廣，大致可分為:電動汽車：純電動汽車；混合動力(電動)汽車；燃料電池電動汽車。（三）燃料電池汽車燃料電池汽車（FCEV）是指使用燃料電池的汽車，燃料電池是一種將儲存在燃料和氧化劑中的化學(xué)能，通過電極反應(yīng)直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置，一般以質(zhì)子交換膜燃料電池作為車載能源。通用汽車公司發(fā)展燃料電池汽車已有40多年的歷史，從氫動1號到雪佛蘭Equinox，已逐步向商業(yè)化方向發(fā)展。我國燃料電池汽車研發(fā)采用與國際同領(lǐng)域權(quán)威單位不同的技術(shù)路線。在“十五”國家“863”電動汽車重大專項、“十一五”國家“863”節(jié)能與新能源汽車重大項目的支持下，取得了一系列的成果。2005年由東風(fēng)汽車公司和武漢理工大學(xué)合作聯(lián)合研發(fā)的東風(fēng)燃料電池電動汽車“楚天一號”通過驗收，有完全獨(dú)立的自主知識產(chǎn)權(quán)，其整車達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平，與國際水平同步。同濟(jì)大學(xué)和上汽集團(tuán)等單位通過產(chǎn)學(xué)研緊密合作，已經(jīng)成功研制出我國第4代擁有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的氫燃料電池轎車樣車。目前，世界上許多國家都投入了大量的資金對燃料電池車進(jìn)行積極的研發(fā)，歐盟、美國、日本等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)都已經(jīng)多次對燃料電池公共汽車示范。盡管如此，氫的存儲和質(zhì)子交換膜的成本仍然是燃料電池車的發(fā)展瓶頸。目前，國際上普遍采用的是高能量密度的液態(tài)氫。除此之外，人們也努力在探索利用金屬氫化物儲氫、活性炭吸附儲氫以及炭納米罐儲氫。大量氫的生產(chǎn)供應(yīng)與基礎(chǔ)設(shè)施，建設(shè)成本過高，造成燃料電池車的應(yīng)用一直局限于公共汽車領(lǐng)域?，F(xiàn)在，銷售的燃料電池車一臺少則幾百萬（人民幣），多則上千萬，一般消費(fèi)者可望而不可及，無法走入千家萬戶。燃料電池車本身成本高是一方面，另一方面是如何獲得氫的問題。作為燃料的氫自然界存在有限，必須人工制取。而制取氫需要能量，如電解水制氫，消耗電能較大，成本較高。只要不使用自然能和原子能，制取氫時便產(chǎn)生CO2。如：用焦炭或白煤制氫，即在高溫下使碳和水蒸氣發(fā)生反應(yīng)，該反應(yīng)過程為:C+H2O→CO+H2CO+H2O→CO2+H2對于天然氣和石油，可在脫硫后與過熱水蒸汽一起進(jìn)入轉(zhuǎn)化爐，在鎳催化劑的作用下轉(zhuǎn)化為H2、CO和CO2的轉(zhuǎn)化氣，通過水煤氣反應(yīng)使CO轉(zhuǎn)化為H2，然后經(jīng)增壓冷卻再進(jìn)入變壓吸附塔，可得到高純度氫（如圖1），該過程反應(yīng)為:CH4+H2O→CO+3H2CO+H2O→CO2+H2COCO2純凈氫氣氫氣水蒸氣天然氣脫硫轉(zhuǎn)化爐吸附塔圖1天然氣和裂解石油制氫流程石化燃料（包括煤、石油和天然氣等）制氫時產(chǎn)生的CO2，其量比制取汽油和柴油時產(chǎn)生的CO2的量要多?，F(xiàn)在燃料電池車的擁有數(shù)量有限，還不成問題，但是，當(dāng)擁有數(shù)量達(dá)到一定程度時，制取氫時耗能、產(chǎn)生大量的CO2，就可能成為新問題。因此，盡可能地不產(chǎn)生CO2而高效制氫的方法若不確立，燃料電池車也很難成為節(jié)能減排的對策車。液體燃料汽車（醇類）醇類燃料是替代燃料的一種，分為甲醇和乙醇燃料。目前，甲醇汽車技術(shù)尚不成熟，且由于甲醇本身毒性大、燃料熱值低、經(jīng)濟(jì)性差、腐蝕性大，屬不可再生資源，所以甲醇燃料的發(fā)展并未得到更大的推廣，只能是一種值得考慮的替代能源。與甲醇燃料不同，乙醇燃料以玉米、蔗糖等農(nóng)作物為原料，采用生物發(fā)酵方法生產(chǎn)，排放性優(yōu)于汽柴油，是一種可再生的清潔燃料。車用乙醇燃料是指把變性燃料乙醇和汽油或柴油按比例混配而成的車用燃料。目前，乙醇在汽油機(jī)上的應(yīng)用已經(jīng)成熟。但乙醇在柴油機(jī)上的應(yīng)用仍處于研究階段，還存在燃燒混合、燃燒、排放等諸多問題。（五）氣體燃料汽車燃?xì)馄嚕匆蕴烊粴夂褪桶樯返葰怏w為燃料的汽車，主要有壓縮天然氣汽車（CNG）、液化天然氣汽車（LNG）和液化石油氣汽車（LPG）3種。燃?xì)馄嚲哂腥紵龔氐祝盼凵俚忍攸c，在我國主要用于城市公交汽車。在國家“863”計劃“節(jié)能與新能源汽車”項目中，燃?xì)馄嚨难芯繎?yīng)用課題占有主導(dǎo)地位。國家已經(jīng)制定了“天然氣綜合利用規(guī)劃”，目前，全國已有20多個城市使用和推廣燃?xì)馄?。隨著技術(shù)的進(jìn)步和生產(chǎn)的發(fā)展，燃?xì)馄嚨膽?yīng)用范圍將越來越廣。（六）太陽能汽車太陽能汽車就是利用太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，并利用該電能驅(qū)動車輛行駛。從20世紀(jì)70年代后半期到80年代前半期，太陽能汽車在實驗室誕生。1984年，世界首屆電動汽車與太陽能汽車比賽在瑞士舉行，成為了太陽能汽車賽事的創(chuàng)始者。日本的太陽能車賽事起步較晚，但后來居上，層出不窮，如：1989年的“朝日太陽能車?yán)悺保?991年的“北海道太陽能車賽”，1992年的“鈴鹿太陽能車賽”和“能登太陽能車?yán)悺钡龋荚谑澜绶秶鷥?nèi)產(chǎn)生了一定的影響。太陽能汽車清潔、環(huán)保，可以說是真正“零排放”的交通工具。但太陽能汽車受陽光強(qiáng)弱、太陽高度角、氣候等因素的影響較大，其實際應(yīng)用存在一定局限性，一般只涉及汽車的輔助電源系統(tǒng)。太陽能電池所提供的能量只能用于車輛的電器、儀表等，或是對車載蓄電池進(jìn)行充電。太陽能汽車實用化必須滿足：（1）光照充足，為驅(qū)動汽車提供足夠的能量來源；（2）對速度或載重的要求不高；（3）在光照條件欠佳的情況下，車輛仍能通過與電動模式，甚至人力模式的結(jié)合進(jìn)行驅(qū)動?，F(xiàn)階段主要應(yīng)用于觀光游覽車。（七）生物燃料汽車生物燃料包括醇類燃料和生物柴油。醇類燃料分為甲醇和乙醇。甲醇具有高辛烷值、低污染和無排煙等優(yōu)點，但其毒性大、燃料熱值低及腐蝕性大，而且甲醇汽車技術(shù)尚未成熟，所以甲醇燃料的發(fā)展并未得到更大的推廣[4]。但近年來，以甲醇為燃料的燃料電池的開發(fā)有望促進(jìn)甲醇燃料汽車的發(fā)展。使用乙醇燃料是全世界最為常見的一種燃料替代方案。燃料乙醇作為燃燒清潔的高辛烷值燃料，是一種成熟和安全的可再生能源，可從谷物、玉米和小麥等農(nóng)作物中制取。美國是使用乙醇/汽油混合燃料的先驅(qū)，其“五碳糖發(fā)酵制乙醇技術(shù)”方面取得的重大突破為乙醇燃料生產(chǎn)成本的降低提供了技術(shù)保證。巴西作為乙醇燃料汽車最流行的國家，其市場上最新型的車款都安裝了油氣濃度傳感器，可以自動感知燃料箱內(nèi)不同性質(zhì)的燃料，做到與普通汽油柴油的自然替換。我國已經(jīng)超過歐盟成為乙醇燃料的消費(fèi)大國。但是，目前燃料乙醇的生產(chǎn)需要消耗大量的糧食，特別是近年來的全球糧食危機(jī)使合理解決“汽車與人爭食”的問題勢在必行。生物柴油具有替代石油和降低柴油機(jī)排放的雙重效果，比乙醇更容易用于柴油機(jī)。生物柴油是一種可再生能源，以含油植物、動物油脂以及廢食用油為原料制成。其硫含量低，生物降解性高達(dá)98%，可大幅減輕意外泄露對環(huán)境的污染，對于各種車輛具有良好的適用性，因此各國將其作為新型替代燃料予以高度重視。歐洲是世界上生物柴油發(fā)展最快的地區(qū)，2010年產(chǎn)量可達(dá)830萬噸。根據(jù)歐美國家的測試，生物柴油在保持汽車性能不變的同時，還降低了發(fā)動機(jī)的磨損。試驗表明，20%生物柴油與80%傳統(tǒng)柴油（B20）相混合的使用效果最好[5]。參考文獻(xiàn)：[1]王海良.2007中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007.[2]彭紅濤,李崢,