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发布时间:2020-07-10 18:48:36

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作者:纪康保,田永

出版社:天津人民出版社

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低碳汽车:地球 好的“退烧药”

低碳汽车:地球 好的“退烧药”试读:

前言

随着世界经济的发展、人口的剧增,气候问题越来越严重,二氧化碳排放量越来越大,地球臭氧层正遭受前所未有的破坏,全球灾难性气候变化屡屡出现,已经严重危害到人类的生存环境和健康安全,一次次的气候灾害已经让我们尝到了高碳、污染带来的恶果。

地球是我们共同的家园,我们有责任去保护这个家园。但是,随着科技的发展,我们的家园一次又一次地遭受侵害,地球已经越来越虚弱了。我们不能眼睁睁地看着地球被伤害,所以,我们倡议:环境需要绿色,地球需要低碳,我们需要行动!

低碳不仅仅是一种概念,低碳生活也不仅仅是一种时尚,它与我们的生活息息相关,这是一件利在千秋万代的大事。节水、节电、节气,摒弃高碳模式,崇尚低碳生活……就是身边这些不起眼的小事可以让低碳生活变为现实,让我们为低碳环境、绿色地球作出自己的贡献!

地球是我们共同的家园,白云蓝天、雾霭流岚、花香鸟语、蝶舞莺飞……如此美丽的环境需要我们共同的呵护。不要让小河的水总是恶臭,不要让机动车的尾气令人掩住口鼻,不要让草丛里的塑料袋不计其数……让我们牵起手,从一点一滴的小事做起,使我们的地球更美丽,更精彩。

本书旨在引导新时代的青少年一起行动起来,为了我们共同的家园,用自己的实际行动把生活耗用能量降到最低,从而减少二氧化碳的排放,实现绿色低碳生活。低碳生活是一种态度,也是一种责任,更是一种爱,让我们的爱更宽广,更包容,更细致吧!本书编委会2012年5月1日

第一章 低碳时代,汽车将驶向何处

一、低碳时代汽车发展之路

低碳经济是指以低能耗、低污染,低排放为基础的经济模式,是人类社会继农业文明、工业文明之后的又一次重大进步。发展低碳经济本质上就是高效利用能源、开发清洁能源、追求绿色GDP,核心是能源技术和减排技术创新、产业结构调整和制度创新以及转变人类生存发展观念。

目前,低碳经济已成为全球经济的潮流和趋势,迎接低碳经济时代,汽车产业责无旁贷。汽车产业在整个低碳版图中占有主导地位,降低汽车二氧化碳的排放也成为低碳技术发展面临的问题。

在发展低碳经济、迎接低碳经济时代的进程中,中国汽车产业承担着更重要的历史责任,是发展低碳经济不可缺少的主角。首先看能源问题。按照现在的发展势头,20年后,我国汽车普及率完全有可能接近发达国家的水平。按照欧洲的一半,即每千人拥有汽车300辆计算,那时我国汽车总保有量就是4.5亿辆。根据我国目前汽车燃油的使用情况,那时供汽车消费的燃油约2亿吨。如果那时中国每辆汽车消耗燃油的水平达到现在日本近1吨的水平,2亿吨燃油仅够2亿辆汽车使用。如果依赖石油,中国人将不可能实现普及汽车的梦想,中国汽车工业将不得不停止前进的脚步。其次看碳排放问题。未来欧、美、日的汽车保有量不会有太大变化,他们所要面对的是如何为现有数量的汽车找到燃料并处理排放,即处理“存量”的问题,而中国面对的是令世界关注的巨大“增量”问题。绿色GDP峰会

最新数据显示:我国二氧化碳排放量已超过美国,成为二氧化碳排放量最大的国家。专家预测,如果不加以控制,到2030年中国每年的二氧化碳排放量将达到8Mt,相当于目前全世界二氧化碳排放量的三分之一。

在发达国家,汽车排放的CO已占这些国家CO总排放量的25%22~28%。中国现今已成为世界第一汽车生产大国,无论目前还是将来控制汽车碳排放问题都非常重要。因此迎接低碳经济时代我国汽车产业责无旁贷,而开发低碳技术、发展低碳汽车则是中国汽车产业迎接低碳经济时代最好的实际行动。

据媒体报道,随着低碳经济时代的到来,我国汽车产业正在走向低碳化。

1.传统汽车结构加速变化

为达到国家设定的碳排放目标,汽车企业首先要做的就是加速转化传统汽车结构,努力使传统能源汽车向低碳汽车产品转型。

据了解,目前我国部分汽车企业已经开始在传统能源汽车基础上进行碳排放技术改进。奇瑞采取提高传统汽车燃油效率、降低风阻、采用新型环保轮胎等措施促进节能减排;长安铃木M系列发动机生产线,生产采用VVT技术的节能发动机,以提高发动机的燃油经济性;东风日产导入CVT变速器,使二氧化碳排放比一般变速器降低15%~18%;华泰将清洁柴油技术作为降低碳排放的现实路线,柴油SUV油耗已降低到每百公里6L以下,排放达到国Ⅳ标准,并预留了提升到国V的空间。然而这些都仅仅是开始,随着国家具体政策的出台,我国汽车产品的结构将发生重大变化。

2.企业发展战略面临调整

一直以来,我国汽车企业都以促进销量为主要目标。基于我国汽车市场旺盛的需求,以销量为目标的做法能使企业较快在市场站稳脚跟,并赢得一定知名度,但汽车企业在技术上的积累却相对有限。而在低碳时代,汽车产品的竞争是低碳技术的竞争,在这方面,我国汽车产业还处于劣势地位。

时任大众中国执行副总裁张绥新认为,中国政府承诺降低40%~45%的碳排放,对整个汽车产业都形成了巨大挑战。汽车企业必须大力研究新技术,努力探索新的发展道路,才可能实现节能减排目标。

中国科学技术发展战略研究院软科学处指出,低碳经济的核心内容包括低碳产品、低碳技术、低碳能源的开发和利用等。未来的经济竞争很可能是低碳技术的竞争。汽车企业如果能抓住这个机会,在低碳技术上进行超前投资和部署,花大力气进行低碳技术的开发和利用,就能在未来的竞争中赢得先机。

在出口战略上,我国汽车企业更应该未雨绸缪。在减少碳排放呼声日渐高涨的形势下,我国目标汽车出口市场已经或即将建立“碳关税壁垒”。

2009年欧盟通过二氧化碳排放法案,规定到2012年,欧盟将对碳超标新车按超标比例递增的原则实行惩罚性措施;加拿大也计划制定汽车二氧化碳排放限量法规。诸如此类的碳排放法规,将大大阻碍我国汽车的出口步伐。汽车企业必须根据出口市场的新情况作出及时准确的战略调整。企业向“低碳”转变

3.电动汽车成为战略性新兴产业

当前,新能源汽车的研发和普及已成为我国汽车产业的重要任务,我国对新能源汽车发展路线的选择经过长期争论,目前已经基本得到统一,那就是发展以电动汽车为龙头的新能源汽车。2009年,国家科技部部长万钢代表政府表示,电动汽车作为新一轮经济增长的突破口和实现交通能源转型的根本途径,已经成为世界各主要国家和汽车制造商共同的战略选择,也是各国汽车市场的战略选择。中国政府将采取各种措施推动电动汽车的研发和产业化。电动汽车作为战略性新兴产业将被纳入国家投资规划。新能源汽车将改变我国汽车工业的历史,改变我国汽车产业的格局。

从目前来看,对低碳经济时代背景下的中国汽车产业,业界普遍持乐观态度,认为:低碳经济时代的到来,为中国汽车产业提供了发展机遇。低碳技术的普及,低碳经济的发展为中国汽车产业提供更多的发展机会和条件,在新一轮发展中完全可能后来居上。

低碳经济时代的加速到来,在为中国汽车产业提供发展机遇的同时,也带来了诸多压力和挑战,从某种角度讲,中国必须在低碳排放上付出更多的努力,达到更好的效果,以此来尽快适应未来全球低碳经济环境。

二、汽车企业的“低碳经济体系”

什么是“低碳经济体系”,我们以广汽丰田构筑“低碳经济体系”的具体例子来加以解释。

2010年4月23日,在第十一届北京国际车展上,由凯美瑞混合动力版领衔,广汽丰田携强大阵容“盛装出席”,以新产品、新技术和新能源倡导“低碳汽车生活”潮流,响应北京车展“畅想绿色未来”的主题。

在“畅想绿色未来”的大舞台上,与大部分新能源车型尚处于概念阶段不同,凯美瑞混合动力版是少数被国家工信部认定为“成熟型新能源车”的车型之一。由于采用丰田先进、成熟的油电混合动力技术,凯美瑞混合动力版在碳排放方面达到业内领先水平。其中,一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物的排放量分别降低了94%、90%、76%以上,远远低于国际Ⅳ排放标准;二氧化碳排放量降低近40%,相当于80棵树1年吸收的二氧化碳量。由于节能环保性能的水平高,凯美瑞混合动力车是国际市场上最受欢迎的低碳汽车产品之一。第十一届北京国际车展

作为良好的企业公民与节能环保先锋,除了向市场提供低碳产品之外,广汽丰田一直以来致力于打造国内水平最高的环保工厂,实现了“二氧化碳低排放”、“废水零排放”、“优于国家标准的废气排放”、“世界领先水平的可挥发性有机气体排放控制”、“废弃物零填埋”、“能源利用最大化”这六大指标,在业内确立优势地位,成果丰硕。

2009年,广汽丰田导入国内先进的离心式冷冻机,每年可节省能源4850GJ,使全厂每年减排1230t二氧化碳;导入太阳能发电系统,每年可节省能源120GJ,使二氧化碳排放每年降低30t;冲压车间的伺服压力机的传统压力机降低能耗30%以上。为真正地做到废水100%回收利用,广汽丰田斥资1100万元,首次率先采用全球领先的“浓缩液回收”技术,单车生产耗水指标达到了全球领先的2t/辆,远低于业内4t/辆的用水标准;采用“全过程控制”方式,大量采用成本更高但可挥发性有机物(VOC)更低的水性涂料,同时采取改善措施降低有机溶剂的使用量,通过废气焚烧装置(RTO)净化车间产生的废气,使VOC排放量达到世界领先水平。

据了解,广汽丰田成立6年来,一直以打造“公园式的工厂”为目标,在工厂及周边种植树木近3万棵。这些树每年可吸收二氧化碳多达1.4万多吨。在凯美瑞混合动力版下线仪式上,广汽丰田正式启动了“凯美瑞林”,每卖出一辆凯美瑞混合动力车,即为车主种下一棵树苗。为此,广汽丰田在厂区内规划了总面积为6.2万多平方米的种植区域,预计可种植6500多棵树,每年预计可吸收二氧化碳3000多吨。此外,广汽丰田还组织全体员工深入开展“废弃物分类与减量化活动”,将员工产生的生活垃圾分为八大类,通过公司的废物回收中心进行分类和无害化处理,最终实现废弃物的零填埋。

除了在产品和工厂建设上践行低碳环保的理念,广汽丰田还是国内第一家率先将环保“触角”伸向销售服务渠道的企业。从2007年8月开始,广汽丰田联手国内专业环保认证机构华夏认证中心,在所有广汽TOYOTA销售店中启动了丰田销售店环境风险审核计划(DERAP)项目。到2009年底,全渠道DERAP认证工作圆满完成,所有销售店均获得了DERAP认证书,使广汽丰田销售网络成为真正的绿色环保模范。

此外,广汽丰田的零部件供应商也都通过了环保认证。

三、汽车业对未来新能源的多方探索

目前,在各类新能源技术推广中,电动汽车占有明显政策优势,但从全生命周期的角度看,电动汽车技术的“低碳指数”到底有多少?业界一直存在很大分歧,虽然在使用过程中,电动汽车对城市大气环境的污染很少,但在驱动电池的生产过程中要产生碳排放,再加上中国的电动力70%来自煤电,因此电动汽车不可避免带有高碳的痕迹。因此与汽油车相比,电动汽车并不能算低碳产品。如果通过大量建设燃煤、燃油发电站来为电动汽车提供电力,从而产生新的碳排放,那么电动汽车不搞也罢。

从长远来看,汽车业还应该继续寻找碳分子少的能替代燃油的新能源。部分人士认为,现阶段天然气是比较现实的燃油替代品之一,因为天然气的分子成分是一个碳四个氢,它的碳排放就要比燃油低得多。

清华大学新能源技术研究院毛宗强教授目前正在进行的工作是把天然气和20%的氢气制成混合燃料HCNG, HCNG的好处是在不降低汽车动力性的同时,有效减少二氧化碳的排放量,除此之外,价格便宜是这种混合燃料值得推广的主要原因。他解释说,由于中国是世界最大的焦炭生产国,在生产过程中会产生大量的焦炉煤气。这种过去被视为“鸡肋”的煤气中含有60%的氢气,如果把它们添加到天然气中,混合燃料就会变成节能环保的替代能源,这是有中国特色的变废为宝。中国很多地区都有不同的优势能源,应该充分加以利用。电动汽车

由此可见,为迎接低碳时代,汽车新能源技术路径选择不能绝对,我们应该提倡解放思想、拓宽视野、百花齐放、多方探索,让更多的人为寻找未来的汽车新能源作贡献。

在能源方面,人类的最终目标是利用可再生能源实现可持续发展。可再生能源包括太阳能、风能、水能、生物质能、地热能、潮汐能等。

据世界能源理事会的报告,目前世界各国陆地平均太阳能光合作用的效率只有0.3%,即使这样,全球生物质所含的能量也相当于全球能耗的10倍,如果有效提高这个效率,生物质能就可以成为潜力巨大的新能源。

一位能源专家曾经分析过,太阳能、风能、地热能、潮汐能主要以发电的形式加以利用,所以这些能源也有一定的局限性。而生物质能可以转换成气态、液态、固态燃料,替代化石燃料用于许多领域,并且可以减少CO排放。汽车能源发展的最终趋势可能是氢燃料电池,2通过甲醇和乙醇可以分解出氢,也可以直接输入燃料电池生产电力,所以生物质能应该受到应有的重视。

生物质能资源种类繁多,覆盖范围极其广阔,可以利用植物种子榨油,或发酵生产乙醇,也可以利用纤维素生产乙醇。目前,大量利用的生物质燃料主要是乙醇,美国主要是用玉米生产乙醇,对世界粮食价格影响较大,中国已经叫停玉米乙醇,而巴西因地制宜,通过甘蔗获得乙醇,取得较好的效果。现在许多科学家正在研究利用非粮作物、农林业生产废弃物来生产第二代乙醇,如能突破,将可以大量用于汽车驱动。我国庄稼秸秆主要是焚烧,既浪费了资源,也污染了环境,应该加以开发利用。所以从“低碳”的角度考量汽车业的未来,我国对第二代乙醇的研究开发绝对不能放弃,政府应给予大力支持。

专家指出,在探索新能源问题上必须要有创新思维,树立颠覆传统的新观念。在2010年北京车展上展出的上汽自主品牌概念车“叶子”就是上汽在探索新能源中取得的创造性成果,“叶子”这款车可以把自然能源转换为电能,用以驱动汽车。“叶子”在设计中以电能为主要动力来源,其技术核心是自然能源转换技术。车顶的一片巨型叶子是一部高效的光电转换器,可吸收太阳能转化为电能;而阳光追踪系统,可以使叶片上的太阳能晶体片随太阳照射方向而转动,从而提高光能吸收效率。其四个车轮就是四个风力发电机,通过捕捉散逸的风能,将风能转变成电能,充入自身电池储存能源,形成辅助电驱动系统,最大限度拓展利用新能源。其车体采用可吸附二氧化碳的有机金属结构(MOFS),能模拟绿色植物从空气中捕获二氧化碳和水分子,在微生物的作用下释放出电子,形成电流。生物燃料电池再将产生的电能给锂电池充电,由电机驱动汽车。同时,它还能将光电转换中排放的高浓度二氧化碳通过激光发生器转化为电能为车内照明,或转化为车内空调制冷剂,不仅仅是“零排放”,更是“负排放”的实现,净化空气。

从“零碳”的角度考量,上汽的“叶子”概念车预示着汽车业的未来。

四、汽车业应未雨绸缪碳交易

虽然低碳经济已引起越来越多的关注,但对于中国汽车业来说,它更像一个热点词汇,一个未来的方向。事实上,低碳经济会日益成为影响汽车企业未来发展的重要因素。它和汽车企业的关系不会只是停留在产品层面的节能环保上,它将对企业生产、经营等各个层面产生影响。汽车企业在制定战略时必须从“低碳”的角度考量汽车业的未来,而其中“碳交易”是一个需要未雨绸缪、提早考虑的重要因素。

据参加过哥本哈根联合国气候大会的一位专家介绍,我国目前还没有强制的定量减排义务,因此国内企业还没有总量减排的约束,但从此次哥本哈根气候大会的谈判过程来看,我国政府承担着越来越大的外部压力。让人没有想到的是,发达国家想方设法要把中国拉到强制减排的阵营中去,又在对发展中国家的资金资助上讨价还价。汽车在生产和使用过程中会排放大量的二氧化碳,汽车企业肯定要加快技术改造步伐,减少二氧化碳排放量。如果经过技改还达不到降低排放要求的话,未来可能也要到碳交易市场寻求解决办法。也就是说中国车企未来也有可能从全球碳交易的供给方逐步转变为需求方。

专家认为,汽车业是一个开放型产业,现在国外对汽车出口的限制主要还是在产品层面,强调产品本身的排放达标,未来是否会因为中国企业的生产排放达不到出口国的低碳目标而影响产品的出口,现在还不好说,但有这种趋势。在WTO谈判中一直都存在绿色壁垒,在目前的国际形势下,碳排放已经成为一个热门课题,因此不排除发达国家以此作为制造贸易壁垒的根据。“碳交易”

俗话说:“人无远虑,必有近忧。”从“低碳”的角度考量未来,中国汽车业是否应该对碳交易早作准备。

据了解,由于发达国家技术较为先进,碳减排空间较小,发展中国家虽然技术升级减排的效果明显,却缺少资金和技术。因此,发达国家的企业可以通过技术转让或资金投入的方法,与发展中国家的节能减排项目进行合作,利用这些节能减排项目减少的二氧化碳排放量来抵扣自身的减排指标。因此,二氧化碳排放量就成了可以交易的有价商品。根据世界银行测算,全球碳交易在2008年至2012年间,市场规模每年可达600亿美元。

2008年7月20日—9月20日“奥运单双号限行”期间,美国环保协会、人民网等联合发起了“绿色出行碳路行动”,他们建了一个网站,鼓励参与者用真实身份注册,注明自己每天出行的出发点和目的地,搭乘公共交通工具,凭此计算出其减少的二氧化碳排放量。当时北京共有8万多人参与了该活动,清华大学交通研究所出具核查报告,两个月共减排二氧化碳8895吨。此后这些减排量完成交易,出售给一家汽车保险公司。

五、汽车行业面临的低碳难题

在能源短缺及全球变暖的严重情况下,我国政府提出,到2020年单位国内生产总值二氧化碳排放比2005年下降40%~45%。

煤和石油的燃烧是二氧化碳的主要来源,汽车是石油消费的主体,也是温室气体的主要排放源,与欧洲、日本等发达国家相比,我国汽车的二氧化碳减排仍有较大空间。

我国于2005年7月1日实施的《乘用车燃油消耗率限值》标准规定,2009年以后的新车油耗比2004年减少15%,相当于每公里排放160~170g二氧化碳,而欧洲每公里二氧化碳排放水平仅为140g。

我国从2010年1月1日起实施《第二阶段乘用车燃料消耗量限值》,而被业界统称“二氧化碳法规”的《第三阶段乘用车燃料消耗量评价方法及指标》(下称“第三阶段标准”)也于2010年年底前正式公布,并于2012年逐步实施。

在“第三阶段标准”草案中看到,下一阶段乘用车燃料消耗量限值标准达到的排放目标,到2015年,全国乘用车燃油消耗量平均水平降为7L/100km左右。汽车行业面临的低碳难题

与现阶段不同,将来政府不再采取“一刀切”的管理方式,要求企业所有产品都必须达到标准规定的车型燃料消耗量目标值,而是引入“企业平均燃料消耗量”和“企业平均燃料消耗量目标值”的概念,不再要求“每辆车”,而是以“企业”作为标准评价的对象。

据介绍,新标准考虑到汽车企业产品规划和产品周期,给企业产品技术升级和换代预留充分的准备时间。例如,2012年,各企业平均燃料消耗量不可高于目标值的109%, 2013年不可高于106%, 2014年不可高于103%,到2015年最终完全实施。

这个被业界称为“二氧化碳法规”的新标准,在第一汽车集团副总工程师、技术中心主任李骏看来,是未来国内汽车企业能否立足并走向成功的支点。

有人此前曾通过一系列计算得出不同阶段我国汽车二氧化碳排放限值,第三阶段中国油耗法规的二氧化碳当量是163g,如果按照这个当量发展下去,2020年就是120g,相当于欧盟2012年的水平,到2025年为95g。只有走这样的二氧化碳限值的道路,才能使中国汽车总的二氧化碳排放量不随着汽车保有量而上升。

目前,包括欧盟、美国、日本、韩国等在内的很多国家都已实施了不同形式的汽车燃料消耗量标示制度,欧盟已形成了乘用车CO排2放/油耗法规体系以及基于乘用车燃料消耗量的财税政策、油耗标识的三大控制政策。

我国即将推行的“第三阶段标准”将借鉴欧盟的政策体系,目前,工信部、财政部、国家税务总局已启动挂钩的财税政策研究。参与标准制定的专家称,“限值标准+财税政策”将成为今后我国控制汽车二氧化碳排放和油耗的主要措施。

据参与标准制定的专家透露,标准将根据综合因素制定,不会盲目求高,将考虑市场接受程度的问题。只要企业肯在研发低碳技术方面下工夫,达标并不难。

由于二氧化碳法规的出现,汽车企业需要平衡一个两难问题,一个是要平衡产品规划,实现企业赢利的战略,另一个是必须找到低碳技术。

这一点对于国内自主品牌是尤为严峻的考验。有人坦言:“二氧化碳排放已经成为全球汽车技术路线的杠杆,而且这种低碳技术在国外一些大公司,按照各个年代目标已经排产完了,比如丰田、宝马、福特等,只是我们有些自主品牌企业还不是很清楚。”

举例来说,2009年底,标致雪铁龙集团在深圳公布了其在华首个新能源汽车发展战略,提出“2020年,在中国二氧化碳排放量降低50%的目标”。他们采取的主要方式是在传统汽油汽车领域实现技术创新。

按照规划,未来10年,标致雪铁龙集团将为中国合资企业引入6款全新发动机,实现20%的减排;采用新型自动变速器,实现20%的减排;使用新材料减轻车辆自重,采用新轮胎技术等减排5%。此外,还将在混合动力和电动车上进行开发和引入,剩余的5%的减排目标将通过新能源汽车等其他方式实现。

面对新法规,未雨绸缪是大部分国内车企正在做的事情。据专家透露,一汽集团已经制定了明确的“环境友好型低碳技术路线”,包括一汽在燃料限制第三阶段、第四阶段甚至第五阶段要做哪种低碳技术。

业内专家认为,我国的自主品牌车企都应该像一汽集团那样,借鉴发达国家汽车集团公司的经验,按照如下的低碳技术路线做好规划,明确哪一阶段该做哪种低碳技术。

第一,加快传统发动机技术升级,比如,采用增压或增压中冷技术,提高发动机燃烧效率,采用高效燃油喷射系统,改进发动机经济性等,相关资料显示,自然吸气式发动机通过多项改进措施,可提高8%~14%的燃油经济性。

此外,提高发动机传动效率的做法也非常有效。一般来讲,机械式自动变速器(AMT)的节油效果比自动变速器(AT)提高20%。

第二,推广先进柴油发动机技术,现在柴油机比常规汽油机节省燃油约30%.比直喷汽油机节省燃油约25%。

据了解,欧洲轿车的二氧化碳排放量处于国际领先水平,主要因为欧洲以柴油机为主,在2015年各国汽车燃油经济性指标中,美国、日本只能达到每公里排放二氧化碳155g,而欧洲可达到每公里130g。

第三,研发替代能源技术,世界多个国家都在探索以替代能源作为发动机的燃料,比如中国对CNG、LNG、甲醇等燃料进行了一定范围的推广,巴西和美国对E85(85%的乙醇和15%的汽油混合)情有独钟,德国和瑞典投入较多的精力研发生物柴油和生物汽油。

由于替代能源属于低碳能源,在保持发动机功率的情况下,可以减少20%~30%的二氧化碳排放。

第四,加大新能源汽车研发力度。从长远看,在汽车行业,解决能源与环境问题的终极方案是发展新能源汽车。

六、引入节能技术,打造节能汽车

在能源短缺及地球变暖的严重情况下,各国汽车业都面临着节能减排的严峻挑战。麦肯锡公司的调查报告说,更节能的内燃机产品对未来减排目标的贡献度为50%。因此,目前世界各国都把传统发动机的技术升级作为发展低碳汽车的首要任务。

例如,2010年1月11日,美国政府宣布对8家汽车企业的9个发动机节能减排项目给予1.87亿美元的资金支持,以提高现有重型卡车和乘用车的燃油经济性。其中通用、福特等5家企业共获得约7160万美元,用于提高乘用车的燃油经济性,它们希望通过改进发动机技术,实现2015年乘用车燃油经济性比目前提高25%~40%的目标。

当今世界各大汽车企业纷纷引入发动机节能环保技术,打造节能汽车,但其侧重点和做法各有所不同,现简单介绍如下。

1.大众:将高增压进行到底

大众汽车先进动力总成技术已经成为其最核心的企业发展战略。就在2009年的上海车展期间,大众汽车在中国正式发布了其Bluemotion(蓝驱)战略。Bluemotion代表着大众一系列成熟的已经或者即将批量应用的系列技术,其中包括最基础也是目前已大批量应用的TSI汽油直喷发动机,DSG双离合器自动变速箱以及TDI柴油共轨直喷发动机。在这些技术基础之上,通过添加多种降低油耗和排放的技术,可以实现EcoTSI、BlueTDI和Bluemotion三大节能车型流派。其中,小型化、小排量、高增压的汽油、柴油发动机将成为未来大众汽车主要的技术发展方向,新款POLO上已经装备1.2TSI+7速DSG双离合变速箱,以后更小排量的类似发动机也将出现。大众节能汽车

(1)FSI、TSI:直喷即高效

大众FSI直喷发动机是目前较为成熟的直喷发动机技术之一,发动机控制单元可以根据不同的发动机负荷选择不同的喷油模式,从而最大限度地提高动力输出。再加上涡轮增压技术的TSI发动机,其动力性能可以在不增加排量和只增加少量油耗的情况下大幅提升。

譬如,大众传统电喷1.8T发动机功率和扭矩为110kW和210N·m,增加了直喷技术之后可达到118kW和250N·m的输出,油耗则降低20%~30%,效果明显。

(2)DSG:双离合流畅切换

DSG,这三个字母代表了大众汽车将平顺性与动力性相结合的双离合自动变速箱——在一个挡位运行的同时,另一个挡位预置于待命状态,换挡操作中,一个离合器脱开的同时另一个离合器接合。这样的结构使得换挡过程比手动变速箱更快,更精确,而且没有顿挫感。

DSG双离合自动变速箱因为换挡过程没有动力损失,不仅比传统自动变速箱省油,更能获得比手动变速箱更好的燃油经济性。

2.通用:提高燃油经济性

通用汽车在提高传统内燃机的燃油经济性方面付出了大量的努力,这些技术按照发动机和变速箱的不同主要包括:S-TEC小排量发动机技术、ECOTEC发动机技术、涡轮增压技术、SIDI直喷技术和六速手自一体变速器。

其中,S-TEC小排量发动机目前已经装配在雪佛兰乐驰、乐骋和乐风等车型上,发动机升功率大于50kW,具有小排量大功率的特点。第二代ECOTEC发动机比上一代产品更加节油,且推出了更小排量的版本,目前已经配备于新君威和科鲁兹,未来还会配备在其他产品上。SIDI直喷技术来源于凯迪拉克,在减少油耗和排放的同时,可以输出更加充沛有力的动力。

目前,通用汽车的S-TEC小排量发动机已经在上汽通用五菱投产。而另一家合资企业上海通用汽车已经陆续引进了搭载第二代ECOTEC发动机、SIDI直喷发动机的产品,并将陆续引进搭载涡轮增压发动机的产品。

通用目前还正在研究闭路燃烧技术,这项技术可以让汽缸每一个冲程都得到控制,可以得到最大的燃油经济性,排放也会降低,按照通用汽车的计划,该技术大概不久后会在欧宝、凯迪拉克等车型上得到应用。

简单地说,柴油机燃烧起来会有油烟、氧化氮的排放,通用汽车的这项技术要把它控制在一定范围之内,让它部分均质进气压缩点燃,这样可以提高它的燃油经济性。另外,柴油微粒过滤器可以使灰尘排放降低99%。

3.奔驰:世界最先进的动力总成技术

奔驰在2006年就发布了其CGI直喷汽油机产品,将直喷汽油机技术又向前推进了一步。而在2008年法兰克福车展上,奔驰推出的F700概念车,搭载了另一项意义重大的内燃机技术——Disotto压燃汽油机。以上两项技术代表了奔驰对汽油内燃机技术的研究方向。而在柴油机方面,奔驰的CDI技术已经发展到炉火纯青的地步,其装备了Bluetec技术的柴油轿车和SUV在油耗和排放方面已经超越了丰田强混合动力轿车及SUV。F700概念车

七、我国发展低碳汽车的产业优势

在中国,发展低碳汽车比较有优势,其主要表现在以下几方面。

1.中国的能源状况、自然资源对发展低碳汽车产业比较有利

进入新世纪以来,新能源电动汽车技术突飞猛进。油电混合动力技术进入产业化,锂动力电池技术取得重大突破,车用燃料电池技术不断进步。这一系列技术非常适合在我国能源资源状况下推广应用。

从能源状况来看,相对于高达50%的石油依存度,我国电力供应充足,电力装机容量接近8亿kW,一天的低谷电量约10亿kW时,可供4000万~5000万辆电动汽车充电,这一数字还将不断增加。同时我国电力来源广泛,可以充分利用多种可再生能源及清洁能源,其中风电、核电等清洁能源所占的比例也将越来越大,电力能源具有转化效率高、排放较集中,方便运输,终端分布广泛等优势,足以支持我国汽车社会的快速发展。这些条件为我国新能源电动车的发展提供了充足的能源保障。

从自然资源来看,在新能源电动汽车的生产方面,我国也有着天然优势。电动汽车的关键零部件——电池和电机所需的原材料在我国来源极为广泛,锰、铁、钒、磷、稀土永磁材料等在我国都是富产资源,这些为电动汽车产业的快速发展提供了资源保证。车用氢燃料电池示意图

在代用燃料汽车的发展方面,由于中国地域广阔,各种代用燃料的原料都相对充足,例如我国西北地区煤炭资源丰富,四川等地天然气资源丰富,这些自然条件为因地制宜地多元化发展代用燃料汽车提供了能源保障。

总之,我国拥有的丰富的自然资源,可以为低碳汽车的发展提供有力保障,为我国车用能源转型和汽车产业振兴提供坚实的基础。

2.中国政府对发展低碳汽车高度重视

我国政府高度重视交通领域的节能减排和交通能源的可持续发展,通过《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》、《汽车产业发展政策》、《节能减排综合性工作方案》、《新能源汽车生产准入管理规则》等政策以及国家重大科技经济计划项目引导,初步构筑了我国低碳汽车多元化发展战略。为确保国家节能减排战略的顺利实施,国务院总理在2008年政府工作报告中提出了“着力突破新能源汽车技术”的重要部署,经过一年的努力,这项任务得到了很好的执行,国务院总理又在2009年政府工作报告中对新能源汽车的技术进步给予了肯定,并提出了更高的期望。这些政府信号为中国汽车工业朝向资源节约型的长期可持续发展提供了有力的保障,同时也为我国汽车行业在全球汽车产业受阻的情况下加速发展,形成后发优势提供了重要支撑。

2009年3月20日,中国正式公布了《汽车产业调整和振兴规划》,其中目标之一,就是电动汽车产销形成规模。主要任务包括:推动纯电动车、充电式混合动力汽车及其关键零部件的产业化。政策措施有:启动国家节能和新能源汽车示范工程,由中央财政安排资金给予补贴,支持大中城市示范推广混合动力汽车、纯电动车、燃料电池汽车等节能和新能源汽车,县级以上城市人民政府要制定规划,优先在城市公交、出租、公务、环卫、邮政、机场等领域推广使用新能源汽车;建立电动汽车快速充电网络,加快停车场等公共场所公用充电设施建设。

地方政府也积极响应配合国家整体战略规划。2009年北京市出台了一系列刺激经济发展的政策,其中,增加5亿元用来启动“绿标”公交车队计划,未来预计购买1000辆新能源车。同时,上海市也明确表示,上海市政府宣布今后两年将投入60亿元资金用于油电混合动力汽车和纯电动汽车的开发和制造。并将于2010年实现混合动力汽车的量产规模。在此基础上,上海还将在新能源汽车整车和相关零部件产业各投入20亿元,加快推动中国新能源汽车产业发展壮大。机会也意味着挑战,中国汽车企业应抓住这次契机、坚定不移地加快新能源汽车的发展步伐。

2010年6月1日,财政部等部委联合发布了《私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法》、《节能汽车(1.6L以下乘用车)推广实施细则》以及《关于扩大公共服务领域节能与新能源汽车示范推广有关工作的通知》。

此次密集推出的各项政策,不仅明确了国家鼓励的节能与新能源汽车发展的重点技术路线,而且对市场推广更作出了科学安排,具有很强的针对性和操作性,是政府推动新能源汽车产业化,落实节能产品惠民工程实实在在的举措。它们必将对推动新能源汽车早日实现产业化,促进汽车产业结构调整,发挥重要作用。《私人购买新能源汽车试点财政补助资金管理暂行办法》,提出将对私人购买插电式混合动力乘用车和纯电动汽车进行补贴,同时按照《节能汽车(1.6L及以下乘用车)推广实施细则》,对消费者购买发动机排量在1.6L及以下,综合工况油耗比现行标准低20%左右的汽油、柴油乘用车给予每辆3000元的补助。前一政策,明确了新能源汽车鼓励发展的技术方向——插电式混合动力与纯电动汽车。而《节能汽车(1.6L以下乘用车)推广实施细则》的同时出台,体现了政府节能与新能源汽车并行发展的总体思路。那就是:新能源汽车是行业努力的大方向,但是节能汽车也是现阶段实现节能减排的重要力量,发展新能源汽车和节能汽车并不矛盾,两者之间不是支持与不支持的关系。在新能源汽车领域,混合动力与纯电动汽车也将携手共进。对于混合动力汽车,国家重点鼓励的是插电式混合动力汽车,这是一个比较明确的信号,表明了国家以更高等级混合动力汽车技术为鼓励重点,大力推动节能与新能源汽车共性技术发展的指导思想。天然气汽车

在代用燃料汽车方面,已基本确定了因地制宜发展的方针政策。2007年8月国家发改委发布的《天然气利用政策》中,将天然气汽车(尤其是双燃料汽车)列为天然气利用的优先领域。目前国内燃气汽车产业已发展到产业成熟期。

第二章 共掀低碳汽车的热潮

一、正确理解“低碳汽车”

低碳正向全球汽车发起冲击,世界各国汽车企业正在加速“低碳汽车”的研发进度和大规模生产的速度。但是发展低碳汽车要取得成功,首先要提高认识,对“低碳汽车”应有个正确的理解。

中国宣布到2020年中国国内碳排放比2005年下降40%~45%。汽车业是国家重点产业,2009年销售量突破1000万辆,更多的家庭圆了汽车梦,然而传统汽车向来是碳排放大户,有研究称,一辆轿车年排出有害废气达自身重量的4倍。

中国目前的汽车保有量很低,人均汽车拥有量仅为世界水平的三分之一,但年耗油量已经接近全国成品油总量的60%。按照目前的增长速度和油耗水平我国汽车保有量在2020年突破1.5亿辆时年耗油量将突破2.5亿吨,届时汽车的排放将成为气候变化不可承受之重。低碳汽车

因此,随着汽车保有量急剧增加,我国汽车行业必须担负起减少二氧化碳排放的重大责任,发展“低碳汽车”对我国汽车企业来说意义重大,企业和政府主管部门必须认真研究制定科学、可行的引导措施,加大“低碳汽车”的研发和市场化支持力度。

如前所指,所谓低碳汽车是指CO排放量低的汽车,其中包括能2耗更低、排放更少的传统内燃机汽车,以及使用非石化燃料的替代能源汽车,但依然采用传统内燃机。而采用新型能源驱动的新能源汽车是“低碳汽车”的主体,从目前来看只有混合动力、纯电动和燃料电池汽车三种是新能源汽车。当然,未来可能还会有其他的新能源汽车品种出现。

研究表明,新型动力技术可以大量削减碳排放,根据国际气候组织提供的研究数据,使用全混合动力的汽车可削减56%的耗油量。

零排放无疑是汽车社会的终极目标。专家表示,纯电动汽车是终极解决方案,实现纯电动汽车的普及可以实现到2020年中国国内碳排放比2005年下降40%~45%的目标。因此电动汽车将在今后10年新能源汽车浪潮中占据核心地位。

作为一个汽车工业的新兴力量,国内除了拥有无可比拟的市场优势以外,在技术领域我们还处于相对落后的地位。汽车工业的前途和商机在哪里?发展低碳汽车,尤其是电动汽车也许是汽车行业“弯道超车”的最佳机遇。

事实上,“中国可能成为未来电动汽车的中心”已基本成为世界主流共识,麦肯锡《中国蓄势待发:电动汽车的机遇》估计,到2030年,若电动车占乘用车总量的20%~30%,那么中国国内电动汽车市场可达到2000亿~1.5万亿元,对中国汽车业来说,这是一个很大的“绿色”商机。新能源汽车与新能源关系密切

专家认为:发展低碳汽车是汽车行业的一场重大变革,以电动汽车为代表的新能源汽车在技术方面还需要有重大突破;在配套设施方面,需要长期投资并逐渐完善。目前从技术上来讲还没有成熟到可以批量生产,成本较高,所以短期内不可能对节能减排有重大贡献,估计这个过程可能要10年甚至15年,这期间我们必须“两条腿走路”,在发展新能源的同时,进一步完善、改进传统内燃机技术。目前传统汽车仍有升级潜力,节能减排效果明显,一段时期内,传统汽车的统治地位不可动摇。

另外,新能源汽车与新能源关系密切,能源行业要注意辨别哪些能源碳分子结构多,哪些碳分子结构少,要把“低碳能源”放在优先发展地位。

二、各显神通——各国力推“低碳汽车”

在欧洲各国低碳汽车发展较快,其原因在于这些国家对促进低碳车的推广,措施得力。

像日本丰田生产的普锐斯这一类尾气中二氧化碳排放量每千米少于120g的汽车在欧洲被视为“低碳汽车”。

丰田普锐斯这款车因为使用混合动力,缩短了燃烧汽油的时间,每千米CO的排放量仅为104g,是排放量最小的轿车,甚至比很多微2型车排放量还少。比如欧洲著名的微型车Smart的每千米CO排放量2也达到了113g。

在全球温室效应日益恶化的今天,“低碳汽车”让“环境友好型”这个概念落到了实处,重视环保的欧洲人很乐于接受这样的环保汽车,从2006年开始,随着欧盟在1995年制定的限制汽车尾气二氧化碳排放时间表的推进,欧洲出现了一股低碳汽车热,而英国成为这场运动的先锋。丰田普锐斯

2007年2月,英国政府通过一项名为“ActonCO”的活动,向那2些不选择低碳汽车的驾驶者们施压,迫使他们选择污染更少的汽车,以减少二氧化碳排放量。

在新车市场上,政府进行了空前的干预,其中包括建立一家新网站,标识出每个级别最环保的车型。该活动还将推动生物能源车的使用,以及向英国人介绍如何在驾驶过程中减少燃料消耗量的技巧。

英国曼彻斯特市议会还推出了一项环保激励计划——使用低碳汽车的人将获得停车费降低25%的奖励。现在进入该市的人之中,只有大约2%使用低碳汽车。

英国政府不断推动低碳汽车发展的重要原因是:唐宁街日益发展,再不采取行动,英国汽车业将不能满足欧盟规定的新车减排的强制性目标。

欧盟于1995年向欧洲各国提出二氧化碳限制排放的目标。汽车厂家出厂的新车二氧化碳的排放应低于120g/km,当时很多人认为这是一个过于理想主义的目标。1998年,一些汽车厂家承诺在2008年之前,将达到低于140g/km的目标。2007年,每千米排放低于120g的目标又被重提,只是期限推迟到了2012年。

虽然期限被延后,但近年来越来越多的汽车厂商致力于生产排放越来越小的车型,FIESTA、CLIO、MINI这些微型车就是其中的杰出代表。

英国政府方面为了达到每千米排放量低于120g的目标还出台了一系列措施。伦敦市政府制定了一项拥堵费豁免的制度,就是当汽车二氧化碳排放量少于120g/km时,车主可以不交每天8镑的城区拥堵费。而对于其他汽车,为了舒缓城区交通,每天早晨7点到晚上6点车辆进入城区必须缴纳拥堵费。

另外,英国政府在税收上也向低碳汽车优惠。从2008年4月起对那些大型汽车和重污染汽车加倍征税,而排放低于120g/km的汽车则免去汽车消费税。

近日,英国交通部又公布了“充电汽车消费鼓励方案”(以下简称“方案”),规定2011年1月至2014年3月,英政府将对购买符合条件的电动汽车、插入式混合动力汽车和氢燃料电池汽车的私人或团体消费者给予财政补贴,每辆车的补贴金额为售价的25%,最高为每辆车5000英镑。据了解,该方案详细规定了有资格享受财政补贴新能源汽车的技术指标要求。其中对二氧化碳排放要求是:纯电动汽车为零排放,插入式混合动力汽车不高于75g/km。在性能要求方面规定:纯电动汽车续驶里程在113km以上,插入式混合动力汽车纯电动模式下续驶里程在16km以上,最高车速不低于96km/h。车辆保修期为3年或行驶12万km以内。电池保修期为3年,如果用户提出特别需求,需延长至5年。电池性能衰退相对较缓,用户正常使用3年后,其性能指标仍保持在可接受范围内。

20世纪90年代中期,法国开始推广电动车和天然气汽车。1999年,政府要求所有市政部门的电动车及天然气汽车比例必须占市政部门拥有车辆总数的20%以上,以此带动整个社会选择低碳汽车。

近两年来,作为低碳汽车的“佼佼者”,纯电动车和混合动力车在法国市场上具有独特的优势,这与政府推出的“新车置换金”密不可分。

法国政府规定,自2008年1月1日起,政府按所购买新车尾气二氧化碳排放量多少,对车主给予相应的现金“奖罚”,以鼓励购买低排量的低碳汽车。按规定,凡购买尾气二氧化碳排放量介于100~130g/km的新车,车主可获得现金200~1000欧元不等的环保奖励。若购买超低能耗、低排放的低碳汽车如纯电动汽车,奖励金额则高达5000欧元。反之,如果尾气二氧化碳排放量在160g/km以上的汽车,将按递增方式向车主征收环保税,税额从200~2600欧元不等。此外,法国政府还鼓励报废能耗大的旧车,并给予一定数额的现金奖励。

德国从2000年7月起实施按发动机排量与CO排放量征收汽车税2的政策。

另外,瑞典、加拿大魁北克地区开征类似“碳关税”的税收。

在日本,目前实行了3年期的政策,对低排放车型,根据低碳程度实施全免、减免75%和减免50%不等的优惠。

2010年4月初美国政府公布了汽车燃油经济性(CAFE)新标准,规定新车的平均燃油使用效率要从目前的11km/L提高至2016年的15.44km/L。此次规定还首次对汽车的温室气体排放加以限制。新标准规定在美国销售的2016款车型CO排放量必须限定在155g/km以2下。德国将按CO排放量征收汽车税2

三、车企共同谱写“低碳汽车”新篇章

发展低碳车的巨大商机引发了车企的“蠢蠢欲动”。目前国内外一些大汽车企业都在致力于开发低碳汽车,他们采取了多种解决方案,传统能源和新能源两条路都在走,并且运用了多种高新技术,而其中以创新的动力技术为核心。

1.奔驰系统的低碳解决方案

为了让奔驰的产品具备卓越的节能环保性能,奔驰长期以来关注各种低碳技术解决方案的创新与突破,并且为此作出了长期计划,将Bluetec技术、Bluetec Hybrid混合动力技术、CGI燃油直喷技术及Diesotto汽柴油混合技术等发动机方面的领先科技,以及F-Cell燃料电池和氢燃料电池技术等一系列解决方案联系在一起,以实现奔驰最终达到汽车交通零排放的梦想。奔驰公司并且提出了“零排放之路”的概念,旨在说明解决环境问题非一蹴而就,而是通过逐步递进的方式最终实现“零排放”。奔驰规划的发展道路分为三个部分:第一,优化改进内燃机,提高燃烧效率以减少排放;第二,通过混合动力技术逐步降低内燃机功率在整体功率中所占的比例,进一步减少排放;第三,开发燃料电池和电动车,实现完全零排放。如上所述,奔驰为这三步开发的各种低碳技术已经初具规模,并都已开始实用化。零排放之路

2.大众汽车推出“蓝驱”低碳车型

大众汽车旨在通过先进的发动机和变速器技术将全系列车型的油耗和排放降低20%以上,与其他产品和技术相比,TSI和DSG技术在实现更多驾驶乐趣的同时,燃油消耗量比竞争产品降低了20%到25%,节油率可达到22%,温室气体排放可降低33%左右。“蓝驱”是大众汽车特别赋予其旗下低排放、低油耗车型的特别标志。蓝驱以优化的涡轮增压直喷柴油发动机为核心,通过更宽的变速箱传动比、优化的外形设计、低滚动阻力轮胎实现了比普通车型更低的燃油消耗及排放,二氧化碳排放也比常规车型显著降低。

大众汽车在2006年夏天推出了Polo Blue Motion车型,这也是大众汽车首款使用Blue Motion标志的车型。这款装备59kWTDI柴油发动机的轿车,动力表现强劲,是目前欧洲最为省油和环保的量产5座轿车——平均油耗仅为每百千米3.9L,二氧化碳排放只有99g/km。车辆配备了45L的油箱,如果按3.9L/100km的油耗计算,能够行驶1150km。

目前大众汽车集团正在积极扩展其低碳“蓝驱”车型的范围,继全球最经济的五座型轿车Polo“蓝驱”、帕萨特“蓝驱”及帕萨特Variant“蓝驱”之后,大众汽车集团在2007年法兰克福国际车展上又同时推出了6款配备“蓝驱”低碳技术的新车型:高尔夫、高尔夫Plus、高尔夫Variant、捷达、途安及开迪“蓝驱”。这意味着从2008年开始,大众汽车几乎所有的车型系列都贴上“蓝驱”环保徽标。仅在德国,这些低碳汽车每年可节省400万升的燃油消耗,并且减少10600吨的二氧化碳排放。“蓝驱”已经成为大众发展低碳汽车的优势战略。

3.福特发展低碳汽车的优势战略

福特汽车近期的低碳汽车发展战略的系统方案包括Eco Boost新动力技术,以及多速变速箱、先进的电动转向、汽车自重的降低、空气动力性能的改善等技术,其中Eco Boost新动力技术降低油耗达20%,降低二氧化碳排放达15%,成本约为混合动力发动机的20%。

福特汽车在低碳技术方面除了发展可再生的氢能源汽车等长期战略外,更是将重心放在了积极开发各项在现阶段实际应用性强、价格合理的先进技术,以使更多的普通消费者能尽快受益。

福特汽车在2008年的北京车展上显示了其近期低碳战略的系统方案,其中就包括了Eco Boost新动力技术,还有福特油电混合动力系统、福特Power Shift动力传输技术等。这些技术在降低油耗、减少排放的同时,能保持或提高车辆的卓越驾驶性能,并提高驾驶和乘坐舒适性。福特汽车

福特Eco Boost新动力技术是福特汽车公司低碳战略近期解决方案中的核心技术,它采用涡轮增压燃油直喷技术,可应用于4缸和6缸发动机。先进的尾气驱动涡轮增压技术,再配以汽油直喷技术便能获得两全其美的效果——既拥有大排量发动机的效能又减少了废气排放。比如,福特汽车的3.5L Eco BoostV6发动机能在2000~5000r/min的转速下输出超过460N·m的扭矩,而传统的4.6LV8自然进气发动机在同样转速下的扭矩则为420N·m。与此同时,这台V6发动机每消耗lkg燃油可多行驶0.8km,而二氧化碳排放也减少了15%。

Eco Boost使汽油发动机的燃油经济性提升达20%,二氧化碳排放降低15%的同时,还能缩小发动机尺寸,并增强了扭矩和性能。

Eco Boost新动力技术,减少了4缸和6缸发动机小型化和增压后的传统弱势。与传统的进气口喷射相比,采用燃油直喷技术能取得更合理、更密集的喷射效果,从而获得更高的燃油经济性和更卓越的性能。

无论在何种驾驶状况下Eco Boost均可获得一致的燃油经济性,在城市和在高速公路上均表现高效,而不像混合动力只在城市拥堵的交通状况下才最高效。此外,Eco Boost发动机具有与柴油动力系统同样出色的牵引力。

与当前柴油机和混合动力技术成本相比,一台4缸Eco Boost发动机消费者通过节省燃油支出,需要大约30个月收回投资;而在同等里程数和燃油成本下,柴油机平均需要7.5年,混合动力发动机的回收期则需12年。

从2009年的全新林肯MKS轿车开始后的5年内,每年在北美将有50万辆福特、林肯和水星品牌汽车采用Ecoo Boost技术,这项技术也将陆续在包括中国在内的全球市场推出。

4.上海通用汽车的“绿动未来”战略

2008年1月22日,伴随一个个令人振奋的消息,上海通用汽车正式拉开了以“绿动未来”为主题的低碳汽车发展战略的帷幕。

启动仪式上崭新亮相的别克君越Eco-Hybrid油电混合动力车迈出了2008年低碳产品规划的第一步,该车为国内第一款量产中高档混合动力车型,综合油耗较常规动力2.4L君越下降15%以上。2008年上海通用还重手推出了三款新发动机,其中包括S-TECl.2L小排量、高科技发动机,该发动机以52.2kW的升功率、混合工况下6.0L/100km的油耗指标达到国内同级别发动机的最高水平。上海通用汽车还引进了拥有“2008年世界十大汽车发动机”称号的HFV6 3.6LSIDI双模直喷发动机,动力可提升15%,扭矩增加8%,而油耗降低3%;在冷起动时碳氢化合物的排放可降低25%之多。

5.中国长安的G-Living绿色战略

中国长安汽车集团在打造低碳汽车方面,突出体现了G-Living的绿色战略。“G”高度凝练了“绿色(Green)、成长(Growth)、全球性(Global)”含义,三个“G”与“Living”结合,表达了长安汽车新能源战略以低碳环保为核心发展方向,它是以“引领汽车文明、造福人类生活”的使命和“打造世界一流汽车企业”的伟大愿景为指导提出的绿色发展战略。

长安汽车绿色发展的成功之路主要体现在三个方面。

一是坚持致力于发展经济适用的小排量汽车。2009年,长安累计销售汽车186.9万辆,其中1.6L及以下小排量占总销量的80%。

二是在传统汽车领域,大力推进节能降耗。长安汽车坚定地认为,节能降耗仍具有较大的提升空间,是目前实现国家汽车节能减排计划较切实可行的发展路径之一。对此,长安汽车明确提出了2012年产品平均油耗降低15%、2015年降低20%、2019年降低30%的目标计划。

三是大力发展新能源汽车。在新能源领域,长安汽车按照“宽谱系、大纵深、多路线”的发展模式,大力推进混合动力汽车市场化、纯电动汽车的产业化进程。在混合动力车的研发方面,长安汽车已掌握中度混合、弱度混合、重度混合等相关技术,并率先在国内实现中度混合动力车型产业化上市;在纯电动技术研究上,长安汽车建立了9大类35项电动汽车专有试验评价体系,具备了较为完善、先进的纯电动整车和核心动力系统测试评价能力。

据了解,曾作为2008年北京奥运新能源汽车示范运行车辆的长安杰勋HEV混合动力轿车在国内率先量产并向个人用户销售,长安志翔HEV混合动力出租车更于2009年在杭州、重庆等城市投入运营。长安汽车志翔HEV出现在2010年上海世博会,作为丹麦馆的指定工作用车。

另外,在2010年北京车展上展出的长安Green-i纯电动概念车是一辆造型时尚、动感、前卫的纯电动绿色轿车。为了更加适合未来驾乘习惯,该车采用全车线控操纵、制动动能回收技术,能够迅速反应驾驶员的操作指令,进一步保证了驾乘的舒适与安全。更为方便快捷的是,该车无论在办公室、超市或是家中,只需要10分钟就可以快速充电,解决了纯电动汽车的续驶问题。

6.奥迪的四大低碳技术

奥迪公司虽属大众集团旗下,但该公司也有自己独特的低碳解决方案,经过几年来的不断探索,目前已形成了四大低碳技术,并在此基础上系统开发了多款颇具影响的低碳车型。

(1)动力高效化——TFSI

众所周知,传统的燃油发动机做功后只有31%的能量转化为有效牵引力,如此高的能耗比例对于汽车厂家来说既是一个头疼的问题,也是一个难得的机遇。

FSI的最大好处就是解决了缸内油气混合问题,而奥迪对传统汽油发动机技术的最大贡献则是在FSI(燃油直喷)之前加了个T(涡轮增压)。两者的完美结合使得在不牺牲驾驶乐趣的前提下降低了油耗和排放。实际上,奥迪也是绿色传统动力的重要开创者,标志之一就是其1989年问世的清洁柴油发动机(TDI)。较之同排量的汽油发动机,TDI的动力性能提高一倍、扭矩提高70%,但油耗却能降低30%、排放降低10%。奥迪有5种不同的传动系统,从传统手动变速箱、Stronic、tiptronic到Rtronic顺序式变速箱,之所以有这么多选择,主要是为了能够在不同排量的发动机上体现出节能、高效的特点。双离合变速箱也可降低油耗0.5L/100km,而采用8挡变速tiptronic的全新一代A8的油耗与上一代车型相比降低了大约6%。装有TFSI发动机的汽车

(2)车身轻量化——ASF

试验表明,车身重量每降低100kg,每百千米油耗减少0.3L,每千米二氧化碳排放也将相应减少7.5~12.5g。

空间框架结构技术(ASF),主要由铝或者全部由铝制成。这是奥迪品牌的一项革命性创新技术,也是奥迪转变本身重量螺旋式上升趋势的基础。铝质车身与钢板车身相比重量大约可减轻40%,这样可以明显地降低能耗,减少二氧化碳排放。轻量化车身是奥迪的核心竞争力之一,也是最重要的战略技术之一,因为它对于车辆的节能减排起着至关重要的作用。奥迪e-tron

(3)电子系统智能性

节约油耗是目前所有驾驶者都关注的问题,除了减轻重量、采用新能源外,一些电子系统的智能化升级一样可以带来好的效果。奥迪在部分量产车型中提供启动停止系统和带有高效程序的行车计算机等技术。标准行驶试验中,该系统百千米可节省0.2L燃油。导航也可以省油吗?奥迪的导航系统不仅能够提供多种路线选择,导航系统还和实时路况系统(TMC)相连接,该系统可以向驾驶者提供实时路况系统中的数据,从而使驾驶员得以选择省油的路径行驶。

(4)零排放的多样化解决方案

奥迪最近推出的e-tron纯电动概念车和奥迪Q5氢燃料电池车是奥迪所有尖端节能减排科技的集合,更重要的是它们为用户提供了两种零排放解决方案。

奥迪e-tron的每个车轮单独配备了一台驱动电机,对称的布局在实现理想车身负载分配的同时达到了绝对意义的四轮驱动效果。在性能表现上,e-tron一次充电可以行驶248km,在起动瞬间即爆发出230kW最大功率,最大扭矩更达到4500N/m。

正如“quattro”已经成为奥迪全时四驱技术的代名词一样,“e-tron”将成为奥迪品牌纯电动技术的标志性符号。

2010年在日内瓦车展亮相的奥迪Ale-tron就是一款专为未来都市打造的纯电动小型车。Ale-tron具备灵巧的车身和高效动力系统,可以在纯电动模式下连续行驶50km。在使用增程发电机的情况下,Ale-tron续驶里程可达200km,其平均二氧化碳排放量只有45g/km。

奥迪另一零排放解决方案可以举奥迪Q5 HFC氢燃料电池概念车的例子,HFC三个字母代表的是hybrid fuel cell,即复合式燃料电池。奥迪Q5 HFC可在13.4s之内加速到106km/h,最高车速可达160km/h。

奥迪提出的低碳解决方案十分全面、系统。除了上面提到的内燃发动机高效化技术、车身轻量化技术以及燃料电池和纯电动驱动技术外,奥迪还开发了混合动力驱动技术,最近亮相的全新A8 hybrid就是这一技术成果。

A8 hybrid是一款完全混合动力车型,它通过一台2.0TFSI汽油机和一台33kW电动机的组合,可输出180kW的最大功率和480N·m的最大扭矩,平均耗油量为每百千米6.2L,二氧化碳排放量144g/km。

此外,宝马也提出了“高效动力战略”,其核心是:宝马全球车型的研发和生产全部围绕更低能耗、更小排量、更大动力来进行。在中国市场,宝马集团成为率先把“高能低耗”作为明确口号提出的厂商,这是宝马在中国市场品牌战略的转变。

四、立足创新,成功实践“低碳汽车”

近年来,国外一些汽车厂商面向未来,立足创新,在发展低碳汽车方面取得了突破性进展,开发出了一些让人震撼、动摇着我们固有思路的低碳汽车,它们在动力革新的同时,在设计上也给我们焕然一新的感觉,下面列举几款较为成功的低碳汽车。

1.大众Up!Lite

大众公司用拿手的TDI柴油机与10kW电动机组合来涉足混合动力领域。尽管与技术最为成熟的丰田普锐斯比起来,大众Up!Lite只算得上轻度混合动力,但它仍然具备了制动能量回收和发动机自动关闭、启动等基本素质,并且由于不需要大容量的锂离子电池组,制造成本相应也会降低不少。当紧凑的0.8L双缸柴油机在经济模式下运行时(此时最大功率由38kW降低为36kW), Up!Lite的综合工况油耗可以低至2.44L/100km,大众公司宣称它为世界上最省油的四座家用车或许并不为过。同时,在7速DSG双离合变速器的配合下,12.5s的百千米加速成绩也不输给Prius。大众Up!Lite

除了在动力系统上做文章。Up!Lite省油的另一个秘诀在于仅有695kg的整备质量(注意:尺寸相近的Polo超过了1.1t), 4个18英寸大轮圈,居然是由碳纤维与铝合金联合打造而成。

为了实现0.237的超低风阻系数,不仅后视镜被小巧的摄像头所取代,散热器的格栅也可以根据发动机的负荷不同而自动开闭。犀利的外表下,Up!Lite让我们看到了小型家用车的未来。

2.宝马Vision Efficient Dy namics 概念车

在2009年东京车展上展出的宝马Vision Efficient Dynamics概念车,其雕塑刻纹的形体和曲面展现出的层叠感和流动感相互融合,从而带来低矮运动的低风阻视觉效果,而实际上该车的风阻系数也只有0.22,低于量产车中风阻系数最低的奔驰E级Coupe(0.24)。

宝马Vision前格栅会主动关闭,用来减小风阻系数。车身采用了轻质化处理,底盘以及车身覆盖件采用了铝合金。车顶以及可以鸥翼式开展的车门则采用了聚碳酸酯玻璃。由于车身轻量化,宝马Vision的综合油耗为百千米3.76L,每千米仅排放99g二氧化碳。宝马概念车

此外,宝马Vision的插电式混合动力系统采用全新的1+2模式,用1台低排量3缸柴油机和1台低功率高扭矩电动机驱动后轮,以1台高功率低扭矩互补电动机驱动前轮,形成独特的混合动力四轮驱动系统,锂电池最快44分钟可以充满。

3.奔驰GLK Bluetec Hybrid

Bluetec的科技实际上就是奔驰柴油动力。从2006年10月E320登陆美国市场后,奔驰于2008年7月陆续推出R-Class、M-Class、GLClass等柴油动力车。在向来以科技、环保而著称的第78届日内瓦车展上亮相的GLK Bluetec Hybrid作为奔驰的首款紧凑型清洁柴油混合动力SUV概念车。在采用了多项新技术之后,百千米油耗仅为5.9L,而排放则达到了欧洲Ⅵ标准。这些数据对于一辆SUV来说简直有些让人难以置信。

GLK Bluetec Hybrid有一套高效节能的驱动系统。该套驱动系统是由柴油发动机和电力单元构成的。全新4缸2.2LCDI柴油发动机采用了第四代共轨直喷技术以及两段式涡轮增压系统之后,使得这台发动机可以提供最大输出功率224ps和最大的扭矩560N·m。而电力单元则是由一台蝶形电动机承担。这台电动机被安装在发动机与自动变速器之间,它在整套系统中既是发电机又是发动机。当需要急加速的时候,这台电动机在能够为发动机额外提供最高为160N·m的扭矩,这样即使是满载状态也可以实现迅疾的起步与加速。当刹车时,此系统功能流程将反向运作,电动机将起到一个发电机的作用,将能量转化为电能储存到锂电池中。

GLK Bluetec Hybrid还装配了Start-stop系统,这个系统的工作原理是:当车辆停下等候交通信号或拥堵时,Start-stop系统可以自动使发动机停止运转;而在起步时,驾驶者只需踩下加速踏板,发动机便会在随后的几毫秒内启动。借助Start-stop功能的帮助,在能够有效减少污染物排放的同时减少油耗。

4.一汽马自达睿翼2.0轿车

汽车科技发展的两大趋势分别是动力总成的持续改进与新能源的研发,以及轻量化科技的运用,轻量化科技不是单指车身重量更轻,而是更为复杂的技术升级理念和涉及从车身设计直至制造工艺的系统工程。睿翼2.0就集中体现了马自达在轻量化技术方面的成就——实现了节油与安全兼顾,突破了所谓“车身越重越安全”的误区,也通过全面落实轻量化科技突破了2.0级别的燃油经济性指标。

从节油性能上看,更为合理的车身设计使得睿翼2.0在车身比第一代Mazda6大大加长的情况下车身自重更轻。与此同时,在不牺牲后排空间及乘坐舒适性的同时实现了0.27的同级别最低风阻系数。此外,睿翼2.0采用电子助力转向技术和进一步降低轮胎滚动阻力,这些都大大提升了睿翼2.0的节油性能。同时,一汽马自达还对睿翼2.0的发动机和变速器进行了重新调校,使得其燃油效率更高。正因为如此,睿翼2.0百千米油耗达到8.3L,在油耗指标上完全不逊色于1.6L级别车型,这不得不说是马自达在节油技术方面的巨大突破。

值得强调的是,在实现车身整备质量更轻、更节油目标的同时,睿翼2.0的安全性也得到了提升,睿翼2.0车型在C-NCAP碰撞测试中获得五星评定的好成绩,一举突破了所谓车身越重越安全的认识误区。除了拥有强大的主动安全技术与被动安全防护体系,睿翼的车身还大量使用了强度超过700GPa的超高强度钢板,其中部分关键部位的钢板强度达到1480GPa,这也是迄今为止同级别产品中强度最高的车身材料。睿翼2.0采用高强度的材料辅以更尖端的激光焊接及冲压工艺,换言之,超高强度钢板的使用一方面是成本问题,更为重要的是,超高强度钢板对于焊接和冲压工艺的要求更高,正是在材料和工艺上的改进保证了睿翼2.0在不增加钢板厚度的情况下大大提升安全性能。一汽马自达睿翼2.0

睿翼集中体现了轻量化科技对汽车消费和价值理念带来的冲击。应该说,睿翼不但开启了中高级2.0L级别的节油安全新标准,也将成为轻量化科技真正进入汽车产品及消费的开端。事实证明:轻量化技术是与先进动力技术同等重要的低碳技术。

5.福特Start概念车

福特汽车在2010年北京国际车展上首次展出了全新概念车Start。

Start概念车配装Eco Boost GTDI 1.0L3缸发动机,是迄今为止福特Eco Boost GTDI新动力技术家族中最小的发动机。该发动机使微型车也能享受到Eco Boost GTDI新动力技术带来的优异的燃油经济性和动力性。这款极其实用的发动机不久就会量产,届时其二氧化碳排放量将低于100g/km,同时动力和操控性皆可媲美1.6L汽油发动机。除了先进的绿色动力技术,Start概念车还应用了智能通信科技,能够实现众多车内功能,所有这些车内部件都选用轻质材料,降低了车重,减少了油耗,完全符合微型车的要求。

福特Start概念车代表了低碳科技的最新方向。福特Start概念车

从以上几个例子可以看出:成功的低碳车型都是采用了多种低碳技术,包括先进动力技术、轻量化技术、低风阻造型技术、低滚阻轮胎技术、电子助力转向技术等。正是这些低碳技术的系统集成和优化组合才造就了低油耗、少排放的卓越性能。

五、美国争做新能源汽车巨头

深陷困境的美国汽车业,在努力摆脱生产危机的同时,力争在新能源电动汽车方面有所突破。

推动新能源汽车发展是奥巴马政府能源政策的组成部分。美国总统奥巴马希望通过发展和利用新能源,使美国摆脱对海外石油的过度依赖。

2009年4月初奥巴马曾表示,联邦政府将购买1.76万辆包括新能源电动汽车在内的低碳汽车,这些汽车将由美国三大汽车厂商制造。尽管这一举措并不能改变美国汽车业衰退的现状,但它具有明显的象征意义,也是奥巴马鼓励发展新能源汽车的具体体现。美国汽车厂商和一些科研机构也都在采取相关行动,这使新能源电动汽车市场化进程明显加快。

奥巴马明确表示,到2015年美国要有100万辆充电式混合动力车上路。为鼓励消费,购买充电式混合动力车的车主,可以享受7500美元的税收抵扣,同时政府还投入4亿美元支持充电站等基础设施建设。

驱动混合动力车行驶的电池组技术是需要突破的关键。奥巴马2010年在考察位于加利福尼亚州一家电动车测试中心时宣布,美国能源部将设立20亿美元的政府资助项目.用以扶持新一代电动汽车所需的电池组及其部件的研发。为此,美国能源部下属的国家实验室以及电池制造业联盟在肯塔基州设立了研发和制造中心,目标是为充电式混合动力车提供高性能的锂电池组。

2010年4月1日,美国奥巴马政府公布新规定,首次为新轿车和轻型卡车订立温室效应气体排放标准:在美国销售的2016款车型二氧化碳排放量必须限定在155g/km以下。美国政府公布的汽车燃油经济性(CAFE)新标准规定:在美国销售的2016款轻型车(包括轿车、SUV、皮卡及小型厢式车)平均燃油经济性由2011年款车型的27.3mile/gal(约合8.6L/km)提升为35.5mile/gal(约合每百千米6.6L),燃油经济性增幅约为30%。新规定鼓励发展新一代省油的油电混合车、效率更高的发动机和电动车,从而终结了美国联邦管理官员与汽车制造商长达30年的激烈争执。这个目标比现行美国法律所作规定提早了4年。

从美国汽车制造商投巨资快马加鞭研发,到美国政府的对车商一系列恩威并重的政策,都可看出一个清晰的脉络,即在与汽车制造强国日本和迎头赶上的汽车大国中国的新能源汽车竞争中,美国输不起。美国总统奥巴马直言,未来的新能源汽车“不是在日本,也不是在中国制造,而是在美国”。

据统计,美国有超过24家制造商开始制造或计划推出电动车。底特律三巨头尽管大量裁员,削减大型SUV车型的生产,却仍将大笔研发费用砸在新能源车型的开发上,通用汽车将推出的新能源汽车雪佛兰Volt被美国人寄予厚望,分析人士说,以通用的这一款车为代表的新能源汽车,可望成为新的美国汽车精神的标志。

Volt首批上市车预计4000 ~6000辆,2011年的全年产量增至约1万辆。通用未来将朝氢燃料电池发展,已经在2010年与2011年分别推出Chevrolet Volt及Opel Ampera长距续航电动车。

作为电气化计划的重要内容,福特公司未来3年新能源汽车发展重点也直指电动汽车。据了解,2010年末,福特全顺Connect纯电动商用车试水美国车市;2011年,福特福克斯电动版上市;2012年,基于福特全球中级车平台研发的新一代混合动力及插入式混合动力汽车有望全球同步上市。雪佛兰Volt

在以上几款新能源汽车中,率先投放市场的是福特全顺Connect纯电动汽车。据悉,该车尾气排放为零,于2009年在美国首次亮相。它的目标续驶里程为单次充电行驶129km,整车装配工作由在电动汽车研发领域处于领先地位的Azure Dynamics公司负责,首批汽车已于2010年投放市场。重新设计的福特福克斯电动版,一次充电最远可行驶260km,尾气排放为零。目前,福特下一代混合动力及插入式混合动力汽车正在接受路测。

但同为美国汽车巨头的克莱斯勒公司,在电动车及燃料电池车的开发上,则略逊一筹。克莱斯勒表示,该公司最早的电动车要上市仍需3年至5年时间。

与三大车厂相比,美国硅谷的创投企业表现更为耀眼,全电动车厂Tesla Motors获美国能源部4.65亿美元贷款,研发ModeIS四门新电动车,已经在2012年正式推出。Tesla已经在全球18个国家售出937辆全电动跑车“Roadster”。

2009年成立的美国电动车联盟(The Electri-fication Coalition)表示,该机构的目标是,2040年时美国的电动车将达到2亿辆,占各种轻型车的四分之三。

六、日本争创新一代汽车研发中心

在新能源汽车方面,日本主要走混合动力汽车的技术路线。日本在混合动力汽车技术领域,领先世界。以丰田普锐斯为代表的日本混合动力电动汽车,在世界低碳汽车开发销售领域已经占据了领头地位。

目前,在欧美市场上已上市的混合动力轿车,一半以上是由日本汽车公司生产销售,丰田混合动力车在全球的累积销量已经达到了120万辆,其中,普锐斯的销量占其全部销量的72%,成为目前最成的功混合动力车型。

与此同时,日本还快速发展燃料电池汽车技术,丰田和本田汽车公司已成为当今世界燃料电池汽车市场上的重要企业。

为推进环保汽车,日本从2009年4月1日起实施“绿色税制”,它的适用对象包括纯电动汽车、混合动力车、清洁柴油车、天然气车以及获得认定的低排放且燃油消耗量低的车辆。前3类车被日本政府定义为“下一代汽车”,购买这类车可享受免除多种税赋优惠。

此外,日本实施低排放车认定制度。高、中档轿车和经济型轿车都可以向国土交通省申请接受低排放车认定。消费者可根据所购车辆的排放水平享受不同的减税待遇,购置以天然气为燃料或混合动力车等低公害车辆的地方公共团体,还可得到政府的补助金。

在日本政府的积极扶持下,日本主要汽车生产厂家也无一例外地提出了自己的新能源电动汽车战略。

日产公司于2012年批量生产纯电动汽车,投放日本和欧洲市场;三菱汽车、富士重工也在2010年前实现纯电动汽车的商业化;而丰田公司宣布在未来几年里,将混合动力车车型增加到10种。

丰田Auris(雅力士)柴油—电动混合动力概念车于2009年9月的法兰克福车展上首次亮相,这款车被命名为雅力士HSD,但它于2010年中期在伦敦以北的丰田德比工厂投产,丰田混合动力车型阵容将再次壮大。

与雅力士传统车型相比,雅力士HSD的油耗降低约19%,二氧化碳排放量减少17%左右。

另外,在2010年1月北美车展上,丰田FT-CH紧凑型混合动力概念车进行了首发。它的造型来自丰田位于法国尼斯的设计室。尺寸方面比在售的普锐斯稍小,虽然造型比较接近量产车,但是尚无量产计划时间。目前,丰田大部分混合动力车产自日本本土,只在美国和中国投产少量混合动力版凯美瑞和普锐斯。2009年7月,丰田总裁丰田章男对外宣布,丰田欧洲公司将转移工作重心,加大对混合动力车的研发、推广力度。在混合动力车推广方面,丰田雄心勃勃,计划用数年,在全球范围内实现年销售混合动力汽车100万辆的目标。丰田雅力士

虽然日本在混合动力汽车方面已居世界领头地位,但日本政府仍然公布了与发展新能源汽车相关的国家战略,有目的、有步骤地推动低碳社会发展。

日本一直希望在制定电动汽车相关标准方面起主导作用。2010年3月,丰田、日产等4家日本汽车企业与东京电力公司联合成立电动汽车快速充电协会(CHAdeMO),力求以统一标准、规范普及电动汽车的充电装置。“新一代汽车战略2010”要求CHAdeMO继续推进相关工作。同时要求日本相关方面就ISO(国际标准化组织)和IEC(国际电工委员会)提出的电动汽车及电池相关国际标准建议,开展针对性工作。

在电动汽车的配套设施方面,经产省计划到2020年,日本的普通充电设施达到200万处,快速电池置换站共5000座。经产省强调,日本汽车企业要在提高新一代汽车性能的同时,为电动汽车和混合动力汽车普及做准备。

日本经产省认为:2009年,以丰田普锐斯、本田Insight为主的混合动力汽车占日本新车销量(不含微型车)的10%左右。虽说成绩可圈可点,但要达到此次经产省设定的目标并不容易。时任日本汽车工业协会会长青木哲说:“从现在开始到10年后,即使是现有车型,要达到相关要求也必须进行3次左右的换型,更别说研发全新车型了。无论是时间还是成本上,要达到经产省的要求,日本汽车企业的负担依然很重。”丰田普锐斯

七、德国借势赶超竞争对手

2010年5月3日,时任德国总理默克尔与政界、汽车企业、能源公司和科研机构的代表,在柏林共同启动“国家电动汽车计划”,旨在促进德国电动汽车研究和推广。

默克尔在当天召开的电动汽车主题工作会议上指出,未来的汽车应该更环保,更有利于可持续发展,能对遏制全球气候变暖发挥重要作用。德国在传统汽车方面有良好的基础,应该争取在电动汽车领域获得领军位置。默克尔指出:“德国现在不发展电动汽车并使其尽快市场化,就会在不久的将来落后于人。”

按照“国家电动汽车计划”,到2020年,全国电动汽车保有量将达100万辆,计划尽快将电动车普及到德国人的日常生活中。

为帮助国内汽车企业发展电动车,德国政府计划未来3年,拿出7.05亿美元财政援助款,其中以1.64亿美元建8个试验区,研究电动汽车技术。德政府还承诺,将投资建设充电站,补贴电池技术研发,希望凭借牢固的产业基础和后发优势,赶超目前处于新能源汽车领先地位的竞争对手。德国交通部部长蒂芬泽认为,虽然日本研制混合动力汽车的能力较强,但欧洲市场很大,而且美国和亚洲也有开放的市场,德国在新能源汽车方面有足够信心与美国和日本等国家抗衡。

宝马公司首先对政府的计划表示欢迎,该公司近日宣布,将在2013年推出超大城市汽车,据介绍,“超大城市汽车”将是一款具有革命性意义的汽车,是一个为大都市量身定制的机动性解决方案,它将是宝马集团第一款量产的纯电动汽车。

作为宝马“项目Ⅰ”的一部分,“超大城市汽车”目前正处在研发阶段,未来将作为宝马的一个子品牌进入市场。新车型针对城市交通需要量身定制,以保证电动驱动技术被最大程度地应用。

从2008年11月开始,宝马集团从美国开始在全球范围内投放600多辆MINIE汽车进行实路测试,收集电动汽车日常使用的数据和经验。

此外,宝马与博世及三星公司合作生产车用锂电池的计划也已经启动。

德国大众在发展电动汽车方面虽然比日本企业晚了10年左右,但在德国政府宣布“国家电动汽车计划”后,大众第一时间向来考察的德国总理默克尔展示了高尔夫电动概念车,同时对外公布了电动汽车发展规划。这是高尔夫电动版首次公开亮相,该车最大功率为85kW,最高时速为140km,续驶里程达150km,体现大众在电动汽车方面的实力。

按计划,大众品牌将于2013年投产首款电动汽车Up小型车,接着是高尔夫电动版和捷达电动版。同一时期,朗逸电动版将在中国推出,2012年下半年,奥迪品牌将小批量生产e-tron电动跑车。大众期望在2018年成为全球电动车市场的领导者。朗逸

在加速发展电动汽车业务的同时,大众也加快了推广混合动力技术的步伐,新款混合动力途锐和保时捷卡宴混合动力版已经上市。2010下半年,奥迪os混合动力版、A8混合动力版也已经上市。混合动力捷达将于2012年推出,2013年则有高尔夫混合动力版、帕萨特混合动力版等多款新车上市。

根据德国“国家电动汽车计划”,来自研究机构、汽车生产企业以及相关行业的147名专家将组成7个工作组,分别负责研究电动汽车驱动技术、电池技术、基础设施建设、标准化与认证、材料与回收、人员与培训和政策条件7个方面的课题。

大规模推广电动汽车将推动替代能源技术发展。德国交通、建筑与城市事物部部长彼德·拉姆绍尔认为,要推广电动汽车,没有可再生能源是办不到的。到2020年,除了电动汽车保有量达到100万辆,德政府还希望燃料电池汽车保有量达50万辆。该国的长期目标是,40年后,德国城市交通基本摆脱对化石燃料的依赖。

德国政府日前表示,到2020年,可再生能源要占全部能源消耗的47%,因此,2020年德国境内的电动汽车要超过100万辆,从而帮助德国实现这一目标。在2009年年初德国政府通过的500亿欧元的经济刺激计划中,很大一部分用于电动汽车研发、“汽车充电站”网络建设和可再生能源开发。

八、四大汽车集团暗战新能源汽车

在国家科技部和相关部委的推动下,针对新能源汽车的鼓励和支持政策不断推出,使新能源汽车在我国的发展形成星火燎原之势。虽然对技术路线的发展目前仍存在争议,但是一汽、上汽、东风以及长安作为国内四大汽车集团,都相继制定了新能源汽车的发展目标,为未来储备实力的同时,也展开了一场争夺未来市场话语权的战争。

在这场新能源战争中,跨国巨头与中国本土企业正形成犬牙交错的格局,在技术、专利、标准以及市场的竞争中,中国企业力争迎头赶上。长安在2009年6月11日已经推出了首款针对个人用户销售的混合动力轿车,将新能源的产品竞争提前带入了实战阶段。

1.长安破局5%新能源目标

新能源汽车再也不是纸上谈兵,它已可以“飞入寻常百姓家”。

长安是在第十一届重庆车展开幕当天发布的长安杰勋混合动力轿车,售价为舒适型13.98万元和豪华型14.98万元,即日起长安杰勋混合动力轿车将先在重庆地区销售,并对前100名个人客户赠送万元大礼包。

此前科技部和财政部联合颁布的针对新能源汽车的补贴政策,并不涵盖个人消费领域,长安则采取了“企业补贴”的方式,率先破局个人领域的新能源汽车销售,实现了自主品牌混合动力轿车的量产。

长安这一举动对我国新能源汽车的产业化意义重大。汽车振兴规划对新能源汽车的规划目标是,电动汽车产销形成规模,改造现有生产能力,形成50万辆纯电动、充电式混合动力和普通型混合动力等新能源汽车产能,新能源汽车销量占乘用车销售总量的5%左右。

长安此次低价入市的混合动力轿车,第一个向5%的销售目标发起了冲击,其低价入市的策略,再结合地方政府的补贴,可以提前实现自主品牌混合动力轿车的产业化。

从目前来看,混合动力是新能源和传统能源相结合的车型,相比电动车和燃料电池汽车尚待突破的技术难题,混合动力已经进入产业化的前期。长安汽车已经宣布率先实现了混合动力汽车的产业化,年生产能力已经达到1万台的规模。在长安量产之后,一汽、上汽、东风、比亚迪包括本田、日产等企业都已经虎视眈眈,国内新能源汽车市场将迎来一场血雨腥风的竞争。

2.四大集团暗战新能源

2009年3月下发的《汽车产业调整振兴规划》对新能源汽车的发展提出了切实要求之后,国内四大汽车集团相继公布了自己的新能源发展计划,而其相同的目标是在2012年前后实现新能源汽车的产业化。

未来3年内,长安新能源汽车研发及产业化将预计投资10亿元,形成不同档次、不同用途、搭载不同的系统的中混平台化、弱混规模化、强混产业化研发能力,覆盖商用车、A级、B级、C级产品。2014年长安汽车将实现产销新能源汽车15万辆,2020年达到新能源汽车产销50万辆以上,成为新能源汽车行业的领先者。东风电动汽车产业园试点基地

一汽集团在加快自主品牌建设的同时,也没有放缓新能源的研发步伐。2009年2月25日宣布了其新能源战略,2012年,该集团计划建成一个年生产能力为混合动力轿车1.1万辆、混合动力客车1000辆的生产基地。

这一轮的新能源汽车竞争,国内四大集团都将目标锁定在了核心技术层面,而非生产数量。2009年6月2日,我国唯一的国家级电动汽车专利产业化试点基地——东风电动汽车产业园试点基地正式揭牌,东风汽车也在新能源汽车的产业化的布局上迈出了重要一步。东风电动车公司于2009年下线了东风自主品牌首款混合动力汽车,全年的目标销量为5000辆。

东风汽车副总经理周文杰说,东风汽车将来在电池、驱动电机和电控上有自己的核心技术和专利,希望可以掌控战略资源。

而国内最大汽车企业——上汽集团的新能源战略也制定了时间表。2009年5月4日,上汽集团召开新能源汽车建设誓师大会,明确新能源汽车产业化目标:2010年,上汽的荣威750中混混合动力轿车投放市场,实现综合节油率20%左右;同时为确保世博会新能源汽车任务顺利完成,向世博会的运营提供了跨越四大系统(纯电动、超级电容、燃料电池、混合动力),近千辆新能源车。

2012年,节油50%以上的荣威550插电式强混轿车将上市;同年,上汽的自主品牌纯电动轿车也要推向市场,真正实现零排放。

上海汽车副总工程师、战略与业务规划部执行总监程惊雷称,上海汽车新能源核心产业链建设,将重点抓好“五纵四横”工作。“五纵”是指在整车集成开发、动力系统集成技术,以及“电池、电机、电控”这三大新能源最核心、产业价值最大的零部件系统等五环节实现自主掌控。“四横”是指整车与零部件的协同开发和商务安排、官产学研机制的深化、政府政策扶持、政府主 导下的社会工程建设等四方面关系新能源汽车持续发展的社会化体系工作。

上汽成立了专门的新能源动力系统公司,总投资达20亿元,并且还将在混合动力整车与关键零部件上投入20亿元,总额约60亿元。

中国目前已经成为世界最大的汽车市场,面对未来的竞争,国有四大汽车企业集团已经提前布局,而这背后呈现的是中国汽车产业跨越战略的日渐清晰,长安、一汽、东风、上汽已经走在新能源汽车产业化的路上。

九、“插电式电动车”成新能源汽车主攻方向

在全球金融危机逐渐消退的今天,发达国家和跨国公司已经在寻找危机后引领全球济的新技术和新的产业支柱,在汽车行业,近年来动力电池技术和经济性得到了重要突破在新能源汽车各种技术路线中,汽车电动技术脱颖而出,美国总统奥巴马上任伊始就明确出美国汽车产业的方向是插电式电动车(包括增程型电动车),这一观点很快得到广泛认同。

尽管世界各主要汽车生产国目前仍分别控制和主导着某种汽车发展技术和产业路线,例如日本的混合动力、欧洲的先进柴油机、美国的燃料电池等,但就汽车动力电气化是新能源汽车发展方向这一点上,已经形成共识,电动车已经被汽车生产国当做振兴经济的突破口。

但纯电动汽车在具有完备的传统动力汽车基础设施的成熟市场发展仍面临巨大的挑战,而插电式电动汽车的问世是电动车大量进入市场的一个重要过渡。正因如此,目前世界各大汽车厂商抓住商机,都已启动推广这一项目。

在众多插入式电动车中,雪佛兰Volt无疑最受关注。该车从研发到量产吊足了人们的胃口。由于2009年通用汽车公司遭遇困境,致使该车型量产工作一度受阻。不过,这款车现在已经成功上市。

1.三菱i-MiEV

2009年,i-MiEV在日本首先面向团体用户销售,7月开始接受个人用户预订,并于2010年4月正式交车。

根据三菱公司的计划,i-M1EV2010年年产5000辆,到2011年夏天产量进一步提高到1.5万辆。据了解,大容量驱动电池放置在该车车厢地板下方。控制系统总成则被置于行李舱下方。这种既可以保证足够的续驶里程,又能使行李舱的空间足够宽敞。i-MiEV最高时速为130km,续驶里程为160km,提供快速充电和家用充电两种模式,最快30min可充入80%的电量。三菱i-MiEV

2.日产叶子

在2010年1月北美车展上,日产展出了2009年首次亮相于东京车展的纯电动车——叶子。该款车于2010年12月开始在日本、美国及欧洲同步销售,并于2011年登陆中国。

3. Think City

虽然挪威电动车制造商Think公司2009年的表现不尽如人意,但与2008年相比已有所好转。该公司2010年生产的4600辆City电动车,其中2500辆销售到美国。

随着欧洲业务渐趋稳定,Think的美国扩张计划终于开始启动。

City是全球第一款获得欧洲CE认证并实现量产的电动车,最高时速可达100km,一次充电可行驶180km。此前,该车曾在丹麦、荷兰、西班牙、瑞典、挪威和瑞士销售。

4.非斯科Karma

美国环保汽车制造商菲斯科的第一款量产电动车Karma自亮相以来便拥有大批“粉丝”。

Karma电动车同时配装两台功率300kW的电动机、一台小型汽油发动机以及大容量锂离子电池。在充满电时,该车可以凭电力驱动行驶80km,基本满足人们日常的驾驶需求。Karma百千米加速时间只需5.8s,最高时速可达201km,完全配得上跑车头衔。用美国汽车工程师协会的评测方法计算,Karma的CO排放量为83g/km,经济油耗2仅为百千米3.5L。

5. Coda未命名轿车

在美国电动车制造商中,位于美国加利福尼亚州的Coda绝对算是另类。该公司电动车所配装的磷酸锂电池组由其与天津力神公司的合资公司生产,电池容量为33.8kW/h,续驶里程约合144~192km。这款未命名的电动轿车由Coda与哈飞汽车合作开发车身,预计在美国碰撞安全测试中可获得4星或5星。该车从静止加速到60km/h只需11s,最高时速可达129km。

6.迈尔斯Duo

美国迈尔斯汽车公司近日推出了全新双人座电动车Duo。

Duo外观时尚,最高时速可达120km。据介绍,该车配备了迈尔斯公司最新研发的锂电池动力系统,续驶里程和保修期分别为100km和160000km,售价为22495.5美元,上市后,Duo将成为3万美元以下电动汽车的有力竞争者。

不少美国消费者都期待Duo早日上市。不过,许多业内人士对该款车的市场前景并不乐观。他们认为,只有三个车轮,酷似摩托车造型以及品牌弱势将是Duo销售上的障碍。

从上述可见,一些名不见经传的另类汽车制造商已经抢在大汽车公司的前面,率先推出了各种电动车,这不能不说是当今世界新能源汽车发展的一种新动向。非斯科Karma

第三章 低碳汽车的靓丽身影

一、名副其实的低碳汽车——天然气汽车

1.CNG汽车

天然气是一种无色、无味的气体,90%以上的成分为甲烷,常用的车用天然气一般为压缩天然气(CNG)或液化天然气(LNG)。

资料显示,目前全世界约有400万辆天然气汽车,主要燃料为压缩天然气(CNG),与汽油车相比,天然气汽车排放的尾气中一氧化碳含量降低约90%、二氧化碳减少约70%,颗粒物排放可降低约40%,铅化物排放几乎不存在。

理论计算和实际试验结果表明:天然气汽车是名副其实的低碳汽车。

对于现代内燃机来说,依据理论计算、室内台架和道路试验表明,每升柴油燃烧后排放的二氧化碳的质量为2650g,每升汽油燃烧后排放的CO质量为2370g;每千克天然气燃烧后排放的CO的质量为2232705g。H级天然气的热值为8.7464kW·h/m或13kW·h/kg;95号汽油的热值为8.49kW·h/L,柴油的热值为9.79kW·h/L。可见,lkg天然气的热值与1.5L汽油的热值相当,或与1.3L的柴油热值相当。也就是说,天然气与汽油的当量比为1∶1.5(kg/L),与柴油的当量比为1∶1.3(kg/L)。人们不禁会联想:汽油机和压缩天然气发动机同属点火式内燃机,当以压缩天然气替代汽油时,有可能使整车CO排放量大幅度降低。2

果真能如此吗?2009年3月,德国大众在莱比锡国际汽车展览会上,展出第六代帕萨特1.4TSI Eco Fuel压缩天然气(CNG)轿车,该车装配的发动机是排量为1.4L、缸内直喷、两级增压(初级为机械增压,次级为废气涡轮增压)的CNG发动机,压缩比高达13∶1,最大功率为110kW,最大扭矩为220N/m;整车百千米CNG消耗量为4.4kg, CO排放量为119g/km,完全满足欧盟将于2012年实施的CO排放法22规。该车的燃料有消耗量和CO排放量都比第六代帕萨特1.4TSI车型2低。

通过分析这个车型,我们可以得出以下结论:以CNG替代汽油和柴油,不仅整车动力性、燃料经济性均得到很大改善,而且CO排2放量能满足欧盟2008年通过的法规要求——130g/km,同时燃料费用较汽油节省40%,所以,选用天然气作为汽车燃料,并装用依据天然气的燃料特性、现代内燃机理论和技术全新设计的第三代CNG发动机,是中级、中高级轿车CO排放量达标的最佳选择。2第六代帕萨特

正是由于CNG汽车的节能减排效果显著,运行费用低廉,所以,2008年它在世界范围内的销量较上年增加36.5%,保有量增加30%。在亚洲各国的保有量增加59%,在欧洲各国的保有量增加26.4%。如今,巴基斯坦、阿根廷、巴西和伊朗四个发展中国家的CNG汽车保有量均已超过百万辆,其中巴基斯坦2008年的保有量已超过200万辆。CNG汽车在一些发达国家也呈快速增长趋势,如在意大利,2008年底的保有量已达58万辆。这种燃料变化不仅改善了这些国家的汽车能源结构,而且节省了大量外汇,同时也缓解了温室气体排放的压力。

截至2008年底,我国拥有CNG汽车40万辆,位居世界第七。遗憾的是,我国汽车主管部门始终未对这类汽车的发展予以足够的重视。尽管2007年国家发改委将CNG汽车列入奖励鼓励类项目,但在2009年3月公布的《汽车产业调整和振兴规划》中并未提及发展和推广CNG汽车。这样一来,我国的CNG汽车发展有可能长期处于放任自流状态,技术落后难以避免。

其实在我国,发展天然气汽车具有较大优势。首先,基础较好。1999年,我国开始实施清洁汽车行动。在国务院科教领导小组的领导下,科技部等13个部委联合组织全国19个试点示范城市和相关企业,联合科研机构进行天然气汽车专项技术攻关和示范应用,初步建立起我国天然气汽车产业化平台,并制定了部分标准。成绩来之不易,如果半途而废,十分可惜。

其次,能源供应有保障。据了解,我国天然气远景资源量达50333万亿m,地质资源量35万亿m,可采资源量22万亿m。到2030年,3我国天然气年产量可达2300亿m。

2009年9月25日,我国青海省天峻县木里镇成功钻获可燃冰。这33是我国首次在陆地发现可燃冰。1m的可燃冰可以释放出164m的天然气。可燃冰开采难度大,但预期储量巨大。

再次,配套设施较为完善。2000年2月,我国启动西气东输工程,这项总投资超过1400亿元的工程是仅次于长江三峡工程的又一重大投资项目。按照规划,至2010年,西气东输管线、加气站将覆盖全3国260个城市,受益人口近2亿,年供气400亿m。

目前,我国的天然气汽车主要为公交车和出租车,而电动汽车也主要在这两个领域推广。当支持政策和资金只有“1份”时,电动汽车和天然气汽车“抢食”就不足为奇了。但实际上,发展天然气汽车与电动汽车并不是对立的,在某些方面、某些阶段两者可以实现共同发展。

在国外,使用天然气和电池的混合动力汽车非常普遍,特别是在公共交通领域,在我国,有客车企业已开发出气电混合动力公交车,并进行了示范运行。不过,目前国家政策路线不明,对于气电混合动力汽车没有明确的扶持措施,对其商业化进程有一定的制约。

专家认为:从我国国情和技术水平出发,在客车领域,与电动汽车相比,未来3~5年内,我国应优先考虑发展天然气汽车,同时积极推进电动汽车的产业化进程。

2008年以来,我国提出大力发展“节能与新能源汽车”,而不是单纯提“新能源汽车”,是有深刻含义的。推广天然气汽车、电动汽车,都是发展节能环保汽车问题中应有之义。

2. LNG汽车

天然气经过高强度压缩(20~30MPa)后保存在高压气瓶中成为车用燃料CNG。天然气经过低温(-162℃)深冷处理后成为液态气体车用燃料LNG。

LNG的体积是天然气体积的1/625,也就是说,1L液态LNG可以生成625L气态天然气。因此,LNG汽车的续驶里程远大于CNG汽车,一般在400~500km以上,与燃油汽车相当。LNG的燃烧性能、储存性能、安全性能等为气体燃料中最佳。

CNG发动机与LNG发动机的主要区别在于,压缩天然气在进入汽缸前,需要有一套减压装置进行减压,液化天然气发动机则需要一套增压装置,将液态气经加压后变成气态气。

此外,二者的车载瓶也不同,CNG瓶要承受200个大气压,所以瓶壁厚、重量大;液化天然气瓶要保温,所以密封性比较好。

LNG车载瓶比CNG高压气瓶成本高,但重量轻,装载燃料量大于CNG;综合成本比较,同级别LNG汽车成本略高于CNG汽车。

目前,我国天然气汽车保有量已超过40万辆,主要是大中型客车和出租车,但大多以CNG为燃料,使用LNG燃料的汽车还没有普及。

普及LNG汽车,首先要建设大批LNG加注站,就像汽车需要加油站一样。目前,国内天然气资源比较丰富的地区都建有CNG加气站。由于CNG使用管道天然气,一旦管道供气不稳定,就会影响汽车燃料供应。LNG不使用管网运输,不会与管道“争气”。

LNG汽车加注站不需要大型压缩机,耗能比CNG加气站小,单车加注时间短。LNG泄漏后需要大量吸收热,不易很快燃烧,安全性好。

新型LNG加注站比CNG加气站占地小、节电、加液速度快、安全性好,可以和加油站合建。新能源LNG公交车

LNG是通过专用低温液罐车从LNG液化厂运输到加注站的,现在国内低温液罐车的生产已具规模,既有整车槽车,也有半挂槽车。

LNG汽车的车载储液瓶是专门存放LNG的低温绝热瓶,可以存储-162℃的低温LNG,并在有效期内保持低温,新型LNG车载瓶安装有阀门、液位计、汽化器和电子控制系统,能使加注站的LNG快速注入液瓶,通过液瓶阀门管路进入汽化器,变成气态天然气,按一定压力送入发动机。

由于点燃方式不同,无论是新型发动机,还是柴油机改造的天然气发动机,除缸体、缸盖、曲轴、连杆等与柴油机基本相同外,进气方式、压缩比、配气机构都要重新设计,还要增加一套水冷装置。

现在,我国的LNG发动机技术已经达到很高水平。刚开始开发发动机时,我们的产品比不过康明斯发动机,技术水平低、可靠性差、节能性差。现在,康明斯的天然气发动机已经被自主品牌发动机挤出国内市场,自主品牌天然气发动机的可靠性与康明斯相当,气耗比康明斯低,价格低20%~30%。盛产天然气的东南亚国家如泰国、马来西亚、新加坡等大量进口我国的天然气发动机和汽车。

目前,我国的天然气汽车生产已经形成了规模,客车、货车、出租车都有,上公告的产品有上百种,并实现了批量出口LNG发动机和汽车。

随着我国天然气资源的不断发现,新疆、内蒙古等地区已经开始建设液化天然气站点。随着进口天然气的增加,深圳、福建、大连等沿海城市建起了液化天然气接收站,有些站已经开通使用,有了充足的气源,LNG汽车有了更广阔的发展前景。

现在世界上只有几千辆LNG汽车的保有量,其中我国有2000多辆,是世界上LNG汽车最多的国家。

2010年,新疆计划发展上万辆LNG汽车,深圳等地已在大力推广LNG公交车,5年之内,我国LNG汽车可能达到几万辆的规模。现在,别的国家还没有大规模开发LNG汽车。在这一领域我国走到了世界前面。

国家863计划《节能与新能源汽车》重大项目咨询专家组组长王秉刚说,LNG汽车是一种有高技术含量的清洁能源汽车,这种车更适合大型运输。经过这几年国家科技项目的引领,我国形成了LNG汽车从零部件到整车的完整研发体系,实现了商业化,形成了出口势头,有非常好的发展前景,一定会在我国汽车大家庭中扮演重要角色。

二、“吃素”的生物燃料汽车

生物燃料也是汽车新能源技术一个重要的发展方向,具有普通矿物燃料不可比拟的优势。由于其源头植物的光合作用能基本平衡掉生物燃料制造和使用过程中的CO排放,所以使用生物燃料也比普通燃2油排放更清洁。

生物燃料主要包括生物柴油和乙醇。

法国环境与能源机构的资料显示,每使用1吨生物柴油就会减少2.1吨的CO排放;1吨乙醇汽油减少2.7吨的CO排放,所以生物燃料22汽车可以说是真正的“低碳汽车”。

1.乙醇汽油

车用乙醇汽油是从玉米、小麦等粮食中提炼出来的乙醇与汽油调配所形成的一种新型燃料。

目前,我国汽油年消耗量约3600万吨,推广应用车用乙醇汽油已成为国家的一项战略性举措,这对有效解决剩余粮食深加工转化问题、稳定粮价和农民收入、减少环境污染、缓解石油资源紧张的矛盾都具有十分重要的意义。乙醇汽油

从2002年开始,经国务院同意,国家发展与改革委员会等8部委决定在黑龙江、吉林、辽宁、河南、安徽5省开展车用乙醇汽油的试点工作,并在以后逐步加快了车用乙醇汽油的试点推广速度和推广范围。

车用乙醇燃料不仅在我国获得推广,包括美国在内的西方国家也在加强研究。根据美国媒体的报道,美国共有约2000座加油站可提供E85乙醇汽油。2007年,美国约3%的在用轻型车使用乙醇汽油,美国汽车“三大”提出,公司旗下50%的车型在2010年之前可以使用乙醇汽油。

据瑞典媒体报道,瑞典绅宝公司推出了世界上第一辆完全没有废气排放的轿车,这款敞篷轿车使用的燃料是百分之百的乙醇(El00),这是世界上首款废气零排放的环保车。

目前在欧洲,乙醇汽油使用的比例是5%,而在巴西已经达到25%。然而,面对乙醇燃料的日趋发展,也有人对此表示忧虑,因为目前大部分乙醇由玉米等粮食加工而成。因此,外界担心推广乙醇汽油会削减粮食供给,造成食品价格上涨。为解决此问题,目前国内外都在开展第二代乙醇——纤维素乙醇的研发工作,这种乙醇由不可食用植物如木屑和柳枝制成。

我国中粮集团正与丹麦合作,预计纤维素乙醇生产装置不久将在黑龙江肇东投产。吉林燃料乙醇有限公司的一位人士也透露,他们正在上一个项目,是用秸秆生产燃料乙醇年产3000吨的项目。

纤维素乙醇生产是当前国际的前沿技术,掌握这项技术,就可以把废弃的玉米秸秆变成能够替代成品油的燃料乙醇。不过,该项技术若想降低成本,并在实际生活中应用仍需时日。

2.生物柴油

生物柴油主要产自油菜子,还有大豆和向日葵,还可以以植物油或动物脂肪、废弃的食物油等为原料。植物油的生产靠压制,这种自然状态的油不能直接使用,需要和醛一起经过化学反应成为蔬菜甲基油脂,再与传统柴油混合,生物柴油以一定比例与石化柴油调和使用,可以减少油耗、降低尾气排放。

很多发达国家看好生物柴油的发展前景,并将生物柴油的产业化作为国家的重要战略。目前美国有4家生物柴油生产厂,年产量达30万吨,法国、意大利和日本三国的生物柴油年产量分别达40万吨、33万吨和40万吨。业内人士介绍说:“全世界植物生物能源每年的生长量相当于600亿~800亿(吨)石油,这种可替代能源的前景很好。”

尽管目前生物柴油的生产成本还比较高,在使用上也有些困难,但生物柴油的前途是光明的。

目前,生物燃料的成本是汽油的1.4~3倍,生物柴油制造成本的75%是原料成本,因此用廉价原料是生物柴油能否实用的关键。

据了解,目前,发达国家用于规模生产生物柴油的原料各有不同,其中美国主要采用大豆,欧盟主要采用油菜子,东南亚国家主要采用棕榈油。在我国政府“不与民争粮、不与民争油”的政策指导下,通过对生物原料在油性、含油率和采取等方面的比较,我国将小桐籽生物柴油作为未来的发展方向。

我国政府已经认识到生物柴油的重要战略意义,为了鼓励和规范生物柴油产业的发展、防止重复建设和投资浪费,国家发改委已经做了相关安排,中海油的海南项目就是国家安排的项目之一。

据国家发改委相关人士介绍,发展生物柴油是一项复杂的系统工程,发改委有意选择那些具备生物燃料发展经验、能够承担重任的特大型国有石油公司,先行开展生物柴油示范工程。

据了解,发改委已经批准国家三大石油公司的生物柴油产业化示范项目,涉及的原料都为小桐籽。其中,中石油南充炼油化工总厂生物柴油的产能为6万吨,已于2008年完成建设工作;中石化贵州分公司年产5万吨的生物柴油基地已经部分投产,中海油海南年产6万吨的生物柴油项目正在建设中。国家发改委的相关人士说,发改委计划使我国到2010年形成20万吨生物柴油的年产能,到2020年形成年产200万吨的生产能力。

中海油相关人员透露:“虽然中石化、中石油已经建成生产基地,但由于原料问题,一直无法规模生产。目前,原料问题是制约生物柴油发展的主要原因。”

中海油这位工作人员说:“中海油没有迫切地要求海南生产柴油项目尽快完工的主要原因,是在小桐籽收购价格问题上,无法与农民达成一致,农民还没有开始大面积种植小桐籽。”

时任云南种宇新能源有限公司总经理苟平说:“2007年,云南省的小桐籽种子的收购价已超过每千克6元,这意味着每吨生物柴油的价格将达到数万元,远远超过普通柴油四五千元的成本。各大石油公司不可能以这么高的价格收购小桐籽。”

由此可见,原料价格已成了我国发展生物柴油的拦路虎。

当然,为了降低生物柴油的生产成本,也可以采用除小桐籽之外的其他原料,例如在2010年上海世博会期间,中国馆向观众展示了利用微藻制取生物柴油的新技术。据了解,与利用玉米等粮食作物制取生物柴油相比,海洋微藻产量高、繁殖快、对生长环境要求低,盐碱地都能生长,不存在与民争粮的问题;易粉碎,处理加工相对简单,生产成本低;生长过程中可以吸收大量二氧化碳,具有良好环保效益。种植微藻,制取生物柴油,为用油大户——汽车提供了新的清洁燃料来源。小桐籽

三、“喝酒”的煤基燃料汽车

1.甲醇汽车

甲醇又名木醇、木酒精,是一种无色、透明、易燃、易挥发、略有酒精气味的液体,有毒。甲醇是一种简单的饱和醇,能与水、乙醇、乙醚、苯、酮以及其他许多有机溶剂相溶,遇热、明火或氧化剂易燃烧。

生产甲醇的原料主要是煤、天然气、煤层气、焦炉气等。用高硫劣质煤和焦炉气生产甲醇,可提高资源综合利用,又有利于环境保护。

甲醇用途广泛,是基础的有机化工原料和优质燃料,主要应用于精细化工、塑料等领域,还可以用来制造甲醛、醋酸、氯甲烷、甲氨、硫酸二甲酯等多种有机产品,也是农药、医药的重要原料之一。甲醇在深加工后可加入汽油掺烧。

甲醇汽油是将车用燃料甲醇与现有国标汽油按一定比例(体积或重量)调配制成的一种清洁燃料。

甲醇汽油的理化性能接近汽油,使用甲醇汽油、发动机不需做大的改动。甲醇与汽油相溶性较好,可实现各种比例掺混。世界各国根据不同国情,研发了M3(3%甲醇,97%汽油)M5、M15、M20、M30、M50、M85、Ml00等不同掺混比例的甲醇汽油。

由于掺混了一定比例的甲醇,与普通汽油相比,甲醇汽油有两大特点:一是具有极佳的冷却作用,可以降低发动机温度,不致过热;二是具有较强的抗爆能力,发动机能够在较高压力下正常工作而不会产生爆燃。

甲醇是含氧化合物,燃烧完全,甲醇汽油在汽车发动机中能量利用率高于汽油,经济性好。目前,国内M15甲醇汽油的使用量最大,在部分地区已应用于各类汽车。

甲醇汽车,顾名思义,就是以甲醇汽油为燃料的汽车。在我国甲醇汽车有着广阔的发展前景。业内人士介绍说:我国能源分布的总体特点是富煤炭、缺油气,可再生能源有限,目前我国可预见的能源中,只有煤炭可以采掘百年以上,而我国煤炭储量中高硫煤占40%~50%。这种劣质煤不能当做一次能源使用,但可以采用洁净技术,将高硫劣质煤制备成替代石油的二次能源——甲醇。甲醇可以低成本大量供应,到2008年年底,我国甲醇产能达2083万吨,产量为1061万吨,目前还有许多年产60万吨以上的大型项目在建,资源量非其他替代能源可比。

国家标准化管理委员会颁布的《车用燃料甲醇》和《车用甲醇汽油(M85)》国家标准已分别于2009年11月1日、12月1日起实施,这表明国家已将甲醇列入能源产品,甲醇从此有了基础有机化工原料和能源产品的双重身份,“名正言顺”地成为替代能源的一员。

业内人士表示,两项国家标准的发布实施,使企业生产甲醇燃料有标准可依,整个车用甲醇燃料市场将更加规范,同时也有利于汽车生产企业研究开发甲醇汽车。

目前国内市场上乙醇汽油和普通汽油的价格基本一致,93号汽油的均价在8000元/吨左右,而市场上甲醇汽油的批发价格仅在2000~3000元/吨,零售方面1L甲醇汽油要比普通的汽油便宜3~5角,可见甲醇汽油相对普通汽油具有明显的成本优势。

据了解,山西省在全国最先试验开发甲醇汽车,目前甲醇公交车已在该省的长治市街头正常运行。

另据了解,目前奇瑞公司在甲醇项目上已投入近3000万元,开发了两款发动机及新旗云甲醇轿车。后续,奇瑞公司还将加大投入,形成年产3万台甲醇发动机和2万辆整车的生产能力。

此外,上海华普公司研发甲醇汽车始于2005年年底,经过近5年的研发,无论是动力性、燃料经济性还是环保性,各项性能指标均达到较高水准。

但是目前甲醇汽车在国内还不能合法上路,因为国家还没有出台甲醇汽车的相关法规,甲醇汽车还无法登上国家汽车公告目录。

目前业内专家对于燃料甲醇尚有很多顾虑,因为燃料甲醇面临的最大问题是,甲醇泄漏就会污染环境,燃料甲醇也会生成有毒物质甲醛。美国曾试验用燃料甲醇,最后也被迫取消。另外行业内普遍关注的还有:甲醇生产过程中耗水量大,并排放大量二氧化碳等。故至今国内专家对发展甲醇汽车仍存在着争议。

2.甲醚汽车

DME的中文名为二甲醚,又称甲醚,简称DME,它是一种无毒含氧燃料,常温、常压下为气态,常温下可在0.5MPa的压力下液化,易于储存与运输,能实现高效清洁燃烧。作为洁净的二次能源,DME广泛用于汽车、发动机热泵、大型燃气轮机、燃料电池及家庭灶具、热水器等。

1995年以来,丹麦技术大学、Haldor TopsorAlS、Navistar、AVL、AMOGO等公司相继对二甲醚用于柴油机进行了研究。由于二甲醚(DME)燃料的卓越性能,近年来欧美、日韩和俄罗斯等国家十分看好二甲醚汽车的市场前景和环保效益,纷纷开展二甲醚燃料发动机与汽车的研发。在日本JEE公司、产业技术综合研究所等,近年来分别研制了多种二甲醚货车样车和城市客车样车,建立了数个二甲醚车用加气站,计划在政府支持下规模化推广二甲醚汽车。

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